EP3069107A1 - Verfahren zum betrieb einer magnetisch-induktiven messeinrichtung - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer magnetisch-induktiven messeinrichtung

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Publication number
EP3069107A1
EP3069107A1 EP14789217.8A EP14789217A EP3069107A1 EP 3069107 A1 EP3069107 A1 EP 3069107A1 EP 14789217 A EP14789217 A EP 14789217A EP 3069107 A1 EP3069107 A1 EP 3069107A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
field coil
current
coil system
measuring
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14789217.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Budmiger
Simon Stingelin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Flowtec AG
Original Assignee
Endress and Hauser Flowtec AG
Flowtec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Flowtec AG, Flowtec AG filed Critical Endress and Hauser Flowtec AG
Publication of EP3069107A1 publication Critical patent/EP3069107A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/60—Circuits therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a magneto-inductive measuring device, in particular a magneto-inductive
  • the measuring principle used has a number of advantages
  • the measuring method has found widespread use in process technology.
  • Faraday's law of induction a voltage is induced in a conductor moving in a magnetic field.
  • the moving conductor is formed by the flowing medium.
  • the magnetic field is through two current-carrying
  • the measuring electrodes pick up the voltage induced when the medium flows through the magnetic field.
  • the induced voltage is proportional to the flow rate.
  • solids laden liquids can also be measured, e.g. Ore sludge or pulp.
  • the measuring principle can be with a free
  • Tube cross-section can be realized, thereby also a simple cleaning with cleaning solutions is possible or the tube piggable. Furthermore, this pressure losses are avoided.
  • Measuring devices that work with this measuring principle have no moving parts and therefore require little maintenance and care. With such measuring devices, the high measuring dynamics, the high measuring reliability, reproducibility and long-term stability are emphasized.
  • Such measuring devices are frequently used in process technology, eg in the chemical industry, and for dosing applications.
  • the permanent reliability of the measured value output by the measuring device is of particular importance, eg when metering components into a reactor during the manufacture of chemicals, accidents or the like
  • Measuring devices of this type are available, for example, from the applicant.
  • a magnetic-inductive flowmeter in which the sensor unit has a sensor data storage unit, are stored in the specific characteristics of the sensor unit and from the stored specific characteristics to an evaluation and
  • Flowmeters are also z. B. from EP 0 548 439 A1 and from US 5,469,746.
  • the sensor unit on the one hand and the evaluation and supply unit on the other hand should be two physically different units.
  • the essential elements of the sensor unit are the measuring tube, the field coils and the measuring electrodes, ie all the equipment that is required for the generation and detection of the measuring effect.
  • the evaluation and supply unit serves on the one hand to supply the field coils and on the other hand to evaluate the measuring effect, namely the voltage induced between the measuring electrodes.
  • specific characteristics of the sensor unit are required.
  • electromagnetic flowmeters are these specific Characteristics of the sensor unit deposited in a sensor unit provided in the sensor data storage unit.
  • the sensor data storage unit should by means of the field coil supply lines with the evaluation and
  • the sensor data storage unit provided in the sensor unit is formed by a non-volatile, electrically rewritable memory, such as an EEPROM.
  • Resistance, the inductance, and the size of a reference resistor and the magnetizing current are measured in cyclic recurring intervals and compared with reference values from a previous calibration measurement and stored.
  • the functional core should be that not only the terminal voltage U k and the terminal current l k are used to control and monitor the measuring system. To detect changes in the system, elements are determined cyclically in order to be able to react accordingly if necessary. It is thus possible to keep the magnetizing current constant by regulating the magnitude of 1 k .
  • the characteristic data of the individual sizes of the elements are stored during calibration as reference variables.
  • a flow meter is known from EP 2 074 385 B1 and US Pat. No. 7,750,642 B2, in which a number of
  • Nominal data of various parameters are stored in a memory.
  • a check circuit is provided to measure a plurality of parameters of the flowmeter and to produce an output signal in accordance with a comparison of the measured values with the stored values.
  • the comparison should be based e.g. on threshold values or temporal
  • the monitored parameters should eg the electrical resistance the excitation coils, the inductance of the excitation coils, the resistance of the
  • Excitation current, pulse output, digital inputs and outputs The inductance or capacitance should be determined by means of a test function with a time-variant signal.
  • the test function can control the drive signal for the
  • excitation coils which is used for normal operation.
  • the excitation coil current is to be measured by the voltage drop across a sensor resistor connected in series with the excitation coils. Further details are not disclosed.
  • Changes can be caused, for example, by an increased resistance of the field coils, e.g. when operating at changed temperatures or one turn in the field coil. Especially in the latter case, the generation of an alarm signal is advantageous to indicate such a defect, are generated by the erroneous readings.
  • the described methods are sometimes quite expensive and require a more complex design of the measuring device, in particular additional sensors or require an adapted process control.
  • the invention is therefore based on the object to provide an improved method for monitoring a magneto-inductive measuring device, in particular a magnetic-inductive flow measuring device.
  • Field coil system is generated, wherein the electric current is a clocked DC and the field coil system are applied during a clock with a time-varying DC voltage, further wherein the voltage U across the field coil system and the field coil system flowing through Current I measured and wherein the magnetic energy in the field coil system is determined cyclically or sporadically.
  • field coil system are to be understood as one or more field coils, but in particular an even number of field coils.
  • Ambient conditions of the location of the measuring device are conditional. Such may include, for example, foreign fields or ferromagnetic substances in the vicinity of the measuring device. Changes in the sensitivity of such a measuring device inevitably lead to corresponding
  • both device-related deviations and environmental deviations from the conditions in which the measuring device has been calibrated can be qualitatively and quantitatively detected and determined.
  • the rise time of the current is determined, wherein the time range is the current needed until a coil of the field coil system or the field coil system in the steady state.
  • the determined magnetic energy of the field coil system preferably has the following dependence: E ⁇ I 2 .
  • the measured current is included in the determination of the magnetic energy of the field coil system.
  • the constant K is proportional to the following expression K ⁇ - - '-,
  • R is the ohmic resistance of the field coil system
  • Uo is the voltage across the field coil system
  • the magnetic field can reach its constant magnetic field end value already at an earlier point in time.
  • DC voltage includes a voltage overshoot, and the duration t sho t the voltage overshoot is detected
  • the magnetic field is preferably generated by a clocked DC alternating polarity.
  • the rise time is determined from the sum of the duration t rev of a return current, the duration tfwd of a forward current and the duration t dr op of the transition of the forward current to a stationary value, in particular the duration t rev of
  • Measured values are determined by linear interpolation, the duration tfwd of the forward current from the difference of the rise time t riS e and the duration of the voltage rise t sho t and the fall time t dr op from the time sequence of the measured values recorded for the forward current.
  • the voltage U 0 across the field coil is formed from the average values of the detected voltage during the rise time t riS e of the current, in particular according to the formula
  • Urev is the voltage across the field coil during t rev and Ufwd is the voltage across the field coil during the periods tfwd and t dr op.
  • Acquisition rate of the values for voltage and current is at least about 10 kHz. Although higher sample rates improve accuracy, they also require more powerful electronics.
  • a magnetic-inductive measuring device for carrying out the method, with a DC voltage source containing a clock generator, wherein the DC voltage source with the terminals of a
  • Field coil arrangement is connected and between the DC voltage source and field coil, a measuring resistor R, connected in series with the field coil arrangement, and wherein a first voltage measuring device with the terminals of the field coil means for measuring the voltage U across the
  • Measuring resistor R for detecting the electric current I through the
  • Field coil means connected to the measuring resistor R, and wherein each of the voltage measuring means is connected to an analog-to-digital converter for digitizing the detected voltage values, further wherein the analog-to-digital converter is connected to an evaluation circuit, wherein the
  • DC voltage source is connected to the evaluation circuit for transmitting the clock signal, and the evaluation circuit is further connected to a time reference for detecting the duration of the voltage states to
  • Figure 1 is a diagram of an exemplary time course of
  • FIG. 2 shows a diagram of an exemplary time profile of
  • Figure 3 is a schematic representation of an exemplary device for
  • the method according to the invention can be implemented particularly advantageously in a magnetic-inductive measuring device, in particular a
  • Field coil arrangement 1 expediently comprises a few field coils 1 for
  • the field coils 1 are acted upon during a cycle with a time-varying DC voltage U in order to achieve a rapid achievement of the constant current end value and thus of the magnetic field.
  • US Pat. No. 4,144,751 A discloses a rectangular generator circuit for excitation, in particular for application to a field coil of an electromagnetic flow measuring device with a polarity change of the current. During the transitional transition period, a higher voltage is used by the power supply to reduce the rise and fall times, and a lower voltage is applied during a steady state
  • Switching amplifiers are used to provide the higher voltage, while a reverse biased diode is used to immediately provide the lower voltage once the excitation current has reached a steady state value.
  • a voltage comparator circuit is used to compare the voltage generated by the excitation current with a reference voltage to produce an output signal for operating the switching amplifier between its on and off states during the transient and stationary states.
  • EP 0 969 268 A1 discloses methods for regulating the coil current of magnetic-inductive flow sensors.
  • the basic idea of the two variants of the method described is to determine the voltage required for the generation of the coil current in each half-cycle and its time profile, taking into account the profile of the current flowing after the maximum of the coil current until the constant current value is reached
  • Flow meter which is adapted to carry out the method, comprises a DC voltage source 2 containing a clock generator.
  • the DC voltage source 2 is connected to the terminals of a field coil arrangement 1. Between DC voltage source 2 and field coil 1 is a
  • Measuring resistor (R,) 3 connected in series with the field coil assembly 1.
  • a first voltage measuring device 4 is connected to the terminals of
  • Field coil device 1 for measuring the voltage U across the
  • Field coil device 1 connected.
  • Another voltage measuring device 5 is connected to the measuring resistor R, 3 for measuring the voltage drop across the measuring resistor R, 3 for detecting the electric current I through the field coil device. 1
  • Each of the voltage measuring devices 4, 5 is connected to an analog-to-digital converter 6 for digitizing the detected voltage values. Further, the analog-to-digital converter 6 is provided with a
  • Evaluation circuit 7 connected.
  • the evaluation circuit 7 is connected to the DC voltage source 2 is for transmitting the clock signal, and the
  • Evaluation circuit 7 is further connected to a time reference 8 for detecting the duration of the voltage states for determining the inductance according to the inventive method.
  • the voltage U across the field coil 1 is measured by the first voltage measuring device 4.
  • the current I flowing through the field coil 1 is measured by measuring the voltage drop across the current measuring resistor 3 Ri with the second voltage measuring device 5.
  • These measurements are cyclic or sporadic to determine the inductance of the field coil 1.
  • the voltage values of the voltage measuring devices 4, 5 are digitized by the analog-to-digital converter 6, expediently with a sample rate of at least about 10 kHz.
  • the voltage profile across the terminals of the field coil 1 is shown in Fig. 1.
  • the voltage profile across the current measuring resistor R, 3 and thus the course of the electric current through the field coil 1 is shown in Fig. 2.
  • the voltage U is plotted, on the abscissa the time t.
  • the field coils 1 are acted upon during a cycle with a time-varying DC voltage.
  • the time-varying DC voltage includes a voltage overshoot and the duration t sho t of the voltage overshoot is detected.
  • the beginning of a cycle is determined by the polarity change of the voltage across the field coil device 1. This polarity change is detected by a signal of the DC voltage source 2 to the evaluation circuit 7.
  • the beginning of the clock can also from the signal of the first
  • Voltage measuring device 4 can be obtained by measuring the voltage U across the field coil device. 1
  • the rise time t riS e of the excitation current I is the sum of the duration t rev of the return current, the duration t ⁇ d of the forward current and the duration t drop of
  • Field coil 1 induces a reverse current.
  • the term reverse current results from the fact that the induced reverse current is directed against the polarity of the applied DC voltage. The reverse flow is simply over the second
  • Voltage measuring device 5 detectable and by a negative
  • the duration t rev of the return current is the period until the current reaches the value 0 from the negative initial value.
  • the further increase of the current I according to the polarity of the applied DC voltage takes place during the time tfwd.
  • the end of the time tfwd is due to the steep voltage drop across the field coil 1 at the end of the output of the
  • the length of the time tfw d can therefore be from the duration t S hot of
  • the duration t dr0 p of the transition of the forward current to a stationary value begins at the end of the output of the excessive DC voltage and is detected via the first voltage measuring device 4.
  • Reverse flow from the time sequence of the return flow through the secondistsmessinnchtung 5 recorded measured values is determined by linear interpolation of the detected individual values.
  • the voltage across the field coil 1 is removed.
  • the determination of a value for the voltage Uo across the field coil 1 is made from the mean values of the detected voltage during the rise time t riS e of the current according to the formula
  • U Q (U rev * t rev + U fwd * (t / wd + t drov )) / t rise , where U rev is the voltage across the field coil during t rev and Ufwd is the voltage across the field coil during periods tfwd and t dr0 p is.
  • Changes in the value of the magnetic energy of the field coil device or of the field coil system 1 with respect to the value during calibration or temporally preceding values, which were determined as described above, can be used to correct the measured value by the evaluation circuit 7 or to output a warning signal for use erroneous
  • the evaluation circuit 7 is connected to a time reference 8.
  • a time reference 8 can also be found in the
  • Evaluation circuit 7 may be integrated, but here for the sake of clarity has been shown as a separate element.

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Abstract

Ein Verfahren zum Betrieb einer magnetisch-induktiven Messeinrichtung, insbesondere eines magentisch-induktiven Strömungsmessgerätes, bei dem ein Magnetfeld durch ein stromdurchflossenes Feldspulensystem (1) erzeugt wird, wobei der elektrische Strom ein getakteter Gleichstrom ist und das Feldspulensystem (1) während eines Taktes mit einer zeitlich veränderlichen Gleichspannung beaufschlagt werden und wobei die magnetische Energie des Feldspulensystems (1) zyklisch oder sporadisch bestimmt wird.

Description

Verfahren zum Betrieb einer magnetisch-induktiven Messeinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer magnetisch-induktiven Messeinrichtung, insbesondere eines magnetisch-induktiven
Strömungsmessgerätes, sowie eine entsprechend angepasste Vorrichtung.
Das dabei verwendete Messprinzip weist eine Reihe von Vorteilen auf,
insbesondere die Unabhängigkeit des Messergebnisses von einer Reihe von physikalischen Einflussgrößen. Speziell zur Messung von Strömungen,
insbesondere in Rohrleitungen, hat das Messverfahren weite Verbreitung in der Prozesstechnik gefunden. Gemäß des Faraday'schen Induktionsgesetzes wird in einem Leiter, der sich in einem Magnetfeld bewegt, eine Spannung induziert. Bei der Strömungsmessung wird dabei der bewegte Leiter durch den fließenden Messstoff gebildet. Das Magnetfeld wird durch zwei stromdurchflossene
Feldspulen erzeugt. Bei der Messung des Durchflusses in einem Rohr werden an der Rohrinnenwand zwei Messelektroden senkrecht zu den Feldspulen
angeordnet. Die Messelektroden greifen die beim Durchfließen des Messstoffes durch das Magnetfeld induzierte Spannung ab. Die induzierte Spannung ist proportional zur Durchflussgeschwindigkeit.
Über die bekannte Querschnittsfläche des Rohres im Bereich der Messelektroden wird aus der Durchflussgeschwindigkeit rechnerisch der Volumenstrom abgeleitet. Die Messung der Strömungsgeschwindigkeit ist bei diesem Messprinzip praktisch unabhängig von Druck, Temperatur, Dichte und Viskosität des Messstoffes.
Weiterhin können auch feststoffbeladene Flüssigkeiten gemessen werden, z.B. Erzschlämme oder Zellstoffbreie. Das Messprinzip kann mit einem freien
Rohrquerschnitt realisiert werden, dadurch ist auch eine einfache Reinigung mit Reinigungslösungen möglich oder das Rohr molchbar. Ferner werden dadurch Druckverluste vermieden. Messeinrichtungen, die mit diesem Messprinzip arbeiten, weisen keine bewegten Teile auf und benötigen daher wenig Wartung und Pflege. Bei solchen Messeinrichtungen wird die hohe Messdynamik, die hohe Messsicherheit, Reproduzierbarkeit und Langzeitstabilität hervorgehoben.
Solche Messeinrichtungen werden häufig in der Prozesstechnik, z.B. in der chemischen Industrie, und für Dosieranwendungen eingesetzt. In vielen Fällen ist dabei die dauerhafte Zuverlässigkeit des von der Messeinrichtung ausgegebenen Messwertes von besonderer Wichtigkeit, z.B. bei Dosierungen von Komponenten in einen Reaktor bei der Herstellung von Chemikalien, um Unfälle oder
Umweltschäden zu vermeiden. Messeinrichtungen solcher Art sind beispielsweise bei der Anmelderin erhältlich.
Im Stand der Technik sind viele Ansätze zur Verbesserung der Zuverlässigkeit, insbesondere der Langzeitzuverlässigkeit, des von der Messeinrichtung ausgegebenen Messwertes bekannt.
In der WO 98/20469 A1 ist ein Verfahren und eine Messeinrichtung beschrieben, bei der das aktuelle Messsignal mit einem erwarteten abgespeicherten
Messsignal verglichen und daraus eine Restnutzungsdauer des Sensors bestimmt wird. Eine ähnliche Anordnung ist aus der US 6,654,697 B1 bekannt, jedoch für eine Differentialdrucksensor.
Aus der DE 101 34 672 C1 ist ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät bekannt, bei dem die Sensoreinheit eine Sensordatenspeichereinheit aufweist, in der spezifische Kenngrößen der Sensoreinheit abgespeichert sind und von der die abgespeicherten spezifischen Kenngrößen an eine Auswerte- und
Versorgungseinheit übertragbar sind. Solche magnetisch-induktiven
Durchflussmessgeräte sind ferner z. B. aus der EP 0 548 439 A1 sowie aus der US 5,469,746 bekannt. Bei der Sensoreinheit einerseits und der Auswerte- und Versorgungseinheit andererseits soll es sich um zwei körperlich voneinander verschiedene Einheiten handeln. Die wesentlichen Elemente der Sensoreinheit sind dabei das Messrohr, die Feldspulen und die Messelektroden, also all die Einrichtungen, die für die Erzeugung und Erfassung des Messeffekts erforderlich sind. Die Auswerte und Versorgungseinheit dient dabei einerseits der Versorgung der Feldspulen und andererseits der Auswertung des Messeffektes, nämlich der zwischen den Messelektroden induzierten Spannung. Um eine quantitative Auswertung der zwischen den Messelektroden induzierten Spannung zu ermöglichen, also um letztendlich einen Wert für den Durchfluss des durch das Messrohr strömenden Mediums zu ermitteln, sind spezifische Kenngrößen der Sensoreinheit erforderlich. Bei den oben genannten aus dem Stand der Technik bekannten magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten sind diese spezifischen Kenngrößen der Sensoreinheit in einer in der Sensoreinheit vorgesehenen Sensordatenspeichereinheit hinterlegt. Die Sensordatenspeichereinheit soll mittels der Feldspulenversorgungsleitungen mit der Auswerte- und
Versorgungseinheit verbunden sein. Damit soll es möglich sein, die
abgespeicherten spezifischen Kenngrößen von der Sensordatenspeichereinheit über die Feldspulenleitungen an die Auswerte- und Versorgungseinheit zu übertragen. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die in der Sensoreinheit vorgesehene Sensordatenspeichereinheit von einem nichtflüchtigen elektrisch überschreibbaren Speicher, wie einem EEPROM, gebildet wird.
Aus der DE 10 2006 006 152 A1 ist ein Verfahren zur Regelung und
Überwachung des Messsystems, insbesondere eines Durchflussmessgerätes, bekannt, bei dem in zyklischen Zeitabständen neben der Messung einer
Klemmenspannung Uk und des Klemmenstromes lk auch der ohmsche
Widerstand, die Induktivität, sowie die Größe eines Referenzwiderstandes und der Magnetisierungsstrom in zyklischen wiederkehrenden Abständen gemessen und mit Referenzwerten aus einer zuvorigen Kalibrierungsmessung verglichen und gespeichert werden. Der funktionale Kern soll dabei sein, dass zur Regelung und Überwachung des Messsystems nicht nur die Klemmenspannung Uk und der Klemmenstrom lk verwendet wird. Um Veränderungen im System zu erkennen, werden Elemente zyklisch bestimmt, um gegebenenfalls entsprechend reagieren zu können. Es ist somit möglich, den Magnetisierungsstrom durch Regelung der Größe von lk konstant zu halten. Die Kenndaten der einzelnen Größen der Elemente werden bei der Kalibrierung als Referenzgrößen gespeichert.
Aus der EP 2 074 385 B1 und der US 7,750,642 B2 ist ein Durchflussmessgerät bekannt, bei dem in einem Speicher bei der Herstellung eine Reihe von
Nominaldaten von verschiedenen Parametern in einem Speicher abgelegt werden. Eine Überprüfungsschaltung ist vorgesehen, um eine Mehrzahl von Parametern des Durchflussmessgerätes zu messen und ein Ausgangssignal zu erzeugen in Abhängigkeit eines Vergleichs der gemessenen Werte mit den gespeicherten Werten.
Der Vergleich soll basiert werden z.B. auf Schwell werten oder zeitlichen
Änderungen. Die überwachten Parameter sollen z.B. den elektrischen Widerstand der Erregerspulen, die Induktivität der Erregerspulen, den Widerstand der
Messelektroden, den analogen Ausgang, Wellenform und Pegel des
Erregerstroms, Puls-Ausgangssignal, digitale Ein- und Ausgänge umfassen. Die Induktivität oder Kapazität soll anhand einer Testfunktion mit einem zeitvarianten Signal bestimmt werden. Die Testfunktion kann das Ansteuersignal für die
Erregerspulen umfassen, das für den normalen Betrieb verwendet wird. Der Erregerspulenstrom soll über den Spannungsabfall an einen Sensorwiderstand gemessen werden, der in Reihe zu den Erregerspulen geschaltet ist. Nähere Einzelheiten sind nicht offenbart.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Lösungen bekannt, die insbesondere die Langzeitzuverlässigkeit einer Messeinrichtung der eingangs erwähnten Art verbessern sollen oder Korrekturwerte für die erhaltenen
Messwerte bereitstellen sollen, um Veränderungen der Empfindlichkeit während der Nutzungsdauer einer solchen Messeinrichtung zu liefern. Solche
Veränderungen können beispielsweise durch einen erhöhten Widerstandswert der Feldspulen entstehen, z.B. bei einem Betrieb bei veränderten Temperaturen oder einem Windungsschluss in der Feldspule. Vor allem im letzteren Fall ist die Generierung eines Alarmsignals vorteilhaft, um auf einen solchen Defekt hinzuweisen, durch den verfälschte Messwerte erzeugt werden.
Die beschriebenen Verfahren sind teilweise recht aufwendig und erfordern eine aufwendigere Bauweise der Messeinrichtung, insbesondere zusätzliche Sensorik oder benötigen eine angepasste Prozesssteuerung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Überwachung einer magnetisch-induktiven Messeinrichtung, insbesondere eines magnetisch-induktiven Strömungsmessgerätes, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren der eingangs erwähnten Art, bei dem ein Magnetfeld durch ein stromdurchflossenes
Feldspulensystem erzeugt wird, wobei der elektrische Strom ein getakteter Gleichstrom ist und das Feldspulensystem während eines Taktes mit einer zeitlich veränderlichen Gleichspannung beaufschlagt werden, wobei ferner die Spannung U über dem Feldspulensystem und der durch das Feldspulensystem fließende Strom I gemessen und wobei die magnetische Energie im Feldspulensystem zyklisch oder sporadisch bestimmt wird.
Als Feldspulensystem sind dabei eine oder mehrere Feldspulen zu verstehen, insbesondere jedoch eine gerade Anzahl an Feldspulen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es insbesondere möglich, auch solche Veränderungen der Empfindlichkeit einer solchen Messeinrichtung zu erkennen oder zu kompensieren, die nicht durch Veränderungen oder Defekte in der Messeinrichtung selbst verursacht sind, sondern die durch die
Umgebungsbedingungen des Betriebsortes der Messeinrichtung bedingt sind. Solche können beispielsweise Fremdfelder oder ferromagnetische Stoffe im Nahbereich der Messeinrichtung umfassen. Veränderungen der Empfindlichkeit einer solchen Messeinrichtung führen zwangsläufig zu entsprechenden
Messfehlern.
Durch die Messung der magnetischen Energie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich so einfach sowohl gerätebedingte Abweichungen als auch umgebungsbedingte Abweichungen gegenüber den Bedingungen, bei denen die Messeinrichtung kalibriert wurde, qualitativ und quantitativ erkennen und bestimmen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Zur Bestimmung der magnetischen Energie wird die Anstiegszeit des Stroms ermittelt, wobei der Zeitbereich ist den der Strom benötigt bis eine Spule des Feldspulensystems oder das Feldspulensystem im eingeschwungenen Zustand ist.
Die bestimmte magnetische Energie des Feldspulensystems weist vorzugsweise die folgende Abhängigkeit auf: E ~ I2. Die gemessene Stromstärke wird dabei in die Bestimmung der magnetischen Energie des Feldspulensystems einbezogen. Die bestimmte magnetische Energie des Feldspulensystems weist zudem die folgende Abhängigkeit auf: E = K * trise * I2. K ist dabei als eine Konstante zu verstehen. Bei der Bestimmung der magnetischen Energie wird somit zusätzlich zur gemessenen Stromstärke auch die Anstiegszeit mit einbezogen.
Die Konstante K ist proportional zu folgendem Ausdruck K~— — ' -,
^ ^ a ln[(ü0+/0*Ä)/([70-/0*Ä)]' wobei R der ohmsche Widerstand des Feldspulensystems, U0 die Spannung über des Feldspulensystems sind, während l0 der Strom durch die Spule im eingeschwungenen Zustand ist.
Die Bestimmung der magnetischen Energie des Feldspulensystems kann insbesondere nach folgender Formel erfolgen:
wobei R der ohmsche Widerstand des Feldspulensystems,
Uo die Spannung über dem Feldspulensystem ist,
während und lo der Strom durch die Spule im eingeschwungenen Zustand ist.
Dadurch, dass die Feldspulen während eines Taktes mit einer zeitlich
veränderlichen Gleichspannung beaufschlagt werden, kann das Magnetfeld bereits zu einem früheren Zeitpunkt seinen konstanten Magnetfeld-Endwert erreichen . Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die zeitlich veränderliche
Gleichspannung eine Spannungsüberhöhung umfasst, und die Dauer tshot der Spannungsüberhöhung erfasst wird
Um die Messung unempfindlich gegenüber Einflüssen durch Mehrphasenstoffe, Inhomogenitäten in der Flüssigkeit oder geringe Leitfähigkeit der Flüssigkeit zu machen und um einen stabilen Nullpunkt bei der Messung zu gewährleisten, wird das Magnetfeld vorzugsweise durch einen getakteten Gleichstrom wechselnder Polarität erzeugt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Anstiegszeit aus der Summe der Dauer trev eines Rückstromes, der Dauer tfwd eines Vorwärtsstromes und der Dauer tdrop des Übergangs des Vorwärtsstromes auf einen stationären Wert bestimmt, insbesondere die Dauer trev des
Rückstromes aus der zeitlichen Abfolge der für den Rückstrom erfassten
Messwerte durch lineare Interpolation, die Dauer tfwd des Vorwärtsstromes aus der Differenz der Anstiegszeit triSe und der Dauer der Spannungsüberhöhung tshot und die Abfallzeit tdrop aus der zeitlichen Abfolge der für den Vorwärtsstrom erfassten Messwerte bestimmt.
Für eine einfache Auswertung ist es vorteilhaft, wenn die Spannung U0 über der Feldspule gebildet wird aus den Mittelwerten der erfassten Spannung während der Anstiegszeit triSe des Stroms, insbesondere nach der Formel
wobei Urev die Spannung über der Feldspule während trev und Ufwd die Spannung über der Feldspule während der Zeiträume tfwd und tdrop ist.
Der ohmsche Widerstand R der Feldspule wird bestimmt nach der Formel
R = Ustat / lo , wobei Ustat die Klemmenspannung über der Feldspule im
eingeschwungenen stationären Zustand ist.
Für eine gute Erfassung der Induktivität ist es zweckmäßig, wenn die
Erfassungsrate der Werte für Spannung und Strom wenigstens etwa 10 kHz beträgt. Höhere Sampleraten verbessern zwar die Genauigkeit, erfordern jedoch auch leistungsfähigere Elektronik.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine magnetisch-induktive Messeinrichtung, insbesondere ein magnetisch-induktives Strömungsmessgerät, zur Durchführung des Verfahrens, mit einer Gleichspannungsquelle enthaltend einen Taktgenerator, wobei die Gleichspannungsquelle mit den Anschlüssen einer
Feldspulenanordnung verbunden ist und zwischen Gleichspannungsquelle und Feldspule ein Messwiderstand R, in Serie zu der Feldspulenanordnung geschaltet ist, und wobei eine erste Spannungsmesseinrichtung mit den Anschlüssen der Feldspuleneinrichtung zur Messung der Spannung U über der
Feldspuleneinrichtung verbunden ist, und wobei eine weitere Spannungsmesseinrichtung zur Messung des Spannungsabfalls über dem
Messwiderstand R, zur Erfassung des elektrischen Stromes I durch die
Feldspuleneinrichtung mit dem Messwiderstand R, verbunden ist, und wobei jede der Spannungsmesseinrichtungen mit einem Analog-Digital-Wandler verbunden ist zur Digitalisierung der erfassten Spannungswerte, wobei ferner der Analog- Digital-Wandler mit einer Auswerteschaltung verbunden ist, wobei die
Gleichspannungsquelle mit der Auswerteschaltung verbunden ist zur Übermittlung des Taktsignals, und die Auswerteschaltung ferner mit einer Zeitreferenz verbunden ist zur Erfassung der Zeitdauer der Spannungszustände zur
Bestimmung der Induktivität nach dem Verfahren.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen an einem Beispiel erläutert werden Es zeigen:
Figur 1 ein Diagramm eines beispielhaften zeitlichen Verlaufes der
Spannung über einer Feldspule;
Figur 2 ein Diagramm eines beispielhaften zeitlichen Verlaufes des
Erregerstromes durch eine Feldspule in Form des Spannungsabfalls über einem Strom-Messwiderstand; und
Figur 3 eine schematische Darstellung einer beispielsweisen Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft bei einer magnetisch-induktiven Messeinrichtung realisieren, insbesondere einem
magnetisch-induktiven Strömungsmessgerät, bei dem die Feldspulenanordnung 1 mit einem getakteten Gleichstrom I wechselnder Polarität erregt wird. Die
Feldspulenanordnung 1 umfasst zweckmäßig ein paar Feldspulen 1 zur
Erzeugung des Magnetfeldes. Die Feldspulen 1 werden während eines Taktes mit einer zeitlich veränderlichen Gleichspannung U beaufschlagt, um ein rasches Erreichen des konstanten Strom-Endwerts und damit des Magnetfeldes zu erreichen.
Aus der US 3,634,733 A ist eine Schaltung zur Erregung einer induktiven Last bekannt, mit zwei Stromquellen unterschiedlicher Ausgangsspannungen, wobei eine Schaltverstärkerahnordnung die induktive Last zunächst mit der Stromquelle höherer Spannung für eine vorbestimmte Zeitspanne verbindet, nach deren Ablauf eine Triggerschaltung die Umschaltung auf eine Stromquelle niedrigerer Ausgangsspannung bewirkt, so dass die induktive Last zunächst für eine vorbestimmte Zeitdauer mit einem maximalen Strom angesteuert wird, und anschließend mit einem Stromquelle niedrigerer Spannung versorgt wird.
Aus der US 4,144,751 A ist eine Rechteckgeneratorschaltung zur Erregung, insbesondere zur Anwendung auf eine Feldspule einer elektromagnetischen Durchflussmesseinrichtung mit einem Polaritätswechsel des Stromes, bekannt. Während der Übergangszeit nach dem Schaltvorgang wird eine höhere Spannung von der Stromversorgung verwendet, um die Anstiegs- und -abfallzeiten zu verringern, und eine niedrigere Spannung wird während eines stationären
Zustands des Erregerstromes verwendet zur Energieeinsparung. Ein
Schaltverstärker wird verwendet, um die höhere Spannung bereitzustellen, während eine in Sperrrichtung gepolte Diode verwendet wird, um unmittelbar die niedrigere Spannung bereitzustellen, sobald der Erregerstrom einen stationären Wert angenommen hat. Eine Spannungskomparatorschaltung wird verwendet, um die von dem Erregerstrom erzeugte Spannung mit einer Referenzspannung zu vergleichen, um ein Ausgangssignal zum Betrieb des Schaltverstärkers zwischen seinen ein- und ausgeschalteten Zustand während der Übergangszeit und des stationären Zustands zu erzeugen.
Aus der EP 0 969 268 A1 ist Verfahren zum Regeln des Spulenstroms von magnetisch-induktiven Durchflussaufnehmern bekannt. Grundgedanke der beiden beschriebenen Varianten des Verfahrens ist es, die für die Erzeugung des Spulenstroms in jeder Halbperiode benötigte Spannung und deren zeitlichen Verlauf unter Heranziehung des nach dem Maximum des Spulenstroms bis zur Erreichung des konstanten Strom-Endwerts auftretenden Verlaufs des
Spulenstroms in der vorhergehenden Halbperiode gezielt vorauszuberechnen. Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass dadurch erreicht wird, dass der Anstieg des Magnetfelds exakt dem Anstieg des Spulenstroms folgt, wie dies bei
Spulensystemen ohne Spulenkerne und/oder Polschuhe der Fall ist. Somit erreicht das Magnetfeld bereits zu einem früheren Zeitpunkt seinen konstanten Magnetfeld-Endwert. Das in Figur 3 schematisch dargestellte magnetisch-induktive
Strömungsmessgerät, das angepasst ist zur Durchführung des Verfahrens, umfasst eine Gleichspannungsquelle 2 enthaltend einen Taktgenerator. Die Gleichspannungsquelle 2 ist mit den Anschlüssen einer Feldspulenanordnung 1 verbunden. Zwischen Gleichspannungsquelle 2 und Feldspule 1 ist ein
Messwiderstand (R, ) 3 in Serie zu der Feldspulenanordnung 1 geschaltet. Eine erste Spannungsmesseinrichtung 4 ist mit den Anschlüssen der
Feldspuleneinrichtung 1 zur Messung der Spannung U über der
Feldspuleneinrichtung 1 verbunden. Eine weitere Spannungsmesseinrichtung 5 ist mit dem Messwiderstand R, 3 zur Messung des Spannungsabfalls über dem Messwiderstand R, 3 verbunden zur Erfassung des elektrischen Stromes I durch die Feldspuleneinrichtung 1 . Jede der Spannungsmesseinrichtungen 4, 5 ist mit einem Analog-Digital-Wandler 6 verbunden zur Digitalisierung der erfassten Spannungswerte. Ferner ist der Analog-Digital-Wandler 6 mit einer
Auswerteschaltung 7 verbunden. Die Auswerteschaltung 7 ist verbunden mit der Gleichspannungsquelle 2 ist zur Übermittlung des Taktsignals, und die
Auswerteschaltung 7 ist ferner mit einer Zeitreferenz 8 verbunden zur Erfassung der Zeitdauer der Spannungszustände zur Bestimmung der Induktivität nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Beim Betrieb einer solchen Messeinrichtung wird erfindungsgemäß durch die erste Spannungsmesseinrichtung 4 die Spannung U über der Feldspule 1 gemessen. Der durch die Feldspule 1 fließende Strom I wird dadurch gemessen, dass mit der zweiten Spannungsmesseinrichtung 5 der Spannungsabfall über dem Strom-Messwiderstand 3 Ri gemessen wird. Diese Messungen erfolgen zyklisch oder sporadisch, um die Induktivität der Feldspule 1 zu bestimmen. Die Spannungswerte der Spannungsmesseinrichtungen 4, 5 werden durch den Analog-Digital-Wandler 6 digitalisiert, zweckmäßig mit einer Samplerate von wenigstens etwa 10 kHz.
Der Spannungsverlauf über den Klemmen der Feldspule 1 ist in Fig. 1 dargestellt. Der Spannungsverlauf über dem Strom-Messwiderstand R, 3 und damit der Verlauf des elektrischen Stromes durch die Feldspule 1 ist in Fig. 2 gezeigt. Auf der Ordinate ist jeweils die Spannung U aufgetragen, auf der Abszisse die Zeit t. Die Feldspulen 1 werden während eines Taktes mit einer zeitlich veränderlichen Gleichspannung beaufschlagt. Die zeitlich veränderliche Gleichspannung umfasst eine Spannungsüberhöhung und die Dauer tshot der Spannungsüberhöhung wird erfasst. Der Begin eines Taktes ist bestimmt durch den Polaritätswechsel der Spannung über der Feldspuleneinrichtung 1 . Dieser Polaritätswechsel wird erfasst durch ein Signal der Gleichspannungsquelle 2 an die Auswerteschaltung 7. Der Taktbeginn kann aber auch aus dem Signal der ersten
Spannungsmesseinrichtung 4 gewonnnen werden durch Messung der Spannung U über der Feldspuleneinrichtung 1 .
Die Anstiegszeit triSe des Erregerstromes I wird aus der Summe der Dauer trev des Rückstromes, der Dauer t^d des Vorwärtsstromes und der Dauer tdrop des
Übergangs des Vorwärtsstromes auf einen stationären Wert bestimmt. Durch den Spannungssprung der Gleichspannung am Beginn des Taktes wird in der
Feldspule 1 ein Rückstrom induziert. Die Bezeichnung Rückstrom ergibt sich daraus, dass der induzierte Rückstrom entgegen der Polarität der angelegten Gleichspannung gerichtet ist. Der Rückstrom ist einfach über die zweite
Spannungsmesseinrichtung 5 feststellbar und durch einen negativen
Spannungswert gekennzeichnet. Die Dauer trev des Rückstromes ist der Zeitraum, bis der Strom von dem negativen Anfangswert den Wert 0 erreicht. Der weitere Anstieg des Stromes I entsprechend der Polarität der angelegten Gleichspannung erfolgt während der Zeitdauer tfwd. Das Ende der Zeitdauer tfwd wird durch den steilen Spannungsabfall an der Feldspule 1 am Ende der Ausgabe der
überhöhten Gleichspannung über die erste Spannungsmesseinrichtung 4 detektiert.
Die Länge der Zeitdauer tfwd lässt sich daher aus der Dauer tShot der
Spannungsüberhöhung abzüglich der Dauer trev des Rückstromes ermitteln. Die Dauer tdr0p des Übergangs des Vorwärtsstromes auf einen stationären Wert beginnt am Ende der Ausgabe der überhöhten Gleichspannung und wird über die erste Spannungsmesseinrichtung 4 detektiert.
Für eine erhöhte Genauigkeit ist es vorteilhaft, dass die Dauer trev des
Rückstromes aus der zeitlichen Abfolge der für den Rückstrom durch die zweite Spannungsmesseinnchtung 5 erfassten Messwerte durch lineare Interpolation der erfassten Einzelwerte bestimmt wird.
Aus dem Signal der ersten Spannungsmesseinrichtung 4 wird die Spannung über der Feldspule 1 abgenommen. Die Bestimmung eines Wertes für die Spannung Uo über der Feldspule 1 erfolgt aus den Mittelwerten der erfassten Spannung während der Anstiegszeit triSe des Stroms nach der Formel
UQ = (Urev * trev + Ufwd * (t/wd + tdrov))/trise, wobei Urev die Spannung über der Feldspule während trev und Ufwd die Spannung über der Feldspule während der Zeiträume tfwd und tdr0p ist.
Der ohmsche Widerstand R der Feldspule 1 wird bestimmt nach der Formel R = Ustat / lo , wobei Ustat die Klemmenspannung über der Feldspule 1 im
eingeschwungenen (stationären) Zustand und l0 der Strom durch die Spule im eingeschwungenen Zustand ist.
Nun kann aus der Anstiegszeit triSe nach der Formel
E = 0.5 x ((trise x R) / In ((Uo + lo x R) / (Uo - lo x R))) x I2 die magnetische Energie bestimmt werden .
Veränderungen des Wertes der magnetischen Energie der Feldspuleneinrichtung bzw. des Feldspulensystems 1 gegenüber dem Wert bei Kalibrierung oder zeitlich vorhergehenden Werten, die wie zuvor beschrieben ermittelt wurden, können zur Korrektur des Messwertes durch die Auswerteschaltung 7 oder zur Ausgabe eines Warnsignals verwendet werden, um die Verwendung fehlerhafter
Messwerte in einer Prozessteuerung zu vermeiden.
Für eine genaue Erfassung der Zeitdaten ist die Auswerteschaltung 7 mit einer Zeitreferenz 8 verbunden. Eine solche Zeitreferenz 8 kann auch in die
Auswerteschaltung 7 integriert sein, wurde hier der Deutlichkeit halber jedoch als separates Element dargestellt.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betrieb einer magnetisch-induktiven Messeinrichtung, insbesondere eines magentisch-induktiven Strömungsmessgerätes, bei dem ein Magnetfeld durch stromdurchflossene Feldspulensystems (1 ) erzeugt wird, wobei der elektrische Strom ein getakteter Gleichstrom ist und das Feldspulensystem (1 ) während eines Taktes mit einer zeitlich veränderlichen Gleichspannung beaufschlagt werden, wobei ferner die Spannung U über dem Feldspulensystem (1 ) und der durch das
Feldspulensystem (1 ) fließende Strom I gemessen werden und wobei die magnetische Energie in dem Feldspulensystem (1 ) zyklisch oder sporadisch bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Anstiegszeit des Stroms ermittelt wird und die Bestimmung der magnetischen Energie anhand der ermittelten Anstiegszeit triSe erfolgt, wobei tnse der Zeitbereich ist den der Strom benötigt bis die Spule im eingeschwungenen Zustand ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte magnetische Energie des Feldspulensystems die folgende Abhängigkeit aufweist: E ~ I2
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte magnetische Energie des Feldspulensystems die folgende Abhängigkeit aufweist:
E = K * tr, P *
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass K folgende Abhängigkeit aufweist:
0.5
K'
\n[(U0 + I0 * R)/(U0 - I0 * R)]
, wobei R der ohmsche Widerstand des Feldspulensystems (1 ), Uo die Spannung über des Feldspulensystems (1 ) sind, während l0 der Strom durch die Spule im eingeschwungenen Zustand ist. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zeitlich veränderliche Gleichspannung eine Spannungsüberhöhung umfasst, und die Dauer tshot der Spannungsüberhöhung erfasst wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der
elektrische Strom ein getakteter Gleichstrom ist, insbesondere ein
Gleichstrom wechselnder Polarität.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die
Anstiegszeit aus der Summe der Dauer trev eines Rückstromes, der Dauer t^d eines Vorwärtsstromes und der Dauer tdrop des Übergangs des Vorwärtsstromes auf einen stationären Wert bestimmt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Dauer trev des Rückstromes aus der zeitlichen Abfolge der für den Rückstrom erfassten Messwerte durch lineare Interpolation, die Dauer t^ des
Vorwärtsstromes aus der Differenz der Anstiegszeit triSe und der Dauer der Spannungsüberhöhung tShot und die Abfallzeit tdrop aus der zeitlichen Abfolge der für den Vorwärtsstrom erfassten Messwerte bestimmt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die
Spannung Uo über dem Spulensystem (1 ) gebildet wird aus den
Mittelwerten der erfassten Spannung während der Anstiegszeit des Stroms.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Spannung Uo nach der Formel
Uo = (Urev trev + Ufwd (tfwd + tdrop)) / trise
wobei Urev die Spannung über dem Feldspulensystem während trev und Ufwd die Spannung über der Feldspule während der Zeiträume tfwd und tdrop ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
ohmsche Widerstand R des Feldspulensystems (1 ) bestimmt wird nach der Formel R = Ustat / Ό , wobei Ustat die Klemmenspannung über dem
Feldspulensystem (1 ) im eingeschwungenen Zustand ist. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Erfassungsrate der Werte für Spannung und Strom wenigstens etwa 10 kHz beträgt.
14. Magnetisch-induktive Messeinrichtung, insbesondere magnetischinduktives Strömungsmessgerät, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Gleichspannungsquelle (2) enthaltend einen Taktgenerator, wobei die Gleichspannungsquelle (2) mit den Anschlüssen eines Feldspulensystems (1 ) verbunden ist und zwischen Gleichspannungsquelle (2) und Feldspulensystem (1 ) ein
Messwiderstand R, (3) in Serie zu dem Feldspulensystem (1 ) geschaltet ist, und wobei eine erste Spannungsmesseinrichtung (4) mit den Anschlüssen des Feldspulensystems (1 ) zur Messung der Spannung U über dem
Feldspulensystem (1 ) verbunden ist, und wobei eine weitere
Spannungsmesseinrichtung (5) zur Messung des Spannungsabfalls über dem Messwiderstand R, (3) zur Erfassung des elektrischen Stromes I durch das Feldspulensystem (1 ) mit dem Messwiderstand R, (3) verbunden ist, und wobei jede der Spannungsmesseinrichtungen (4, 5) mit einem Analog-Digital-Wandler (6) verbunden ist, zur Digitalisierung der erfassten Spannungswerte, wobei ferner der Analog-Digital-Wandler (6) mit einer Auswerteschaltung (7) verbunden ist, wobei die Gleichspannungsquelle (2) mit der Auswerteschaltung (7) verbunden ist zur Übermittlung des
Taktsignals, und die Auswerteschaltung (7) ferner mit einer Zeitreferenz (8) verbunden ist zur Erfassung der Zeitdauer der Spannungszustände zur Bestimmung der magnetischen Energie insbesondere nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 .
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