EP1692467A2 - Coriolis mass flowmeter - Google Patents

Coriolis mass flowmeter

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EP1692467A2
EP1692467A2 EP04804716A EP04804716A EP1692467A2 EP 1692467 A2 EP1692467 A2 EP 1692467A2 EP 04804716 A EP04804716 A EP 04804716A EP 04804716 A EP04804716 A EP 04804716A EP 1692467 A2 EP1692467 A2 EP 1692467A2
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EP
European Patent Office
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value
mass flow
intermediate value
measuring tube
measured
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04804716A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Matt
Alfred Wenger
Michael Fuchs
Wolfgang Drahm
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Endress and Hauser Flowtec AG
Original Assignee
Endress and Hauser Flowtec AG
Flowtec AG
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Publication date
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Priority claimed from DE200410007889 external-priority patent/DE102004007889A1/en
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Definitions

  • the invention relates to a Coriolis mass flow / density meter for a medium flowing in a pipeline, in particular two or more phases, and a method for generating a measured value representing a mass flow.
  • reaction forces in the fluid such as eg. Coriolis forces corresponding to the mass flow rate, inertia forces corresponding to the density or friction forces corresponding to the viscosity, etc., and derived from these, generate the respective mass flow rate, a measurement signal representing the respective viscosity and / or the respective density of the fluid.
  • vibration-type transducer used in the course of the fluid-carrying pipeline, flowed through by the fluid during operation and a measuring and operating circuit connected to it
  • reaction forces in the fluid such as eg. Coriolis forces corresponding to the mass flow rate, inertia forces corresponding to the density or friction forces corresponding to the viscosity, etc., and derived from these, generate the respective mass flow rate, a measurement signal representing the respective viscosity and / or the respective density of the fluid.
  • sensors of the vibration type are, for example.
  • the transducers each comprise at least one measuring tube held in a, for example tubular or box-shaped, support frame with a curved or straight tube segment which vibrate to generate the above-mentioned reaction forces, driven by an electro-mechanical excitation arrangement, during operation is left.
  • the measuring sensors In order to detect vibrations of the pipe segment, particularly on the inlet and outlet sides, the measuring sensors furthermore each have a physical-electrical sensor arrangement that reacts to movements of the pipe segment.
  • the measurement of the mass flow is based, for example, on the fact that the medium flows through the measuring tube which is inserted into the pipeline and vibrates during operation is allowed to flow, whereby the medium experiences Coriolis forces.
  • the vibrations of the measuring tube are therefore detected by means of two vibration sensors of the aforementioned sensor arrangement spaced apart from one another along the measuring tube and converted into vibration measuring signals from whose mutual phase shift the mass flow is derived.
  • the instantaneous density of the flowing medium can usually also be measured with Coriolis mass flowmeters, specifically on the basis of a frequency of at least one of the vibration measurement signals supplied by the sensor arrangement.
  • a temperature of the fluid is usually also measured directly in a suitable manner, for example by means of a temperature sensor arranged on the measuring tube. It can therefore be assumed without further ado that - even if not expressly described - the density and temperature of the medium are also measured using modern Coriolis mass flowmeters, especially since they always compensate for measurement errors due to fluctuating fluid density when measuring mass flow to be drawn, cf. in particular the already mentioned WO-A 02/37063, WO-A 99/39164, US-A 56 02 346 or also WO-A 00/36379.
  • inhomogeneous media in particular two-phase or multi-phase fluids
  • the vibration measurement signals derived from the vibrations of the measuring tube in particular the phase shift mentioned, despite the viscosity and Density in the individual fluid phases as well as the mass flow rate are kept practically constant and / or are taken into account accordingly, are subject to considerable fluctuations and can therefore become completely unusable for the measurement of the respective physical parameter without remedial measures.
  • Such inhomogeneous media can, for example, be liquids into which, as is practically unavoidable in metering or filling processes, a gas present in the pipeline, in particular air, is introduced or from which a dissolved fluid, for example. Carbon dioxide, outgassing and leads to foam formation.
  • Another example of such inhomogeneous media is wet or saturated steam.
  • the pipeline into which the measuring sensor is to be inserted would have to be adapted to the latter, and not vice versa, which is probably not something that the user can get across.
  • the measuring tubes can also be those with a curved tube shape, so that the problem cannot be solved even by adapting the installation position. It has also been shown here that the aforementioned falsifications of the measurement signal cannot be significantly reduced even when using a vertically installed, straight measuring tube. In addition, the fluctuations of the measurement signal thus generated with flowing fluid cannot be prevented in this way either.
  • the classifiers can be designed, for example, as a Kohonen map or neural network and the correction can be based either on a few parameters measured during operation, in particular the mass flow and density, and other features derived therefrom, or also using an interval of one or more oscillation periods Carry out vibration measurement signals.
  • classifiers train and accordingly on the measurement conditions actually prevailing in the operation of the sensor, be it the installation situation, the fluid to be measured and its mostly variable properties or other factors influencing the measurement accuracy must be validated. Due to the high complexity of the interaction of all of these factors, the training and its validation can usually only be carried out individually on site and for each sensor, which in turn entails a considerable effort when commissioning the sensor. In addition, it has also been shown that such classification algorithms, on the one hand due to the high level of complexity, and on the other hand as a result of the fact that a corresponding physical-mathematical model with technically relevant or comprehensible parameters is usually not explicitly available, classifiers have very little transparency and thus are often difficult to convey. In connection with this, considerable reservations can easily occur at the customer, whereby such acceptance problems can occur at the customer, in particular, if the classifier used is a self-adapting one, for example a neural network.
  • the invention consists in a Coriolis Mass flow meter, in particular Coriolis-Mas s flow meter / density meter, for measuring a mass flow of a two-phase or multi-phase medium flowing in a pipeline, which comprises Coriolis-Mas s flow meter:
  • a carrier means which is fixed to an inlet-side end and an outlet-side end of the measuring tube and thus clamps it so that it can vibrate
  • An excitation arrangement which sets the measuring tube into mechanical vibrations, in particular bending vibrations, during operation,
  • a first vibration measurement signal representing inlet-side vibrations of the measuring tube
  • [029] has a table memory in which a multiplicity of discrete default values for the correction value are stored digitally, and
  • one of the default values is used, which is read out from the table memory using the second intermediate value.
  • the invention consists in a method for generating a physically sical measured variable representing measured value, in particular a mass flow measured value, which represents a mass flow of a medium flowing in a pipeline, by means of a Coriolis mass flow meter, in particular a Coriolis mass flow / density meter, which method comprises the following steps:
  • the correction value is determined using the second intermediate value and using a .Table memory, in which a plurality of discrete default values five the correction value is digitally stored, in that the currently used default value for the correction value is identified on the basis of the second intermediate value and is read from the table memory.
  • the evaluation electronics supply a mass flow measurement value derived from the first and / or from the second vibration measurement signal and representing a mass flow rate of the medium.
  • the evaluation electronics supplies a density measurement value and derived from the first and / or the second vibration measurement signal, which represents a density of the medium
  • the evaluation electronics determines the correction value using the density measurement value.
  • the evaluation electronics determine a memory based on the second intermediate value. address for a default value stored in the table memory and used as the current correction value.
  • the second intermediate value is based on a scatter of an amplitude of the excitation current, an amplitude of the oscillation measurement signals, an oscillation frequency of the oscillation measurement signals, a measured density and / or the first intermediate value, determined at least for a predetermined time interval is determined.
  • this comprises the following further steps:
  • the _. second intermediate value at least one scatter determined for a predetermined time interval of a measured value determined for the medium flowing in the pipeline, in particular a measured mass flow rate, a measured density or a measured viscosity, and / or a scatter of an operating parameter of the Coriolis determined for a predetermined time interval Mass flow meter, in particular an amplitude of the vibration measurement signals or an oscillation frequency of the vibration measurement signals.
  • An advantage of the invention is that the correction value for the correction of the first intermediate value, which is essentially determined in a conventional manner and temporarily represents the mass flow rate, can be determined beforehand comparatively simply but very precisely.
  • the correction value can be adapted very quickly to changing conditions in the medium to be measured, in particular changing concentration ratios, since very little arithmetic operation is required to determine it. Therefore, in the Coriolis mass flow meter according to the invention, compared to a conventional Coriolis mass flow meter, it is only necessary for the usually digital evaluation electronics minor changes, essentially limited to the firmware, are made, while no changes or only minor changes are required both for the measuring sensor and for the generation and preprocessing of the vibration measurement signals. For example, the vibration measurement signals can still be sampled with a usual sampling ratio of well below 100: 1, especially about 10: 1.
  • a further advantage of the invention can also be seen in the fact that, in particular also in contrast to the Coriolis mass flow meter described in US Pat. No. 65 05 519, practically the same evaluation method can always be carried out for the determination of the measured value, since the evaluation method according to the invention, even in spite of significantly changing flow conditions in the measuring tube, for example due to a temporarily two-phase or multi-phase medium and / or a medium temporarily consisting of several components, possibly also with varying concentrations of the individual phases and / or components, through a recurring selection the currently most suitable coefficient from the table memory can be adapted to the current flow conditions in a very simple manner.
  • FIG. 1 shows a side view of a Coriolis mass flow measuring device used to generate a mass flow measurement value
  • FIG. 2 shows schematically, in the manner of a block diagram, a preferred embodiment of a measuring device electronics suitable for the Coriolis mass flow measuring device from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a perspective view in a first side view of an exemplary embodiment of a vibration-type measuring sensor suitable for the Coriolis mass flow measuring device from FIG. 1,
  • FIG. 4 shows the sensor of FIG. 3 in perspective in a second side view
  • FIG. 5 shows an embodiment of an electro-mechanical excitation arrangement for the sensor of FIG. 3.
  • a Coriolis mass flow meter 1 is shown in perspective, the This is used to record a physical measured variable - here a mass flow m - of a two-phase or multi-phase medium flowing in a pipeline and into a measured value currently representing this measured variable - here the mass flow - here a mass flow measurement value X - ; the pipe m is not shown for reasons of clarity.
  • Medium can be practically any flowable substance, for example liquids, gases or vapors, in which, in addition to a main or carrier medium, inhomogeneities, i.e. undissolved portions of another medium with a consistency deviating from the carrier medium, are entered, for example solid particles carried in the liquid and / or gas bubbles bubbled into liquid.
  • the Coriolis mass flow measuring device 1 comprises a measuring sensor 10 of the vibration type and, as shown in FIG. 2, measuring device electronics 50 electrically connected to the measuring sensor 10.
  • measuring device electronics 50 there is also one of outside sensor 10 attached Elektr onikgenosuse 200 provided.
  • Elektr onikgenosuse 200 To detect the mass flow m, Coriolis forces are generated in the fluid flowing through by the measuring sensor 10, which is excited by the measuring device electronics 50 during operation, which are dependent on the mass flow m and which are measurable on the measuring sensor 10, that is to say they can be sensed and electronically evaluated , act back.
  • the Coriolis mass flow measurement device is also used to measure a density of the flowing medium and to determine a density measurement value X currently representing the density.
  • the measuring device electronics 50 is also designed such that it operates via the Coriolis mask flow measuring device 1 with a higher-level measured value processing unit, for example a programmable logic controller (PLC), a personal computer and / or a workstation Data transmission system, for example a fieldbus system, can exchange measurement and / or other operating data.
  • PLC programmable logic controller
  • the measuring device electronics 50 is designed in such a way that it can be supplied by an external energy supply, for example also via the aforementioned fieldbus system.
  • the measuring device electronics 50 in particular programmable, has a corresponding communication interface for data communication, for example. for sending the measurement data to a higher-level programmable logic controller or a higher-level process control system, on.
  • FIG. 3 and 4 show an exemplary embodiment of a physical-electrical transducer arrangement of the vibration type serving as a measuring sensor 10.
  • the structure and the mode of operation of such a converter arrangement are known per se to the person skilled in the art and, for example. also described in detail in US-A 60 06 609.
  • the measuring sensor 10 comprises at least one measuring tube 13 having an inlet end 11 and an outlet end 12 of predeterminable measuring tube lumen 13A which is elastically deformable in operation and of a predefinable nominal diameter.
  • Elastic deformation of the measuring tube lumen 13A means here that in order to generate internal fluid forces and thus describing the fluid, a spatial shape and / or a spatial position of the measuring tube lumen 13A is changed cyclically, in particular periodically, within a range of elasticity of the measuring tube 13, cf.
  • the sensor in the exemplary embodiment comprises only a single, straight measuring tube
  • a vibration-type measuring sensor instead of such a vibration-type measuring sensor, practically any of those in the prior art Corioils mass flow sensors can be used, especially one of the bending vibration type with only or at least partially vibrating, bent or straight measuring tube in a bending vibration mode.
  • vibration-type sensors with two curved measuring tubes through which the medium to be measured flows are described, for example, in EP-A 1 154243, US-A 53 01 557, and US-A 57 96 011 US-B 65 05 519 or WO-A 02/37063 are described in detail.
  • transducer arrangements serving as measuring sensors 10 are, for example.
  • Titanium alloys for example, are particularly suitable as the material for the measuring tube 13 used. Instead of titanium alloys, it is also possible to use other materials commonly used for such, in particular also for curved, measuring tubes, such as, for example, stainless steel, tantalum or zirconium, etc.
  • the measuring tube 13 which communicates in the usual manner on the inlet side and the outlet side with the pipeline supplying or discharging the fluid, is clamped in a rigid, in particular flexurally and torsionally rigid, support frame 14 so that it can vibrate .
  • a rigid, in particular flexurally and torsionally rigid, support frame 14 so that it can vibrate
  • other suitable carrier means such as. Pipes running parallel or coaxial to the measuring tube can be used.
  • the support frame 14 is fixed to the measuring tube 13 on the inlet side by means of an inlet plate 213 and from the slas side by means of an outlet plate 223, both of which are pierced by corresponding extension pieces of the measuring tube 13. Furthermore, the support frame 14 has a first side plate 24 and a second side plate 34, which two side plates 24, 34 are each fixed to the inlet plate 213 and to the outlet plate 223 in such a way that they run practically parallel to the measuring tube 13 and are spaced apart therefrom are arranged, cf. Fig. 3. Thus, facing side surfaces of the two side plates 24, 34 are also parallel to each other.
  • a longitudinal rod 25 is fixed to the side plates 24, 34, spaced apart from the measuring tube 13, which serves as a balancing mass which counteracts the vibrations of the measuring tube 13.
  • the longitudinal rod 25 extends, as shown in FIG. 4, practically parallel to the entire oscillatable length of the measuring tube 13; however, this is not mandatory, the longitudinal bar 25 can of course also be made shorter, if necessary.
  • the support frame 14 with the two side plates 24, 34, the inlet plate 213, the outlet plate 223 and the longitudinal rod 25 thus has a longitudinal center line which runs practically parallel to a measuring tube central axis 13B virtually connecting the inlet end 1-l & and the outlet end 12.
  • a first flange 19 is formed on the inlet side of the measuring tube and a second flange 20 on the outlet side, cf. Fig. 1; instead of the flanges 19, 20, e.g. other pipe connection pieces for detachable connection to the pipe may be formed, such as. the so-called triclamp connections indicated in FIG. 3.
  • the measuring tube 13 can also be connected directly to the pipeline, e.g. be connected by means of welding or brazing etc.
  • the measuring tube 13 is driven during operation of the measuring sensor 10, driven by an electro-mechanical excitation arrangement 16 coupled to the measuring tube, at a predefinable oscillation frequency, in particular. a natural resonance frequency, vibrated in the so-called useful mode and thus elastically deformed in a predeterminable manner, the natural resonance frequency also being dependent on a density of the fluid.
  • the vibrating measuring tube 13 is spatially, in particular laterally, deflected from a static idle position, as is customary in such transducer arrangements of the bending vibration type.
  • the excitation arrangement 16 is used to generate an excitation force F acting on the measuring tube 13 exe by converting an electrical excitation power P fed in by the measuring device electronics 50.
  • the excitation power P serves practically exe exe only to compensate for the power component extracted from the vibration system via mechanical and fluid-internal friction. To achieve the highest possible efficiency, the excitation power P is set as precisely as possible so that exe practically the vibrations of the measuring tube 13 in the useful mode, for example.
  • the exe exciter arrangement 16 as shown in Fig. 5 is shown, a rigid, electromagnetically and / or electrodynamically driven lever arrangement 15 with an on the measuring tube 13 flexural strength fixed bracket 154 and with a yoke 163.
  • the yoke 163 is also fixed to one end of the arm 154 at a distance from the measuring tube 13, in such a way that it is arranged above the measuring tube 13 and transversely to it.
  • a metal disk, for example, which receives the measuring tube 13 in a bore can serve as the arm 154.
  • the lever arrangement 15 is T-shaped and arranged, see. 5 shows that it acts on the measuring tube 13 approximately in the middle between the inlet and outlet ends 11, 12, as a result of which it experiences its greatest lateral deflection in the middle during operation. 5 comprises a first excitation coil 26 and an associated first permanent magnetic armature 27 and a second excitation coil 36 and an associated second permanent magnetic armature 37.
  • the two exciters which are preferably electrically connected in series, for driving the lever arrangement 15 - Gerspulen 26, 36 are detachable on both sides of the measuring tube 13 below the yoke 163 on the support frame 14, in particular so that they interact with their respective armature 27 and 37 during operation. If necessary, the two excitation coils 26, 36 can of course also be connected in parallel with one another. As shown in FIGS.
  • the two armatures 27, 37 are fixed to the yoke 163 so that they are spaced apart from one another in such a way that during operation of the sensor 10 the armature 27 is practically from a magnetic field of the excitation coil 26 and the armature 37 is practically from a magnetic field Exciter coil 36 passes through and is moved due to corresponding electrodynamic and / or electromagnetic force effects.
  • the movements of the armatures 27, 37 generated by means of the magnetic fields of the excitation coils 26, 36 are transmitted from the yoke 163 and from the arm 154 to the measuring tube 13.
  • These movements of the armatures 27, 37 are designed such that the yoke 163 is alternately deflected from its rest position in the direction of the side plate 24 or in the direction of the side plate 34.
  • the support frame 14 further comprises a holder 29 for the electromechanical excitation arrangement 16, in particular detachably connected to the side plates 24, 34, in particular for holding the excitation coils 26, 36 and possibly individual components one below mentioned magnetic brake arrangement 217.
  • the measuring sensor 1 has a measuring sensor housing 100 surrounding the measuring tube and supporting frame, which protects them from harmful environmental influences.
  • the sensor housing 100 is provided with a neck-like transition piece to which the electronics housing 200 housing the measuring device electronics 50 is fixed, cf. Fig. 1.
  • the lateral deflections of the vibrating measuring tube 13 firmly clamped at the inlet end 11 and at the outlet end 12 simultaneously cause an elastic deformation of its measuring tube lumen 13A, which is practically formed over the entire length of the measuring tube 13. Furthermore, due to a torque acting on the lever arrangement 15 at the same time as the lateral deflections, a rotation about the central axis 13B of the measuring tube is forced in the measuring tube 13, so that the measuring tube 13 practically vibrates in a mixed bending vibration torsion mode serving as a useful mode.
  • the rotation of the measuring tube 13 can be designed such that a lateral deflection of the Measuring tube 13 at the distal end of the arm 154 is either the same or opposite to the lateral deflection of the measuring tube 13.
  • the measuring tube 13 can thus execute torsional vibrations in a first bending vibration torsion mode corresponding to the same direction or in a second bending vibration torsion mode corresponding to the opposite direction.
  • the natural fundamental resonance frequency of the second bending vibration torsion mode of, for example, 900 Hz is almost twice as high as that of the first bending vibration torsion mode.
  • a magnetic brake arrangement 217 based on the eddy current principle is integrated into the excitation arrangement 16, which serves to stabilize the position of the mentioned axis of rotation.
  • the magnetic brake arrangement 217 it can thus be ensured that the measuring tube 13 always vibrates in the second bending vibration torsion mode and thus any external disturbing influences on the measuring tube 13 do not lead to a spontaneous change to another, especially not to the first, bending vibration torsion mode. Details of such a magnetic brake arrangement are described in detail in US-A 6006 609.
  • the imaginary central axis 13B of the measuring tube is slightly deformed and thus not a plane but a slightly curved surface in the vibrations spans. Furthermore, a path curve lying in this area and described by the center point of the measuring tube center axis has the smallest curvature of all the path curves described by the measuring tube center axis.
  • the measuring sensor 10 further comprises a sensor arrangement 60 which, by means of at least one first sensor 17 which reacts to vibrations of the measuring tube 13, generates a first, in particular analog, vibration measurement signal sl which represents it.
  • the sensor 17 can be formed, for example, by means of a permanent magnetic armature, which is fixed to the measuring tube 13 and interacts with a sensor coil held by the support frame 14.
  • Particularly suitable as sensors 17 are those which, based on the electrodynamic principle, detect a speed of the deflections of the measuring tube 13.
  • the sensor arrangement 60 further comprises a second sensor 18, in particular identical to the first sensor 17, by means of which it supplies a second vibration measurement signal s2, which also represents vibrations of the measuring tube 13.
  • the two sensors 17, 18 are spaced apart from one another along the measuring tube 13, in particular at an equal distance from the center of the measuring tube 13, in the measuring sensor 10 in such a way that by means of the sensor arrangement 60 both inlet side and outlet side -side vibrations of the measuring tube 13 locally recorded and mapped into the corresponding vibration measurement signals sl or s2.
  • the first and possibly the second vibration measurement signal sl or s2, which usually each have a signal frequency corresponding to an instantaneous vibration frequency of the measuring tube 13, are fed to the measuring device electronics 50, as shown in FIG. 2.
  • the excitation arrangement 16 is fed by means of a likewise oscillating excitation current i of adjustable amplitude and of excitation frequency f which can be set in such a way that the excitation coils 26, 36 flow through them in operation exe and in a corresponding manner required to move the armature 27, 37 magnetic fields are generated.
  • the excitation current i can be exe, for example, sinusoidal or rectangular.
  • the excitation frequency f of the excitation current exe i is preferably selected and set so exe in the measuring sensor shown in the exemplary embodiment that the laterally oscillating measuring tube 13 oscillates as exclusively as possible in the second bending vibration torsion mode.
  • the measuring device exc electronics 50 comprise a corresponding driver circuit 53, which is controlled by a frequency control signal y representing the excitation frequency f to be set and by an exe FM the amplitude exc control signal y representing the amplitude of the excitation current i to be set is.
  • the driver circuit can be implemented, for example, by means of a voltage-controlled AM-controlled oscillator and a downstream voltage-to-current converter; Instead of an analog oscillator, a numerically controlled digital oscillator can also be used to set the excitation current i.
  • an amplitude control circuit 51 integrated in the measuring device AM electronics 50 can be used, for example, which uses the instantaneous amplitude of at least one of the two sensor signals s, s and I 2 of a corresponding constant or variable amplitude reference value W to determine the amplitude updated control signal y; if necessary, a momentary amplitude of the excitation current i can be used to generate the amputation control signal y.
  • Such amplitude control circuits are also known to the person skilled in the art.
  • the amplitude control circuit of the latter is preferably designed such that the lateral vibrations of the measuring tube 13 are controlled to a constant amplitude, that is to say also independent of the [082] density.
  • the frequency control signal y can be supplied by a corresponding frequency FM control circuit 52 which, for example. updated based on at least the sensor signal s and on the basis of a frequency-representative direct voltage serving as a corresponding frequency reference value W.
  • the frequency control circuit 52 and the driver circuit 53 are preferably connected to form a phase control loop which is used in the manner known to the person skilled in the art, based on a phase difference, measured between at least one of the sensor signals s, s and the one to be set or the measured one Er- 1 2 excitation current i, constantly adjust the frequency control signal y to a momentary resonance FM frequency of the measuring tube 13.
  • v .. • phase locked loops for operating Meßrohi ⁇ n on one of their mechanical resonance frequencies is described in detail, for example, in US-A 48 01 897.
  • other frequency control circuits known to those skilled in the art can also be used, such as. are also described in US-A 45 24610 or US-A 48 01 897.
  • the amplitude control circuit 51 and the frequency control circuit 52 are implemented by means of a digital signal processor DSP provided in the measuring device electronics 50 and by means of program codes implemented accordingly and running therein.
  • the program codes can, for example. be stored persistently or permanently in a non-volatile memory EEPROM of a microcomputer 55 which controls and / or monitors the signal processor and, when the signal processor DSP is started, in a, eg.
  • the vibration measurement signals x, x are also fed to a measurement sl s2 circuit 21 of the measurement device electronics.
  • Conventional, especially digital, measuring circuits can be used as the measuring circuit 21 for this purpose, which determine the mass flow on the basis of the vibration measuring signals x, x, cf. in this regard in particular the aforementioned WO-A 02/37063, WO-A 99/39164, US-A 5648 616, US-A 50 69 074.
  • Measuring circuits are used which measure phase and / or time differences between the vibration measurement signals x, x and evaluate sl s2 accordingly.
  • the measuring circuit 21 can also be implemented by means of the signal processor DSP.
  • the measuring circuit 21, which is formed at least in part from the flow computer, is used in the manner known per se to the person skilled in the art based on a phase difference, which is detected between the two, possibly suitably conditioned, vibration measurement signals x, x mass flow rate to determine the correct s2 sponding measured value.
  • inhomogeneities in the flowing medium for example gas bubbles and / or solid particles carried in liquids, can lead to the fact that the measured value determined in a conventional manner, assuming a homogeneous medium, does not yet match the actual mass flow rate sufficiently accurately, i.e.
  • the correction can be carried out using the previously determined density measured value X @ and the previously determined intermediate value X 'with a computational effort which is very small in comparison to the rather complex computing methods mentioned at the outset.
  • a corresponding correction value X is derived from the intermediate value X 'by means of the evaluation electronics 2 and the mass flow measurement value X is calculated using the correction value X to m K, the intermediate value X', especially digitally .
  • the correction of the intermediate value X 'determined practically in a conventional manner can be based on the m functional equation [091] [which is the encoded mathematical formula] (1)
  • a second intermediate value X is determined to determine the currently suitable correction value X during operation, which is a measure of a percentage of a phase, for example a gas phase or a liquid phase, of the medium, in particular a percentage, or real, of the medium. represents and / or represents a deviation of the fluid to be measured from the ideal homogeneity or a degree of inhomogeneity.
  • the correction value X is thus derived from a concentration of the inhomogeneities measured during operation or transmitted to the Coriolis mass flow measuring device.
  • the evaluation electronics determine the correction value X, K on the basis of the intermediate value X, thereby practically directly that in the evaluation Electronics a clear relationship between the current intermediate value X and 2 the matching correction value X is mapped, especially programmed.
  • K the evaluation electronics 2 also have a table memory 56, in which a large number of digital correction values X previously determined, for example during the calibration of the Coriolis mass flow measuring device, are stored.
  • K, i correction values X are directly accessed by the measuring circuit via a memory address derived by means of the second intermediate value X currently valid K, i.
  • a programmable read-only memory for example an FPGA (field programmable gate array), an EPROM or an EEPROM, can serve as the table memory 56.
  • the correction value X can be, for example. can be determined in a simple manner by comparing the currently determined intermediate value X with corresponding default values for the intermediate value X entered in the table memory 2 and 2 then reading out that correction value X, that is, it is used by the evaluation electronics 2 for the further calculation, which corresponds to the default value closest to the intermediate value X 2.
  • the use of such a table memory for determining the correction value X has the advantage, among other things, that the K correction value X is very quickly available at runtime K 2 after the calculation of the intermediate value X.
  • K 2 can furthermore advantageously also be used, for example, to determine the degree of inhomogeneity of the fluid or measurement values derived therefrom, such as, for example. a percentage air content in the fluid or a volume, quantity or mass fraction of solid particles carried in the fluid, for example. visually perceptible on site or in a remote control room.
  • both the excitation current i and the oscillation current exc gungsmeßsignale x, x can fluctuate considerably over time.
  • the intermediate value X is determined according to an embodiment of the invention as a function of the scattering s of the flow and / or operating parameters selected for the specific application, ie the following should apply [097] [is the coded mathematical formula] (2)
  • the intermediate value X can be determined both on the basis of the scatter of a single flow and / or operating parameter, for example the excitation current, and on the basis of a combination of several flow and / or operating parameters.
  • the calculation of the respective scatter s for the purpose of determining the intermediate value X can be based on 2 a sampling AF of m measured values a of the selected flow parameter, for example the intermediate value X or the density measured value X ⁇ , or the selected operating parameter, for example the excitation current i or one of the vibration excitation measurement signals x, x or the like, according to the known function: sl s2
  • a corresponds to the mean value estimated for sampling AF.
  • the individual measured values a can e.g. be stored in the volatile data memory RAM digital i.
  • karaidas to determine the scattering p Sampling AF eg. can also be a correspondingly stored sampling sequence of an amplitude profile of an analog measured operating parameter, for example a section of a digitized envelope of the excitation current i or one of the vibration measurement signals x, x. sl s2
  • s samplings AF of only a relatively small thickness, m, eg. of approximately 100 to 1000 measured values a, are required, the individual measured values i also having to be scanned only within a very narrow scanning window or time interval of approximately 1 to 2 seconds. Accordingly, a relatively low sampling frequency would be on the order of a few kilohertz, for example. about 1 to 5 kHz is sufficient.
  • the intermediate value X can be ascertained for numerous applications as a solution of simple, in particular linear or quadratic, functions with the intermediate value as an argument, so that the predetermined values to be stored for the intermediate value can be determined X a few wet measuring points, i.e. calibrated using appropriate test fluids, are sufficient to the table memory by means of simple interpolation and / or extrapolation methods between these experimentally determined support points during calibration, for example using the method of least squares, practically without further calibration measurements being able to fill up with the remaining default values.
  • the determination of the default values for the intermediate value X can advantageously be carried out as part of a type calibration in which a few actually measured and possibly also calculated default values are adopted for Coriolis mass flow measuring devices of the same type.
  • the density measured value X ⁇ and a predetermined or timely measured reference density value K which is stored, for example, as a constant value when the Coriolis-Mas flowmeter is started or can be transmitted externally to the Coriolis mass flow meter during operation, a deviation 0 of the density _ of the medium from a predetermined reference density is determined.
  • the K deviation thus determined becomes 0 _ ⁇ with the second intermediate value X'a based on the functional equation
  • the reference density value K ⁇ can be entered manually, for example on site or from a remote control room, or sent from an external density meter to the measuring device electronics, for example via a fieldbus.
  • the reference density value K ⁇ is determined using a density measurement value X also stored in the measuring device electronics, the stored density measurement value X ⁇ representing a density of the medium, which in the case of homogeneous medium or has been measured for a medium assumed to be homogeneous.
  • the as Reference density value K stored density measurement value X is used for the subsequent correction of an intermediate value X 'm previously determined with inhomogeneous medium.
  • Functions symbolized by Eq. (1) to (4) can be at least partially implemented in an evaluation stage 54 of the measuring device electronics 50.
  • the evaluation stage 54 can, for example, advantageously. also by means of the signal processor DSP or e.g. can also be realized by means of the above-mentioned microcomputer 55.
  • the creation and implementation of corresponding algorithms that correspond to the previously described equations or that simulate the functioning of the amplitude control circuit 51 or the frequency control circuit 52, as well as their translation into program codes that can be executed in such signal processors, is known to the person skilled in the art. is familiar and therefore requires no detailed explanation. , 4, Of course, the aforementioned equations can also be represented in whole or in part by means of corresponding, discretely constructed, analog and / or digital arithmetic circuits in the measuring device electronics 50.

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Abstract

Disclosed is a Coriolis mass flowmeter/density meter comprising at least one measuring tube (11) through which a two-phase or multiphase medium flows during operation thereof. A supporting means (12) of the Coriolis mass flowmeter/density meter is fixed to an inlet end and an outlet end of the measuring tube (11), thus clamping the same so as to allow the measuring tube (11) to vibrate. The measuring tube (11) is made to vibrate mechanically, particularly to perform bending vibrations, by means of an excitation system (13). The inventive Coriolis mass flowmeter/density meter further comprises means (141, 142) for generating test signals (xs1, xs2 ) representing vibrations at the inlet end and outlet end of the measuring tube (11). An electronic evaluation unit (2) generates an intermediate value (X'm) that is derived from the test signals (xs1, xs2) and represents a tentatively determined mass flow rate as well as a second intermediate value (X2) derived from the test signals (xs1, xs2), especially from a measured value (Xρ) which is also generated in the electronic evaluation unit (2) and represents a density of the medium, said second intermediate value (X2) representing a measure of a concentration of a phase in the medium. A corrected value (XK) for the first intermediate value (X'm) is determined using the second intermediate value (X2), said corrected value (XK ) being selected among a plurality of predefined values stored in a table memory (56) by means of the intermediate value (X2). The electronic evaluation unit (2) additionally generates a measured value (Xm) representing a mass flow rate with the aid of the intermediate value (X'm) and the corrected value (XK).

Description

Beschreibung Coriolis-Massedurchfluß-Meßgerät Description Coriolis mass flow meter
[001] Die Erfindung betrifft einen Coriolis-Massedurchfluß-/ Dichtemesser für ein in einer Rohrleitung strömendes, insb. zwei- oder mehrphasiges, Medium sowie ein Verfahren zum Erzeugen eines einen Massedurchfluß repräsentierenden Meßwerts.The invention relates to a Coriolis mass flow / density meter for a medium flowing in a pipeline, in particular two or more phases, and a method for generating a measured value representing a mass flow.
[002] In der Prozeß-Meß- und Automatisierungstechnik werden für die Messung physikalischer Parameter eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids, wie zB. dem Massedurchfluß, der Dichte und/oder der Viskosität, oftmals solche Meßgeräte verwendet, die mittels eines in den Verlauf der fluidführenden Rohrleitung eingesetzten, im Betrieb vom Fluid durchströmten Meßaufnehmers vom Vibrationstyp und einer daran angeschlossenen Meß- und Betriebs Schaltung, im Fluid Reaktionskräfte, wie zB. mit dem Massedurchfluß korrespondierende Corioliskräfte, mit der Dichte korrespondierende Trägheitskräfte oder mit der Viskosität korrespondierende Reibungskräfte etc., bewirken und von diesen abgeleitet ein den jeweiligen Massedurchfluß, ein die jeweilige Viskosität und/oder ein die jeweilige Dichte des Fluids repräsentierendes Meßsignal erzeugen. Derartige Meßaufnehmer vom Vibrationstyp sind zB. in der WO-A 03O76880, der WO-A 02/37063, der WO-A 01/33174, der WO-A 00/57141, der WO-A 99/39164, der WO-A 9807009, der WO-A 9516897, der WO-A 88O3261, der US 2003O208325, der US-B 65 13 393, der US-B 65 05 519, der US-A 6006 609, der US-A 58 69770, der US-A 57 96011, der US-A 56 02 346, der US-A 53 01 557, der US-A 5259 250, der US-A 52 18 873, der US-A 50 69 074, der US-A 50 29482, der US-A 48 76 898, der US-A 47 33 569, der US-A 46 60421, der US-A 45 24 610, der US-A 44 91 025, der US-A 41 87 721, der EP-A 553 939, der EP-A 1 001 254 oder der EP-A 1 281 938 beschrieben.In process measurement and automation technology for measuring physical parameters of a fluid flowing in a pipeline, such as. the mass flow rate, the density and / or the viscosity, often used such measuring devices, by means of a vibration-type transducer used in the course of the fluid-carrying pipeline, flowed through by the fluid during operation and a measuring and operating circuit connected to it, reaction forces in the fluid, such as eg. Coriolis forces corresponding to the mass flow rate, inertia forces corresponding to the density or friction forces corresponding to the viscosity, etc., and derived from these, generate the respective mass flow rate, a measurement signal representing the respective viscosity and / or the respective density of the fluid. Such sensors of the vibration type are, for example. in WO-A 03O76880, WO-A 02/37063, WO-A 01/33174, WO-A 00/57141, WO-A 99/39164, WO-A 9807009, WO-A 9516897 , WO-A 88O3261, US 2003O208325, US-B 65 13 393, US-B 65 05 519, US-A 6006 609, US-A 58 69770, US-A 57 96011, US -A 56 02 346, US-A 53 01 557, US-A 5259 250, US-A 52 18 873, US-A 50 69 074, US-A 50 29482, US-A 48 76 898, US-A 47 33 569, US-A 46 60421, US-A 45 24 610, US-A 44 91 025, US-A 41 87 721, EP-A 553 939, EP -A 1 001 254 or EP-A 1 281 938.
[003] Zum Führen des Fluids umfassen die Meßaufnehmer jeweils mindestens ein in einem, beispielsweise röhr- oder kastenförmigen, Tragrahmen gehaltertes Meßrohr mit einem gebogenen oder geraden Rohrsegment, das zum Erzeugen oben genannter Reaktionskräfte, angetrieben von einer elektro-mechanischen Erregeranordnung, im Betrieb vibrieren gelassen wird. Zum Erfassen, insb. einlas sseitiger und auslaßseitiger, Vibrationen des Rohrsegments weisen die Meßaufnehmer ferner jeweils eine auf Bewegungen des Rohrsegments reagierende physikalisch-elektrische Sensoranordnung auf. Bei Coriolis-Massedurchflußmessern für ein in einer Rohrleitung strömendes Medium beruht die Messung des Massedurchflusses beispielsweise darauf, daß das Medium durch das in Rohrleitung eingefügte und im Betrieb schwingende Meßrohr strömen gelassen wird, wodurch das Medium Corioliskräfte erfährt. Diese wiederum bewirken, daß einlaßseitige und auslaßseitige Bereiche des Meßrohrs zueinander phasenverschoben schwingen. Die Größe dieser Phasenverschiebungen dient als ein Maß für den Massedurchfluß. Die Schwingungen des Meßrohrs werden daher mittels zweier entlang des Meßrohres voneinander beabstandeter Schwingungs Sensoren der vorgenannten Sensoranordnung erfaßt und in Schwingungsmeßsignale gewandelt, aus deren gegenseitiger Phasenverschiebung der Massedurchfluß abgleitet wird.To guide the fluid, the transducers each comprise at least one measuring tube held in a, for example tubular or box-shaped, support frame with a curved or straight tube segment which vibrate to generate the above-mentioned reaction forces, driven by an electro-mechanical excitation arrangement, during operation is left. In order to detect vibrations of the pipe segment, particularly on the inlet and outlet sides, the measuring sensors furthermore each have a physical-electrical sensor arrangement that reacts to movements of the pipe segment. In Coriolis mass flow meters for a medium flowing in a pipeline, the measurement of the mass flow is based, for example, on the fact that the medium flows through the measuring tube which is inserted into the pipeline and vibrates during operation is allowed to flow, whereby the medium experiences Coriolis forces. These in turn cause the inlet-side and outlet-side regions of the measuring tube to oscillate out of phase with one another. The size of these phase shifts serves as a measure of mass flow. The vibrations of the measuring tube are therefore detected by means of two vibration sensors of the aforementioned sensor arrangement spaced apart from one another along the measuring tube and converted into vibration measuring signals from whose mutual phase shift the mass flow is derived.
[004] Bereits die eingangs referierte US-A 41 87 721 erwähnt, daß mit Coriolis- Massedurchflußmessern üblicherweise auch die momentane Dichte des strömenden Mediums meßbar ist, und zwar anhand einer Frequenz wenigstens eines der von der Sensoranordnung gelieferten Schwingungsmeßsignale. Überdies wird zumeist auch eine Temperatur des Fluids in geeigneter Weise direkt gemessen, beispielsweise mittels eines am Meßrohr angeordneten Temperatursensors. Es kann daher ohne weiteres vorausgesetzt werden, daß - selbst wenn nicht ausdrücklich beschrieben - mittels moderner Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräte jedenfalls auch Dichte und Temperatur des Mediums gemessen werden, zumal diese bei der Massendurch- flußmessung ohnehin zur Kompensation von Meßfehlern infolge schwankender Fluiddichte stets heran zu ziehen sind, vgl. hierzu insb. die bereits erwähnten WO-A 02/37063, WO-A 99/39164, US-A 56 02 346 oder auch die WO-A 00/36379.The US-A 41 87 721 already mentioned at the beginning mentions that the instantaneous density of the flowing medium can usually also be measured with Coriolis mass flowmeters, specifically on the basis of a frequency of at least one of the vibration measurement signals supplied by the sensor arrangement. In addition, a temperature of the fluid is usually also measured directly in a suitable manner, for example by means of a temperature sensor arranged on the measuring tube. It can therefore be assumed without further ado that - even if not expressly described - the density and temperature of the medium are also measured using modern Coriolis mass flowmeters, especially since they always compensate for measurement errors due to fluctuating fluid density when measuring mass flow to be drawn, cf. in particular the already mentioned WO-A 02/37063, WO-A 99/39164, US-A 56 02 346 or also WO-A 00/36379.
[005] Bei der Verwendung von Meßaufnehmern der beschriebenen Art hat es sich jedoch gezeigt, daß bei inhomogenen Medien, insb. zwei- oder mehrphasigen Fluiden, die von den Schwingungen des Meßrohrs abgeleiteten Schwingungsmeßsignale, insb. auch die erwähnte Phasenverschiebung, trotz dem Viskosität und Dichte in den einzelnen Fluidphasen sowie auch der Massendurchfluß praktisch konstantgehalten und/oder entsprechend mitberücksichtigt werden, in erheblichem Maße Schwankungen unterliegen und so ggf. für die Messung des jeweiligen physikalischen Parameters ohne abhelfende Maßnahmen völlig unbrauchbar werden können. Solche inhomogenen Medien können beispielsweise Flüssigkeiten sein, in die, wie bei Dosier- oder Abfüllprozessen praktisch unvermeidbar, ein in der Rohrleitung vorhandenes Gas, insb. Luft, eingetragen ist oder aus denen ein gelöstes Fluid, zB. Kohlendioxid, ausgast und zur Schaumbildung führt. Als ein weiteres Beispiel für solche inhomogenen Medien sei ferner noch Naß- oder Sattdampf genannt.When using sensors of the type described, it has been found, however, that in the case of inhomogeneous media, in particular two-phase or multi-phase fluids, the vibration measurement signals derived from the vibrations of the measuring tube, in particular the phase shift mentioned, despite the viscosity and Density in the individual fluid phases as well as the mass flow rate are kept practically constant and / or are taken into account accordingly, are subject to considerable fluctuations and can therefore become completely unusable for the measurement of the respective physical parameter without remedial measures. Such inhomogeneous media can, for example, be liquids into which, as is practically unavoidable in metering or filling processes, a gas present in the pipeline, in particular air, is introduced or from which a dissolved fluid, for example. Carbon dioxide, outgassing and leads to foam formation. Another example of such inhomogeneous media is wet or saturated steam.
[006] Bereits in der US-A 45 24 610 wird eine mögliche Ursache dieses Problems für den Betrieb von Vibrationstyp-Meßaufnehmern angedeutet, nämlich der Umstand, daß sich vom Fluid in das Meßrohr eingetragene Inhomogenitäten, wie zB. Gasblasen, an dessen Innenwand anlagern und so das Schwingungsverhalten in erheblichem Maße beeinflussen können. Zur Umgehung des Problems wird weiters vorgeschlagen, den Meßaufnehmer so einzubauen, daß das gerade Meßrohr im wesentlichen senkrecht verläuft und somit ein Anlagern solcher störender, insb. gasförmiger, Inhomogenitäten verhindert wird. Hierbei handelt es sich jedoch um eine sehr spezielle und, insb. in der industriellen Prozeßmeßtechnik, nur sehr bedingt realisierbare Lösung. Zum einen müßte nämlich für diesen Fall die Rohrleitung, in die der Meßaufnehmer eingefügt werden soll, ggf. an diesen angepaßt werden und nicht umgekehrt, was dem Anwender wohl eher nicht zu vermitteln ist. Zum anderen kann es sich bei den Meßrohren, wie bereits erwähnt, auch um solche mit einer gekrümmten Rohrform handeln, so daß das Problem auch durch eine Anpassung der Einbaulage nicht gelöst werden kann. Es hat sich hierbei außerdem gezeigt, daß die vorgenannten Verfälschungen des Meßsignals auch bei Verwendung eines senkrecht eingebauten, geraden Meßrohrs nicht wesentlich verringert werden können. Außerdem lassen sich die im weiteren festgestellten Schwankungen des so erzeugten Meßsignals bei strömendem Fluid auf diese Weise ebenfalls nicht verhindern.Already in US-A 45 24 610 a possible cause of this problem for the operation of vibration type sensors is indicated, namely the fact that inhomogeneities entered by the fluid in the measuring tube, such as. Gas bubbles, on attach its inner wall and can influence the vibration behavior to a significant extent. In order to circumvent the problem, it is further proposed to install the measuring sensor in such a way that the straight measuring tube runs essentially vertically and thus prevents such disturbing, in particular gaseous, inhomogeneities from accumulating. However, this is a very special and, particularly in industrial process measurement technology, only very limitedly feasible solution. On the one hand, the pipeline into which the measuring sensor is to be inserted would have to be adapted to the latter, and not vice versa, which is probably not something that the user can get across. On the other hand, as already mentioned, the measuring tubes can also be those with a curved tube shape, so that the problem cannot be solved even by adapting the installation position. It has also been shown here that the aforementioned falsifications of the measurement signal cannot be significantly reduced even when using a vertically installed, straight measuring tube. In addition, the fluctuations of the measurement signal thus generated with flowing fluid cannot be prevented in this way either.
[007] Ähnliche Ursachen sowie auch deren Auswirkungen auf die Meßgenauigkeit bei der Bestimmung des Massendurchflusses sind beispielsweise auch in der JP-A 10-281846, der WO-A 0 076880, der US-A 5259 250, der US-A 50 29482 oder der US-B 65 05 519 diskutiert worden. Während zur Verringerung der mit zwei- oder mehrphasigen Fluiden einhergehenden Meßfehler in der WO-A 03O76880 eine der eigentlichen Durchflußmessung vorausgehende Strömungs- bzw. Fluidkonditionierung vorgeschlagen ist, wird beispielsweise sowohl in der JP-A 10-281846 als auch in der US-B 65 05 519 jeweils eine Korrektur der auf den Schwingungsmeßsignalen beruhenden Durchflußmessung, insb. der Massendurchflußmessung, vorgeschlagen, beispielsweise unter Verwendung vorab trainierter, ggf. auch adaptiver Klassifikatoren für die Schwingungsmeßsignale. Die Klassifikatoren können beispielsweise als Kohonen-Karte oder Neuronales Netzwerk ausgelegt sein und die Korrektur entweder anhand einiger weniger im Betrieb gemessener Parametern, insb. dem Massedurchfluß und der Dichte, sowie weiteren davon abgeleiteten Merkmalen oder auch unter Verwendung eines eine oder mehrere Schwingungsperioden einschließenden Intervalls der Schwingungsmeßsignale vornehmen.Similar causes as well as their effects on the measurement accuracy when determining the mass flow are, for example, also in JP-A 10-281846, WO-A 0 076880, US-A 5259 250, US-A 50 29482 or the US-B 65 05 519 has been discussed. While a flow or fluid conditioning prior to the actual flow measurement is proposed in WO-A 03O76880 to reduce the measurement errors associated with two-phase or multi-phase fluids, both JP-A 10-281846 and US-B 65 05 519 a correction of the flow measurement based on the vibration measurement signals, in particular the mass flow measurement, is proposed, for example using previously trained, possibly also adaptive classifiers for the vibration measurement signals. The classifiers can be designed, for example, as a Kohonen map or neural network and the correction can be based either on a few parameters measured during operation, in particular the mass flow and density, and other features derived therefrom, or also using an interval of one or more oscillation periods Carry out vibration measurement signals.
[008] Die Verwendung eines solchen Klassifikators birgt beispielsweise den Vorteil, daß im Vergleich zu herkömmlichen Coriolis-Massedurchfluß-/ Dichtemessern am Meßaufnehmer keine oder nur sehr geringfügige Änderungen vorgenommen werden müssen, sei es am mechanischen Aufbau, an der Erregeranordnung oder der diese steuernden Betriebsschaltung, die der speziellen Anwendung besonders angepaßt sind.The use of such a classifier has the advantage, for example, that compared to conventional Coriolis mass flow / density meters, no or only very slight changes are made to the sensor must, be it on the mechanical structure, on the excitation arrangement or the operating circuit controlling this, which are particularly adapted to the special application.
[009] Allerdings besteht ein erheblicher Nachteil solcher Klassifikatoren u.a. darin, daß im Vergleich zu herkömmlichen Coriolis-Massedurchflußmessern erhebliche Änderungen im Bereich der Meßwerterzeugung vor allem hinsichtlich der verwendeten Analog-zu-Digital- Wandler und der Mikroprozessoren erforderlich sind. Wie nämlich auch in der US-B 65 05 519 beschrieben, ist für eine derartige Signalauswertung beispielsweise bei der Digitalisierung der Schwingungsmeßsignale, die eine Schwingungsfrequenz von etwa 80 Hz aufweisen können, eine Abtastrate von etwa 55 kHz oder mehr für eine ausreichende Genauigkeit erforderlich. Anders gesagt, die Schwingungsmeßsignale sind mit einem Abtastverhältnis von weit über 600:1 abzutasten. Überdies fällt auch die in der digitalen Meßschaltung gespeicherte und ausgeführte Firmware entsprechend komplex aus.[009] However, there is a considerable disadvantage of such classifiers, among others. in the fact that, compared to conventional Coriolis mass flow meters, considerable changes in the area of measured value generation are required, especially with regard to the analog-to-digital converter used and the microprocessors. As described in US-B 65 05 519, a sampling rate of approximately 55 kHz or more is required for sufficient accuracy for such a signal evaluation, for example when digitizing the vibration measurement signals, which may have an oscillation frequency of approximately 80 Hz. In other words, the vibration measurement signals are to be sampled with a sampling ratio of well over 600: 1. In addition, the firmware stored and executed in the digital measuring circuit is correspondingly complex.
[010] Ein weiterer Nachteil solcher Klassifikatoren ist auch darin zu sehen, daß sie auf die im Betrieb des Meßaufnehmers tatsächlich vorherrschenden Meßbedingungen, sei es die Einbausituation, das zu messende Fluid und dessen zumeist veränderlichen Eigenschaften oder andere die Meßgenauigkeit beeinflussende Faktoren, trainiert und entsprechend validiert werden müssen. Aufgrund der hohen Komplexität des Zusammenspiels aller dieser Faktoren kann das Training und dessen Validierung abschließend zumeist nur vor Ort und für jeden Meßaufnehmer indivduell erfolgen, was wiederum einen erheblichen Aufwand bei der Inbetriebnahme des Meßaufnehmers zur Folge hat. Im übrigen hat es sich auch gezeigt, daß derartige Klassifikations- Algorithmen, einerseits aufgrund der hohen Komplexität, andererseits infolgedessen, daß zumeist ein entsprechendes physikalisch-mathematisches Modells mit technisch relevanten oder nachvollziehbaren Parameter nicht explizit vorhanden ist, Klassifikatoren eine sehr geringe Transparenz aufweisen und somit oftmals schwer vermittelbar sind. Damit einhergehend können ohne weiteres erhebliche Vorbehalte beim Kunden auftreten, wobei solche Akzeptanzprobleme beim Kunden insb. dann auftreten können, wenn es sich beim verwendeten Klassifikator zu dem um einen selbst adaptierenden, beispielsweise ein Neuronales Netzwerk, handelt.Another disadvantage of such classifiers can be seen in the fact that they train and accordingly on the measurement conditions actually prevailing in the operation of the sensor, be it the installation situation, the fluid to be measured and its mostly variable properties or other factors influencing the measurement accuracy must be validated. Due to the high complexity of the interaction of all of these factors, the training and its validation can usually only be carried out individually on site and for each sensor, which in turn entails a considerable effort when commissioning the sensor. In addition, it has also been shown that such classification algorithms, on the one hand due to the high level of complexity, and on the other hand as a result of the fact that a corresponding physical-mathematical model with technically relevant or comprehensible parameters is usually not explicitly available, classifiers have very little transparency and thus are often difficult to convey. In connection with this, considerable reservations can easily occur at the customer, whereby such acceptance problems can occur at the customer, in particular, if the classifier used is a self-adapting one, for example a neural network.
[011] Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen entsprechenden Coriolis- Massendurchflußmesser anzugeben, der auch bei inhomogenen, insb. mehrphasigen, Fluiden den Massendurchfluß genau mißt. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein entsprechendes Verfahren für die Erzeugung des Meßergebnisses anzugeben.It is therefore an object of the invention to provide a corresponding Coriolis mass flow meter which measures the mass flow precisely even in the case of inhomogeneous, in particular multiphase, fluids. Another object is to specify a corresponding method for generating the measurement result.
[012] Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung in einem Coriolis- Massedurchflußmesser, insb. Coriolis-Mas sedurchfluß-/ Dichtemesser, zum Messen eines Massedurchflusses eines zwei- oder mehrphasigen Mediums, das in einer Rohrleitung strömt, welcher Coriolis-Mas sedurchflußmesser umfaßt:To achieve this object, the invention consists in a Coriolis Mass flow meter, in particular Coriolis-Mas s flow meter / density meter, for measuring a mass flow of a two-phase or multi-phase medium flowing in a pipeline, which comprises Coriolis-Mas s flow meter:
[013] mindestens ein in den Verlauf der Rohrleitung eingesetztes Meßrohr, das im Betrieb vom Medium durchströmt ist,[013] at least one measuring tube inserted into the course of the pipeline and through which the medium flows during operation,
[014] ein Trägermittel, das an einem einlaßseitigen Ende und einem auslaßseitigen Ende des Meßrohrs fixiert ist und dieses somit schwingfähig einspannt,[014] a carrier means which is fixed to an inlet-side end and an outlet-side end of the measuring tube and thus clamps it so that it can vibrate,
[015] eine Erregeranordnung, die das Meßrohr im Betrieb in mechanische Schwingungen, insb. Biegeschwingungen, versetzt,An excitation arrangement which sets the measuring tube into mechanical vibrations, in particular bending vibrations, during operation,
[016] Schwingungsensoren zum ErzeugenVibration sensors for generation
[017] eines einlaßseitige Schwingungen des Meßrohrs repräsentierenden ersten Schwingungsmeßsignals sowieA first vibration measurement signal representing inlet-side vibrations of the measuring tube and
[018] eines auslaßseitige Schwingungen des Meßrohrs repräsentierenden zweiten Schwingungsmeßsignals, sowie[018] a second vibration measurement signal representing outlet-side vibrations of the measuring tube, and
[019] eine Meß- und Betriebs-Elektronik, die[019] measurement and operating electronics, the
[020] einen die Erregeranordnung treibenden Erregerstrom und[020] an excitation current driving the excitation arrangement and
[021] einen Massedurchfluß-Meßwert liefert, der einen zu messenden Massedurchfluß repräsentiert,Provides a mass flow measurement value representing a mass flow to be measured,
[022] wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik[022] the measuring and operating electronics
[023] . einen von den Schwingungsmeßsignalen abgeleiteten, mit dem zu messenden Massedurchfluß korrespondierenden ersten Zwischenwert und einen Korrekturwert für den ersten Zwischenwert erzeugt, sowie[023]. generates a first intermediate value derived from the vibration measurement signals and corresponding to the mass flow to be measured, and generates a correction value for the first intermediate value, and
[024] anhand des ersten Zwischenwerts und des Korrekturwerts den Massedurchfluß- Meßwert ermittelt,[024] determines the mass flow measured value on the basis of the first intermediate value and the correction value,
[025] wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik den Korrekturwert unter Verwendung wenigstens eines zweiten Zwischenwerts erzeugt,[025] wherein the measurement and operating electronics generate the correction value using at least one second intermediate value,
[026] der von wenigstens einem der Schwingungsmeßsignale und/oder vom Erre- gerestrom abgeleitet ist, und[026] which is derived from at least one of the vibration measurement signals and / or from the excitation current, and
[027] der ein Maß für einen Anteil einer Phase des Mediums repräsentiert,[027] which represents a measure of a portion of a phase of the medium,
[028] wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik[028] the measuring and operating electronics
[029] einen Tabellenspeicher aufweist, in dem eine Vielzahl diskreter Vorgabewerte für den Korrekturwert digital abgespeichert ist, und[029] has a table memory in which a multiplicity of discrete default values for the correction value are stored digitally, and
[030] zur Ermittlung des Korrekturwert einen der Vorgabewerte verwendet, der unter Verwendung des zweiten Zwischenwerts aus dem Tabellenspeicher ausgelesen ist.To determine the correction value, one of the default values is used, which is read out from the table memory using the second intermediate value.
[031] Ferner besteht die Erfindung in einem Verfahren zum Erzeugen eines eine phy- sikalische Meßgröße repräsentierenden Messwerts, insb. eines Massedurchfluß- Meßwerts, der einen Massedurchfluß eines in einer Rohrleitung strömenden Mediums repräsentiert, mittels eines Coriolis-Mas sedurchflußmessers, insb. Coriolis- Massedurchfluß-/ Dichtemessers, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt:[031] Furthermore, the invention consists in a method for generating a physically sical measured variable representing measured value, in particular a mass flow measured value, which represents a mass flow of a medium flowing in a pipeline, by means of a Coriolis mass flow meter, in particular a Coriolis mass flow / density meter, which method comprises the following steps:
[032] Bewirken von Schwingungen, insb. Biegeschwingungen, eines vom Medium durchströmten Messrohrs des Coriolis-Massedurchflußmessers,Causing vibrations, in particular bending vibrations, of a measuring tube of the Coriolis mass flow meter through which the medium flows,
[033] Erfassen der Schwingungen des Meßrohrs und Erzeugen eines einlaßseitige Schwingungen repräsentierenden ersten Schwingungsmeßsignals und eines aus- laßseitige Schwingungen repräsentierenden zweiten Schwingungsmeßsignals,[033] detecting the vibrations of the measuring tube and generating a first vibration measurement signal representing vibrations on the inlet side and a second vibration measurement signal representing vibrations on the outlet side,
[034] Entwickeln eines mit der physikalischen Meßgröße, insb. dem Massedurchfluß, korrespondierenden ersten Zwischenwertes unter Verwendung der beiden Schwingungsmeßsignale,Development of a first intermediate value corresponding to the physical measured variable, in particular the mass flow rate, using the two vibration measurement signals,
[035] Ermitteln eines zweiten Zwischenwerts, insb. unter Verwendung wenigstens eines der beiden Schwingungsmess Signale,Determining a second intermediate value, in particular using at least one of the two vibration measurement signals,
[036] Erzeugen eines Korrekturwertes für den Zwischenwert mittels des zweiten Zwischenwerts, der ein Maß für einen Anteil einer Phase des Mediums repräsentiert, sowieGenerating a correction value for the intermediate value by means of the second intermediate value, which represents a measure for a portion of a phase of the medium, and
[037] Korrigieren des Zwischenwertes mittels des Korrekturwertes,[037] correcting the intermediate value using the correction value,
[038] wobei der Korrekturwert unter Verwendung des zweiten Zwischenwerts und unter Verwendung eines .Tabellenspeichers, in dem eine Vielzahl diskreter Vorgabewerte fün den Korrekturwert digital abgespeichert ist, dadurch ermittelt wird, daß der momentan zu verwendende Vorgabewert für den Korrekturwert anhand des zweiten Zwischenwerts identifiziert und aus dem Tabellenspeicher ausgelesen wird.Wherein the correction value is determined using the second intermediate value and using a .Table memory, in which a plurality of discrete default values five the correction value is digitally stored, in that the currently used default value for the correction value is identified on the basis of the second intermediate value and is read from the table memory.
[039] Nach einer ersten Ausgestaltung des Coriolis-Mas sedurchflußmesser der Erfindung liefert die Auswerte-Elektronik einen vom ersten und/oder vom zweiten Schwingungsmeßsignal abgeleiteten, einen Massendurchfluß des Mediums repräsentierenden Massedurchfluß -Meßwert.According to a first embodiment of the Coriolis mass flow meter of the invention, the evaluation electronics supply a mass flow measurement value derived from the first and / or from the second vibration measurement signal and representing a mass flow rate of the medium.
[040] Nach einer zweiten Ausgestaltung des Coriolis-Mas sedurchflußmesser der ErfindungAccording to a second embodiment of the Coriolis mass flow meter of the invention
[041] liefert die Auswerte-Elektronik einen vom ersten und/oder vom zweiten Schwingungsmeßsignal abgeleiteten, eine Dichte des Mediums repräsentierenden Dichte- Meßwert undThe evaluation electronics supplies a density measurement value and derived from the first and / or the second vibration measurement signal, which represents a density of the medium
[042] bestimmt die Auswerte-Elektronik den Korrekturwert unter Verwendung des Dichte-Meßwerts .The evaluation electronics determines the correction value using the density measurement value.
[043] Nach einer dritten Ausgestaltung des Coriolis-Mas sedurchflußmesser der Erfindung ermittelt die Auswerte-Elektronik anhand des des zweiten Zwischenwerts eine Spei- cheradresse für einen im Tabellenspeicher abgespeicherten, als momentaner Korrekturwert dienenden Vorgabewert.[043] According to a third embodiment of the Coriolis mass flow meter of the invention, the evaluation electronics determine a memory based on the second intermediate value. address for a default value stored in the table memory and used as the current correction value.
[044] Nach einer vierten Ausgestaltung des Coriolis-Massedurchflußmesser der Erfindung ist der zweite Zwischenwert anhand einer zumindest für ein vorgegebenes Zeitintervall ermittelte Streuung einer Amplitude des Erregerstroms, einer Amplitude der Schwingungsmeßsignale, einer Schwingungsfrequenz der Schwingungsmeßsignale, einer gemessenen Dichte und/oder des ersten Zwischenwerts ermittelt ist.According to a fourth embodiment of the Coriolis mass flow meter of the invention, the second intermediate value is based on a scatter of an amplitude of the excitation current, an amplitude of the oscillation measurement signals, an oscillation frequency of the oscillation measurement signals, a measured density and / or the first intermediate value, determined at least for a predetermined time interval is determined.
[045] Nach einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfasst dieses folgende weiteren Schritte:According to a first embodiment of the method of the invention, this comprises the following further steps:
[046] Entwickeln eines eine Dichte des Mediums repräsentierenden zweiten Meßwerts anhand der Meßsignale undDeveloping a second measured value representing a density of the medium on the basis of the measured signals and
[047] Entwickeln eines Korrekturwertes unter Verwendung des zweiten Meßwerts.Developing a correction value using the second measurement value.
[048] Nach einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfasst dieses folgende weiteren Schritte:[048] According to a second embodiment of the method of the invention, this comprises the following further steps:
[049] Fließenlassen eines Erregerestroms durch eine mit dem Messrohr mechanisch gekoppelte elektro-mechanische Erregeranordnung zum Bewirken von Schwingungen des Meßrohrs, undAllowing an excitation current to flow through an electro-mechanical excitation arrangement mechanically coupled to the measuring tube for causing vibrations of the measuring tube, and
[050] Ermitteln eines zweiten Zwischenwerts unter Berücksichtigung des Erregerestroms.Determining a second intermediate value taking into account the excitation current.
[051 ] Nach einer dritten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung repräsentiert der _ . zweite Zwischenwert wenigstens eine für ein vorgegebenes Zeitintervall ermittelte Streuung eines für das in der Rohrleitung strömende Mediums ermittelten Messwerts, insb. eines gemessenen Massedurchflusses, einer gemessenen Dichte oder einer gemessenen Viskosität, und/oder eine für ein vorgegebenes Zeitintervall ermittelte Streuung eines Betriebsparameters des Coriolis-Massedurchflußmessers, insb. einer Amplitude der Schwingungsmeßsignale oder einer Schwingungsfrequenz der Schwingungsmeßsignale.[051] According to a third embodiment of the method of the invention, the _. second intermediate value at least one scatter determined for a predetermined time interval of a measured value determined for the medium flowing in the pipeline, in particular a measured mass flow rate, a measured density or a measured viscosity, and / or a scatter of an operating parameter of the Coriolis determined for a predetermined time interval Mass flow meter, in particular an amplitude of the vibration measurement signals or an oscillation frequency of the vibration measurement signals.
[052] Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Korrekturwert für die Korrektur des im wesentlichen auf herkömmliche Weise bestimmten, den Massendurchfluß vorläufig repräsentierenden ersten Zwischenwerts, einerseits vorab vergleichsweise einfach aber sehr genau ermittelt werden kann. Andereseits kann der Korrekturwert sehr rasch an sich ändernde Bedingungen im zu messenden Medium, insb. sich änderende Konzentrationsverhältnisse, angepasst werden, da zu dessen Ermittlung nur sehr wenig Rechenoperation erforderlich sind. Daher müssen beim erfindungsgemäßen Coriolis-Massendurchflußmesser im Vergleich zu einem herkömmlichen Coriolis- Mas sendurchflußmesser lediglich bei der üblicherweise digitalen Auswerte-Elektronik geringfügige, im wesentlichen auf die Firmware beschränkte Änderungen vorgenommen werden, während sowohl beim Meßaufnehmer wie auch bei der Erzeugung und Vorverarbeitung der Schwingungsmeßsignale keine oder nur eher geringfügige Änderungen erforderlich sind. So können beispielsweise auch die Schwingungsmeßsignale nach wie vor mit einem üblichen Abtastverhältnis von weit unter 100:1, insb. von etwa 10:1, abgetastet werden.An advantage of the invention is that the correction value for the correction of the first intermediate value, which is essentially determined in a conventional manner and temporarily represents the mass flow rate, can be determined beforehand comparatively simply but very precisely. On the other hand, the correction value can be adapted very quickly to changing conditions in the medium to be measured, in particular changing concentration ratios, since very little arithmetic operation is required to determine it. Therefore, in the Coriolis mass flow meter according to the invention, compared to a conventional Coriolis mass flow meter, it is only necessary for the usually digital evaluation electronics minor changes, essentially limited to the firmware, are made, while no changes or only minor changes are required both for the measuring sensor and for the generation and preprocessing of the vibration measurement signals. For example, the vibration measurement signals can still be sampled with a usual sampling ratio of well below 100: 1, especially about 10: 1.
[053] Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist zudem darin zusehen, daß, insb. auch im Gegensatz zu dem in der US-B 65 05 519 beschriebenen Coriolis- Mas sedurchflußmeßgerät, stets praktisch dasselbe Auswerteverfahren für die Ermittlung des Messwerts ausgeführt werden kann, da das erfindungsgemäße Auswerteverfahren auch trotz sich signifikant ändernder Strömungsverhältnisse im Meßrohr, beispielsweise aufgrund eines zeitweise zwei- oder mehrphasigen Mediums und/oder eines zeitweise aus meheren Komponenten bestehendnen Mediums, ggf. auch mit variierenden Konzentrationen der einzelen Phasen und/oder Komponenten, durch immer wiederkeherende Auswahl der aktuell jeweils am meisten geeigneten Koeffizienten aus dem Tabellenspeicher auf sehr einfache Weise an die momentanen Strömungsverhältnisse angepasst werden kann.A further advantage of the invention can also be seen in the fact that, in particular also in contrast to the Coriolis mass flow meter described in US Pat. No. 65 05 519, practically the same evaluation method can always be carried out for the determination of the measured value, since the evaluation method according to the invention, even in spite of significantly changing flow conditions in the measuring tube, for example due to a temporarily two-phase or multi-phase medium and / or a medium temporarily consisting of several components, possibly also with varying concentrations of the individual phases and / or components, through a recurring selection the currently most suitable coefficient from the table memory can be adapted to the current flow conditions in a very simple manner.
[054] Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen; wenn es die Übersichtlichkeit erfordert, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet.The invention and further advantageous refinements will now be explained in more detail with reference to exemplary embodiments which are shown in the figures of the drawing. Identical parts are provided with the same reference symbols in all figures; if clarity requires, reference numerals already mentioned are omitted in the following figures.
[055] Fig. 1 zeigt ein der Erzeugung eines Massendurchfluß-Meßwerts dienendes Coriolis-Massedurchfluß-Meßgerät perspektivisch in einer Seitenansicht,1 shows a side view of a Coriolis mass flow measuring device used to generate a mass flow measurement value,
[056] Fig. 2 zeigt schematisch nach der Art eines Blockschaltbildes eine bevorzugte Ausgestaltung einer für das Coriolis-Mas sedurchfluß-Meßgerät von Fig. 1 geeigneten Meßgerät-Elektronik,2 shows schematically, in the manner of a block diagram, a preferred embodiment of a measuring device electronics suitable for the Coriolis mass flow measuring device from FIG. 1,
[057] Fig. 3 zeigt teilweise geschnitten ein Ausführungsbeispiel eines für das Coriolis- Mas sedurchfluß-Meßgerät von Fig. 1 geeigneten Meßaufnehmers vom Vibrations-Typ perspektivisch in einer ersten Seitenansicht,3 shows a perspective view in a first side view of an exemplary embodiment of a vibration-type measuring sensor suitable for the Coriolis mass flow measuring device from FIG. 1,
[058] Fig. 4 zeigt den Meßaufnehmer von Fig. 3 perspektivisch in einer zweiten Seitenansicht und[058] FIG. 4 shows the sensor of FIG. 3 in perspective in a second side view and
[059] Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer elektro-mechanischen Erregeranordnung für den Meßaufnehmer von Fig. 3.5 shows an embodiment of an electro-mechanical excitation arrangement for the sensor of FIG. 3.
[060] In Fig. 1 ist perspektivisch ein Coriolis-Massedurchfluß-Meßgerät 1 dargestellt, das dazu dient, einen eine physikalische Meßgröße - hier einen Massendurchfluß m - eines in einer Rohrleitung strömenden, zwei- oder mehrphasigen Mediums zu erfassen und in einen diese Meßgröße - hier den Massendurchfluß - momentan repräsentierenden Messwerte - hier einem Mas sendurchfluß-Mess wert X - abzubilden; die Rohrleitung m ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Medium kann praktisch jeder strömungsfähige Stoff sein, beispielsweise Flüssigkeiten, Gase oder Dämpfe, in dem zusätzlich zu einem Haupt- oder Trägermedium Inhomogenitäten, also nicht gelöst Anteile eines weiteren Mediums mit einer zum Trägermedium abweichenden Konsistenz, eingetragen sind, beispielsweise in der Flüssigkeit mitgeführte Feststoffpartikel und/oder in Flüssigkeit eingeperlte Gasblasen. Zum Messen des Massendurchflusses umfasst das Coriolis-Mas sedurchfluß-Meßgerät 1 einen Messaufnehmer 10 vom Vibrationstyp sowie eine, wie in Fig. 2 gezeigt, mit dem Messaufnehmer 10 elektrisch verbundene Messgerät-Elektronik 50. Zur Unterbringung der Messgerät- Elektronik 50 ist ferner ein von außen Messaufnehmer 10 angebrachtes Elektr onikgehäuse 200 vorgesehen. [061] Zum Erfassen des Massendurchflusses m werden mittels des im Betrieb von der Messgerät-Elektronik 50 zu Vibrationen angeregten Messaufnehmers 10 im hindurchströmenden Fluid Corioliskräfte erzeugt, die vom Massendurchfluß m abhängig sind und die auf den Messaufnehmer 10 messhar, also sensorisch erfassbar und elektronisch auswertbar, zurückwirken. Neben der Erzeugung Massendurchfluß-Messwert X dient m das Coriolis-Mas sedurchfluß-Meßgerät ferner dazu, eine Dichte _\ des strömenden Mediums zu messen und einen die Dichte § momentan repräsentierenden Dichte- Messwert X zu ermitteln. [062] Vorzugsweise ist die Messgerät-Elektronik 50 ferner so ausgelegt, daß sie im Betrieb des Coriolis-Mas sedurchfluß-Meßgerät 1 mit einer diesem übergeordneten Messwert Verarbeitungseinheit, beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), einem Personalcomputer und/oder einer Workstation, via Datenübertragungssystem, beipielsweise einem Feldbus System, Meß- und/oder andere Betriebsdaten austauschen kann. Des weiteren ist die Messgerät-Elektronik 50 so ausgelegt, dass sie von einer externen Energieversorgung, beispeilsweise auch über das vorgenannte Feldbussystem, gespeist werden kann. Für den Fall, daß das Vibrations- Meßgerät für eine Ankopplung an einen Feldbus vorgesehen ist, weist die, insb. programmierbare, Meßgerät-Elektronik 50 eine entsprechende Kommunikations- Schnittstelle für eine Datenkommumkation auf, zB. zum Senden der Meßdaten an eine übergeordnete speicherprogrammierbare Steuerung oder ein übergeordnetes Prozeß- leitsystem, auf.In Fig. 1, a Coriolis mass flow meter 1 is shown in perspective, the This is used to record a physical measured variable - here a mass flow m - of a two-phase or multi-phase medium flowing in a pipeline and into a measured value currently representing this measured variable - here the mass flow - here a mass flow measurement value X - ; the pipe m is not shown for reasons of clarity. Medium can be practically any flowable substance, for example liquids, gases or vapors, in which, in addition to a main or carrier medium, inhomogeneities, i.e. undissolved portions of another medium with a consistency deviating from the carrier medium, are entered, for example solid particles carried in the liquid and / or gas bubbles bubbled into liquid. To measure the mass flow, the Coriolis mass flow measuring device 1 comprises a measuring sensor 10 of the vibration type and, as shown in FIG. 2, measuring device electronics 50 electrically connected to the measuring sensor 10. To accommodate the measuring device electronics 50 there is also one of outside sensor 10 attached Elektr onikgehäuse 200 provided. To detect the mass flow m, Coriolis forces are generated in the fluid flowing through by the measuring sensor 10, which is excited by the measuring device electronics 50 during operation, which are dependent on the mass flow m and which are measurable on the measuring sensor 10, that is to say they can be sensed and electronically evaluated , act back. In addition to generating the mass flow measurement value X, the Coriolis mass flow measurement device is also used to measure a density of the flowing medium and to determine a density measurement value X currently representing the density. Preferably, the measuring device electronics 50 is also designed such that it operates via the Coriolis mask flow measuring device 1 with a higher-level measured value processing unit, for example a programmable logic controller (PLC), a personal computer and / or a workstation Data transmission system, for example a fieldbus system, can exchange measurement and / or other operating data. Furthermore, the measuring device electronics 50 is designed in such a way that it can be supplied by an external energy supply, for example also via the aforementioned fieldbus system. In the event that the vibration measuring device is provided for coupling to a fieldbus, the measuring device electronics 50, in particular programmable, has a corresponding communication interface for data communication, for example. for sending the measurement data to a higher-level programmable logic controller or a higher-level process control system, on.
[063] In den Fig. 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer als Messaufnehmer 10 dienenden physikalisch-elektrischen Wandleranordnung vom Vibrations-Typ gezeigt. Der Aufbau und die Funktionsweise einer derartigen Wandleranordnung ist dem Fachmann an und für sich bekannt und zB. auch in der US-A 60 06 609 ausführlich beschrieben.3 and 4 show an exemplary embodiment of a physical-electrical transducer arrangement of the vibration type serving as a measuring sensor 10. The structure and the mode of operation of such a converter arrangement are known per se to the person skilled in the art and, for example. also described in detail in US-A 60 06 609.
[064] Zum Führen des zu messenden Fluids umfasst der Messaufnehmer 10 wenigstens ein ein Einlassende 11 und ein Auslassende 12 aufweisendes Messrohr 13 von vorgebbarem, im Betrieb elastisch verformbarem Messrohrlumen 13A und von vorgebbarer Nennweite. Elastisches Verformen des Messrohrlumens 13A bedeutet hier, dass zum Erzeugen von fluidinternen und somit das Fluid beschreibenden Corio- liskräften eine Raumform und/oder eine Raumlage des Messrohrlumens 13A innerhalb eines Elastizitätsbereiches des Messrohrs 13 in vorgebbarer Weise zyklisch, insb. periodisch, verändert wird, vgl. z.B. die US-A 48 01 897, die US-A 5648 616, die US- A 57 96011 und/oder die US-A 60 06 609. Es sei an dieser Stelle ferner ausdrücklich darauf verwiesen, dass, obwohl der Meßaufnehmer im Ausführungsbeispiel lediglich ein einziges, gerades Meßrohr umfaßt, zur Realisierung der Erfindung anstelle eines solchen Messaufnehmers vom Vibrationstyp praktisch jeder der im Stand der Technik Corioils-Massendurchfluß-Messaufnehmer verwendet werden kann, insb. ein solcher vom Biegeschwingungstyp mit ausschließlich oder zumindest anteilig in einem Biegeschwingungsmode vibrierendem, gebogenem oder geradem Messrohr. Im besonderen eigenen sich beispielweise Meßaufnehmer vom Vibrationstyp mit zwei parallel vom zu messenden Medium durchflossenen, gebogenen Meßrohren, wie sie b eispielsweise auch in der EP-A 1 154243, der US-A 53 01 557, der US-A 57 96 011, der US-B 65 05 519 oder der WO-A 02/37063 ausführlich beschrieben sind. Weitere geeignete Ausführungsformen für solche als Messaufnehmer 10 dienende Wandleranordnungen sind zB. der WO-A 02/099363, der WO-A 02/086426, der WO-A 9516 897, der US-A 56 02345, der US-A 55 57 973 oder der US-A 53 57 811 entnehmbar. Als Material für das verwendete Messrohr 13 sind z.B. Titanlegierungen besonders geeignet. Anstelle von Titanlegierungen können aber auch andere für derartige, insb. auch für gebogene, Messrohre üblicherweise verwendete Materialien, wie z.B. rostfreier Stahl, Tantal oder Zirconium etc. eingesetzt werden.[064] For guiding the fluid to be measured, the measuring sensor 10 comprises at least one measuring tube 13 having an inlet end 11 and an outlet end 12 of predeterminable measuring tube lumen 13A which is elastically deformable in operation and of a predefinable nominal diameter. Elastic deformation of the measuring tube lumen 13A means here that in order to generate internal fluid forces and thus describing the fluid, a spatial shape and / or a spatial position of the measuring tube lumen 13A is changed cyclically, in particular periodically, within a range of elasticity of the measuring tube 13, cf. , For example, US-A 48 01 897, US-A 5648 616, US-A 57 96011 and / or US-A 60 06 609. At this point, it should also be expressly pointed out that, although the sensor in the exemplary embodiment comprises only a single, straight measuring tube, to implement the invention, instead of such a vibration-type measuring sensor, practically any of those in the prior art Corioils mass flow sensors can be used, especially one of the bending vibration type with only or at least partially vibrating, bent or straight measuring tube in a bending vibration mode. Particularly suitable are, for example, vibration-type sensors with two curved measuring tubes through which the medium to be measured flows, as described, for example, in EP-A 1 154243, US-A 53 01 557, and US-A 57 96 011 US-B 65 05 519 or WO-A 02/37063 are described in detail. Further suitable embodiments for such transducer arrangements serving as measuring sensors 10 are, for example. WO-A 02/099363, WO-A 02/086426, WO-A 9516 897, US-A 56 02345, US-A 55 57 973 or US-A 53 57 811. Titanium alloys, for example, are particularly suitable as the material for the measuring tube 13 used. Instead of titanium alloys, it is also possible to use other materials commonly used for such, in particular also for curved, measuring tubes, such as, for example, stainless steel, tantalum or zirconium, etc.
[065] Das Messrohr 13, das in der üblichen Weise einlas s-seitig und auslas s-seitig mit der das Fluid zu- bzw. abführenden Rohrleitung kommuniziert, ist in einen starren, insb. biege- und verwindungs steifen, Tragrahmen 14 schwingfähig eingespannt. Anstelle des hier gezeigten kastenförmigen Tragrahmens 14 können selbstverständlich auch andere geeignete Trägermittel, wie zB. parallel oder koaxial zum Meßrohr verlaufende Rohre, verwendete werden.The measuring tube 13, which communicates in the usual manner on the inlet side and the outlet side with the pipeline supplying or discharging the fluid, is clamped in a rigid, in particular flexurally and torsionally rigid, support frame 14 so that it can vibrate , Instead of of the box-shaped support frame 14 shown here can of course also other suitable carrier means, such as. Pipes running parallel or coaxial to the measuring tube can be used.
[066] Der Tragrahmen 14 ist am Messrohr 13 einlass-seitig mittels einer Einlassplatte 213 und aus slas s-seitig mittels einer Auslassplatte 223 fixiert, wobei letztere beide jeweils von entsprechenden Verlängerungsstücken des Messrohrs 13 durchstoßen sind. Ferner weist der Tragrahmen 14 eine erste Seitenplatte 24 und eine zweite Seitenplatte 34 auf, welche beiden Seitenplatten 24, 34 jeweils derart an der Einlassplatte 213 und an der Auslassplatte 223 fixiert sind, dass sie praktisch parallel zum Messrohr 13 verlaufen und von diesem sowie voneinander beabstandet angeordnet sind, vgl. Fig. 3. Somit sind einander zugewandte Seitenflächen der beiden Seitenplatten 24, 34 ebenfalls parallel zueinander. Ein Längsstab 25 ist an den Seitenplatten 24, 34, vom Messrohr 13 beabstandet, fixiert, der als Schwingungen des Messrohrs 13 tilgende Auswuchtmasse dient. Der Längstab 25 erstreckt sich, wie in Fig. 4 dargestellt ist, praktisch parallel zur gesamten schwingfähigen Länge des Messrohrs 13; dies ist jedoch nicht zwingend, der Längstab 25 kann selbstverständlich, falls erforderlich, auch kürzer ausgeführt sein. Der Tragrahmen 14 mit den beiden Seitenplatten 24, 34, der Einlassplatte 213, der Auslassplatte 223 und dem Längs stab 25 hat somit eine Längs Schwerelinie, die praktisch parallel zu einer das Einlassende l-l&und das Auslassende 12 virtuell verbindenden Messrohr-Mittelachse 13B verläuft.The support frame 14 is fixed to the measuring tube 13 on the inlet side by means of an inlet plate 213 and from the slas side by means of an outlet plate 223, both of which are pierced by corresponding extension pieces of the measuring tube 13. Furthermore, the support frame 14 has a first side plate 24 and a second side plate 34, which two side plates 24, 34 are each fixed to the inlet plate 213 and to the outlet plate 223 in such a way that they run practically parallel to the measuring tube 13 and are spaced apart therefrom are arranged, cf. Fig. 3. Thus, facing side surfaces of the two side plates 24, 34 are also parallel to each other. A longitudinal rod 25 is fixed to the side plates 24, 34, spaced apart from the measuring tube 13, which serves as a balancing mass which counteracts the vibrations of the measuring tube 13. The longitudinal rod 25 extends, as shown in FIG. 4, practically parallel to the entire oscillatable length of the measuring tube 13; however, this is not mandatory, the longitudinal bar 25 can of course also be made shorter, if necessary. The support frame 14 with the two side plates 24, 34, the inlet plate 213, the outlet plate 223 and the longitudinal rod 25 thus has a longitudinal center line which runs practically parallel to a measuring tube central axis 13B virtually connecting the inlet end 1-l & and the outlet end 12.
[067] In den Fig. 3 und 4 ist durch die Köpfe der gezeichneten Schrauben angedeutet, dass das erwähnte Fixieren der Seitenplatten 24, 34 an der Einlassplatte 213, an der Auslassplatte 223 und am Längsstab 25 durch Verschrauben erfolgen kann; es können aber auch andere geeignete und dem Fachmann geläufige Befestigungsarten angewendet werden.3 and 4 is indicated by the heads of the drawn screws that the aforementioned fixing of the side plates 24, 34 to the inlet plate 213, to the outlet plate 223 and to the longitudinal rod 25 can be done by screwing; however, other suitable types of fastening known to those skilled in the art can also be used.
[068] Für den Fall, dass der Messaufnehmer 10 lösbar mit der Rohrleitung zu montieren ist, ist dem Messrohr 13 einlass-seitig ein erster Flansch 19 und auslas s-seitig ein zweiter Flansch 20 angeformt, vgl. Fig. 1; anstelle der Flansche 19, 20 können aber z.B. auch andere Rohrleitungs- Verbindungsstücke zur lösbaren Verbindung mit der Rohrleitung angeformt sein, wie zB. die in Fig. 3 angedeuteten sogenannten Triclamp- Anschlüsse. Falls erforderlich kann das Messrohr 13 aber auch direkt mit der Rohrleitung, z.B. mittels Schweissen oder Hartlötung etc. verbunden werden bzw. seinIn the event that the sensor 10 is to be detachably mounted with the pipeline, a first flange 19 is formed on the inlet side of the measuring tube and a second flange 20 on the outlet side, cf. Fig. 1; instead of the flanges 19, 20, e.g. other pipe connection pieces for detachable connection to the pipe may be formed, such as. the so-called triclamp connections indicated in FIG. 3. If necessary, the measuring tube 13 can also be connected directly to the pipeline, e.g. be connected by means of welding or brazing etc.
[069] Zum Erzeugen der erwähnten Corioliskräfte wird das Messrohr 13 im Betrieb des Messaufnehmers 10, angetrieben von einer mit dem Messrohr gekoppelten elektro- mechanischen Erregeranordnung 16, bei einer vorgebbaren Schwingfrequenz, insb. einer natürlichen Resonanzfrequenz, im sogenannten Nutzmode vibrieren gelassen und somit in vorgebbarer Weise elastisch verformt, wobei die natürlichen Resonanzfrequenz auch von einer Dichte des Fluids abhängig ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird das vibrierende Messrohr 13, wie bei solchen Wandleranordnungen vom Biegeschwingungs-Typ üblich, aus einer statischen Ruhelage räumlich, insb. lateral, ausgelenkt. Gleiches gilt praktisch auch für solche Wandleranordnungen, bei denen ein oder mehrere gebogene Messrohre Auslegerschwingungen um eine entsprechende, das jeweilige Einlas s- und Auslassende imaginär verbindende Längsachse ausführen, oder auch für solche Wandleranordnungen, bei denen ein oder mehere gerade Messrohre lediglich Biegeschwingungen in einer einzigen Schwinun- gungsebene ausführen. [070] Die Erregeranordnung 16 dient dazu, unter Umsetzung einer von der Messgerät- Elektronik 50 eingespeisten elektrischen Erregerleistung P eine auf das Messrohr 13 exe einwirkende Erregerkraft F zu erzeugen. Die Erregerleistung P dient praktisch exe exe lediglich zur Kompensation des über mechanische und fluidinterne Reibung dem Schwingungs System entzogenen Leistungsanteils. Zur Erzielung eines möglichst hohen Wirkungsgrades ist die Erregerleistung P möglichst genau so eingestellt, dass exe praktisch die Schwingungen des Messrohrs 13 im Nutzmode, zB. die einer Grund- Resonanzfrequenz, aufrecht erhalten werden. , , . [071] Zum Zwecke des Übertragens der Erregerkraft F auf das Messrohr 13 weist die exe Erregeranordnung 16, wie in Fig. 5 dargestellt ist, eine starre, elektromagnetisch und/ oder elektrodynamisch angetriebene Hebelanordnung 15 mit einem am Messrohr 13 biegefest fixierten Ausleger 154 und mit einem Joch 163 auf. Das Joch 163 ist an einem vom Messrohr 13 beabstandeten Ende des Auslegers 154 ebenfalls biegefest fixiert, und zwar so, dass es oberhalb des Messrohrs 13 und quer zu ihm angeordnet ist. Als Ausleger 154 kann z.B. eine metallische Scheibe dienen, die das Messrohr 13 in einer Bohrung aufnimmt. Für weitere geeignete Ausführungen der Hebelanordnung 15 sei an dieser Stelle auf die bereits erwähnte US-A 6006 609 verwiesen. Die Hebelanordnung 15 ist T-förmig und so angeordnet, vgl. Fig. 5, dass sie etwa in der Mitte zwischen Einlass- und Auslassende 11, 12 auf das Messrohr 13 einwirkt, wodurch dieses im Betrieb mittig seine größte laterale Auslenkung erfährt. [072] Zum Antreiben der Hebelanordnung 15 umfasst die Erregeranordnung 16 gemäß Fig. 5 eine erste Erregerspule 26 und einen zugehörigen ersten dauermagnetischen Anker 27 sowie eine zweite Erregerspule 36 und einen zugehörigen zweiten dauermagnetischen Anker 37. Die beiden, elektrisch bevorzugt in Reihe geschalteten, Erre- gerspulen 26, 36 sind beiderseits des Messrohrs 13 unterhalb des Jochs 163 am Tragrahmen 14, insb. lösbar, so fixiert, dass sie mit ihrem jeweils zugehörigen Anker 27 bzw. 37 im Betrieb in Wechselwirkung stehen. Die beiden Erregerspulen 26, 36, können, falls erforderlich, selbstverständlich auch einander parallelgeschaltet sein. Wie in Fig. 3 und 5 dargestellt ist, sind die beiden Anker 27, 37 derart voneinander beabstandet am Joch 163 fixiert, dass im Betrieb des Messaufnehmers 10 der Anker 27 praktisch von einem Magnetfeld der Erregerspule 26 und der Anker 37 praktisch von einem Magnetfeld der Erregerspule 36 durchsetzt und aufgrund entsprechender elektrodynamischer und/oder elektromagnetischer Kraftwirkungen bewegt wird. Die mittels der M^netfelder der Erregerspulen 26, 36 erzeugten Bewegungen der Anker 27, 37 werden vom Joch 163 und vom Ausleger 154 auf das Messrohr 13 übertragen. Diese Bewegungen der Anker 27, 37 sind so ausgebildet, dass das Joch 163 alternierend in Richtung der Seitenplatte 24 oder in Richtung der Seitenplatte 34 aus seiner Ruhelage ausgelenkt wird. Eine entsprechende, zur bereits erwähnten Messrohr- Mittelachse 13B parallele Drehachse der Hebelanordnung 15 kann zB. durch den Ausleger 154 verlaufen. [073] Der Tragrahmen 14 umfasst ferner eine mit den Seitenplatten 24, 34, insb. lösbar, verbundene Halterung 29 für die elektromechanische Erregeranordnung 16, insb. zum A .-■ Haltern der Erregerspulen 26, 36 und ggf. einzelner Komponenten einer weiter unten genannten Magnetbremsanordnung 217. [074] Schließlich weist der Meßaufnehmer 1 ein Meßrohr und Tragrahmen umgebendes Meßaufnehmer-Gehäuse 100 auf, das diese vor schädlichen Umgebungseinflüssen schützt. Das Meßaufnehmer-Gehäuse 100 ist mit einem halsartigen Übergangsstück versehen, an dem das die Meßgeräte-Elektronik 50 einhausende Elektronik-Gehäuse 200 fixiert ist, vgl. Fig. 1. [075] Beim Messaufnehmer 10 des Ausführangsbeispiels bewirken die lateralen Auslenkungen des am Einlassende 11 und am Auslassende 12 fest eingespannten, vibrierenden Messrohrs 13 gleichzeitig eine elastische Verformung seines Messrohrlumens 13A, die praktisch über die gesamte Länge des Messrohrs 13 ausgebildet ist. Ferner wird im Messrohr 13 aufgrund eines über die Hebelanordnung 15 auf dieses wirkenden Drehmoments gleichzeitig zu den lateralen Auslenkungen zumindest abschnittsweise eine Verdrehung um die Messrohr-Mittelachse 13B erzwungen, so dass das Messrohr 13 praktisch in einem als Nutzmode dienenden gemischten Biegeschwingungs-Torsionsmode schwingt. Die Verdrehung des Messrohrs 13 kann dabei so ausgebildet sein, dass eine laterale Auslenkung des vom Messrohr 13 beabstandeten Ende des Auslegers 154 entweder gleich- oder entgegengerichtet zur lateralen Auslenkung des Messrohrs 13 ist. Das Messrohr 13 kann also Torsions Schwingungen in einem dem gleich-gerichteten Fall entsprechenden ersten Biegeschwingungs-Torsionsmode oder in einem dem entgegen-gerichtet Fall entsprechenden zweiten Biegeschwingungs-Torsionsmode ausführen. Dann ist beim Messaufnehmer 10 gemäss dem Ausführungsbeispiel die natürliche Grund-Resonanzfrequenz des zweiten Biegeschwingungs-Torsionsmodes von z.B. 900 Hz annährend doppelt so hoch wie die des ersten Biegeschwingungs-Torsionsmodes.To generate the Coriolis forces mentioned, the measuring tube 13 is driven during operation of the measuring sensor 10, driven by an electro-mechanical excitation arrangement 16 coupled to the measuring tube, at a predefinable oscillation frequency, in particular. a natural resonance frequency, vibrated in the so-called useful mode and thus elastically deformed in a predeterminable manner, the natural resonance frequency also being dependent on a density of the fluid. In the exemplary embodiment shown, the vibrating measuring tube 13 is spatially, in particular laterally, deflected from a static idle position, as is customary in such transducer arrangements of the bending vibration type. The same applies in practice to those transducer arrangements in which one or more curved measuring tubes execute cantilever vibrations about a corresponding longitudinal axis connecting the respective inlet and outlet ends, or to those transducer arrangements in which one or more straight measuring tubes only have bending vibrations in a single one Execute vibration level. The excitation arrangement 16 is used to generate an excitation force F acting on the measuring tube 13 exe by converting an electrical excitation power P fed in by the measuring device electronics 50. The excitation power P serves practically exe exe only to compensate for the power component extracted from the vibration system via mechanical and fluid-internal friction. To achieve the highest possible efficiency, the excitation power P is set as precisely as possible so that exe practically the vibrations of the measuring tube 13 in the useful mode, for example. that of a fundamental resonance frequency are maintained. ,,. [071] For the purpose of transmitting the excitation force F on the measuring tube 13, the exe exciter arrangement 16 as shown in Fig. 5 is shown, a rigid, electromagnetically and / or electrodynamically driven lever arrangement 15 with an on the measuring tube 13 flexural strength fixed bracket 154 and with a yoke 163. The yoke 163 is also fixed to one end of the arm 154 at a distance from the measuring tube 13, in such a way that it is arranged above the measuring tube 13 and transversely to it. A metal disk, for example, which receives the measuring tube 13 in a bore can serve as the arm 154. For further suitable designs of the lever arrangement 15, reference is made to the already mentioned US-A 6006 609. The lever arrangement 15 is T-shaped and arranged, see. 5 shows that it acts on the measuring tube 13 approximately in the middle between the inlet and outlet ends 11, 12, as a result of which it experiences its greatest lateral deflection in the middle during operation. 5 comprises a first excitation coil 26 and an associated first permanent magnetic armature 27 and a second excitation coil 36 and an associated second permanent magnetic armature 37. The two exciters, which are preferably electrically connected in series, for driving the lever arrangement 15 - Gerspulen 26, 36 are detachable on both sides of the measuring tube 13 below the yoke 163 on the support frame 14, in particular so that they interact with their respective armature 27 and 37 during operation. If necessary, the two excitation coils 26, 36 can of course also be connected in parallel with one another. As shown in FIGS. 3 and 5, the two armatures 27, 37 are fixed to the yoke 163 so that they are spaced apart from one another in such a way that during operation of the sensor 10 the armature 27 is practically from a magnetic field of the excitation coil 26 and the armature 37 is practically from a magnetic field Exciter coil 36 passes through and is moved due to corresponding electrodynamic and / or electromagnetic force effects. The movements of the armatures 27, 37 generated by means of the magnetic fields of the excitation coils 26, 36 are transmitted from the yoke 163 and from the arm 154 to the measuring tube 13. These movements of the armatures 27, 37 are designed such that the yoke 163 is alternately deflected from its rest position in the direction of the side plate 24 or in the direction of the side plate 34. A corresponding axis of rotation of the lever arrangement 15 parallel to the already mentioned measuring tube center axis 13B can, for example. through the boom 154. [073] The support frame 14 further comprises a holder 29 for the electromechanical excitation arrangement 16, in particular detachably connected to the side plates 24, 34, in particular for holding the excitation coils 26, 36 and possibly individual components one below mentioned magnetic brake arrangement 217. Finally, the measuring sensor 1 has a measuring sensor housing 100 surrounding the measuring tube and supporting frame, which protects them from harmful environmental influences. The sensor housing 100 is provided with a neck-like transition piece to which the electronics housing 200 housing the measuring device electronics 50 is fixed, cf. Fig. 1. In the measuring sensor 10 of the exemplary embodiment, the lateral deflections of the vibrating measuring tube 13 firmly clamped at the inlet end 11 and at the outlet end 12 simultaneously cause an elastic deformation of its measuring tube lumen 13A, which is practically formed over the entire length of the measuring tube 13. Furthermore, due to a torque acting on the lever arrangement 15 at the same time as the lateral deflections, a rotation about the central axis 13B of the measuring tube is forced in the measuring tube 13, so that the measuring tube 13 practically vibrates in a mixed bending vibration torsion mode serving as a useful mode. The rotation of the measuring tube 13 can be designed such that a lateral deflection of the Measuring tube 13 at the distal end of the arm 154 is either the same or opposite to the lateral deflection of the measuring tube 13. The measuring tube 13 can thus execute torsional vibrations in a first bending vibration torsion mode corresponding to the same direction or in a second bending vibration torsion mode corresponding to the opposite direction. Then, in the sensor 10 according to the exemplary embodiment, the natural fundamental resonance frequency of the second bending vibration torsion mode of, for example, 900 Hz is almost twice as high as that of the first bending vibration torsion mode.
[076] Für den Fall, dass das Messrohr 13 betriebsmäßig Schwingungen lediglich im zweiten Biegeschwingungs-Torsionsmode ausführen soll, ist eine auf dem Wirbelstromprinzip beruhende Magnetbremsanordnung 217 in die Erregeranordnung 16 integriert, die dazu dient, die Lage der erwähnten Drehachse zu stabilisieren. Mittels der Magnetbremsanordnung 217 kann somit sichergestellt werden, dass das Messrohr 13 stets im zweiten Biegeschwingungs-Torsionsmode schwingt und somit allfällige äußere Störeinflüsse auf das Messrohr 13 nicht zu einem spontanen Wechsel in einen anderen, insb. nicht in den ersten, Biegeschwingungs-Torsionsmode führen. Einzelheiten einer solchen Mqgnetbremsanordnung sind in der US-A 6006 609 ausführlich beschrieben.In the event that the measuring tube 13 is to perform operational vibrations only in the second bending vibration torsion mode, a magnetic brake arrangement 217 based on the eddy current principle is integrated into the excitation arrangement 16, which serves to stabilize the position of the mentioned axis of rotation. By means of the magnetic brake arrangement 217, it can thus be ensured that the measuring tube 13 always vibrates in the second bending vibration torsion mode and thus any external disturbing influences on the measuring tube 13 do not lead to a spontaneous change to another, especially not to the first, bending vibration torsion mode. Details of such a magnetic brake arrangement are described in detail in US-A 6006 609.
[077] Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, dass bei dem auf diese Weise gemäß dem, „ _ zweiten Biegeschwingungs-Torsionsmode ausgelenkten Messrohr 13 die gedachte Messrohr-Mittelachse 13B geringfügig deformiert wird und somit bei den Schwingungen keine Ebene sondern eine schwach gewölbte Fläche aufspannt. Ferner weist eine in dieser Fläche liegende, vom Mittelpunkt der Messrohr-Mittelachse beschriebene Bahnkurve die kleinste Krümmung aller von der Messrohr-Mittelachse beschriebenen Bahnkurven auf.At this point it should also be mentioned that in the measuring tube 13 deflected in this way according to the second bending vibration torsion mode, the imaginary central axis 13B of the measuring tube is slightly deformed and thus not a plane but a slightly curved surface in the vibrations spans. Furthermore, a path curve lying in this area and described by the center point of the measuring tube center axis has the smallest curvature of all the path curves described by the measuring tube center axis.
[078] Zum Detektieren der Verformungen des Messrohrs 13 umfasst der Messaufnehmer 10 ferner eine Sensoranordnung 60, die mittels wenigstens eines auf Vibrationen des Messrohrs 13 reagierenden ersten Sensors 17 ein diese repräsentierendes erstes, insb. analoges, Schwingungsmeß-Signal sl erzeugt. Der Sensor 17 kann z.B. mittels eines dauermagnetischen Ankers gebildet sein, der am Messrohr 13 fixiert ist und mit einer vom Tragrahmen 14 gehalterten Sensorspule in Wechselwirkung steht. Als Sensor 17 sind besonders solche geeignet, die, basierend auf dem elektrodynamischen Prinzip, eine Geschwindigkeit der Auslenkungen des Messrohrs 13 erfassen. Es können aber auch beschleunigungsmes sende elektrodynamische oder aber auch wegmessende resistive oder optische Sensoren verwendet werden. Selbstverständlich können auch andere dem Fachmann bekannte und für die Detektion solcher Vibrationen geeignete Sensoren verwendet werden. Die Sensoranordnung 60 umfasst ferner einen, insb. zum ersten Sensor 17 identischen, zweiten Sensor 18, mittels dem sie ein ebenfalls Vibrationen des Messrohrs 13 repräsentierdendes zweites Schwingungsmeß-Signal s2 liefert. Die beiden Sensoren 17, 18 sind bei dieser Ausgestaltung entlang des Messrohrs 13 voneinander beabstandet, insb. in einem gleichen Abstand von der Mitte des Messrohrs 13, so im Messaufnehmer 10 angeordnet, dass mittels der Sensoranordnung 60 sowohl einlas s-seitige als auch auslas s-seitige Vibrationen des Messrohrs 13 örtlich erfasst und in die entsprechenden Schwingungsmeß-Signale sl bzw. s2 abgebildet werden. Das erste und ggf. das zweite Schwingungsmeß-Signal sl bzw. s2, die üblicherweise jeweils eine einer momentanen Schwingfrequenz des Messrohrs 13 entsprechende Signalfrequenz aufweisen, sind, wie in Fig. 2 gezeigt, der Messgerät-Elektronik 50 zugeführt. [079] Zum Vibrierenlassen des Messrohrs 13 wird die Erregeranordnung 16 mittels eines gleichfalls oszillierenden Erregerstroms i von einstellbarer Amplitude und von ein- exc stellbarer Erregerfrequenz f derart gespeist, dass die Erregerspulen 26, 36 im Betrieb exe von diesem durchflössen sind und in entsprechender Weise die zum Bewegen der Anker 27, 37 erforderlichen Magnetfelder erzeugt werden. Der Erregerstrom i kann exe z.B. sinusförmig oder rechteckförmig sein. Die Erregerfrequenz f des Erregerstroms exe i ist beim im Ausführungsbeispiel gezeigten Meßaufnehmer vorzugsweise so exe gewählt und eingestellt, daß das lateral schwingende Messrohr 13 möglichst ausschließlich im zweiten Biegeschwingungs-Torsionsmode schwingt. [080] Zum Erzeugen und Einstellen des Erregerstroms i umfaßt die Meßgerät- exc Elektronik 50 eine entsprechende Treiberschaltung 53, die von einem die einzustellende Erregerfrequenz f repräsentierenden Frequenzstellsignal y und von einem exe FM die einzustellende Amplitude des Erregerstroms i repräsentierenden Amplituden- exc Stellsignal y gesteuert ist. Die Treiberschaltung kann z.B. mittels eines spannungsge- AM steuerten Oszillators und eines nachgeschalteten Spannungs-zu-Stromwandler realisiert sein; anstelle eines analogen Oszillators kann aber z.B. auch ein numerisch gesteuerter digitaler Oszillator zum Einstellen des Erregerstroms i verwendet exe werden. [081] Zum Erzeugen des Amplitudenstellsignals y kann z.B. eine in die Meßgerät- AM Elektronik 50 integrierte Amplitudenregelschaltung 51 dienen, die anhand der momentanen Amplitude wenigstens eines der beiden Sensorsignale s , s sowie anhand I 2 eines entsprechenden konstanten oder variablen Amplitudenreferenzwerts W das Am- plitudenstellsignal y aktualisiert; ggf. kann auch eine momentane Amplitude des Er- AM regerstroms i zur Generierung des Amphtudenstellsignals y hinzugezogen werden. exe AM Derartige Amplitudenregelschaltungen sind dem Fachmann ebenfalls bekannt. Als ein Beispiel für eine solche Amplitudenregelschaltung sei nochmals auf Coriolis- Mas sedurchflußmesser der Serie "PROMASS I" verwiesen. Deren Amplitudenregelschaltung ist bevorzugt so ausgeführt, daß die lateralen Schwingungen des Meßrohrs 13 auf eine konstante, also auch von der [082] Dichte, _[ unabhängige, Amplitude geregelt werden. [083] Des weiteren kann das Frequenzstellsignal y von einer entsprechenden Frequenz- FM regelschaltung 52 geliefert werden, die dieses zB. anhand wenigstens des Sensorsignals s sowie anhand einer als ein entsprechender Frequenzreferenzwert W dienenden, frequenz-repräsentativen Gleichspannung aktualisiert. [084] Bevorzugt ist die Frequenzregelschaltung 52 und die Treiberschaltung 53 zu einer Phasen-Regelschleife zusammengeschaltet, die in der dem Fachmann bekannten Weise dazu verwendet wird, anhand einer Phasendifferenz, gemessen zwischen wenigstens einem der Sensorsignale s , s und dem einzustellenden bzw. dem gemessenen Er- 1 2 regerstrom i , das Frequenzstellsignal y ständig auf eine momentane Reso- exc FM nanzfrequenz des Meßrohrs 13 abzugleichen. Der Aufbau und die Verwendung solcher v.. Phasenregel-Schleifen zum Betreiben von MeßrohiÄn auf einer ihrer mechanischen Resonanzfrequenzen ist z.B. in der US-A 48 01 897 ausführlich beschrieben. Selbstverständlich können auch andere, dem Fachmann bekannte Frequenzregelschaltungen verwendet werden, wie zB. auch in der US-A 45 24610 oder der US-A 48 01 897 beschrieben sind. Ferner sei hinsichtlich einer Verwendung solcher Frequenzregelschaltungen für Meßaufnehmer der beschriebenen Art auf die bereits erwähnte Serie "PROMASS I" verwiesen. Weitere als Treiberschaltung geeignete Schaltungen können beispielsweise auch der US-A 58 69 770 oder auch der US-A 65 05 519 entnommen werden. [085] Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Amplitudenregelschaltung 51 und die Frequenzregelschaltung 52 mittels eines in der Meßgerät- Elektronik 50 vorgesehenen digitalen Signalprozessors DSP und mittels in diesen entsprechend implementierter und darin ablaufender Programm-Codes realisiert. Die Programm-Codes können zB. in einem nicht-flüchtigen Speicher EEPROM eines den Signalprozessor steuernden und/oder überwachenden Mikrocomputers 55 persistent oder aber auch permanent gespeichert sein und beim Starten des Signalprozessors DSP in einen, zB. im Signalprozessors DSP integrierten, flüchtigen Datenspeicher RAM der Meßgerät-Elektronik 50 geladen werden. Für derartige Anwendungen geeignete Signalprozessoren sind z.B. solche vom Typ TMS320VC33, wie sie von der Firma Texas Instruments Inc. am Markt angeboten werden. [086] Es versteht sich praktisch von selbst, daß zumindest das Sensorsignal s und ggf. auch das Sensorsignal s für eine Verarbeitung im Signalprozessor DSP mittels ent- 2 sprechender Analog-zu-digital-Wandler A/D in entsprechende Digitalsignale umzuwandeln sind, vgl. hierzu insb. die EP-A 866 319. Falls erforderlich, sind vom Signalprozessor ausgegebene Stellsignale, wie zB. das Amplitudenstellsignal y oder AM das Frequenzstellsignal y , ggf. in entsprechender Weise digital-zu-analog zu FM wandeln. [087] Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Schwingunsmeßsignale x , x ferner einer Meß- sl s2 Schaltung 21 der Meßgerät-Elektronik zugeführt. Als Meßschaltung 21 können hierfür herkömmliche, insb. digitale, Meßschaltungen dienen, die den Massendurchfluß anhand der Schwingungsmeßsignale x , x ermitteln, vgl. hierzu insb. die eingangs erwähnte WO-A 02/37063, WO-A 99/39164, die US-A 5648 616, die US-A 50 69 074. Selbstverständlich können auch andere dem Fachmann bekannte, für Coriolis- Massedurchfluß-Meßgeräte geeignete Meßschaltungen verwendet werden, die Phasen- und/oder Zeitdifferenzen zwischen den Schwingunsmeßsignalen x , x messen und sl s2 entsprechend auswerten. In vorteilhafter Weise kann die Meßschaltung 21 ebenfalls mittels des Signalprozessor DSP realisiert sein. [088] Die zumindest anteilig aus Durchflussrechner ausgebildete Meßschaltung 21 dient dazu, in der dem Fachmann an und für sich bekannten Weise anhand einer Phasendifferenz, die zwischen den beiden, ggf. vorab geeignet konditionierten, Schwingungsmeßsignalen x , x detektiert ist, einen mit dem zu messenden Massenduchfluß korre- sl s2 spondierenden Meßwert zu ermitteln. Wie bereits eingangs erwähnt, können Inhomogenitäten im strömenden Medium, beispielsweise in Flüssigkeiten mitgeführte Gasblasen und/oder Feststoffpartikeln, dazu führen, daß dieser in herkömmlicher Weise unter Annahme eines homogenen Mediums ermittelte Meßwert noch nicht ausreichend genau mit dem tatsächlichen Massendurchfluß übereinstimmt, d.h. er muß dementsprechend korrigiert werden; dieser vorab bestimmte, vorläufig den Massendurchfluß repräsentierende oder zumindest mit diesem korrespondierende Messwert, der im einfachsten Fall die zwischen Schwingungsmeßsignalen x , x bestehende und sl s2 detektierte Phasendifferenz sein kann, wird daher im folgenden als ein erster Zwischenwert X' bezeichnet. Aus diesem erster Zwischenwert X' wiederum wird m m mittels der Auswerte-Elektronik 21 schließlich der den Massedurchfluß ausreichend genau repräsentierende Massendurchfluß-Meßwert X abgleitet. m[078] To detect the deformations of the measuring tube 13, the measuring sensor 10 further comprises a sensor arrangement 60 which, by means of at least one first sensor 17 which reacts to vibrations of the measuring tube 13, generates a first, in particular analog, vibration measurement signal sl which represents it. The sensor 17 can be formed, for example, by means of a permanent magnetic armature, which is fixed to the measuring tube 13 and interacts with a sensor coil held by the support frame 14. Particularly suitable as sensors 17 are those which, based on the electrodynamic principle, detect a speed of the deflections of the measuring tube 13. However, it is also possible to use acceleration-measuring electrodynamic or also path-measuring resistive or optical sensors. Of course you can too other sensors known to the person skilled in the art and suitable for the detection of such vibrations can be used. The sensor arrangement 60 further comprises a second sensor 18, in particular identical to the first sensor 17, by means of which it supplies a second vibration measurement signal s2, which also represents vibrations of the measuring tube 13. In this embodiment, the two sensors 17, 18 are spaced apart from one another along the measuring tube 13, in particular at an equal distance from the center of the measuring tube 13, in the measuring sensor 10 in such a way that by means of the sensor arrangement 60 both inlet side and outlet side -side vibrations of the measuring tube 13 locally recorded and mapped into the corresponding vibration measurement signals sl or s2. The first and possibly the second vibration measurement signal sl or s2, which usually each have a signal frequency corresponding to an instantaneous vibration frequency of the measuring tube 13, are fed to the measuring device electronics 50, as shown in FIG. 2. To allow the measuring tube 13 to vibrate, the excitation arrangement 16 is fed by means of a likewise oscillating excitation current i of adjustable amplitude and of excitation frequency f which can be set in such a way that the excitation coils 26, 36 flow through them in operation exe and in a corresponding manner required to move the armature 27, 37 magnetic fields are generated. The excitation current i can be exe, for example, sinusoidal or rectangular. The excitation frequency f of the excitation current exe i is preferably selected and set so exe in the measuring sensor shown in the exemplary embodiment that the laterally oscillating measuring tube 13 oscillates as exclusively as possible in the second bending vibration torsion mode. To generate and set the excitation current i, the measuring device exc electronics 50 comprise a corresponding driver circuit 53, which is controlled by a frequency control signal y representing the excitation frequency f to be set and by an exe FM the amplitude exc control signal y representing the amplitude of the excitation current i to be set is. The driver circuit can be implemented, for example, by means of a voltage-controlled AM-controlled oscillator and a downstream voltage-to-current converter; Instead of an analog oscillator, a numerically controlled digital oscillator can also be used to set the excitation current i. To generate the amplitude control signal y, an amplitude control circuit 51 integrated in the measuring device AM electronics 50 can be used, for example, which uses the instantaneous amplitude of at least one of the two sensor signals s, s and I 2 of a corresponding constant or variable amplitude reference value W to determine the amplitude updated control signal y; if necessary, a momentary amplitude of the excitation current i can be used to generate the amputation control signal y. exe AM Such amplitude control circuits are also known to the person skilled in the art. As an example of such an amplitude control circuit, reference is once again made to Coriolis mass flow meters of the "PROMASS I" series. The amplitude control circuit of the latter is preferably designed such that the lateral vibrations of the measuring tube 13 are controlled to a constant amplitude, that is to say also independent of the [082] density. [083] Furthermore, the frequency control signal y can be supplied by a corresponding frequency FM control circuit 52 which, for example. updated based on at least the sensor signal s and on the basis of a frequency-representative direct voltage serving as a corresponding frequency reference value W. The frequency control circuit 52 and the driver circuit 53 are preferably connected to form a phase control loop which is used in the manner known to the person skilled in the art, based on a phase difference, measured between at least one of the sensor signals s, s and the one to be set or the measured one Er- 1 2 excitation current i, constantly adjust the frequency control signal y to a momentary resonance FM frequency of the measuring tube 13. The construction and use of such v .. phase locked loops for operating MeßrohiÄn on one of their mechanical resonance frequencies is described in detail, for example, in US-A 48 01 897. Of course, other frequency control circuits known to those skilled in the art can also be used, such as. are also described in US-A 45 24610 or US-A 48 01 897. With regard to the use of such frequency control circuits for sensors of the type described, reference is also made to the "PROMASS I" series already mentioned. Further circuits suitable as driver circuits can also be found, for example, in US Pat. No. 5,869,770 or also in US Pat. No. 5,505,519. According to a further embodiment of the invention, the amplitude control circuit 51 and the frequency control circuit 52 are implemented by means of a digital signal processor DSP provided in the measuring device electronics 50 and by means of program codes implemented accordingly and running therein. The program codes can, for example. be stored persistently or permanently in a non-volatile memory EEPROM of a microcomputer 55 which controls and / or monitors the signal processor and, when the signal processor DSP is started, in a, eg. volatile data memory RAM integrated in the signal processor DSP the meter electronics 50 are loaded. Signal processors suitable for such applications are, for example, those of the type TMS320VC33, as are marketed by Texas Instruments Inc. [086] It goes without saying that at least the sensor signal s and possibly also the sensor signal s are to be converted into corresponding digital signals for processing in the signal processor DSP by means of corresponding analog-to-digital converters A / D, cf. , see EP-A 866 319 in particular. If necessary, control signals are output by the signal processor, such as, for example. convert the amplitude control signal y or AM the frequency control signal y, if necessary in a corresponding manner digital-to-analog to FM. [087] As shown in FIG. 2, the vibration measurement signals x, x are also fed to a measurement sl s2 circuit 21 of the measurement device electronics. Conventional, especially digital, measuring circuits can be used as the measuring circuit 21 for this purpose, which determine the mass flow on the basis of the vibration measuring signals x, x, cf. in this regard in particular the aforementioned WO-A 02/37063, WO-A 99/39164, US-A 5648 616, US-A 50 69 074. Of course, other Coriolis mass flow meters which are known to the person skilled in the art can also be suitable Measuring circuits are used which measure phase and / or time differences between the vibration measurement signals x, x and evaluate sl s2 accordingly. In an advantageous manner, the measuring circuit 21 can also be implemented by means of the signal processor DSP. The measuring circuit 21, which is formed at least in part from the flow computer, is used in the manner known per se to the person skilled in the art based on a phase difference, which is detected between the two, possibly suitably conditioned, vibration measurement signals x, x mass flow rate to determine the correct s2 sponding measured value. As already mentioned at the beginning, inhomogeneities in the flowing medium, for example gas bubbles and / or solid particles carried in liquids, can lead to the fact that the measured value determined in a conventional manner, assuming a homogeneous medium, does not yet match the actual mass flow rate sufficiently accurately, i.e. it must accordingly Getting corrected; this previously determined, provisionally representing the mass flow rate or at least corresponding to this measured value, which in the simplest case can be the phase difference detected between vibration measurement signals x, x and sl s2, is therefore referred to below as a first intermediate value X '. From this first intermediate value X ', in turn, the mass flow rate becomes sufficient using the evaluation electronics 21 exactly representative mass flow measurement value X is derived. m
[089] Bereits im Stand der Technik ist hierzu diskutiert worden, daß sich solche Inhomogenitäten, bedingt durch das Meßprinzip, vornehmlich in einer Änderung der vom strömenden Medium gemessenen Dichte niederschlagen. Weiterführende Untersuchungen seitens der Erfinder führten dabei allerdings zu der überraschenden Erkenntnis, daß die Korrektur des Zwischenwerts X' , entgegen den Ausführungen im m Stand der Technik, einerseits unter Verwendung weniger, sehr einfach zu bestimmender Korrekturfaktoren vorgenommen werden kann, die ohne weiteres von den mittels Coriolis-Massedurchflußmessern als Messwert ermittelter Strömungs- parametern, insb. der gemessenen Dichte und oder dem - hier vorläufig - gemessenen Massendurchfluß, und/oder von den im Betrieb von Coriolis-Massedurchflußmessern üblicherweise direkt gemessenen Betriebsparameter, insb. den gemessenen Schwingungsamplituden, Schwingungsfrequenzen und/oder dem Erregerstrom, selbst abgleitet werden können. Andererseits kann die Korrektur unter Verwendung des vorab bestimmten Dichte-Meßwerts X@, und des vorab bestimmten Zwischenwerts X' mit einem Rechenaufwand durchgeführt werden, der im Vergleich zu den eingangs m erwähnten eher komplexen Rechenverfahren sehr gering ausfällt. [090] Zum genauen Messen des Massendurchflusses wird mittels der Auswerte- Elektronik 2 vom Zwisohenwert X' ein entsprechender Korrekturwert X abgeleitetet m K und der Massedurchfluß-Meßwert X unter Anwendung des Korrekturwerts X auf m K den Zwischenwert X' , insb. digital, berechnet. Beispielsweise kann die Korrektur des m praktisch auf herkömmliche Weise ermittelten Zwischenwerts X' basierend auf der m Funktionsgleichung [091] [die codierte matematische Formel ist] (1)[089] It has already been discussed in the prior art that such inhomogeneities, due to the measuring principle, result primarily in a change in the density measured by the flowing medium. Further investigations on the part of the inventors, however, led to the surprising finding that, contrary to what is stated in the prior art, the correction of the intermediate value X 'can, on the one hand, be carried out using fewer, very easy-to-determine correction factors, which are easily determined by the means Coriolis mass flow meters as measured values of determined flow parameters, in particular the measured density and / or - here provisionally - measured mass flow, and / or the operating parameters usually directly measured during operation of Coriolis mass flow meters, in particular the measured vibration amplitudes, vibration frequencies and / or the excitation current itself can be derived. On the other hand, the correction can be carried out using the previously determined density measured value X @ and the previously determined intermediate value X 'with a computational effort which is very small in comparison to the rather complex computing methods mentioned at the outset. [090] For precise measurement of the mass flow, a corresponding correction value X is derived from the intermediate value X 'by means of the evaluation electronics 2 and the mass flow measurement value X is calculated using the correction value X to m K, the intermediate value X', especially digitally , For example, the correction of the intermediate value X 'determined practically in a conventional manner can be based on the m functional equation [091] [which is the encoded mathematical formula] (1)
[092] erfolgen.[092] take place.
[093] Erfindungsgemäß wird zur Bestimmung des momentan geeigneten Korrekturwerts X im Betrieb ein zweiter Zwischenwert X ermittelt, der ein Maß für einen, insb. pro- K 2 zentualen oder realtiven, Anteil einer Phase, beispielsweise einer Gasphase oder einer Flüssigphase, des Mediums, repräsentiert und/oder eine Abweichung des zu messenden Fluids von der idealen Homogenität bzw. einen Grad der Inhomogenität repräsentiert. Der Korrekturwert X wird also von einer im Betrieb gemessenen oder an das Coriolis-Mas sedurchfluß-Meßgerät übermittelten Konzentration der Inhomogenitäten abgleitet. [094] Erfindungsgemäß ermittelt die Auswerte-Elektronik den Korrekturwert X , K ausgehend vom Zwischen wert X , dadurch praktisch direkt, dass in der Auswerte- Elektronik eine eindeutige Beziehung zwischen dem aktuellen Zwischenwert X und 2 dem dazu passenden Korrekturwerts X abgebildet, insb. einprogrammiert, ist. Hierzu K weist die Auswerte-Elektronik 2 ferner einen Tabellenspeicher 56 auf, in dem eine Vielzahl vorab, beispielsweise bei der Kalibrierung des Coriolis-Mas- seduchfluß-Meßgeräts, ermittelter digitaler Korrekturwerte X abgelegt ist. Auf diese K,i Korrekturwerte X wird von der Mess Schaltung über eine mittels des momentan K,i gültigen zweiten Zwischenwert X abgeleitete Speicheradresse direkt zugegriffen. Als Tabellenspeicher 56 kann beispielsweise ein programmierbarer Festwertspeicher, also ein FPGA (field programmable gate array), ein EPROM oder ein EEPROM, dienen. Der Korrekturwert X kann hierbei zB. dadurch in einfacher Weise ermittelt werden, K daß der momentan ermittelte Zwischenwert X mit entsprechenden im Tabel- 2 lenspeicher eingetragenen Vorgabewerten für den Zwischenwert X verglichen und 2 daraufhin derjenige Korrekturwert X ausgelesen, also von der Auswerte-Elektronik 2 für die weitere Berechnung verwendet wird, der mit dem dem Zwischenwert X am 2 nähesten kommenden Vorgabewert korrespondiert. Die Verwendung eines solchen Tabellenspeicher für die Ermittlung des Korrekturwerts X hat u.a. den Vorteil, daß der K Korrekturwert X nach der Berechnung des Zwischen werts X zur Laufzeit sehr rasch K 2 zur Verfügung steht. [095] Neben der Ermittlung des Korrekturwerts X kann der Zwischenwert X ,%... K 2 desweiteren in vorteilhafter Weise ferner z.B. auch dazu verwendet werden, den Grad der Inhomogenität des Fluids oder davon abgeleitet Meßwerte, wie zB. einen prozentualen Luftgehalt im Fluid oder einen Volumen- Mengen- oder Massenanteil von im Fluid mitgeführten Feststoff-Partikeln, zB. vor Ort oder in einer entfernten Leitwarte visuell wahrnehmbar, zu signalisieren. [096] Unter Auswertung einer Anzahl von zeitlichen Amplitudenverläufen der Schwingungsmeßsignale sowie des Erregerstroms i , die während an verschiedenen, in vor- exc bestimmter Weise gestörten Flüssigkeiten durchgeführten Messungen aufgenommenen wurden, hat sich ferner gezeigt, daß sowohl der Erregerstrom i als auch die Schwin- exc gungsmeßsignale x , x zum einen, trotz im wesentlichen gleichbleibender Be- sl s2 dingungen, also z.B. bei stationär strömender Flüssigkeit mit konstanter Dichte und Viskosität und mit einem weitgehend konstant gehaltenen Anteil an mitgeführten Luftblasen, über die Zeit in erheblichem Maße schwanken kann. Zum anderen aber wurde auch festgestellt, daß der in praktisch nicht vorherbestimmbarer Weise schwankende Erregerstrom i bzw. die Schwingungsmeßsignale x , x , insb. deren exe sl s2 Amplituden, jeweils eine empirische Standardabweichung bzw. eine empirische Streuung s aufweisen können, die sehr stark mit dem Grad der Inhomogenität p korreliert sind. Dementsprechend wird der Zwischenwert X gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung als Funktion der Streuungen s der für die konkrete p Anwendung gewählten Strömungs- und/oder Betriebsparameter ermittelt, d.h. es soll gelten [097] [die codierte matematische Formel ist] (2)According to the invention, a second intermediate value X is determined to determine the currently suitable correction value X during operation, which is a measure of a percentage of a phase, for example a gas phase or a liquid phase, of the medium, in particular a percentage, or real, of the medium. represents and / or represents a deviation of the fluid to be measured from the ideal homogeneity or a degree of inhomogeneity. The correction value X is thus derived from a concentration of the inhomogeneities measured during operation or transmitted to the Coriolis mass flow measuring device. According to the invention, the evaluation electronics determine the correction value X, K on the basis of the intermediate value X, thereby practically directly that in the evaluation Electronics a clear relationship between the current intermediate value X and 2 the matching correction value X is mapped, especially programmed. For this purpose K, the evaluation electronics 2 also have a table memory 56, in which a large number of digital correction values X previously determined, for example during the calibration of the Coriolis mass flow measuring device, are stored. These K, i correction values X are directly accessed by the measuring circuit via a memory address derived by means of the second intermediate value X currently valid K, i. A programmable read-only memory, for example an FPGA (field programmable gate array), an EPROM or an EEPROM, can serve as the table memory 56. The correction value X can be, for example. can be determined in a simple manner by comparing the currently determined intermediate value X with corresponding default values for the intermediate value X entered in the table memory 2 and 2 then reading out that correction value X, that is, it is used by the evaluation electronics 2 for the further calculation, which corresponds to the default value closest to the intermediate value X 2. The use of such a table memory for determining the correction value X has the advantage, among other things, that the K correction value X is very quickly available at runtime K 2 after the calculation of the intermediate value X. In addition to the determination of the correction value X, the intermediate value X,%... K 2 can furthermore advantageously also be used, for example, to determine the degree of inhomogeneity of the fluid or measurement values derived therefrom, such as, for example. a percentage air content in the fluid or a volume, quantity or mass fraction of solid particles carried in the fluid, for example. visually perceptible on site or in a remote control room. By evaluating a number of temporal amplitude profiles of the vibration measurement signals and of the excitation current i, which were recorded during measurements carried out on various fluids which were disturbed in a predetermined manner, it was further shown that both the excitation current i and the oscillation current exc gungsmeßsignale x, x on the one hand, in spite of essentially constant conditions, ie, for example in the case of stationary flowing liquid with constant density and viscosity and with a largely constant proportion of entrained air bubbles, can fluctuate considerably over time. On the other hand, it was also found that the excitation current i fluctuating in a practically unpredictable manner or the vibration measurement signals x, x, in particular their exe sl s2 amplitudes, each an empirical standard deviation or an empirical one Can have scatter s, which are very strongly correlated with the degree of inhomogeneity p. Accordingly, the intermediate value X is determined according to an embodiment of the invention as a function of the scattering s of the flow and / or operating parameters selected for the specific application, ie the following should apply [097] [is the coded mathematical formula] (2)
[098] Dabei kann der Zwischenwert X sowohl anhand der Streuung eines einzigen 2 Strömungs- und/oder Betriebsparameters, beispielsweise des Erregerstroms, als auch anhand einer Kombination mehrerer Strömungs- und/oder Betriebsparameter ermittelt werden.The intermediate value X can be determined both on the basis of the scatter of a single flow and / or operating parameter, for example the excitation current, and on the basis of a combination of several flow and / or operating parameters.
[099] Die Berechnung der jeweiligen Streuung s zum Zwecke der Ermittlung des Zwi- p schenwerts X kann im Betrieb des Coriolis-Maßsedurchfluß-Meßgeräts 1 anhand 2 eines Samplings AF von m Messwerten a des gewählten Strömungsparameters, bei- i spielsweise des Zwischenwerts X oder des Dichte-Meßwerts X§, oder des gewählten Betriebsparameters, beispielsweise des Erregerstroms i oder einem der Schwin- exc gungsmess Signale x , x oder dergleichen, gemäß der bekannten Funktion: sl s2[099] During the operation of the Coriolis mass flow measuring device 1, the calculation of the respective scatter s for the purpose of determining the intermediate value X can be based on 2 a sampling AF of m measured values a of the selected flow parameter, for example the intermediate value X or the density measured value X§, or the selected operating parameter, for example the excitation current i or one of the vibration excitation measurement signals x, x or the like, according to the known function: sl s2
[100] erfolgen, wobei a dem für das Sampling AF geschätzten Mittelwert entspricht. Die einzelnen Messwerte a können hierzu z.B. im flüchtigen Datenspeicher RAM digital i abgelegt sein. Falls erforderlich, karaidas der Ermittlung der Streuung s dienende p Sampling AF zB. auch eine in entsprechender Weise abgespeicherte Abtastfolge eines Amplitudenverlaufs eines analog gemessenen Betriebsparameters, beispielsweise ein Abschnitt einer digitalisierten Hüllkurve des Erregerstroms i oder eines der Schwin- exc gungsmess Signale x , x sein. sl s2[100], where a corresponds to the mean value estimated for sampling AF. For this purpose, the individual measured values a can e.g. be stored in the volatile data memory RAM digital i. If necessary, karaidas to determine the scattering p Sampling AF eg. can also be a correspondingly stored sampling sequence of an amplitude profile of an analog measured operating parameter, for example a section of a digitized envelope of the excitation current i or one of the vibration measurement signals x, x. sl s2
[101] Untersuchungen haben gezeigt, daß für eine hinreichend genaue Schätzung der Streuung s Samplings AF von nur relativ geringer Mächtigkeit, m, zB. von jeweils etwa 100 bis 1000 Messwerten a, erforderlich sind, wobei die einzelnen Messwerte i auch nur innerhalb eines sehr schmalen Abtastfenster oder Zeitintervalls von etwa 1 bis 2 Sekunden abgetastet sein müssen. Dementsprechend wäre auch eine relativ niederige Abtastfrequenz in der Größenordnung von wenigen Kilohertz, zB. etwa 1 bis 5 kHz ausreichend. [102] Es hat sich ferner gezeigt, daß sich der Zwischenwert X für zahlreiche An- K Wendungen als Lösung einfacher, insb. linearer oder quadratischer, Funktionen mit dem Zwischenwert als Argument ermitteln las st, so dass zur Ermittlung der abzuspeichernden Vorgabwerte für den Zwischenwert X einige wenige naß, also unter K Verwendung von entsprechenden Prüffluiden, kalibrierte Meßpunkte ausreichen, um den Tabellenspeicher durch einfache Inteφolations- und/oder Extrapolationsverfahren zwischen diesen beim Kalibrieren experimentell ermittelten Stützstellen, z.B. unter Anwendung der Methode der kleinsten Fehlerquadrate, praktisch ohne weitere Kalibriermessungen mit den restlichen Vorgabewerten auffüllen zu können. Für einige Anwendungen hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, die Vorgabewerte für den Zwischenwert X als Lösung einer Arcustangens-Funktion oder einer Sigmodal-Funktion zu berechen. Zur Reduzierung des Kalibrieraufwands kann die Ermittlung der Vorgabwerte für den Zwischenwert X in vorteilhafter Weise im Rahmen einer Typka- K librierung durchgeführt werden, bei der wenige tatsächlich gemessene und ggf. auch berechnete Vorgabewerte für typgleiche Coriolis-Massedurchfluß-Meßgerät übernommen werden. [103] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird mittels der Auswerte- Elektronik anhand des Dichte-Meßwerts X§ und anhand eines vorab bestimmten oder zeitnah gemessenen Referenzdichte- Wert K , der beispielsweise als konstanter Wert bei der Inbetriebnahme des Coriolis-Mas sedurchflußmesser abgespeichert oder im Betrieb von extern an den Coriolis-Massedurchflußmesser übermittelt werden kann, eine Abweichung 0 der Dichte _ des Mediums von einer vorgegebenen Referenzdichte bestimmt. Zur Erzeugung des Korrekturwerts X wird die so ermittelte K Abweichung 0 _\ mit dem zweiten Zwischenwert X'a basierend auf der Funktionsgleichung[101] Studies have shown that, for a sufficiently precise estimate of the scatter, s samplings AF of only a relatively small thickness, m, eg. of approximately 100 to 1000 measured values a, are required, the individual measured values i also having to be scanned only within a very narrow scanning window or time interval of approximately 1 to 2 seconds. Accordingly, a relatively low sampling frequency would be on the order of a few kilohertz, for example. about 1 to 5 kHz is sufficient. [102] It has also been shown that the intermediate value X can be ascertained for numerous applications as a solution of simple, in particular linear or quadratic, functions with the intermediate value as an argument, so that the predetermined values to be stored for the intermediate value can be determined X a few wet measuring points, i.e. calibrated using appropriate test fluids, are sufficient to the table memory by means of simple interpolation and / or extrapolation methods between these experimentally determined support points during calibration, for example using the method of least squares, practically without further calibration measurements being able to fill up with the remaining default values. For some applications, however, it has proven to be advantageous to calculate the default values for the intermediate value X as a solution of an arctangent function or a sigmodal function. To reduce the calibration effort, the determination of the default values for the intermediate value X can advantageously be carried out as part of a type calibration in which a few actually measured and possibly also calculated default values are adopted for Coriolis mass flow measuring devices of the same type. According to a further embodiment of the invention, using the evaluation electronics, the density measured value X§ and a predetermined or timely measured reference density value K, which is stored, for example, as a constant value when the Coriolis-Mas flowmeter is started or can be transmitted externally to the Coriolis mass flow meter during operation, a deviation 0 of the density _ of the medium from a predetermined reference density is determined. To generate the correction value X, the K deviation thus determined becomes 0 _ \ with the second intermediate value X'a based on the functional equation
[104] X = EE| X (4) K 2[104] X = EE | X (4) K 2
[105] verrechnet.[105] offset.
[106] Der Referenzdichte- Wert K§ kann in Kenntnis des zu messenden Fluids manuell, beispielsweise vor Ort oder von einer entfernten Leitwarte aus, eingegeben oder von einem externen Dichtemsser an die Meßgerät-Elektronik, beispielsweise via Feldbus, gesendet werden.[106] With knowledge of the fluid to be measured, the reference density value K§ can be entered manually, for example on site or from a remote control room, or sent from an external density meter to the measuring device electronics, for example via a fieldbus.
[107] Er kann aber auch direkt mittels der Auswerte-Elektronik 21 für das Fluid vorab ermittelt werden, beispielsweise dann, wenn das Fluid einphasig oder zumindest weitgehend homogen ist. Dementsprechend wird daher nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Referenzdichte- Wert K§ unter Verwendung eines ebenfalls in der Meßgerät-Elektronik gespeicherten Dichte-Meßwerts X ermittelt, wobei der gespeicherte Dichte-Meßwerts X§ eine Dichte des Mediums repräsentiert, die bei homogenen Medium oder bei als homogen angenommen Medium gemessen worden ist. Nach einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung wird der als Referenzdichte- Wert K abgespeicherte Dichte-Meßwerts X zur nachträglichen Korrektur eines zuvor bei inhomogenem Medium ermittelten Zwischenwert X' m verwendet. Diese Ausgestaltung der Erfindung kann in besonders vorteilhafter Weise zB. bei einem Dosier- oder Abfüllprozeß eingesetzt werden, bei dem einerseits innerhalb einer Charge in kurzer zeitlicher Abfolge in erheblichem Maße voneinander verschiedene Strömungsbedingungen im Meßrohr herrschen, insb. auch bei nicht vollständig befülltem Meßrohr, und bei dem aber andererseits vornehmlich der über eine gesamte Charge totalisierten Massendurchfluß, letztlich aber die Gesamtmasse des tatsächlich abgefüllten Mediums von Interesse ist. Die vorgenannten, dem Erzeugen des Massendurchfluß-Meßwertes X dienenden m[107] However, it can also be determined in advance for the fluid by means of the evaluation electronics 21, for example when the fluid is single-phase or at least largely homogeneous. Accordingly, according to a further embodiment of the invention, the reference density value K§ is determined using a density measurement value X also stored in the measuring device electronics, the stored density measurement value X§ representing a density of the medium, which in the case of homogeneous medium or has been measured for a medium assumed to be homogeneous. After a further development of this embodiment of the invention, the as Reference density value K stored density measurement value X is used for the subsequent correction of an intermediate value X 'm previously determined with inhomogeneous medium. This embodiment of the invention can, for example, in a particularly advantageous manner. be used in a metering or filling process in which flow conditions in the measuring tube differ considerably from one another within a batch in a short time sequence, in particular also when the measuring tube is not completely filled, and in which on the other hand primarily the totalized over an entire batch Mass flow, but ultimately the total mass of the medium actually filled is of interest. The aforementioned m used to generate the mass flow measurement value X
Funktionen, symbolisiert durch die Gl. (1) bis (4), können zumindest teilweise in einer Auswerte-Stufe 54 der Meßgerät-Elektronik 50 implementiert sein. Die Auswerte- Stufe 54 kann in vorteilhafter Weise zB. ebenfalls mittels des Signalprozessors DSP oder z.B. auch mittels des oben erwähnten Mikrocomputers 55 realisiert sein. Das Erstellen und Implementieren von entsprechenden Algorithmen, die mit den vorbeschriebenen Gleichungen korrespondierenden oder die die Funktionsweise der Ampli- tudenregelschaltung 51 bzw. der Frequenzregelschaltung 52 nachbilden, sowie deren Übersetzung in solchen Signalprozessoren ausführbaren Programm-Codes ist dem Fachmann an und für. sich geläufig und bedarf daher keiner detailierteren Erläuterung. , 4, Selbstverständlich können vorgenannte Gleichungen auch ohne weiteres ganz oder teilweise mittels entsprechender diskret aufgebauter, analoger und/oder digitaler Rechenschaltungen in der Meßgerät-Elektronik 50 dargestellt werden. Functions symbolized by Eq. (1) to (4) can be at least partially implemented in an evaluation stage 54 of the measuring device electronics 50. The evaluation stage 54 can, for example, advantageously. also by means of the signal processor DSP or e.g. can also be realized by means of the above-mentioned microcomputer 55. The creation and implementation of corresponding algorithms that correspond to the previously described equations or that simulate the functioning of the amplitude control circuit 51 or the frequency control circuit 52, as well as their translation into program codes that can be executed in such signal processors, is known to the person skilled in the art. is familiar and therefore requires no detailed explanation. , 4, Of course, the aforementioned equations can also be represented in whole or in part by means of corresponding, discretely constructed, analog and / or digital arithmetic circuits in the measuring device electronics 50.

Claims

AnsprücheExpectations
[001] 1. Coriolis-Mas sedurchflußmesser, insb. Coriolis-Massedurchfluß-/ Dichtemesser, zum Messen eines Massedurchflusses eines zwei- oder mehrphasigen Mediums, das in einer Rohrleitung strömt, welcher Coriolis- Mas sedurchflußmesser umfaßt: mindestens ein in den Verlauf der Rohrleitung eingesetztes Meßrohr (11), das im Betrieb vom Medium durchströmt ist, ein Trägermittel (12), das an einem einlaßseitigen Ende und einem auslaßsei tigen Ende des Meßrohrs (11) fixiert ist und dieses somit schwingfähig einspannt, eine Erregeranordnung (13), die das Meßrohr (11) im Betrieb in mechanische Schwingungen, insb. Biegeschwingungen, versetzt, Schwingungsensoren (141, 142) zum Erzeugen eines einlaßseitige Schwingungen des Meßrohrs (11) repräsentierenden ersten Schwingungsmeßsignals (x ) sowie eines auslaßseitige sl Schwingungen des Meßrohrs (11) repräsentierenden zweiten Schwingungsmeßsignals (x ), sowie eine Meß- und Betriebs-Elektronik (2), die einen die Er- s2 regeranordnung (13) treibenden Erregerstrom (i ) und einen Massedurchfluß- exc Meßwert (X ) liefert, der einen zu messenden Massedurchfluß repräsentiert, m wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (2) einen von den Schwingungsmeßsignalen (x , x ) abgeleiteten, mit dem zu messenden Massedurchfluß kor- respondierenden ersten Zwischenwert (X' ) und einen Korrekturwert (X ) für m K den ersten Zwischenwert (X' ) erzeugt, sowie anhand des ersten Zwischenwerts m (X' ) und des Korrekturwerts (X ) den Massedurchfluß-Meßwert (X ) ermittelt, m K m wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (2) den Korrekturwert (X ) unter K Verwendung wenigstens eines zweiten Zwischenwerts (X ) erzeugt, der von wenigstens einem der Schwingungsmeßsignale (x , x ) und/oder vom Erre- sl s2 gerestrom (i ) abgeleitet ist, und der ein Maß für einen Anteil einer Phase des exe Mediums repräsentiert, wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (2) einen Tabellenspeicher (56) aufweist, in dem eine Vielzahl diskreter Vorgabewerte für den Korrekturwert (X ) digital abgespeichert ist, und zur Ermittlung des Kor- K rekturwert (X ) einen der Vorgabewerte verwendet, der unter Verwendung des K zweiten Zwischenwerts (X ) aus dem Tabellenspeicher (56) ausgelesen ist. 21. Coriolis-Mas sedflußflußmesser, esp. Coriolis mass flow / density meter, for measuring a mass flow of a two- or multi-phase medium flowing in a pipeline, which Coriolis-Mas sedflußflußmesser: at least one in the course of the pipeline used measuring tube (11) which is flowed through during operation of the medium, a carrier means (12) which is fixed at an inlet-side end and an end of the measuring tube (11) on the outlet side and thus clamps it so that it can vibrate, an exciter arrangement (13) which the measuring tube (11) is set in operation in mechanical vibrations, in particular bending vibrations, vibration sensors (141, 142) for generating a first vibration measuring signal (x) representing inlet-side vibrations of the measuring tube (11) and an outlet-side sl representing vibrations of the measuring tube (11) second vibration measurement signal (x), and a measuring and operating electronics (2) which one of the Ers2 regeranordnu ng (13) driving excitation current (i) and a mass flow exc measured value (X), which represents a mass flow to be measured, m wherein the measuring and operating electronics (2) one derived from the vibration measurement signals (x, x), generates the first intermediate value (X ') with the first intermediate value (X') corresponding to the mass flow to be measured and a correction value (X) for m K, and the mass flow with the aid of the first intermediate value m (X ') and the correction value (X) -Measured value (X) determined, m K m, the measuring and operating electronics (2) generating the correction value (X) using K using at least one second intermediate value (X), which is derived from at least one of the vibration measurement signals (x, x) and / or is derived from the current s2 gerestrom (i), and which represents a measure for a portion of a phase of the exe medium, the measuring and operating electronics (2) having a table memory (56) in which a multiplicity discrete default values for the correction value (X) is stored digitally, and one of the default values is used to determine the correction value (X), which is read out from the table memory (56) using the K second intermediate value (X). 2
[002] 2. Coriolis-Mas sedurchflußmesser nach Anspruch 1, bei dem die Auswerte- Elektronik (2) einen vom ersten und/oder vom zweiten Schwingungsmeßsignal (x , x ) abgeleiteten, eine Dichte des Mediums repräsentierenden Dichte- sl s2 Meßwert (X ) liefert und bei dem die Auswerte-Elektronik (2) den Kor- rekturwert (X ) unter Verwendung des Dichte-Meßwerts (X§) bestimmt. [003] 3. Coriolis-Massedurchflußmesser nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Auswerte-Elektronik (2) mittels des zweiten Zwischenwerts (X ) eine 2 Speicheradresse für einen als momentaner Korrekturwert (X ) dienenden Vorgabewert im Tabellenspeicher ermittelt. [004] 4. Coriolis-Massedurchflußmesser nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der zweite Zwischenwert (X ) anhand einer zumindest für ein vorgegebenes 2 Zeitintervall ermittelte Streuung einer Amplitude des Erregerstroms (i ), einer exe Amplitude der Schwingungsmeßsignale (x , x ), einer Schwingungsfrequenz der Schwingungsmeßsignale (x , x ), einer gemessenen Dichte und/oder des ersten Zwischenwerts (X' ) ermittelt ist. m2. Coriolis-Mas sedflußflußmesser according to claim 1, wherein the evaluation electronics (2) a derived from the first and / or from the second vibration measurement signal (x, x), representing a density of the medium density sl s2 measured value (X ) and in which the evaluation electronics (2) rectification value (X) is determined using the density measurement value (X§). 3. Coriolis mass flow meter according to one of the preceding claims, in which the evaluation electronics (2) using the second intermediate value (X) determines a 2 memory address for a serving as a current correction value (X) default value in the table memory. 4. Coriolis mass flow meter according to one of the preceding claims, in which the second intermediate value (X) is determined on the basis of a scatter of an amplitude of the excitation current (i), an exe amplitude of the vibration measurement signals (x, x) determined at least for a predetermined 2 time interval. , an oscillation frequency of the oscillation measurement signals (x, x), a measured density and / or the first intermediate value (X ') is determined. m
[005] 5. Coriolis-Massedurchflußmesser nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Auswerte-Elektronik (2) den Massedurchfluß-Meßwert (X ) basierend m auf der Funktionsgleichung [die codierte matematische Formel ist] ermittelt. [006] 6 Verfahren zum Erzeugen eines eines eine physikalische Meßgröße repräsentierenden Messwerts (X ), insb. eines Massedurchfluß-Meßwerts, der einen Mas- m sedurchfluß eines in einer Rohrleitung strömenden Mediums repräsentiert, mittels eines CoriolisrMassedurchflußmessers, insb. Coriolis-Mas sedurchfluß-/ Dichtemessers, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt: Bewirken von Schwingungen, insb. Biegeschwingungen, eines vom Medium durchströmten Meßrohrs (11) des Coriolis-Massedurchflußmessers, Erfassen der Schwingungen des Meßrohrs (11) und Erzeugen eines einlaßseitige Schwingungen repräsentierenden ersten Schwingungsmeßsignals (x ) und eines auslaßseitige Schwingungen repräsentierenden zweiten Schwingungsmeßsignals (x ), Entwickeln eines, insb. mit dem Massedurchfluß korrespondierenden, ersten Zwischenwertes (X' ) unter Verwendung der beiden Schwingungsmeßsignale (x m , x ), Ermitteln eines zweiten Zwischenwerts (X ), insb. unter Verwendung wenigstens eines der beiden Schwingungsmeßsignale (x , x ), Erzeugen eines Korrekturwertes (X ) für den Zwischenwert (X' ) mittels des zweiten Zwi- K m schenwerts (X ), der ein Maß für einen Anteil einer Phase des Mediums re- 2 präsentiert, sowie Korrigieren des Zwischenwertes (X' ) mittels des Korrek- m turwertes (X ), wobei der Korrekturwert (X ) unter Verwendung des zweiten K K Zwischenwerts (X ) und unter Verwendung eines Tabellenspeichers, in dem eine 2 Vielzahl diskreter Vorgabewerte für den Korrekturwert (X ) digital abge- K speichert ist, dadurch ermittelt wird, daß der momentan zu verwendende Vorgabewert für den Korrekturwert (X ) anhand des zweiten Zwischenwerts (X K 2 ) identifiziert und aus dem Tabellenspeicher ausgelesen wird. [007] 7. Verfahren nach Anspruch 6 weiters umfassend einen Schritt des Entwickeins eines als Messwert (X ) dienenden Massedurchfluß-Meßwert, der einen Massen- m durchfluß des Mediums repräsentiert, anhand der Meßsignale (x , x ). sl s25. Coriolis mass flow meter according to one of the preceding claims, in which the evaluation electronics (2) determine the mass flow measurement value (X) based on the m function equation [is the encoded mathematical formula]. 6 Method for generating a measured value (X) representing a physical measured variable, in particular a mass flow measured value which represents a mass flow of a medium flowing in a pipeline, by means of a Coriolis mass flow meter, in particular a Coriolis mass flow meter. / Density meter, the method comprising the following steps: causing vibrations, in particular bending vibrations, of a measuring tube (11) through which the medium flows and the Coriolis mass flow meter, detecting the vibrations of the measuring tube (11) and generating a first vibration measuring signal (x) representing inlet-side vibrations and a second vibration measurement signal (x) representing exhaust-side vibrations, developing a first intermediate value (X '), in particular corresponding to the mass flow rate, using the two vibration measurement signals (xm, x), determining a second intermediate value (X), especially using at least one of the two vibration measurement signals (x, x), generating a correction value (X) for the intermediate value (X ') by means of the second intermediate value (X), which presents a measure for a portion of a phase of the medium, and Correcting the intermediate value (X ') by means of the correction value (X), the correction value (X) using the second KK intermediate value (X) and using a table memory in which a 2 large number of discrete default values for the correction value (X ) digitally recorded K is stored, it is determined that the currently used default value for the correction value (X) is identified on the basis of the second intermediate value (XK 2) and is read out from the table memory. 7. The method according to claim 6 further comprising a step of developing a mass flow measurement value serving as a measurement value (X), which represents a mass flow rate of the medium, on the basis of the measurement signals (x, x). sl s2
[008] 8 Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, weiters umfassend folgende Schritte: Entwickeln eines eine Dichte des Mediums repräsentierenden zweiten Meßwerts (Xl) anhand der Meßsignale (x , x ) und Entwickeln eines Korrekturwertes (X π- sl s2 K ) unter Verwendung des zweiten Meßwerts (X ). [009] 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, das folgende weiteren Schritte umfaßt: Fließenlassen eines Erregerestroms (i ) durch eine mit dem Messrohr exe (11) mechanisch gekoppelte elektro-mechanische Erregeranordnung (13) zum Bewirken von Schwingungen des Meßrohrs (11), und Ermitteln eines zweiten Zwischenwerts (X ) unter Berücksichtigung des Erregerestroms (i ). 2 exe8 Method according to claim 6 or 7, further comprising the following steps: developing a second measured value (Xl) representing a density of the medium on the basis of the measurement signals (x, x) and developing a correction value (X π- sl s2 K) using of the second measured value (X). 9. The method according to any one of claims 6 to 8, comprising the following further steps: flowing an excitation current (i) through a with the measuring tube exe (11) mechanically coupled electro-mechanical excitation arrangement (13) for causing vibrations of the measuring tube (11), and determining a second intermediate value (X) taking into account the excitation current (i). 2 exe
[010] 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem der zweite Zwischenwert (X ) wenigstens eine für ein vorgegebenes Zeitintervall ermittelte 2 Streuung eines für das in der Rohrleitung strömende Mediums ermittelten Messwerts, insb. eines gemessenen Massedurchflusses^einer gemessenen Dichte oder einer gemessenen Viskosität, und/oder eine für ein vorgegebenes Zeitintervall ermittelte Streuung eines Betriebsparameters des Coriolis- Massedurchflußmessers, insb. einer Amplitude der Schwingungsmeßsignale (x sl x ) oder einer Schwingungsfrequenz der Schwingungsmeßsignale (x , x ), re- s2 sl s2 präsentiert. 10. The method as claimed in one of claims 6 to 9, in which the second intermediate value (X) has at least one scatter, determined for a predetermined time interval, of a measured value determined for the medium flowing in the pipeline, in particular a measured mass flow rate ^ a measured one Density or a measured viscosity, and / or a scatter of an operating parameter of the Coriolis mass flow meter determined for a predetermined time interval, in particular an amplitude of the vibration measurement signals (x sl x) or a vibration frequency of the vibration measurement signals (x, x), re s2 sl s2 presents.
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