EP4639102A1 - Test-modul für single-use-cdm (disposable) - Google Patents

Test-modul für single-use-cdm (disposable)

Info

Publication number
EP4639102A1
EP4639102A1 EP23833627.5A EP23833627A EP4639102A1 EP 4639102 A1 EP4639102 A1 EP 4639102A1 EP 23833627 A EP23833627 A EP 23833627A EP 4639102 A1 EP4639102 A1 EP 4639102A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
test
module
measuring system
base module
vibronic
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP23833627.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Schwenter
Marc Werner
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 EP4639102A1 publication Critical patent/EP4639102A1/de
Pending 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
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8436—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details signal processing
    • 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
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters

Definitions

  • the invention relates to a test module for a base module of a (modular) vibronic measuring system and/or for a measuring system electronics of the vibronic measuring system that is electrically connected to the base module and a test arrangement.
  • the invention relates to a method for commissioning and/or (re-)testing a (modular) vibronic measuring system using such a test module or such a test arrangement.
  • the base module of such a (modular) vibronic measuring system has a (protective) housing with at least one chamber at least partially enclosed by a housing wall and one or more electrical coils, for example cylindrical and/or designed as air coils, which are placed (spaced apart from one another) within the chamber of the (protective) housing and are at least indirectly mechanically connected to the housing wall. Each of the coils is also electrically connected to the measuring system electronics.
  • the measuring system electronics can be housed at least partially within the (protective) housing and/or at least partially outside the (protective) housing, for example in a separate electronics housing.
  • the base module is also particularly designed to accommodate the vibronic module of the measuring system and to be connected to it (forming a vibration-type measuring transducer) in a mechanically fixed but detachable manner, in particular forming a vibration-type measuring sensor or the vibronic measuring system itself; this is particularly the case in that the vibronic module is locked in the base module or is not movable.
  • the vibronic module of the respective measuring system is also designed to be exchangeable, in such a way that it can be inserted into the chamber, particularly on site, from outside the (protective) housing of the base module or through an (insertion) opening provided in the housing wall of the housing, and that it can be removed from the base module again without causing any damage, if necessary without the use of tools.
  • the vibronic module further comprises one or more, for example cylindrical, permanent magnets and is also designed to be installed in the base module in such a way that each of the permanent magnets is placed within the aforementioned chamber, but is also spaced apart from the housing wall, in particular in such a way that each of the permanent magnets is held in a static installation position predetermined with respect to an orientation and/or a smallest distance from one of the electrical coils of the base module and that a respective imaginary longitudinal axis of each of the permanent magnets and an imaginary longitudinal axis of at least one of the electrical coils are aligned with one another or extend parallel to one another.
  • one or more, for example cylindrical, permanent magnets is also designed to be installed in the base module in such a way that each of the permanent magnets is placed within the aforementioned chamber, but is also spaced apart from the housing wall, in particular in such a way that each of the permanent magnets is held in a static installation position predetermined with respect to an orientation and/or a smallest distance from one of the electrical coils
  • each vibronic module further comprises at least one (measuring) tube, for example at least partially straight and/or at least partially curved, with a tube wall forming an outer surface of the tube, in particular made of a metal or a plastic, and with a lumen enclosed by the same tube wall, in particular two essentially identical parallel (measuring) tubes, and each of the aforementioned permanent magnets is fixed to the outside of the tube wall, in particular to a central segment of the tube wall extending between a first segment end and a second segment end remote therefrom, in particular is integrally connected to the tube wall.
  • at least one (measuring) tube for example at least partially straight and/or at least partially curved, with a tube wall forming an outer surface of the tube, in particular made of a metal or a plastic, and with a lumen enclosed by the same tube wall, in particular two essentially identical parallel (measuring) tubes, and each of the aforementioned permanent magnets is fixed to the outside of the tube wall, in particular to a central segment
  • the vibronic module or at least one of its (measuring) tubes is designed to be installed in the housing, possibly without tools, in such a way that the tube is at least partially, in particular completely, placed within the chamber, but is nevertheless spaced from the housing wall and that each of the permanent magnets in the respective installation position together with the respective electrical coil forms a voice coil, in particular serving as an electrodynamic vibration exciter, and/or a plunger coil, in particular serving as an electrodynamic vibration sensor.
  • the aforementioned central segment can, for example, be essentially U-shaped or V-shaped.
  • each of the aforementioned (measuring) tubes is also designed to conduct a flowing medium within the lumen during operation, in particular with a predeterminable flow direction and/or from the first segment end to the second segment end. to guide a fluid measuring medium and to be allowed to vibrate during this time in order to generate measuring effects correlated with one or more measured variables of the measuring medium, in particular in such a way that the central segment carries out oscillating movements about a static rest position and/or that the (measuring) tube is driven by means of at least one of the aforementioned (energized) voice coils and/or that by means of the aforementioned voice coils in each case an (alternating) voltage is generated which represents oscillating movements of the at least one tube and thus serves as an oscillation signal.
  • the measuring system electronics of such a measuring system is in turn set up accordingly to feed electrical power into the at least one electrical coil forming the aforementioned voice coil by means of an electrical driver signal, in particular with an impressed alternating current and/or an impressed (alternating current) frequency that essentially corresponds to a resonance frequency of the at least one pipe, and/or to determine measured values for the one or more measured variables to be recorded of the measuring medium flowing through the (measuring) pipe or pipes based on the (alternating) voltage generated by the at least one electrical coil forming the aforementioned voice coil, in the case of a measuring system designed as a Coriolis mass flow meter or as a Coriolis mass flow-density meter, for example based on a (measurement) phase difference between two of the aforementioned vibration signals caused by Coriolis forces in the measuring medium flowing through the vibrating pipe and a Phase difference to measured value characteristic function to generate (mass flow) measured values representing the mass flow.
  • the phase difference to mass flow measured value characteristic function can, for example, be a (linear) parameter function with a (scale) zero point that corresponds to a (measurement) phase difference of the two vibration signals that can be measured when the medium is at rest or the mass flow is zero, and with a slope that corresponds to a (measurement) sensitivity of the measuring system or a change in the (measurement) phase difference related to a change in the mass flow. Since one or more resonance frequencies of the at least one pipe are particularly dependent on the current density of the respective medium, such a measuring system can be used to directly measure not only the mass flow but also the density of the medium flowing through it using the (alternating current) frequency of the driver signal and/or using a (signal) frequency of at least one of the vibration signals.
  • the measuring system electronics of measuring systems of the type in question are typically also set up to generate (density) measured values representing the density based on the aforementioned (alternating current) frequency of the driver signal and/or based on a corresponding signal frequency of at least one of the vibration signals, for example using a useful frequency to measured value characteristic function set up accordingly in the measuring system electronics.
  • the vibronic module can further comprise at least one identification element relating to or carrying information identifying the vibronic module, for example a barcode, QR code or radio label (RFID TAG) attached to at least one pipe
  • the base module can comprise at least one light-emitting semiconductor element positioned within the (protective) housing and connected to the measuring system electronics, for example a light-emitting diode (LED), and/or one or more radio transmitters/receivers (RF transceivers) and/or photosensors, for example one or more CCD photosensors and/or one or more CMOS photosensors, each positioned within the (protective) housing and connected to the measuring system electronics.
  • LED light-emitting diode
  • RF transceivers radio transmitters/receivers
  • photosensors for example one or more CCD photosensors and/or one or more CMOS photosensors, each positioned within the (protective) housing and connected to the measuring system electronics.
  • Vibronic measuring systems of the type in question must also be regularly checked for their functionality and/or any deviations from a respective previously determined reference state, for example in the one specified by the manufacturer or in the manufacturer's factory and/or in a reference state determined on site during calibration or commissioning of the respective measuring system, for example in order to be able to detect as early as possible any reductions in the functionality or measurement accuracy of the measuring system with which it ultimately maps the measured variable to be recorded, not least the mass flow and the density, into the corresponding measured values, which are associated with increased deviations from the reference state.
  • Such reductions in the functionality or measurement accuracy of such a measuring system can occur, for example, in the form of mostly irreversible changes in the electrical impedance of the aforementioned oscillating and/or plunger coils and/or a permanently reduced stability of the mechanical connection between the base and vibronic module or a precision in the positioning of the vibronic module in the base module, or can be caused, for example, by thermal and/or mechanical overloads, for example as a result of very high or very low temperatures (i.e. in particular temperatures outside the specification) within the base module, by aging, by increased or condensing moisture occurring within the base module and/or by wear and tear of components of the base module caused by frequent replacement of vibronic modules.
  • influencing factors that at least indirectly and/or at least temporarily impair the functionality of the measuring system are also multi- and/or high-frequency electromagnetic (external) radiation spreading within the base module. or fields (EMC) or (external) sound waves propagating within the base module, for example in the form of structure-borne sound.
  • EMC electromagnetic fields
  • external sound waves propagating within the base module, for example in the form of structure-borne sound.
  • one or more system functions (transfer functions) inherent in the measuring system each of which is characterized by a functional dependency of the aforementioned vibration signals on the respective driver signal or one or more functional dependencies of the vibration signals on the driver signal and the respective flow and/or material parameters of the measured material, is changed in comparison to a (reference) system function inherent in the respective original measuring transducer.
  • system functions of the measuring system include a mass flow to phase difference system function, according to which the aforementioned (measurement) phase difference of the vibration signals is dependent on the mass flow, or a density to resonance frequency system function of the measuring transducer, according to which one or more resonance frequencies of the at least one pipe are dependent on the density of the measured material.
  • Equally affected by such (over)loads of the measuring transducer are the measuring functions of the measuring system involving the aforementioned system functions, according to which the measuring system as a whole converts the respective measured variable to be recorded into the respective measured values, for example a mass flow-to-measured value measuring function of the measuring system composed of the aforementioned mass flow-to-phase difference system function and a phase difference-to-mass flow measured value characteristic function, namely a characteristic function implemented in the measuring system electronics, according to which a determined phase difference is converted into mass flow measured values, according to which the mass flow measured values determined are dependent on the mass flow.
  • a mass flow-to-measured value measuring function of the measuring system composed of the aforementioned mass flow-to-phase difference system function and a phase difference-to-mass flow measured value characteristic function, namely a characteristic function implemented in the measuring system electronics, according to which a determined phase difference is converted into mass flow measured values, according to which the mass flow measured values determined are dependent on the mass flow.
  • the phase difference to mass flow measured value characteristic function can, for example, be a (linear) parameter function with a (scale) zero point corresponding to a (measurement) phase difference measured when the medium is at rest and a (measurement) sensitivity that corresponds to a change in the (measurement) phase difference related to a change in the mass flow (slope of the characteristic function).
  • Such system functions or measurement functions formed thereby that are potentially also affected by disturbances include a density-to-resonance frequency system function of the measuring transducer or a density-to-measurement value (measurement) function of the measuring system involving this and a resonance frequency-to-density measured value characteristic function of the measuring system electronics and/or a viscosity-to-damping system function of the measuring transducer or a viscosity-to-measurement value (measurement) function of the measuring system involving this and a damping-to-viscosity measured value characteristic function of the measuring system electronics.
  • the change in the respective system function can accordingly have the effect of a drift of one or more of the respective characteristic curve parameters of one or more of the aforementioned characteristic functions, in the case of a linear parameter function, for example of its zero point and/or its slope.
  • the aforementioned, possibly irreversible changes to one or more of the system or Measuring functions of the measuring system can occasionally also lead to the measuring system as a whole operating incorrectly to such an extent that the high measuring accuracy typically sought for such measuring systems is no longer guaranteed, thus the functionality of the measuring system is significantly impaired, possibly even suspended or a correspondingly critical malfunction of the measuring system in question occurs.
  • measuring systems of the type in question are typically subjected to appropriate (re-)tests, for example regularly recurring as part of regular predictive maintenance; this is particularly also done in such a way that the functionality of the vibronic module or the entire measuring system is checked on site as part of a (self-)diagnosis carried out at a time and/or triggered by control commands transmitted to the measuring system electronics, for example in order to be able to initiate appropriate repair or replacement measures as quickly as possible if necessary, not least when a fault in the measuring system is detected.
  • a (repair or replacement) measure regularly includes replacing the defective vibronic module with a new vibronic module, which can also be carried out easily and quickly on site.
  • test procedure can only verify the functionality of the measuring system as a whole, or that, conversely, any fault detected cannot be easily localized precisely within the measuring system, i.e. assigned to the base module, the vibronic module or the measuring system electronics.
  • a (self-)diagnosis does not make it easy to identify faults in the base module or the measuring system electronics electrically connected to it that only impair the measurement accuracy, in such a way that in the course of such a test of a measuring system of the type in question, a need to replace the base module and/or the measuring system electronics can also be determined.
  • one object of the invention is to improve the testing of modular vibronic measuring systems in such a way that any malfunctions or defects in the base module and/or the measuring system electronics, not least signs of wear or aging of the base module or the measuring system electronics that reduce the measuring accuracy of the measuring system as a whole, can be detected as early and reliably as possible and, if necessary, also reported.
  • test module for a base module of a vibronic measuring system, in particular a modular Coriolis mass flow meter, and/or a measuring system electronics of the vibronic measuring system electrically connected to the base module, which test module comprises:
  • a first test element which is mechanically connected, in particular electrical and/or magnetic and/or electronic, and which can oscillate, in particular when excited with an excitation frequency between 100 and 950 Hz, preferably with an excitation frequency of 300 Hz, is locked in the base module or is not movable and/or that the first test element is held within the base module at a first predetermined test position.
  • the test module is further configured to be inserted into the base module and releasably mechanically connected thereto in such a way that the first test element is held at a first test position predetermined, in particular with regard to an alignment and/or a smallest distance of an electrical coil of the base module, for example also in such a way that an imaginary longitudinal axis of the first test element and an imaginary longitudinal axis of an electrical coil of the base module are aligned with one another or run parallel to one another in an extension.
  • the first test element has an electrical coil, in particular a cylindrical coil and/or one designed as an air coil.
  • the first test element has a permanent magnet.
  • the carrier element is made at least partially of a mechanically connected environmental sensor, for example a chemically resistant and/or high-strength plastic, such as a polycarbonate or a polyetheretherketone, in particular spaced apart from the first test element, for detecting at least one physical environmental measurement variable within the base module, in particular from multi- and/or high-frequency electromagnetic environmental measurement variable propagating within the base module into an environmental measurement signal.
  • a mechanically connected environmental sensor for example a chemically resistant and/or high-strength plastic, such as a polycarbonate or a polyetheretherketone, in particular spaced apart from the first test element, for detecting at least one physical environmental measurement variable within the base module, in particular from multi- and/or high-frequency electromagnetic environmental measurement variable propagating within the base module into an environmental measurement signal.
  • this further comprises: at least one environmental sensor mechanically connected to the carrier element, for example spaced apart from the first test element, for detecting at least one physical environmental measurement variable within the base module, for example from multi- and/or high-frequency electromagnetic environmental measurement variable propagating within the base module into an environmental measurement signal.
  • this further comprises: at least one identification element mechanically connected to the carrier element, for example carrying information relating to or identifying the test module, for example a barcode label, a QR code label or a radio label, to be inserted and releasably mechanically connected again so that the first test element is held at a first test position, in particular with regard to an alignment and/or a smallest distance of an electrical coil of the base module, in particular in such a way that an imaginary longitudinal axis of the first test element and an imaginary longitudinal axis of an electrical coil of the base module are aligned with one another or run parallel to one another in an extension, wherein the base module is designed to accommodate a vibronic module.
  • at least one identification element mechanically connected to the carrier element, for example carrying information relating to or identifying the test module, for example a barcode label, a QR code label or a radio label, to be inserted and releasably mechanically connected again so that the first test element is held at a first test position, in particular with regard to an
  • this further comprises: at least one environmental sensor mechanically connected to the carrier element, in particular spaced apart from the first test element, for detecting at least one physical environmental measurement variable within the base module, in particular from multi- and/or high-frequency electromagnetic environmental measurement variable propagating within the base module into an environmental measurement signal.
  • the base module has:
  • a first electrical coil is at least indirectly mechanically connected to at least one chamber of the placed, in particular cylindrical, chamber which is at least partially enclosed by a housing wall and/or electrically connected to the measuring system electronics.
  • test module is designed to be inserted into the base module and to be releasably mechanically connected thereto in such a way that the carrier element and the first test element are placed within the chamber, in particular in such a way that the first test element is held at a first test position predetermined with regard to an orientation and/or a smallest distance from the first electrical coil, and/or that an imaginary longitudinal axis of the first test element and an imaginary longitudinal axis of the first electrical coil are aligned with one another or run parallel to one another in an extension.
  • this further comprises: at least one second test element for generating a magnetic field, which is mechanically connected to the carrier element, in particular is structurally identical to the first test element and/or functionally identical to the first test element and/or is spaced apart from the first test element.
  • this further comprises: at least one mechanically connected to the carrier element, in particular to the first and/or second test element A third test element for generating a magnetic field which is structurally identical and/or functionally identical to the first and/or second test element and/or is spaced apart from the first and second test elements.
  • the test module is designed to be inserted into the first base module and to be mechanically connected thereto in a detachable manner such that the second test element is placed within the chamber, in particular such that the second test element is held at a second test position predetermined with respect to an orientation and/or a smallest distance to the second electrical coil and/or spaced apart from the first test position, and/or that an imaginary longitudinal axis of the second test element and an imaginary longitudinal axis of the second electrical coil are aligned with one another or run parallel to one another in an extension.
  • the carrier element is designed such that the carrier element, when excited to oscillate at the excitation frequency, oscillates exclusively symmetrically to a plane of symmetry of the carrier element due to a bending stiffness of the carrier element.
  • the carrier element comprises at least one solid, in particular non-medium-carrying, rod on which the first test element is arranged.
  • the carrier element comprises at least one, in particular planar, plate and preferably at least two plates running parallel to one another at least in sections, wherein the first test element is arranged on the at least one plate.
  • test module is designed in such a way that when excited to oscillate at the excitation frequency, the carrier element oscillates exclusively asymmetrically to a plane of symmetry of the carrier element.
  • the carrier element has an asymmetric weight distribution.
  • the second test element and the third test element are arranged asymmetrically to one another relative to a plane of symmetry of the carrier element.
  • a magnetic flux density of the second test element differs from the magnetic flux density of the third test element by at least 5%, in particular at least 15% and preferably at least 50%.
  • test arrangement according to the invention comprises:
  • a basic module of a vibronic measuring system in particular a modular Coriolis mass flow meter, for accommodating a vibronic module
  • test module is inserted into the base module and is mechanically firmly, yet detachably connected thereto, such that the carrier element and the first
  • Test elements are placed within the chamber, in particular such that the test module is locked in the base module or is not movable and/or that the first test element is held at a first test position predetermined with regard to an orientation and/or a smallest distance to the first electrical coil.
  • test arrangement provides that the measuring system electronics are designed to be fed by means of an electrical supply.
  • test arrangement provides that the measuring system electronics are set up to provide the electrical driver signal with a signal frequency corresponding to a mechanical resonance frequency of the vibronic module.
  • the base module has at least one second electrical coil placed within the chamber of the, in particular cylindrical and/or designed as an air coil and/or identical to the first electrical coil, which is at least indirectly mechanically connected, and the second electrical coil is electrically connected to the measuring system
  • the measuring system electronics are set up to detect and evaluate a first electrical coil, in particular one inductively coupled into the second electrical coil by means of the second test element or induced in the second electrical coil, in particular using the first measured values for at least one parameter of the first at least one third electrical coil placed within the chamber of the housing, in particular cylindrical and/or designed as an air coil and/or identical to the second electrical coil. Coil positioned, with the housing wall at least indirectly mechanically connected; and the third electrical coil is electrically connected to the measuring system electronics.
  • test arrangement provides that the measuring system electronics are set up to provide a second electrical measurement value for at least one parameter of the second, in particular inductively coupled from the third test element into the third electrical coil or induced in the second electrical coil, within the chamber, but at a distance from the housing wall, in particular in a static installation position predetermined with respect to an orientation and/or a smallest distance from the first electrical coil and/or corresponding to the first test position and/or such that an imaginary longitudinal axis of the first permanent magnet and an imaginary longitudinal axis of the first electrical coil are aligned with one another or run parallel to one another in an extension.
  • test arrangement provides that the base module is configured to accommodate the vibronic module if the test module is not inserted into the base module; and/or the base module is configured to accommodate the test module if the vibronic module is not inserted into the base module; and/or the vibronic module and the base module are configured to be assembled without tools; and/or the test module and the base module are configured to be assembled without tools.
  • test arrangement provides that the vibronic module is designed to be exchangeable, such that it can be brought into the chamber from outside the chamber and/or through a hole provided in the housing wall and that it can be removed from the base module and/or through the housing wall.
  • test module is designed such that when the carrier element is excited with the excitation frequency, a difference between a phase angle of a determined first chamber at least partially enclosed by a housing wall
  • a vibronic module in particular a vibronic module according to the invention
  • the base module is designed to accommodate the vibronic module and to be mechanically firmly but detachably connected thereto, in particular to form a vibration-type measuring sensor or a vibronic measuring system and/or such that the vibronic module is not movable or is locked in the base module;
  • which method comprises: - Using a test module according to the invention to form a test arrangement according to the invention;
  • a vibronic module in particular a vibronic module according to the invention, into the base module to form a vibration-type measuring sensor or the vibronic measuring system.
  • the formation of the test arrangement further comprises inserting the test module into the base module, for example after removing a vibronic module from the base module or for commissioning.
  • this further comprises integrating the test arrangement into a higher-level electronic data processing system.
  • the data processing system can also be formed, for example, by means of a programmable logic controller and/or by means of a process control system and/or by means of an edge (computing) device and/or by means of a cloud (computing) system.
  • the installation space provided by the respective base module for a vibronic module installed in (normal) measuring operation can also be used to occasionally install a module that is used to check the base module and/or the measuring system electronics connected to it instead of such a vibronic module, such that the test module is installed in the same way as the respective vibronic module with the base module for the purpose of forming a test arrangement.
  • One advantage of the invention is that it makes it very easy to check a base module or measuring system electronics of a modular vibronic measuring system on site, in particular in situ or without having to remove the already installed base module or the already installed measuring system electronics.
  • Fig. 1, 2 an embodiment of a base module, a measuring system electronics and a vibronic module of a modular vibronic measuring system (still to be assembled);
  • FIG. 3a, 3b in different side views an embodiment of the modular vibronic measuring system according to Fig. 1;
  • 1, 2, 3a and 3b schematically show an embodiment of a (modular) vibronic measuring system which is particularly intended to record at least one measured variable of a fluid measuring medium flowing in a (measuring medium) line, namely to determine measured values for one or more measured variables, for example a mass flow, a volume flow, a density and/or a viscosity of the measuring medium.
  • the measuring system comprises a base module M1, a vibronic module M2 and, for example, programmable, measuring system electronics ME.
  • the measuring system electronics ME can be formed, for example, by means of one or more microprocessors (pC) and/or have a display and operating element formed, for example, by means of a touch display, for example for displaying measurement and/or operating data of the measuring system.
  • the base module M1 has a (protective) housing 11 with at least one chamber 11* at least partially enclosed by a housing wall 11+ and at least one first electrical coil 12, for example cylindrical and/or designed as an air coil, placed within the chamber 11* of the (protective) housing, which is at least indirectly mechanically connected to the housing wall 11+ and electrically connected to the measuring system electronics ME, and the vibronic module M2 has at least one, for example cylindrical, first permanent magnet 22.
  • the measuring system electronics ME can, as is quite common with measuring systems of the type in question, also be at least partially inside the chamber 11* and/or at least partially outside the chamber 11*, in particular within an electronics housing 100 of the measuring system, housed or designed in a modular manner.
  • the measuring system can be designed, for example, as a modular Coriolis mass flow measuring device and/or one of the devices described in the patent applications mentioned at the beginning: WO 2019/017891 A1, WO 2021121867 A1, DE 102021105397.8, DE 102020133614.4, DE 102020132685.8, DE 102020133851.1, DE 102020133566.0, DE 102020132986.5, DE 102020132686.6, DE 102020132685.8, DE 102020131452.3, DE 102020132223.2, DE 102020127356.8, DE 102020114519.5 or DE 102020112154.7.
  • the base module M1 is, as shown schematically in Fig. 3a and 3b or as is readily apparent from a combination of Fig. 1, 2, 3a and 3b, particularly designed to accommodate the vibronic module M2 and to be mechanically firmly but also detachably connected thereto, for example in such a way that the vibronic module M2 in the
  • Base module M2 is locked, and/or in such a way that the vibronic module can also be (subsequently) inserted on site, namely in a base module already installed (in a system).
  • the base module M1 and the vibronic module M2 are further designed to be assembled to form a vibration-type measuring sensor (of the measuring system) or to be assembled in such a way that an electro-mechanical vibration exciter and/or an (electro-dynamic) vibration sensor of the measuring system is formed by means of the electrical coil 12 (connected to the measuring system electronics ME) and by means of the permanent magnet 22.
  • the vibronic module is in particular designed to be installed in the base module in such a way that its permanent magnet 22 is placed within the chamber 11*, but is nevertheless spaced from the housing wall 11+, in particular in a static (first) installation position E1 predetermined with regard to an orientation and/or a smallest distance from the electrical coil 12 and/or in such a way that an imaginary longitudinal axis of the first permanent magnet and an imaginary longitudinal axis of the electrical coil 12 are aligned with one another or extend parallel to one another.
  • the permanent magnet 22 is further designed to form, in installation position E1, together with the electrical coil 12, a voice coil, which can be used as an electrodynamic vibration exciter, for example, and/or a plunger coil, which can be used as an electrodynamic vibration sensor, for example.
  • the vibronic module M2 and the base module M1 are further configured to be assembled on site without tools and/or disassembled again, in particular non-destructively, in particular in such a way that the vibronic module can be removed from the base module M1 again in a non-destructive manner.
  • the vibronic module M2 is designed to be exchangeable or configured to be able to be removed again, in particular non-destructively, in particular on site from outside the housing and/or through an (insertion) opening of the (protective) housing 11 provided in the housing wall 11+, and/or the vibronic module M2 is configured to be installed in the base module M1, in particular on site, in particular in such a way that it can be introduced into the chamber 11* from outside the (protective) housing 11 or through the (insertion) opening. This can be done, for example, without having to handle the basic module M1 itself or remove it from the respective (process) system.
  • the aforementioned (insertion) opening can also, if necessary, be closed after installation of the vibronic module using an appropriate cover, for example dust-tight and/or tight against strong water jets and/or explosion-proof.
  • an appropriate cover for example dust-tight and/or tight against strong water jets and/or explosion-proof.
  • the vibronic module M2 and the base module M1 can each have corresponding guide structures or elements, for example corresponding (guide) grooves in one of the two
  • the vibronic module M2 can further comprise at least one identification element 28 relating to or carrying identifying information about the vibronic module M2, for example a barcode, QR code or radio label (RFID TAG), and/or the base module M1 can comprise at least one light-emitting semiconductor element 19a positioned within the (protective) housing and connected to the measuring system electronics (into the chamber 11*), for example a
  • LED Light emitting diode
  • RF-T ransceivers radio transmitters/receivers
  • Photosensors 19b for example one or more CCD photosensors and/or one or more CMOS photosensors.
  • the vibronic module M2 has at least one second permanent magnet 24 positioned away from the permanent magnet 22, in particular cylindrical and/or structurally identical to the permanent magnet 22.
  • the base module M1 accordingly has at least one second electrical coil 14 placed within the chamber 11* of the (protective) housing, for example cylindrical and/or designed as an air coil and/or identical to the first electrical coil 12, which (removed from the electrical coil 12) is at least indirectly mechanically connected to the housing wall 11+ and is also electrically connected to the measuring system electronics, and the base module is also designed to accommodate the vibronic module in such a way that the permanent magnet 24 is held in a second installation position, in particular with regard to an orientation and/or remote from the first installation position, or that an imaginary longitudinal axis of the permanent magnet 24 and an imaginary longitudinal axis of the electrical coil 14 are aligned with one another or are parallel to one another in an extension.
  • the vibronic module M2 can also more than two permanent magnets (22, 24) arranged at a distance from one another, thus at least a third permanent magnet 26, and the base module M1 can have more than two electrical coils (12, 14) arranged at a distance from one another within the chamber 11*, thus at least a third air coil 16.
  • the vibronic module M2 has at least one (first) tube 31 with a tube wall forming an outer surface of the tube 31, for example made of a metal or a plastic, and with a lumen 21* enclosed by the same tube wall, and the permanent magnet 22 is fixed to the outside of the tube wall, for example, namely integrally connected to it.
  • the at least one tube 31 can be straight at least in sections and/or bent at least in sections, for example in such a way that a middle segment of the tube wall extending between a first segment end and a second segment end of the tube wall remote therefrom is U-shaped or V-shaped and/or that, as also shown schematically in Fig.
  • the at least one permanent magnet 22 is attached to the outside of the aforementioned middle segment.
  • the aforementioned permanent magnet 24 and/or further permanent magnets (26) of the vibronic module M2 can also be attached to the outside of the middle segment, for example.
  • the at least one tube 31 is also intended, among other things, to be installed in the base module M1 in the manner described above and also to be integrated into the course of a (measured substance) line, for example a hose line or a pipeline.
  • the at least one tube 31 is particularly designed to guide a fluid measured substance in its lumen, in particular at least temporarily with a predeterminable flow direction, for example pointing from the aforementioned first segment end to the aforementioned second segment end, for example introduced or discharged via the aforementioned (measured substance) line, and to be allowed to vibrate during this process; this in particular also in such a way that the at least one tube 31 carries out forced bending or resonance vibrations around a static rest position and/or that the at least one permanent magnet 22 is moved relative to the electrical coil 12.
  • Such mechanical vibrations of the at least one (measuring) tube 31 or its central segment can be excited or maintained, for example, by means of the aforementioned vibration exciter formed by means of the permanent magnet 22 and the coil 12 and/or detected by means of the aforementioned vibration sensor formed (by means of the permanent magnet 22 and the coil 12), in particular in such a way that the vibration sensor provides at least one vibration signal representing the same vibrations of the tube 31 or its central segment.
  • the vibronic module M2 is further designed according to a further embodiment of the invention to be installed in the base module M1 or its (protective) housing 11 in such a way that, as also shown schematically in Fig. 3a, the at least one (measuring) tube 31 is at least partially, for example also completely, placed within the chamber 11*, although at least its aforementioned middle segment is spaced from the housing wall 11+.
  • the vibronic module M2 can also have at least one second (measuring) tube 32, for example also structurally and/or functionally identical to the first tube, with a tube wall forming an outer surface of the second tube, in particular made of a metal or a plastic, and with a lumen enclosed by the same tube wall.
  • second (measuring) tube 32 for example also structurally and/or functionally identical to the first tube, with a tube wall forming an outer surface of the second tube, in particular made of a metal or a plastic, and with a lumen enclosed by the same tube wall.
  • the aforementioned second permanent magnet 24 can also be fixed to the second tube, in particular materially connected to it, for example vis-a-vis the permanent magnet 22 fixed to the first tube 31; this can also be done, for example, in such a way that an imaginary longitudinal axis of the permanent magnet 24 and an imaginary longitudinal axis of the permanent magnet 22 are aligned with one another or run parallel to one another in an extension.
  • the first and second (measuring) tubes 31, 32 can also, as is quite common in vibronic measuring systems of the type in question, be fluidically connected to one another by means of a first flow divider on the inlet side and a second flow divider on the outlet side and, if necessary, also be integrated into the course of the aforementioned (measuring material) line during operation of the measuring system.
  • the vibronic module M2 can also have more than three permanent magnets arranged at a distance from one another, for example a total of at least six permanent magnets, and the base module M1 can accordingly have more than three electrical coils arranged at a distance from one another within the chamber 11*, for example a total of at least six electrical coils, for example each designed as air coils.
  • the measuring system electronics ME is also designed, according to a further embodiment, to provide a first electrical (measuring system) driver signal and to introduce it into at least one of the electrical coils (12, 14) of the base module M2, for example namely the coil 12 and/or the aforementioned coil 14, in order to feed the electrical power required for the aforementioned mechanical vibrations into the at least one electrical coil; this in particular in such a way that the at least one (measuring system) driver signal has an impressed alternating current and/or at least one signal frequency corresponding to a mechanical resonance frequency of the vibronic module M2, in particular namely its at least one (measuring) tube 31.
  • the measuring system electronics ME can also be further configured to use a second electrical (measuring system) driver signal, in particular with an impressed alternating current and/or with a mechanical resonance frequency of the vibronic module or its at least one (measuring) tube corresponding signal frequency and/or simultaneously with the first drive signal, to feed electrical power into the second electrical coil 14.
  • a second electrical (measuring system) driver signal in particular with an impressed alternating current and/or with a mechanical resonance frequency of the vibronic module or its at least one (measuring) tube corresponding signal frequency and/or simultaneously with the first drive signal, to feed electrical power into the second electrical coil 14.
  • the measuring system electronics ME is also designed, among other things, to detect and evaluate a first electrical (alternating) voltage from the electrical coil 12 (14), for example induced in the electrical coil 12 and/or in the aforementioned coil 14, for example namely, using the (alternating) voltage, to determine (parameter) measured values for at least one parameter of the (alternating) voltage, such as an amplitude, a frequency and/or a phase angle, and/or to calculate measured values for the at least one measured variable to be detected by the measuring substance based on the (alternating) voltage or the (parameter) measured values determined for it.
  • a first electrical (alternating) voltage from the electrical coil 12 (14) for example induced in the electrical coil 12 and/or in the aforementioned coil 14, for example namely, using the (alternating) voltage
  • determine (parameter) measured values for at least one parameter of the (alternating) voltage such as an amplitude, a frequency and/or a phase angle
  • measured values for the at least one measured variable to be detected by the measuring substance based on the (alternating) voltage
  • the measuring system electronics ME can also be set up to calculate measured values for an inductance of the electrical coil based on the (alternating) voltage or the (parameter) measured values determined for this purpose, for example in order to take these into account when checking the functionality of the measuring system or to compare the determined inductance of the first electrical coil 12 with a previously determined (inductance) reference value and/or one or more threshold values specified for this purpose.
  • the measuring system electronics ME can also be set up, for example, to compare one or more of the aforementioned (parameter) measured values with one or more previously determined (parameter) reference values and/or one or more threshold values specified for this purpose in order to check the functionality of the measuring system.
  • the measuring system electronics can also be set up to detect and evaluate a second electrical (alternating) voltage induced in the coil 14 by the second electrical coil, for example to calculate (parameter) measured values for the at least one parameter of the second (alternating) voltage and/or a phase difference established between the first and second (alternating) voltages based on the second (alternating) voltage, for example to calculate measured values for the at least one measured variable to be detected by the measuring material based thereon.
  • a second electrical (alternating) voltage induced in the coil 14 by the second electrical coil for example to calculate (parameter) measured values for the at least one parameter of the second (alternating) voltage and/or a phase difference established between the first and second (alternating) voltages based on the second (alternating) voltage, for example to calculate measured values for the at least one measured variable to be detected by the measuring material based thereon.
  • the measuring system electronics are in particular also designed to determine measured values for at least one measured variable, in particular a mass flow, of a flowing fluid based on a phase difference established between the first and second (alternating) voltages and/or the measuring system electronics are designed to determine and evaluate (parameter) measured values for the aforementioned phase difference, for example to compare one or more (parameter) measured values for the phase difference with a previously determined (parameter) reference value and/or one or more threshold values specified for this purpose.
  • the measuring system electronics can also be designed to determine measured values for an inductance of the second electrical coil.
  • a corresponding test module PM (Fig. 4 to 7) is proposed or provided according to the invention, which has a carrier element 41, for example monolithic and/or plate-shaped and/or tubular, and at least one first test element 42 for generating a magnetic field, for example a permanent magnet, which is mechanically connected to the carrier element 41, in particular electrical and/or magnetic and/or electronic and/or arranged on a circuit board of the test module PM.
  • the carrier element 41 can consist of or be made of metal and/or a plastic, for example one that at least partially embeds the at least one test element 41 or the aforementioned circuit board, for example in such a way that an outer protective layer of the carrier element 41 is formed by means of the aforementioned plastic.
  • the aforementioned plastic can be, for example, a chemically resistant and/or high-strength plastic, such as a polycarbonate (PC) or a polyetheretherketone (PEEK).
  • the test module PM according to the invention is furthermore particularly intended or designed to be used to form a test arrangement (PM+M1; PM+M1+ME), namely to be inserted into the base module M1 (instead of the vibronic module M2) and to be mechanically connected thereto in a detachable manner, such that the carrier element 41 and the first test element 42 are placed within the chamber 11+; this in particular in the same way as the vibronic module M2 or such that the test module PM is locked in the base module M1 or is not movable.
  • a test arrangement PM+M1; PM+M1+ME
  • the test module PM is also designed to be installed in the base module M1 in such a way that the first test element 42 is held in a first test position P1 predetermined by the first electrical coil 12 of the base module or corresponding to the aforementioned first installation position, for example in such a way that the first test element 42 held in the first test position P1 has a predetermined alignment and/or a predetermined smallest distance from the first electrical coil 12 and/or that an imaginary longitudinal axis of the first test element and an imaginary longitudinal axis of the first electrical coil 12 are aligned with one another or run parallel to one another in an extension.
  • the test element 42 can form a transformer together with the electrical coil 12 of the base module M1, for example, and for the other mentioned case that the test element 42 has a permanent magnet, the test element 42 can also form a magnetic coil together with the electrical coil 12 of the base module M1, for example.
  • the test module PM can also be connected to the aforementioned guide structures or elements of the vibronic module M2. corresponding to or with the aforementioned management structures or elements of the basic module M1.
  • the test module PM can furthermore have at least one second test element 44, which is mechanically connected to the carrier element 41, for example structurally and/or functionally identical to the first test element 42 and/or spaced apart from the first test element, for generating and/or detecting a magnetic field, and optionally also at least one third test element 46, which is mechanically connected to the carrier element 41, in particular structurally and/or functionally identical to the first and/or second test element and/or spaced apart from the first and second test elements, for generating and/or detecting a magnetic field.
  • at least one second test element 44 which is mechanically connected to the carrier element 41, for example structurally and/or functionally identical to the first test element 42 and/or spaced apart from the first test element, for generating and/or detecting a magnetic field
  • third test element 46 which is mechanically connected to the carrier element 41, in particular structurally and/or functionally identical to the first and/or second test element and/or spaced apart from the first and second test elements, for generating and/or
  • test module PM can furthermore be set up in such a way that the first base module M1 can be integrated in the first base module M1 in such a way that the second test element 44 is connected to the carrier element 41, for example structurally and/or functionally identical to the first test element 42 and/or spaced apart from the first test element.
  • each of the aforementioned test elements is placed within the chamber 11+, for example in such a way that the second test element 44 is held at a second test position predetermined with respect to an alignment and/or a smallest distance to the second electrical coil 14 and/or spaced from the first test position P1 and/or corresponding to the aforementioned second installation position, and/or that an imaginary longitudinal axis of the second test element 44 and an imaginary longitudinal axis of the second electrical coil 14 are aligned with one another or run parallel to one another in an extension.
  • the test module can further have at least one identification element 48 mechanically connected to the carrier element, in particular carrying information relating to or identifying the test module, in order to simplify the commissioning of the test arrangement formed thereby, i.e. e.g.
  • the measuring system electronics ME can also be set up to read information carried by the identification element 48 of the test module PM from the identification element 48, in particular to evaluate it, for example in order to verify whether the test module PM is compatible with the base module M1 and/or the measuring system electronics ME or is approved for forming the test arrangement.
  • RFID TAG radio label
  • Fig. 4 shows a test module 41, which is essentially similar to a vibronic module according to the invention or is designed identically to a vibronic module.
  • the pipes 31 and 32 are designed to guide the medium for which the mass flow, the volume flow, the density and/or the viscosity is determined.
  • the first test element 42 - in the form of a permanent magnet - forms a coil in combination with the first electrical coil of the base module. driver system, via which the pipe 31 can be set into mechanical vibrations.
  • the second test element 44 and the third test element 46 are also arranged on the carrier element 41. Both test elements, in conjunction with a second electrical coil or third electrical coil, form a coil sensor system which is designed to detect the mechanical vibration of the pipe 31.
  • the test module is a previously calibrated (gold standard) vibronic module with which the base module and/or the measuring system electronics are checked using at least one measured value determined by the measuring system electronics with a respective associated reference value and/or at least one threshold value specified for this purpose.
  • Fig. 5 shows an alternative test module 41.
  • at least one solid, in particular U-shaped, metal rod is provided, on which the first test element 42, the second test element 44 and the third test element 46 are arranged.
  • the embodiment shown has two rods running parallel to one another, on each of which three test elements are arranged.
  • Fig. 6 shows an alternative test module 41.
  • the carrier element 41 comprises at least one plate 51, in particular a solid and planar plate.
  • the three test elements 42, 44, 46 are arranged on the plate 51a.
  • an environmental sensor is arranged on the surface of the plate 51.
  • the illustrated embodiment comprises exactly two planar plates 51a, 51b that run essentially parallel to one another and on each of which three test elements are arranged.
  • Fig. 7 a-d show four designs of test modules that are designed in such a way that when used in the basic module, a mass flow is simulated during measurement or a phase difference between the two measurement signals of the at least two sensor systems is detected.
  • an asymmetrical weight distribution is achieved by providing plates of different lengths.
  • the plate 51 a has a length 11 and the plate 51 b has a length I2.
  • the length 11 is different from the length I2.
  • the length 11 is greater than the length I2.
  • the test elements are essentially identical in construction.
  • the design of Fig. 7b differs from the design of Fig. 6 essentially in that the magnetic field strength of the magnetic field generated by the first test element 41 of the first (measuring) tube differs significantly, i.e. clearly outside the tolerance limits for identically constructed test elements, from the magnetic field strength of the magnetic field generated by the first test element 41* of the second (measuring) tube. In the illustrated design, this is achieved by the different sizes of the test elements (i.e. in this case the permanent magnets).
  • the first test element 41 has a significantly lower Test element diameter than the first test element 41*.
  • the lengths of the plates are essentially identical.
  • the difference in the magnetic field strengths generated is at least 5%, in particular at least 15% and preferably at least 50%.
  • FIG. 7c differs from the design in Fig. 6 essentially in that the two plates 51a, 51b used have different material thicknesses.
  • plate 51a has a significantly greater material thickness or plate thickness than plate 51b.
  • the test elements are essentially identical in construction.
  • the design in Fig. 7d differs from the design in Fig. 6 essentially in that plate 51b has a material density that is spatially variable in its own longitudinal direction, while plate 51a has a spatially constant material density distribution.
  • plate 51b has an opening 51a for this purpose.

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Abstract

Das erfindungsgemäße Prüf-Modul für ein Basis-Modul (M1) eines vibronischen Messsystems, insb.eines modularen Coriolis-Massestrom-Messgeräts, und/oder eine an das Basis-Modul (M1) elektrisch angeschlossene Messsystem-Elektronik (ME) des vibronischen Messsystems, welches Prüf-Modul umfasst: - ein, insb. bei einer Anregung mit einer Anregungsfrequenz zwischen 100 und 950 Hz, bevorzugt mit einer Anregungsfrequenz von 300 Hz, schwingfähiges Trägerelement (41), insb. aus Metall und/oder Kunststoff; - sowie wenigstens ein mit dem Trägerelement (41) mechanisch verbundenes, insb. elektrisches und/oder magnetisches und/oder elektronisches, erstes Prüfelement (42), insb. ein Permanentmagnet, zum Erzeugen eines Magnetfelds; wobei das Prüf-Modul eingerichtet ist, in das Basis-Modul eingesetzt und damit wieder lösbar mechanisch verbunden zu werden, insb. derart, dass das Prüf-Modul (PM) im Basis-Modul (M1) arretiert ist bzw. nicht beweglich ist und/oder dass das erste Prüfelement (42) innerhalb des Basis-Moduls (M1) an einer ersten vorgegebenen Prüfposition (P1) gehalten ist.

Description

Test-Modul für Single-Use-CDM (Disposable)
Die Erfindung betrifft ein Prüf-Modul für ein Basis-Modul eines (modularen) vibronischen Messsystems und/oder für eine an das Basis-Modul elektrisch angeschlossene Messsystem-Elektronik des vibronischen Messsystems und eine Prüfanordnung. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Inbetriebnehmen und/oder (Über-)Prüfen eines (modularen) vibronischen Messsystems mittels eines solchen Prüf-Moduls, bzw. einer solchen Prüfanordnung.
Aus der WO 2019/017891 A oder der WO 2021121867 A wie auch den (nicht vorveröffentlichten) deutschen Patentanmeldungen DE 102021105397.8, DE 102020133614.4, DE 102020132685.8, DE 102020133851.1 , DE 102020133566.0, DE 102020132986.5, DE 102020132686.6, DE 102020132685.8, DE 102020131452.3, DE 102020132223.2, DE 102020127356.8, DE 102020114519.5 bzw. DE 102020112154.7 sind jeweils modulare, nämlich mittels eines Basis-Modul, eines mechanisch mit dem Basis-Modul verbundenen Vibronik-Moduls sowie einer an das Basis-Modul elektrisch angeschlossenen Messsystem-Elektronik gebildete und dem Erfassen wenigstens einer Messgröße eines in einer (Messstoff-)Leitung strömenden fluiden Messstoffs, nämlich dem Ermitteln von Messwerte für eine oder mehrere Messgrößen, beispielsweise einen Massestrom, einen Volumenstrom, eine Dichte und/oder eine Viskosität, des Messstoffs dienliche vibronische Messsysteme bekannt.
Das Basis-Modul eines solchen (modularen) vibronischen Messsystems weist ein (Schutz-)Gehäuse mit wenigstens einer von einer Gehäusewand zumindest teilweise umhüllten Kammer sowie eine oder mehrere, beispielsweise zylindrische und/oder als Luftspule ausgebildete, elektrische Spulen, die (voneinander beabstandet) innerhalb der Kammer des (Schutz-)Gehäuses platziert und mit der Gehäusewand zumindest mittelbar mechanisch verbunden sind, auf. Jede der Spulen ist zudem elektrisch an die Messsystem-Elektronik angeschlossen. Die Messsystem-Elektronik kann zumindest teilweise innerhalb des (Schutz-)Gehäuses und/oder zumindest teilweise außerhalb des (Schutz-)Gehäuses, beispielsweise nämlich in einem separaten Elektronik-Gehäuse untergebracht sein. Das Basis-Modul ist im Besonderen auch eingerichtet, das Vibronik-Modul des Messsystems aufzunehmen und damit (unter Bildung eines Messwandlers vom Vibrationstyp) mechanisch fest, gleichwohl wieder lösbar verbunden zu werden, insb. nämlich unter Bildung eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp bzw. des vibronischen Messsystems selbst; dies insb. auch in der Weise, dass das Vibronik-Modul im des Basis-Moduls arretiert ist bzw. nicht beweglich ist. Das Vibronik-Modul des jeweiligen Messsystems wiederum ist zudem austauschbar ausgebildet, derart, dass es, insb. auch vor Ort, von außerhalb des (Schutz-)Gehäuses des Basis-Moduls bzw. durch eine in dessen Gehäusewand vorgesehene (Einschub-)Öffnung des Gehäuses in die Kammer eingebracht werden kann und dass es zerstörungsfrei, ggf. auch werkzeuglos aus dem Basis-Modul wieder ausgebaut werden kann, insb. nämlich von außerhalb des Gehäuses und/oder durch die (Einschub-)Öffnung des Gehäuses herausnehmbar ist bzw. ohne dass dafür das Basis-Modul selbst hantiert bzw. aus der (Prozess-)Anlage ausgebaut werden müsste. Dadurch wird es u.a. auch ermöglicht, ein Vibronik-Modul nachträglich vor Ort, nämlich in ein bereits installiertes Basis-Modul einzusetzen bzw. ein defektes oder verschlissenes Vibronik-Modul vor Ort gegen ein intaktes neues, ggf. auch nur einmalig bzw. nur für einen vorgegebenen Zeitraum zu gebrauchendes („disposable“), Vibronik-Modul vor Ort auszutauschen.
Das Vibronik-Modul weist weiters jeweils einen oder mehrere, beispielsweise zylindrischen, Permanentmagneten auf und ist zudem dafür eingerichtet, so in das Basis-Modul eingebaut zu werden, dass jeder der Permanentmagnete innerhalb der vorbezeichneten Kammer platziert, gleichwohl jeweils von der Gehäusewand beabstandet ist, dies im Besonderen in der Weise, dass jeder der Permanentmagnete in einer bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes zu einer der elektrischen Spulen des Basis-Moduls jeweils vorgegebenen statischen Einbauposition gehalten ist und dass eine jeweilige gedachte Längsachse jedes der Permanentmagnete und eine gedachte Längsachse zumindest einer der elektrischen Spulen miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen.
Bei den in Rede stehenden Messsystemen weist jedes Vibronik-Modul ferner wenigstens ein, beispielsweise zumindest abschnittsweise gerades und/oder zumindest abschnittsweise gebogenes, (Mess-)Rohr mit einer eine äußere Mantelfläche des Rohrs bildenden Rohrwandung, insb. aus einem Metall oder einem Kunststoff, und mit einem von nämlicher Rohrwandung umhüllten Lumen, insb. nämlich zwei im Wesentlichen baugleiche parallele (Mess-)Rohre, auf und ist jeder der vorbezeichneten Permanentmagnete außen an der Rohrwandung, insb. nämlich an einem sich zwischen einem ersten Segment-Ende und einem davon entfernten zweiten Segment-Ende erstreckenden Mittel-Segment der Rohrwandung, fixiert, insb. nämlich stoffschlüssig mit der Rohrwandung verbunden. Zudem ist das Vibronik-Modul bzw. dessen wenigstens eines (Mess-)Rohr so ausgestaltet, ggf. auch werkzeuglos so in das Gehäuse eingebaut zu werden, dass das Rohr zumindest teilweise, insb. vollständig, innerhalb der Kammer platziert, gleichwohl von der Gehäusewand beabstandet ist und dass jeder der Permanentmagnete in der jeweiligen Einbauposition zusammen mit der jeweiligen elektrischen Spule eine, insb. als elektrodynamischer Schwingungserreger dienliche, Schwingspule und/oder eine, insb. als elektrodynamischer Schwingungssensor dienliche, Tauchspule bilden. Im Falle eines zumindest abschnittsweise gebogenen (Mess-)Rohrs kann das vorbezeichnete Mittel-Segment beispielsweise im Wesentlichen U-förmig oder V-förmig ausgebildet sein.
In einem solchen vibronischen Messsystem ist jedes der vorbezeichneten (Mess-)Rohre zudem jeweils eingerichtet, im Betrieb innerhalb des Lumens einen, insb. mit einer vorgebbaren und/oder vom ersten Segment-Ende zum zweiten Segment-Ende weisenden Strömungsrichtung, strömenden fluiden Messstoff zu führen und währenddessen vibrieren gelassen zu werden, um mit einer oder mehreren Messgrößen des Messstoffs korrelierte Messeffekte zu generieren, insb. derart, dass das Mittel-Segment Schwingungsbewegungen um eine statische Ruhelage ausführt und/oder dass das (Mess-)Rohr mittels wenigstens einer der vorbezeichneten, (bestromten) Schwingspulen angetrieben wird und/oder dass mittels der vorbezeichneten Tauchspulen jeweils eine Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Rohrs repräsentierende, mithin als Schwingungssignal dienliche (Wechsel-)Spannung generiert wird. Die Messsystem-Elektronik eines solchen Messsystems wiederum ist dementsprechend dafür eingerichtet, mittels eines elektrischen Treibersignals, insb. mit einem eingeprägten Wechselstrom und/oder einer im Wesentlichen einer Resonanzfrequenz des wenigstens Rohrs entsprechenden eingeprägten (Wechselstrom-)Frequenz, elektrische Leistung in die die vorbezeichnete Schwingspule bildenden wenigstens eine elektrische Spule einzuspeisen und/oder anhand der von der die vorbezeichnete Tauchspule bildenden wenigstens einen elektrischen Spule generierten (Wechsel-)Spannung Messwerte für die eine oder mehrere zu erfassenden Messgrößen des durch das (Mess-)Rohr bzw. die Rohre strömenden Messstoffs zu ermitteln, im Falle eines als Coriolis-Massedurchfluss-Messgerät bzw. als Coriolis-Massedurchfluss-ZDichte-Messgerät ausgebildeten Messsystems beispielsweise nämlich anhand einer durch Corioliskräfte im durch das schwingende Rohr strömenden Messstoff bewirkten (Mess-)Phasendifferenz zwischen zwei der vorbezeichneten Schwingungssignalen sowie einer in der Messsystem-Elektronik eingerichteten Phasendifferenz-zu-Messwert-Kennlinienfunktion den Massenstrom repräsentierende (Massenstrom-)Messwerte zu generieren. Bei der Phasendifferenz-zu-Massenstrom-Messwert-Kennlinienfunktion kann sich beispielsweise um eine (lineare) Parameterfunktion mit einem (Skalen-)Nullpunkt, der einer bei ruhendem Messstoff bzw. einem Massestrom von Null Messbaren (Mess-)Phasendifferenz der beiden Schwingungssignale entspricht, und mit einer Steigung, die einer (Mess-)Empfindlichkeit des Messsystems bzw. einer auf eine Änderung des Massenstroms bezogene Änderung der (Mess-)Phasendifferenz entspricht, handeln. Da eine oder mehrere Resonanzfrequenzen des wenigstens einen Rohrs insbesondere auch von der momentanen Dichte des jeweiligen Messstoffs abhängig sind, kann mittels eines solchen Messsystems neben dem Massestrom zusätzlich auch die Dichte vom jeweils hindurch strömenden Messstoff anhand der (Wechselstrom-)Frequenz des Treibersignals und/oder anhand einer (Signal-)Frequenz wenigstens eines der Schwingungssignale direkt gemessen werden. Dementsprechend ist die Messsystem-Elektronik von Messsystemen der in Rede stehenden Art typischerweise ferner auch eingerichtet, anhand der vorbezeichneten (Wechselstrom-)Frequenz des Treibersignals und/oder anhand einer dementsprechenden Signalfrequenz wenigstens eines der Schwingungssignale die Dichte repräsentierende (Dichte-) Messwerte zu generieren, beispielsweise unter Verwendung einer in der Messsystem-Elektronik entsprechend eingerichteten Nutzfrequenz-zu-Messwert-Kennlinienfunktion. Darüber hinaus ist es auch möglich, mittels vibronischer Messsysteme der in Rede stehenden Art die Viskosität des hindurchströmenden Messstoffs direkt zu messen, beispielsweise basierend auf einer für die Aufrechterhaltung der Nutzschwingungen erforderlichen Erregerenergie bzw. Erregerleistung und/oder basierend auf einer aus einer Dissipation von Schwingungsenergie resultierenden Dämpfung der angeregten (Resonanz-)Schwingungen bzw. unter Verwendung einer in der Messsystem-Elektronik entsprechend eingerichteten Dämpfung-zu-Messwert-Kennlinienfunktion. Darüber hinaus können aus den vorgenannten Strömungs- und/oder Stoffparametern weitere abgeleitete Messgrößen, wie etwa die Reynoldszahl mittels solcher vibronischer Messsysteme ohne weiteres zu ermittelt werden.
Zur Vereinfachung der Inbetriebnahme eines so gebildeten Messsystems kann das Vibronik-Modul ferner wenigstens ein das Vibronik-Modul betreffende bzw. identifizierende Informationen tragendes Identifizierelement, beispielsweise ein am wenigstens einen Rohr angebrachtes Barcode-, QR-Code- bzw. Funk-Etikett (RFID-TAG), aufweisen und/oder kann das Basis-Modul wenigstens ein innerhalb des (Schutz-)Gehäuses positioniertes und an die Messsystem-Elektronik angeschlossenes Licht emittierendes Halbleiterelement, beispielsweise eine Leuchtdiode (LED), und/oder einen oder mehrere, jeweils innerhalb des (Schutz-)Gehäuses positionierte und an die Messsystem-Elektronik angeschlossene Funk-Sender/Empfänger (RF-Transceiver) und/oder Fotosensoren, beispielsweise nämlich einen oder mehrere CCD-Fotosensoren und/oder einen oder mehrere CMOS-Fotosensoren, aufweisen.
Vibronische Messsysteme der in Rede stehenden Art sind regelmäßig auch auf deren Funktionstüchtigkeit bzw. allfällige Abweichungen von einem jeweiligen vorab ermittelten, beispielsweise nämlich im vom Hersteller bzw. im Herstellerwerk festgelegten und/oder bei einer bei einer Kalibrierung bzw. Inbetriebnahme des jeweiligen Messsystems vor Ort festgestellten Referenzzustand hin zu überprüfen, beispielsweise um mit erhöhten Abweichungen vom Referenzzustand einhergehende Reduzierungen der Funktionstüchtigkeit bzw. einer Messgenauigkeit des Messsystems, mit der dieses die zu erfassenden Messgröße, nicht zuletzt auch den Massenstrom und die Dichte, in die entsprechenden Messwerte schlussendlich abbildet, möglichst frühzeitig detektieren können. Derartige Reduzierungen der Funktionstüchtigkeit bzw. Messgenauigkeit eines solchen Messsystems können beispielsweise in Form von zumeist irreversiblen Veränderungen einer elektrische Impedanz der vorbezeichneten Schwing- und/oder Tauchspulen und/oder einer dauerhaft verminderten Stabilität der mechanischen Verbindung zwischen Basis- und Vibronik-Modul bzw. einer Präzision der Positionierung des Vibronik-Moduls im Basis-Modul auftreten bzw. können beispielsweise durch thermische und/oder mechanische Überbelastungen, etwa infolge von sehr hohen oder sehr niedrigen Temperaturen (d.h. insbesondere auch außerhalb der Spezifikation liegende Temperaturen) innerhalb des Basis-Moduls, durch Alterung, durch innerhalb des Basis-Modul auftretende erhöhte bzw. kondensierende Feuchtigkeit und/oder durch häufiges Auswechseln von Vibronik-Modulen bedingten Verschleiß von Komponenten des Basis-Moduls verursacht sein. Als weitere, die Funktionstüchtigkeit des Messsystems zumindest indirekt und/oder zumindest vorübergehend beeinträchtigende Einflussfaktoren sind Darüber hinaus auch sich innerhalb des Basis-Moduls ausbreitende multi- und/oder hoch-frequente elektromagnetische (Fremd-)Strahlungen bzw. -felder (EMV) oder sich innerhalb des Basis-Moduls, beispielsweise in Form von Körperschall, ausbreitende (Fremd-)Schallwellen zu nennen.
Infolgedessen ist regelmäßig davon auszugehen, dass auch eine oder mehrere von dem Messsystem jeweils immanenten Systemfunktionen (Übertragungsfunktionen), von denen jede jeweils eine funktionelle Abhängigkeit der vorbezeichneten Schwingungssignale vom jeweiligen Treibersignal bzw. eine oder mehrere funktionelle Abhängigkeiten der Schwingungssignale von dem Treibersignal und den jeweiligen Strömungs- und/oder Stoffparametern des Messstoffs, charakterisiert, im Vergleich zu einer dem jeweiligen ursprünglichen Messwandler immanenten (Referenz-)Systemfunktion verändert ist. Als Beispiel für derartige Systemfunktionen des Messsystems ist u.a. eine Massenstrom-zu-Phasendifferenz-Systemfunktion, gemäß der die vorbezeichnete (Mess-)Phasendifferenz der Schwingungssignale vom Massenstrom abhängig ist, oder eine Dichte-zu-Resonanzfrequenz-Systemfunktion des Messwandlers, gemäß der eine oder mehrere Resonanzfrequenzen des wenigstens einen Rohrs von der Dichte des Messstoffs abhängig sind, zu nennen. Gleichermaßen betroffen von solchen (Über-)Belastungen des Messwandlers sind dementsprechend auch die vorbezeichneten Systemfunktionen involvierende Messfunktionen des Messsystems, gemäß der das Messsystem insgesamt die jeweils zu erfassenden Messgröße in die jeweiligen Messwerte konvertiert, beispielsweise eine aus der vorbezeichneten Massenstrom-zu- Phasendifferenz-Systemfunktion und einer Phasendifferenz-zu-Massenstrom-Messwert-Kennlinien- funktion, nämlich einer in der Messsystem-Elektronik implementierten Kennlinienfunktion, gemäß der damit eine ermittelte Phasendifferenz in Massenstrom-Messwerte umgerechnet werden, zusammengesetzte Massenstrom-zu-Messwert-Messfunktion des Messsystems, gemäß der damit ermittelte Massenstrom-Messwerte vom Massenstrom abhängig sind. Bei der Phasendifferenz-zu- Massenstrom-Messwert-Kennlinienfunktion kann sich beispielsweise um eine (lineare) Parameterfunktion mit einem einer bei ruhendem Messstoff gemessenen (Mess-)Phasendifferenz entsprechenden (Skalen-)Nullpunkt und einer (Mess-)Empfindlichkeit, die einer auf eine Änderung des Massenstroms bezogene Änderung der (Mess-)Phasendifferenz entspricht (Steigung der Kennlinienfunktion), handeln. Als weitere Beispiele für solche, potentiell ebenfalls von Störungen betroffenen Systemfunktionen bzw. damit gebildete Messfunktionen können u.a. auch eine Dichte-zu-Resonanzfrequenz- Systemfunktion des Messwandlers bzw. eine diese sowie eine Resonanzfrequenz-zu-Dichte-Messwert-Kennlinienfunktion der Messsystem-Elektronik involvierende Dichte-zu-Messwert-(Mess-)Funktion des Messsystems und/oder eine Viskosität-zu-Dämpfung- Systemfunktion des Messwandlers bzw. eine dies sowie eine Dämpfung-zu Viskosität-Messwert- Kennlinienfunktion der Messsystem-Elektronik involvierende Viskosität-zu-Messwert-(Mess-) Funktion des Messsystems genannt werden. Die Änderung der jeweiligen Systemfunktion kann sich dementsprechend beispielsweise als eine Drift eines oder mehrerer der jeweiligen Kennlinienparameter eine oder mehrerer der vorbezeichneten Kennlinienfunktionen, im Falle einer linearen Parameterfunktion beispielsweise von deren Nullpunkt und/oder deren Steigung, auswirken. Die vorbezeichneten, ggf. auch irreversiblen Änderungen einer oder mehrerer der System- bzw. Messfunktionen des Messsystems können gelegentlich auch dazu führen, dass das Messsystem insgesamt soweit fehlerhaft arbeitet, dass eine für solche typischerweise Messsysteme angestrebte hohe Messgenauigkeit nicht mehr gewährleistet ist, mithin eine Funktionstüchtigkeit des Messsystems in erheblichem Maße beeinträchtigt, ggf. sogar ausgesetzt ist bzw. eine dementsprechend kritische Störung des betroffenen Messsystems vorliegt.
Dem Rechnung tragend werden Messsysteme der in Rede stehenden Art typischerweise entsprechenden (Nach-)Prüfungen unterzogen, beispielsweise regelmäßig wiederkehrend im Zuge einer turnusmäßigen vorausschauenden Instandhaltung; dies insb. auch derart, dass vor Ort die Funktionsfähigkeit des Vibronik-Moduls bzw. des gesamten Messsystems im Zuge einer zeitgesteuert durchgeführten und/oder durch an die Messsystem-Elektronik übermittelte dementsprechend Steuerkommandos ausgelösten (Selbst-)Diagnose mittels des Messsystems überprüft wird, etwa um bei Bedarf, nicht zuletzt nämlich bei Detektion des Vorliegens einer Störung des Messsystems möglichst rasch entsprechende Reparatur- bzw. Ersatzmaßnahmen einleiten zu können. Bei einem vibronischen Messsystem der in Rede stehenden Art umfasst eine solche (Reparatur- bzw. Ersatz-)Maßnahme regelmäßig einen auch vor Ort einfach und schnell durchzuführenden Austausch des defekten Vibronik-Moduls gegen ein neues Vibronik-Modul. Ein Nachteil bei einem derartigen Prüfverfahren ist u.a. allerdings darin zu sehen, dass damit lediglich die Funktionsfähigkeit des Messsystems insgesamt verifizierbar ist bzw. dass umgekehrt eine allfällig detektierte Störung nicht ohne weiteres innerhalb des Messsystems exakt lokalisiert, nämlich dem Basis-Modul, dem Vibronik-Modul oder der Messsystem-Elektronik entsprechend zugeordnet werden kann. Im Besonderen ist es mit einer derartigen (Selbst-)Diagnose nicht ohne weiteres möglich, auch lediglich die Messgenauigkeit beeinträchtigende Störungen des Basis-Moduls bzw. der daran elektrisch angeschlossenen Messsystem-Elektronik entsprechend zu identifizieren, derart, dass im Zuge einer solchen Überprüfung eines Messsystems der in Rede stehenden Art auch ein Bedarf eines Austausches des Basis-Moduls und/oder der Messsystem-Elektronik ermittelt werden kann.
Ausgehend vom vorbezeichneten Stand der Technik besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, die Überprüfung von modularen vibronischen Messsystemen dahingehend zu verbessern, dass damit allfällige Störungen bzw. Defekte des Basis-Moduls und/oder der Messsystem-Elektronik, nicht zuletzt auch von die Messgenauigkeit des Messsystems insgesamt herabsetzenden Verschleiß- bzw. Alterungserscheinungen des Basis-Moduls bzw. der Messsystem-Elektronik, möglichst frühzeitig und zuverlässig detektiert, ggf. auch vermeldet werden können.
Die Aufgabe wird mittels des Prüf-Moduls nach Anspruch 1, die Prüfanordnung nach Anspruch 17 und das Verfahren nach Anspruch 30. Das erfindungsgemäße Prüf-Modul für ein Basis-Modul eines vibronischen Messsystems, insb. eines modularen Coriolis-Massestrom-Messgeräts, und/oder eine an das Basis-Modul elektrisch angeschlossene Messsystem-Elektronik des vibronischen Messsystems, welches Prüf-Modul umfasst:
- ein, insb. bei einer Anregung mit einer Anregungsfrequenz zwischen 100 und 950 Hz, bevorzugt mit einer Anregungsfrequenz von 300 Hz, schwingfähiges Trägerelement mechanisch verbundenes, insb. elektrisches und/oder magnetisches und/oder elektronisches, erstes Prüfelement im Basis-Modul arretiert ist bzw. nicht beweglich ist und/oder dass das erste Prüfelement innerhalb des Basis-Moduls an einer ersten vorgegebenen Prüfposition gehalten ist.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist das Prüf-Modul ferner eingerichtet, derart in das Basis-Modul eingesetzt und damit wieder lösbar mechanisch verbunden zu werden, dass das erste Prüfelement an einer, insb. bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes einer elektrischen Spule des Basis-Moduls vorgegebenen, ersten Prüfposition gehalten ist, beispielsweise auch derart, dass eine gedachte Längsachse des ersten Prüfelements und eine gedachte Längsachse einer elektrischen Spule des Basis-Moduls miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das erste Prüfelement eine, insb. zylindrische und/oder als Luftspule ausgebildete, elektrische Spule aufweist.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das erste Prüfelement einen Permanentmagneten aufweist.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Trägerelement zumindest teilweise aus einem, beispielsweise auch chemisch beständigen und/oder hochfesten, Kunststoff, wie z.B. einem Polycarbonat oder einem Polyetheretherketone mechanisch verbundenen, insb. vom ersten Prüfelement beabstandeten, Umweltsensor zum Erfassen wenigstens einer physikalischen Umwelt-Messgröße innerhalb des Basis-Moduls, insb. von sich innerhalb des Basis-Moduls ausbreitender multi- und/oder hoch-frequenter elektromagnetischer Umwelt-Messgröße in ein Umwelt-Messsignal.
Nach einer Weiterbildung des Prüf-Moduls der Erfindung umfasst dieses weiters: wenigstens einen mit dem Trägerelement mechanisch verbundenen, beispielsweise vom ersten Prüfelement beabstandeten, Umweltsensor zum Erfassen wenigstens einer physikalischen Umwelt-Messgröße innerhalb des Basis-Moduls, beispielsweise von sich innerhalb des Basis-Moduls ausbreitender multi- und/oder hoch-frequenter elektromagnetischer Umwelt-Messgröße in ein Umwelt-Messsignal. Nach einer Weiterbildung des Prüf-Moduls der Erfindung umfasst dieses weiters: wenigstens ein mit dem Trägerelement mechanisch verbundenes, beispielsweise nämlich das Prüf-Modul betreffende bzw. identifizierende Informationen tragendes, Identifizierelement, beispielsweise ein Barcode-Etikett, ein QR-Code-Etikett oder ein Funk-Etikett eingesetzt und damit wieder lösbar mechanisch verbunden zu werden, dass das erste Prüfelement an einer, insb. bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes einer elektrischen Spule des Basis-Moduls vorgegebenen, ersten Prüfposition gehalten ist, insb. derart, dass eine gedachte Längsachse des ersten Prüfelements und eine gedachte Längsachse einer elektrischen Spule des Basis-Moduls miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen, wobei das Basis-Modul dazu eingerichtet ist ein Vibronik-Modul aufzunehmen.
Nach einer Weiterbildung des Prüf-Moduls der Erfindung umfasst dieses weiters: wenigstens einen mit dem Trägerelement mechanisch verbundenen, insb. vom ersten Prüfelement beabstandeten, Umweltsensor zum Erfassen wenigstens einer physikalischen Umwelt-Messgröße innerhalb des Basis-Moduls, insb. von sich innerhalb des Basis-Moduls ausbreitender multi- und/oder hoch-frequenter elektromagnetischer Umwelt-Messgröße in ein Umwelt-Messsignal.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Basis-Modul aufweist:
- ein mit wenigstens einer von einer Gehäusewand zumindest teilweise umhüllten Kammer des platzierte, insb. zylindrische und/oder elektrisch an die Messsystem-Elektronik angeschlossene, erste elektrische Spule zumindest mittelbar mechanisch verbunden ist.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Prüf-Modul eingerichtet ist, derart in das Basis-Modul eingesetzt und damit wieder lösbar mechanisch verbunden zu werden, dass das Trägerelement und das erste Prüfelement innerhalb der Kammer platziert sind, insb. derart, dass das erste Prüfelement an einer bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes zur ersten elektrische Spule vorgegebenen ersten Prüfposition gehalten ist, und/oder dass eine gedachte Längsachse des ersten Prüfelements und eine gedachte Längsachse der ersten elektrischen Spule miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen.
Nach einer Weiterbildung des Prüf-Moduls der Erfindung umfasst dieses weiters: wenigstens ein mit dem Trägerelement mechanisch verbundenes, insb. zum ersten Prüfelement baugleiches und/oder zum ersten Prüfelement funktionsgleiches und/oder vom ersten Prüfelement beabstandetes, zweites Prüfelement zum Erzeugen eines Magnetfelds.
Nach einer Weiterbildung des Prüf-Moduls der Erfindung umfasst dieses weiters: wenigstens ein mit dem Trägerelement mechanisch verbundenes, insb. zum ersten und/oder zweiten Prüfelement baugleiches und/oder zum ersten und/oder zweiten Prüfelement funktionsgleiches und/oder von den ersten und zweiten Prüfelementen beabstandetes, drittes Prüfelement zum Erzeugen eines Magnetfelds.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Prüf-Modul eingerichtet ist, derart in das erste Basis-Modul eingesetzt und damit wieder lösbar mechanisch verbunden zu werden, dass das zweite Prüfelement innerhalb der Kammer platziert ist, insb. derart, dass das zweite Prüfelement an einer bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes zur zweiten elektrische Spule vorgegebenen und/oder von der ersten Prüfposition beabstandeten zweiten Prüfposition gehalten ist, und/oder dass eine gedachte Längsachse des zweiten Prüfelements und eine gedachte Längsachse der zweiten elektrischen Spule miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Trägerelement derart ausgebildet ist, dass das Trägerelement bei einer Anregung zum Schwingen mit der Anregungsfrequenz auf Grund einer Biegesteifigkeit des Trägerelements ausschließlich symmetrisch zu einer Symmetrieebene des Trägerelements schwingt.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Trägerelement mindestens eine massive, insb. nicht mediumsführende, Stange umfasst, auf welcher das erste Prüfelement angeordnet ist.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Trägerelement mindestens eine, insb. planaren, Platte und bevorzugt mindestens zwei zumindest abschnittsweise parallel zueinander verlaufende Platten umfasst, wobei das erste Prüfelement auf der mindestens einen Platte angeordnet ist.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Prüf- Modul derartig ausgebildet ist, dass bei einer Anregung zum Schwingen mit der Anregungsfrequenz das Trägerelement ausschließlich asymmetrisch zu einer Symmetrieebene des Trägerelements schwingt.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Trägerelement eine asymmetrische Gewichtsverteilung aufweist.
Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das zweite Prüfelement und das dritte Prüfelement asymmetrisch zueinander relativ zu einer Symmetrieebene des Trägerelements angeordnet sind. Nach einer Ausgestaltung des Prüf-Moduls der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass sich eine magnetische Flussdichte des zweiten Prüfelements von der magnetischen Flussdichte des dritte Prüfelements um mindestens 5%, insbesondere mindestens 15% und bevorzugt mindestens 50% unterscheidet.
Die erfindungsgemäße Prüfanordnung, umfasst:
- ein erfindungsgemäßes Prüfmodul;
- ein Basis-Modul eines vibronisches Messsystems, insb. eines modularen Coriolis-Massestrom-Messgeräts, zur Aufnahme eines Vibronik-Moduls;
- sowie eine Messsystem-Elektronik des vibronisches Messsystems;
- wobei das Basis-Modul aufweist:
- ein mit wenigstens einer von einer Gehäusewand zumindest teilweise umhüllten Kammer
- wenigstens eine innerhalb der Kammer des zumindest mittelbar mechanisch verbunden ist; wobei das Prüf-Modul in das Basis-Modul eingesetzt ist und damit mechanisch fest, gleichwohl wieder lösbar verbunden ist, derart, dass das Trägerelement und das erste
Prüfelement innerhalb der Kammer platziert sind, insb. derart, dass das Prüf-Modul im Basis-Modul arretiert ist bzw. nicht beweglich ist und/oder dass das erste Prüfelement an einer bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes zur ersten elektrische Spule vorgegebenen ersten Prüfposition gehalten ist.
Eine Ausgestaltung der Prüfanordnung sieht vor, dass die Messsystem-Elektronik eingerichtet ist, mittels eines elektrischen einzuspeisen.
Eine Ausgestaltung der Prüfanordnung sieht vor, dass die Messsystem-Elektronik eingerichtet ist, das elektrische Treibersignal mit einer einer mechanischen Resonanzfrequenz des Vibronik-Moduls entsprechenden Signalfrequenz breitzustellen.
Eine Ausgestaltung der Prüfanordnung sieht vor, dass das Basis-Modul wenigstens eine innerhalb der Kammer des platzierte, insb. zylindrische und/oder als Luftspule ausgebildete und/oder zur ersten elektrische Spule baugleiche, zweite elektrische Spule zumindest mittelbar mechanisch verbunden ist, aufweist und die zweite elektrische Spule elektrisch an die Messsystem-
Elektronik angeschlossen ist.
Eine Ausgestaltung der Prüfanordnung sieht vor, dass die Messsystem-Elektronik eingerichtet ist, eine, insb. mittels des zweiten Prüfelements induktiv in die zweite elektrische Spule eingekoppelte bzw. in der zweiten elektrischen Spule induzierte, erste elektrische zu erfassen und auszuwerten, insb. nämlich unter Verwendung der ersten Messwerte für wenigstens einen Parameter der ersten wenigstens eine innerhalb der Kammer des Gehäuses platzierte, insb. zylindrische und/oder als Luftspule ausgebildete und/oder zur zweiten elektrische Spule baugleiche, dritte elektrische Spule positioniert, mit der Gehäusewand zumindest mittelbar mechanisch verbunden ist, aufweist; und die dritte elektrische Spule elektrisch an die Messsystem-Elektronik angeschlossen ist.
Eine Ausgestaltung der Prüfanordnung sieht vor, dass die Messsystem-Elektronik eingerichtet ist, eine, insb. induktiv vom dritten Prüfelement in die dritte elektrische Spule eingekoppelte bzw. in der zweiten elektrischen Spule induzierte, zweite elektrische Messwerte für wenigstens einen Parameter der zweiten innerhalb der Kammer platziert, gleichwohl von der Gehäusewand beabstandet ist, insb. nämlich in einer bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes zur ersten elektrische Spule vorgegebenen und/oder mit der ersten Prüfposition korrespondierenden statischen Einbauposition gehalten ist und/oder derart, dass eine gedachte Längsachse des ersten Permanentmagnets und eine gedachte Längsachse der ersten elektrischen Spule miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen.
Eine Ausgestaltung der Prüfanordnung sieht vor, dass das Basis-Modul eingerichtet ist, das Vibronik-Modul aufzunehmen, falls das Prüf-Modul nicht in das Basis-Modul eingesetzt ist; und/oder das Basis-Modul eingerichtet ist, das Prüf-Modul aufzunehmen, falls das Vibronik-Modul nicht in das Basis-Modul eingesetzt ist; und/oder das Vibronik-Modul und das Basis-Modul eingerichtet sind, werkzeuglos zusammengebaut zu werden; und/oder das Prüf-Modul und das Basis-Modul eingerichtet sind, werkzeuglos zusammengebaut zu werden.
Eine Ausgestaltung der Prüfanordnung sieht vor, dass das Vibronik-Modul austauschbar ausgebildet ist, derart, dass es von außerhalb des und/oder durch eine in der Gehäusewand vorgesehene in die Kammer gebracht werden kann und dass es aus dem Basis-Modul und/oder durch die herausnehmbar ist.
Eine Ausgestaltung der Prüfanordnung sieht vor, dass das Prüf-Modul derart ausgebildet ist, dass beim Anregen des Trägerelements mit der Anregungsfrequenz eine Differenz zwischen einem Phasenwinkel einer ermittelten ersten mit wenigstens einer von einer Gehäusewand zumindest teilweise umhüllten Kammer
- sowie wenigstens eine innerhalb der Kammer des zumindest mittelbar mechanisch verbunden sowie elektrisch an die Messsystem-Elektronik angeschlossene ist, aufweist,
- sowie ein Vibronik-Modul, insb. ein erfindungsgemäßes Vibronik-Modul; wobei das Basis-Modul eingerichtet ist, das Vibronik-Modul aufzunehmen und damit mechanisch fest, gleichwohl wieder lösbar verbunden zu werden, insb. nämlich unter Bildung eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp bzw. eines vibronischen Messsystems und/oder derart, dass das Vibronik-Modul nicht beweglich ist bzw. im Basis-Modul arretiert ist; welches Verfahren umfasst: - Verwenden eines erfindungsgemäßen Prüf-Moduls zum Bilden einer erfindungsgemäßen Prüfanordnung;
- Überprüfen des Basis-Moduls und/oder der Messsystem-Elektronik mittels des Prüf-Moduls wenigstens eines mittels der Messsystem-Elektronik ermittelten Messwerts mit einem jeweils zugehörigen Referenzwert und/oder wenigstens einem dafür vorgegebenen Schwellenwert;
- Entfernen des Prüf-Moduls aus dem Basis-Modul;
- sowie Einsetzen eines Vibronik-Moduls, insb. eines erfindungsgemäßen Vibronik-Moduls, in das Basis-Modul zum Bilden eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp bzw. des vibronischen Messsystems.
Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfasst das Bilden der Prüfanordnung weiters ein Einsetzen des Prüf-Moduls in das Basis-Modul, beispielsweise nach einem Entfernen eines Vibronik-Moduls aus dem Basis-Modul oder zur Inbetriebnahme, umfasst.
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens der Erfindung, umfasst dieses ferner ein Einbinden der Prüfanordnung in ein übergeordnetes elektronisches Datenverarbeitungssystem. Das Datenverarbeitungssystem kann beispielsweise auch mittels einer Speicherprogrammierbaren Steuerung und/oder mittels eines Prozessleitsystems und/oder mittels eines Edge(-Computing)-Devices und/oder mittels eines Cloud(-Computing)-Systems gebildet sein.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht u.a. darin, bei einem modularen vibronischen Messsystem den durch dessen jeweiliges Basis-Modul bereitgestellten Einbauplatz für ein im (normalen) Messbetrieb eingebautes Vibronik-Modul auch dafür zu nutzen, anstelle eines solchen Vibronik-Moduls gelegentlich ein dem Überprüfen des Basis-Moduls und/oder der daran angeschlossenen Messsystem-Elektronik dienliches, derart, dass das Prüf-Modul gleichermaßen wie das jeweilige Vibronik-Modul mit dem Basis-Modul zwecks Bildung einer Prüfanordnung verbaut ist. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass dadurch auf sehr einfache Weise ein Basis-Modul bzw. eine Messsystem-Elektronik eines modularen vibronischen Messsystems auch vor Ort überprüft werden kann, insb. auch in situ bzw. ohne dass dafür das bereits installierte Basis-Modul oder die bereits installierte Messsystem-Elektronik ausgebaut werden müssen. Eine solche Überprüfung kann im Falle von lediglich einmalig bzw. nur für einen vorgegebenen Zeitraum zu gebrauchenden Vibronik-Modulen („single-use“) vorteilhaft auch im Rahmen eines ohnehin plan- bzw. regelmäßig durchzuführenden Austausches des bis anhin im jeweiligen Basis-Modul verbauten Vibronik-Moduls gegen ein neues Vibronik-Modul erfolgen. Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen davon werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Gleiche bzw. gleichwirkende oder gleichartig fungierende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen; wenn es die Übersichtlichkeit erfordert oder es anderweitig sinnvoll erscheint, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen oder Weiterbildungen, insb. auch Kombinationen zunächst nur einzeln erläuterter Teilaspekte der Erfindung, ergeben sich ferner aus den Figuren der Zeichnung und/oder aus den Ansprüchen an sich.
Im Einzelnen zeigen:
Fig. 1 , 2 ein Ausführungsbeispiel eines Basis-Moduls, einer Messsystem-Elektronik und eines Vibronik-Moduls eines (noch zusammen zu bauenden) modularen vibronischen Messsystems;
Fig. 3a, 3b in verschiedenen Seitenansichten ein Ausführungsbeispiel des modularen vibronischen Messsystems gemäß Fig. 1 ; und
Fig. 4, 5, 6, 7a-d Ausführungsbeispiele für Prüf-Module.
In den Fig. 1, 2, 3a und 3b ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines (modularen) vibronischen Messsystems gezeigt, das im Besonderen dafür vorgesehen ist, wenigstens eine Messgröße eines in einer (Messstoff-)Leitung strömenden fluiden Messstoffs zu erfassen, nämlich Messwerte für eine oder mehrere Messgrößen, beispielsweise einen Massestrom, einen Volumenstrom, eine Dichte und/oder eine Viskosität, des Messstoffs zu ermitteln. Das Messsystem umfasst dafür ein Basis-Modul M1 , ein Vibronik-Modul M2 sowie eine, beispielsweise programmierbare, Messsystem-Elektronik ME. Die Messsystem-Elektronik ME kann beispielsweise mittels eines oder mehreren Mikroprozessoren (pC) gebildet sein und/oder ein, beispielsweise mittels eines Touch-Display gebildetes, Anzeige- und Bedienelement aufweisen, beispielsweise zum Anzeigen von Mess- und/oder Betriebsdaten des Messsystems. Das Basis-Modul M1 weist ein (Schutz-)Gehäuse 11 mit wenigstens einer von einer Gehäusewand 11 + zumindest teilweise umhüllten Kammer 11* sowie wenigstens eine innerhalb der Kammer 11* des (Schutz-)Gehäuses platzierte, beispielsweise zylindrische und/oder als Luftspule ausgebildete, erste elektrische Spule 12, die mit der Gehäusewand 11+ zumindest mittelbar mechanisch verbunden sowie elektrisch an die Messsystem-Elektronik ME angeschlossene ist, auf, und das Vibronik-Modul M2 weist wenigstens einen, beispielsweise zylindrischen, ersten Permanentmagneten 22 auf. Die Messsystem-Elektronik ME kann, wie bei Messsystemen der in Rede stehenden Art durchaus üblich, zumindest teilweise ebenfalls innerhalb der Kammer 11 * und/oder zumindest teilweise außerhalb der Kammer 11*, insb. nämlich innerhalb eines Elektronik-Gehäuses 100 des Messsystems, untergebracht bzw. modular ausgebildet sein. Das Messsystem kann beispielsweise als ein modulares Coriolis-Massestrom-Messgerät ausgebildet sein und/oder einem der in den eingangs erwähnten Patentanmeldungen WO 2019/017891 A1 , WO 2021121867 A1 , DE 102021105397.8, DE 102020133614.4, DE 102020132685.8, DE 102020133851.1 , DE 102020133566.0, DE 102020132986.5, DE 102020132686.6, DE 102020132685.8, DE 102020131452.3, DE 102020132223.2, DE 102020127356.8, DE 102020114519.5 bzw. DE 102020112154.7 offenbarten vibronischen Messsysteme entsprechen.
Das Basis-Modul M1 ist, wie in Fig. 3a und 3b schematisch dargestellt bzw. aus einer Zusammenschau der Fig. 1, 2, 3a und 3b ohne weiters ersichtlich, im Besonderen eingerichtet, das Vibronik-Modul M2 aufzunehmen und damit mechanisch fest, gleichwohl wieder lösbar verbunden zu werden, beispielsweise nämlich derart, dass das Vibronik-Modul M2 im
Basis-Modul M2 arretiert ist, und/oder derart, dass das Vibronik-Modul auch vor Ort, nämlich in ein bereits (in einer Anlage) installiertes Basis-Modul (nachträglich) eingesetzt werden kann. Im Besonderen sind das Basis-Modul M1 und das Vibronik-Modul M2 ferner ausgestaltet, unter Bildung eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp (des Messsystems) zusammengebaut bzw. so zusammengesetzt zu werden, dass mittels der (an die Messsystem-Elektronik ME angeschlossenen) elektrischen Spule 12 und mittels des Permanentmagneten 22 ein elektro-mechanischer Schwingungserreger und/oder ein (elektro-dynamischer) Schwingungssensor des Messsystems gebildet ist. Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Vibronik-Modul insbesondere eingerichtet, so in das Basis-Modul eingebaut zu werden, dass dessen Permanentmagnet 22 innerhalb der Kammer 11 * platziert, gleichwohl von der Gehäusewand 11 + beabstandet ist, insb. nämlich in einer bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes zur elektrische Spule 12 vorgegebenen statischen (ersten) Einbauposition E1 gehalten ist und/oder derart, dass eine gedachte Längsachse des ersten Permanentmagnets und eine gedachte Längsachse der elektrischen Spule 12 miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen. Im Besonderen ist der Permanentmagnet 22 ferner eingerichtet, in Einbauposition E1 zusammen mit der elektrischen Spule 12 eine, beispielsweise als elektrodynamischer Schwingungserreger dienliche, Schwingspule und/oder eine, beispielsweise als elektrodynamischer Schwingungssensor dienliche, Tauchspule zu bilden. Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung sind das Vibronik-Modul M2 und das Basis-Modul M1 ferner eingerichtet, insb. auch vor Ort, werkzeuglos zusammengebaut und/oder, insb. zerstörungsfrei, wieder auseinandergebaut zu werden, insb. derart, dass das Vibronik-Modul zerstörungsfrei aus dem Basis-Modul M1 wieder ausgebaut werden. Alternativ oder in Ergänzung ist das Vibronik-Modul M2 im Besonderen austauschbar ausgebildet bzw. dafür eingerichtet, insb. zerstörungsfrei, auch wieder ausgebaut werden zu können, insb. nämlich auch vor Ort von außerhalb des Gehäuses und/oder durch eine in der Gehäusewand 11+ vorgesehene (Einschub-)Öffnung des (Schutz-)Gehäuses 11 hindurch herausnehmbar ist, und/oder ist das Vibronik-Modul M2 eingerichtet, insb. auch vor Ort, in das Basis-Modul M1 eingebaut zu werden, insb. derart, dass es von außerhalb des (Schutz-)Gehäuses 11 bzw. durch die (Einschub-)Öffnung hindurch in die Kammer 11* eingebracht werden kann. Dies beispielsweise auch ohne dafür das Basis-Modul M1 selbst hantieren bzw. aus der jeweiligen (Prozess-)Anlage ausbauen zu müssen. Die vorbezeichnete (Einschub-)Öffnung kann zudem, falls erforderlich, nach dem Einbau des Vibronik-Moduls mittels eines entsprechenden Deckels verschlossen werden, beispielsweise auch staubdicht und/oder dicht gegen starkes Strahlwasser und/oder explosionsfest. Im Ergebnis wird es somit u.a. auch ermöglicht, ein defektes oder verschlissenes (altes) Vibronik-Modul vor Ort gegen ein intaktes neues, ggf. auch nur einmalig bzw. nur für einen vorgegebenen Zeitraum zu gebrauchendes („disposable“), Vibronik-Modul vor Ort sehr einfach auszutauschen. Zwecks Unterstützung eines korrekten Einbauens des Vibronik-Modul M2 in das Basis-Modul M1 können Vibronik-Modul M2 und Basis-Modul M1 jeweils miteinander korrespondierende Führungsstrukturen bzw. -elemente, beispielsweise entsprechende (Führungs-)Nuten in einem der beiden
Module (M1 , M2) und während des Zusammenbaus darin gleitende (Führungs-)Federn und/oder (Führungs-)Stifte im anderen der beiden Module, aufweisen. Zur weiteren Vereinfachung der Inbetriebnahme des Messsystems kann das Vibronik-Modul M2 ferner wenigstens ein das Vibronik-Modul M2 betreffende bzw. identifizierende Informationen tragendes Identifizierelement 28, beispielsweise ein Barcode-, QR-Code- bzw. Funk-Etikett (RFID-TAG), aufweisen und/oder kann das Basis-Modul M1 zum Auslesen des Identifizierelements 28 wenigstens ein innerhalb des (Schutz-)Gehäuses positioniertes und an die Messsystem-Elektronik angeschlossenes (in die Kammer 11* hinein) Licht emittierendes Halbleiterelement 19a, beispielsweise eine
Leuchtdiode (LED), und/oder einen oder mehrere, jeweils innerhalb des (Schutz-)Gehäuses positionierte und an die Messsystem-Elektronik angeschlossene Funk-Sender/Empfänger (RF-T ransceiver) und/oder (für die Kammer 11 * ausleuchtendes Licht empfindliche)
Fotosensoren 19b, beispielsweise nämlich einen oder mehrere CCD-Fotosensoren und/oder einen oder mehrere CMOS-Fotosensoren, aufweisen.
Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Vibronik-Modul M2 wenigstens einen vom Permanentmagneten 22 entfernt positionierten, insb. zylindrischen und/oder zum Permanentmagneten 22 baugleichen, zweiten Permanentmagneten 24 auf. Ferner weist das Basis-Modul M1 dementsprechend wenigstens eine innerhalb der Kammer 11* des (Schutz-)Gehäuses platzierte, beispielsweise zylindrische und/oder als Luftspule ausgebildete und/oder zur ersten elektrische Spule 12 baugleiche, zweite elektrische Spule 14 auf, die (entfernt von der elektrischen Spule 12) mit der Gehäusewand 11+ zumindest mittelbar mechanisch verbunden und ebenfalls elektrisch an die Messsystem-Elektronik angeschlossen ist, und ist das Basis-Modul zudem eingerichtet, das Vibronik-Modul so aufzunehmen, dass der Permanentmagnet 24 in einer, insb. bezüglich einer Ausrichtung und/oder von der ersten Einbauposition entfernten, zweiten Einbauposition gehalten ist bzw. dass eine gedachte Längsachse des Permanentmagneten 24 und eine gedachte Längsachse der elektrischen Spule 14 miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel sind. Darüber hinaus kann das Vibronik-Modul M2 auch mehr als zwei voneinander entfernt angeordnete Permanentmagnete (22, 24), mithin wenigstens einen dritten Permanentmagnet 26, und kann das Basis-Modul M1 mehr als zwei voneinander entfernt innerhalb der Kammer 11* angeordnete elektrische Spulen (12, 14), mithin wenigstens eine dritte Luftspule 16 aufweisen.
Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Vibronik-Modul M2 wenigstens ein (erstes) Rohr 31 mit einer eine äußere Mantelfläche des Rohrs 31 bildenden Rohrwandung, beispielsweise aus einem Metall oder einem Kunststoff, und mit einem von nämlicher Rohrwandung umhüllten Lumen 21*, auf und ist der Permanentmagnet 22 außen an der Rohrwandung fixiert, beispielsweise nämlich stoffschlüssig damit verbunden. Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, kann das wenigstens eine Rohr 31 zumindest abschnittsweise gerade und/oder zumindest abschnittsweise gebogen sein, beispielsweise derart, dass ein sich zwischen einem ersten Segment-Ende und einem davon entfernten zweiten Segment-Ende der Rohrwandung erstreckendes Mittel-Segment der Rohrwandung U-förmig oder V-förmig ausgebildet ist und/oder, dass, wie auch in Fig. 1 schematisch dargestellt, der wenigstens eine Permanentmagnet 22 außen am vorbezeichneten Mittel-Segment angebracht ist. Auch der vorbezeichnete Permanentmagnet 24 und/oder weitere Permanentmagnete (26) des Vibronik-Moduls M2 können beispielsweise ebenfalls außen am Mittel-Segment angebracht sein. Das wenigstens eine Rohr 31 ist ferner u.a. auch dafür vorgesehen, in der vorbeschriebenen Weise in das Basis-Modul M1 eingebaut und zudem auch in den Verlauf einer (Messstoff-)Leitung, beispielsweise eine Schlauchleitung oder eine Rohrleitung, eingegliedert zu werden. Zudem ist das wenigstens eine Rohr 31 im Besonderen eingerichtet, in seinem Lumen einen, insb. zumindest zeitweise mit einer vorgebbaren, beispielsweise nämlich vom vorbezeichneten ersten Segment-Ende zum vorbezeichneten zweiten Segment-Ende weisenden, Strömungsrichtung, strömenden, beispielsweise nämlich über die vorbezeichnete (Messstoff-) Leitung ein- bzw. ausgeleiten, fluiden Messstoff zu führen und währenddessen vibrieren gelassen zu werden; dies im Besonderen auch in der Weise, dass das wenigstens eine Rohr 31 erzwungene Biege- bzw. Resonanzschwingungen um eine statische Ruhelage ausführt und/oder dass der wenigstens eine Permanentmagnet 22 relativ zur elektrischen Spule 12 bewegt wird. Derartige mechanische Schwingungen des wenigstens einen (Mess-)Rohrs 31 bzw. dessen Mittel-Segments können beispielsweise mittels des vorbezeichneten, mittels des Permanentmagneten 22 und der Spule 12 gebildeten Schwingungserregers angeregt bzw. aufrechterhalten und/oder mittels des vorbezeichneten, (mittels des Permanentmagneten 22 und der Spule 12) gebildeten Schwingungssensors erfasst werden, insb. derart, dass durch den Schwingungssensor wenigstens ein nämliche Schwingungen des Rohrs 31 bzw. dessen Mittel-Segments repräsentierendes Schwingungssignal bereitgestellt wird. Nicht zuletzt um derartige Vibrationen des wenigstens einen (Mess-)Rohrs 31 , insb. nämlich des vorbezeichneten Mittel-Segments, zu ermöglichen ist das Vibronik-Modul M2 nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner eingerichtet, so in Basis-Modul M1 bzw. dessen (Schutz-)Gehäuse 11 eingebaut zu werden, dass, wie auch in Fig. 3a schematisch dargestellt, das wenigstens (Mess-)Rohr 31 zumindest teilweise, beispielsweise auch vollständig, innerhalb der Kammer 11* platziert, gleichwohl zumindest dessen vorbezeichnetes Mittel-Segment von der Gehäusewand 11+ beabstandet ist.
Wie bei solchen Vibronik-Modulen bzw. damit gebildeten vibronischen Messsystemen durchaus üblich, kann das Vibronik-Modul M2 weiters wenigstens ein, beispielsweise auch zum ersten Rohr baugleiches und/oder funktionsgleiches, zweites (Mess-)Rohr 32 mit einer eine äußere Mantelfläche des zweiten Rohrs bildenden Rohrwandung, insb. aus einem Metall oder einem Kunststoff, und mit einem von nämlicher Rohrwandung umhüllten Lumen, aufweisen. Für diesen Fall kann der vorbezeichnete zweite Permanentmagnet 24, beispielsweise nämlich vis-a-vis des am ersten Rohr 31 fixierten Permanentmagneten 22, auch am zweiten Rohr fixiert, insb. nämlich stoffschlüssig damit verbunden, sein; dies beispielsweise auch derart, dass eine gedachte Längsachse des Permanentmagneten 24 und eine gedachte Längsachse des Permanentmagneten 22 miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen. Die ersten und zweiten (Mess-)Rohre 31 , 32 können zudem, wie bei vibronischen Messsystemen der in Rede stehenden Art durchaus üblich, mittels eines einlassseitigen ersten Strömungsteilers und eines auslassseitigen zweiten Strömungsteilers miteinander fluidisch verbunden und ggf. auch im Betrieb des Messsystems in den Verlauf der vorbezeichneten (Messstoff-)Leitung eingegliedert sein. Nicht zuletzt für den vorbeschriebenen Fall, dass das Vibronik-Modul M2 mittels zweier Rohre (31 , 32) gebildet ist, kann das Vibronik-Modul M2 auch mehr als drei voneinander entfernt angeordnete Permanentmagnete, beispielsweise nämlich insgesamt wenigsten sechs Permanentmagnete, und kann das Basis-Modul M1 dementsprechend mehr als drei voneinander entfernt innerhalb der Kammer 11* angeordnete elektrische Spulen, beispielsweise nämlich insgesamt wenigstens sechs, beispielsweise auch jeweils als Luftspulen ausgebildete, elektrische Spulen aufweisen.
Zum Anregen und Aufrechterhalten mechanischer Schwingungen des wenigstens eine (Mess-) Rohrs 31 bzw. des damit gebildeten Vibronik-Moduls M2 ist die Messsystem-Elektronik ME nach einer weiteren Ausgestaltung zudem eingerichtet, ein erstes elektrische (Messsystem-)Treibersignal bereitzustellen und in wenigstens eine der elektrischen Spulen (12, 14) des Basis-Moduls M2, beispielsweise nämlich die Spule 12 und/oder die vorbezeichnete Spule 14, einzuleiten, um für die vorbezeichneten mechanischen Schwingungen benötigte elektrische Leistung in die wenigstens eine elektrische Spule einzuspeisen; dies im Besonderen in der Weise, dass das wenigstens eine (Messsystem-)Treibersignal einen eingeprägten Wechselstrom und/oder wenigstens eine einer mechanischen Resonanzfrequenz des Vibronik-Moduls M2, insb. nämlich dessen wenigstens einen (Mess-)Rohrs 31 entsprechenden Signalfrequenz aufweist. Für den vorbezeichneten Fall, dass das Basis-Modul M1 neben der elektrischen Spule 12 auch zumindest die elektrische Spule 14 umfasst, kann die Messsystem-Elektronik ME zudem ferner eingerichtet sein, mittels eines zweiten elektrischen (Messsystem-)Treibersignals, insb. mit einem eingeprägten Wechselstrom und/oder mit einer mechanischen Resonanzfrequenz des Vibronik-Moduls bzw. dessen wenigstens einen (Mess-)Rohrs entsprechenden Signalfrequenz und/oder simultan mit dem ersten Treibersignal, elektrische Leistung in die zweite elektrische Spule 14 einzuspeisen.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Messsystem-Elektronik ME u.a. auch dafür eingerichtet, eine, beispielsweise in der elektrischen Spule 12 und/oder in die vorbezeichnete Spule 14 induzierte, erste elektrische (Wechsel-)Spannung von der elektrischen Spule 12 (14) zu erfassen und auszuwerten, beispielsweise nämlich unter Verwendung der (Wechsel-)Spannung (Parameter-)Messwerte für wenigstens einen Parameter der (Wechsel-)Spannung, wie etwa eine Amplitude, eine Frequenz und/oder einen Phasenwinkel, zu ermitteln und/oder basierend auf der (Wechsel-)Spannung bzw. dafür ermittelten (Parameter-)Messwerten Messwerte für die wenigstens vom Messstoff eine zu erfassende Messgröße zu berechnen. Des Weiteren kann die Messsystem- Elektronik ME auch eingerichtet sein, basierend auf der (Wechsel-)Spannung bzw. dafür ermittelten (Parameter-)Messwerten Messwerte für eine Induktivität der elektrischen Spule zu berechnen, beispielsweise um diese bei einer Überprüfung einer Funktionstüchtigkeit des Messsystems entsprechend zu berücksichtigen bzw. um die ermittelte Induktivität der ersten elektrischen Spule 12 mit einem vorab ermittelten (Induktivitäts-)Referenzwert und/oder einem oder mehreren dafür vorgegebenen Schwellenwerten zu vergleichen. Alternativ oder in Ergänzung kann die Messsystem-Elektronik ME beispielsweise auch eingerichtet sein, zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Messsystems einen oder mehrere der vorbezeichneten (Parameter-) Messwerte mit einem oder mehreren dafür vorab ermittelten (Parameter-)Referenzwerten und/oder einem oder mehreren dafür vorgegebenen Schwellenwerten zu vergleichen. Für den vorbezeichneten Fall, dass das Basis-Modul M1 neben der elektrischen Spule 12 auch zumindest die elektrische Spule 14 umfasst, kann die Messsystem-Elektronik zudem aber auch eingerichtet sein, eine, in der Spule 14 induzierte, zweite elektrische (Wechsel-)Spannung von der zweiten elektrischen Spule zu erfassen und auszuwerten, beispielsweise nämlich anhand auch der zweiten (Wechsel-)Spannung (Parameter-)Messwerte für den wenigstens einen Parameter der zweiten (Wechsel-)Spannung und/oder eine zwischen den ersten und zweiten (Wechsel-)Spannungen etablierte Phasendifferenz zu berechnen, beispielsweise um basierend darauf Messwerte für die wenigstens eine vom Messstoff zu erfassende Messgröße zu berechnen. Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Messsystem-Elektronik im Besonderen auch dafür eingerichtet anhand einer zwischen den ersten und zweiten (Wechsel-)Spannungen etablierten Phasendifferenz Messwerte für wenigstens eine Messgröße, insb. einen Massestrom, eines strömenden Fluids zu ermitteln und/oder ist die Messsystem-Elektronik eingerichtet, (Parameter-)Messwerte für die vorbezeichnete Phasendifferenz zu ermitteln und auszuwerten, beispielsweise nämlich einen oder mehrere (Parameter-)Messwerte für die Phasendifferenz mit einem vorab ermittelten (Parameter-) Referenzwert und/oder einem oder mehreren dafür vorgegebenen Schwellenwerten zu vergleichen. Alternativ oder in Ergänzung kann die Messsystem-Elektronik ferner eingerichtet sein, Messwerte auch für eine Induktivität der zweiten elektrischen Spule zu ermitteln. Um die Funktionstüchtigkeit des Basis-Moduls M1 an sich und/oder der daran elektrisch angeschlossenen Messsystem-Elektronik ME bzw. des so gebildeten Teilsystems sehr einfach, ggf. nämlich auch vor Ort bei einem Inbetriebnehmen und/oder wiederkehrend, überprüfen bzw. verifizieren zu können, wird erfindungsgemäß ein entsprechendes Prüf-Modul PM (Fig. 4 bis 7) vorgeschlagen bzw. bereitgestellt, das ein, beispielsweise monolithisches und/oder plattenförmiges und/oder rohrförmiges, T rägerelement 41 sowie wenigstens ein mit dem T rägerelement 41 mechanisch verbundenes, insb. elektrisches und/oder magnetisches und/oder elektronisches und/oder auf einer Leiterplatte des Prüf-Moduls PM angeordnetes, erstes Prüfelement 42 zum Erzeugen eines Magnetfelds, beispielsweise nämlich ein Permanentmagnet, aufweist. Das Trägerelement 41 kann beispielsweise aus Metall und/oder einem, beispielsweise auch das wenigstens eine Prüfelement 41 bzw. die vorbezeichnete Leiterplatte zumindest teilweise einbettenden, Kunststoff bestehen bzw. hergestellt sein, beispielsweise auch derart, dass mittels des vorbezeichneten Kunststoffs eine äußere Schutzschicht des Trägerelements 41 gebildet ist. Bei dem vorbezeichneten Kunststoff kann es sich beispielsweise um einem chemisch beständigen und/oder hochfesten Kunststoff, wie z.B. ein Polycarbonat (PC) oder ein Polyetheretherketone (PEEK), handeln.
Das erfindunqsqemäße Prüf-Modul PM ist ferner im Besonderen dafür vorgesehen bzw. ausgestaltet, zum Bilden einer Prüfanordnunq (PM+M1 ; PM+M1+ME) verwendet, nämlich (anstelle des Vibronik-Moduls M2) in das Basis-Modul M1 eingesetzt und damit wieder lösbar mechanisch verbunden zu werden, derart, dass das Trägerelement 41 und das erste Prüfelement 42 innerhalb der Kammer 11+ platziert sind; dies im Besonderen in gleicher weise wie das Vibronik-Modul M2 bzw. derart, dass das Prüf-Modul PM im Basis-Modul M1 arretiert ist bzw. nicht beweglich ist. Im Besonderen ist das Prüf-Modul PM zudem eingerichtet, so in das Basis-Modul M1 eingebaut zu werden, dass das erste Prüfelement 42 in einer durch die erste elektrische Spule 12 des Basis-Moduls vorgegebenen bzw. mit der vorbezeichneten ersten Einbauposition korrespondierenden ersten Prüfposition P1 gehalten ist, beispielsweise nämlich auch derart, dass das in der ersten Prüfposition P1 gehaltene erste Prüfelement 42 zur ersten elektrischen Spule 12 eine vorgegeben Ausrichtung und/oder einen vorgegebenen kleinsten Abstand aufweist und/oder dass eine gedachte Längsachse des ersten Prüfelements und eine gedachte Längsachse der ersten elektrischen Spule 12 miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen. Für den vorbezeichneten Fall, dass das Prüfelement 42 eine elektrische Spule aufweist, kann das Prüfelement 42 zusammen mit der elektrischen Spule 12 des Basis-Moduls M1 beispielsweise einen Übertrager bilden und für den anderen erwähnten Fall, dass das das Prüfelement 42 einen Permanentmagneten aufweist, kann das Prüfelement 42 zusammen mit der elektrischen Spule 12 des Basis-Moduls M1 beispielsweise auch eine Magnetspule bilden. Zwecks Unterstützung eines korrekten Einbauens des Prüf-Moduls PM in das Basis-Modul M1 kann das Prüf-Modul PM zudem auch den vorbezeichneten Führungsstrukturen bzw. -elementen des Vibronik-Moduls M2 entsprechenden bzw. mit den vorbezeichneten Führungsstrukturen bzw. -elementen des Basis-Moduls M1 korrespondierenden aufweisen.
Nicht zuletzt für den vorbezeichneten Fall, dass das Basis-Modul M1 mehrere elektrischen Spulen, beispielsweise nämlich zumindest auch die Spule 14, aufweist, kann das Prüf-Modul PM ferner in entsprechender Weise wenigstens ein mit dem Trägerelement 41 mechanisch verbundenes, beispielsweise nämlich zum ersten Prüfelement 42 bau- und/oder funktionsgleiches und/oder vom ersten Prüfelement beabstandetes, zweites Prüfelement 44 zum Erzeugen und/oder Detektieren eines Magnetfelds, ggf. auch zusätzlich wenigstens ein mit dem Trägerelement 41 mechanisch verbundenes, insb. zum ersten und/oder zweiten Prüfelement bau- und/oder funktionsgleiches und/oder von den ersten und zweiten Prüfelementen beabstandetes, drittes Prüfelement 46 zum Erzeugen und/oder Detektieren eines Magnetfelds aufweisen. Zudem kann das Prüf-Modul PM ferner eingerichtet sein, derart in das erste Basis-Modul M! eingesetzt und damit wieder lösbar mechanisch verbunden zu werden, dass jedes der vorbezeichneten Prüfelemente jeweils innerhalb der Kammer 11+ platziert ist, beispielsweise derart, dass das zweite Prüfelement 44 an einer bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes zur zweiten elektrische Spule 14 vorgegebenen und/oder von der ersten Prüfposition P1 beabstandeten und/oder mit der vorbezeichneten zweite Einbauposition korrespondierenden zweiten Prüfposition gehalten ist, und/oder dass eine gedachte Längsachse des zweiten Prüfelements 44 und eine gedachte Längsachse der zweiten elektrischen Spule 14 miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen.
Nicht zuletzt für den vorbeschriebenen Fall, dass das Basis-Modul M1 zusammen mit der Messsystem-Elektronik ME eingerichtet sind, ein Identifizierelement 28 des Vibronik-Moduls M2 auslesen zu können kann das Prüf-Modul zur Vereinfachung der Inbetriebnahme der damit gebildeten Prüfanordnung ferner wenigstens ein mit dem Trägerelement mechanisch verbundenes, insb. nämlich das Prüf-Modul betreffende bzw. identifizierende Informationen tragendes, Identifizierelement 48, mithin z.B. ein Barcode-Etikett, ein QR-Code-Etikett oder ein Funk-Etikett (RFID-TAG), aufweisen und kann zudem die Messsystem-Elektronik ME auch eingerichtet sein, vom Identifizierelement 48 des Prüf-Moduls PM getragene Informationen aus dem Identifizierelement 48 auszulesen, insb. nämlich auszuwerten, etwa um zu verifizieren, ob das Prüf-Modul PM zum Basis-Modul M1 und/oder zur Messsystem-Elektronik ME kompatibel bzw. zur Bildung der Prüfanordnung zugelassen ist.
Fig. 4 zeigt ein Prüf-Modul 41 , welches im Wesentlichen einem erfindungsgemäßen Vibronik-Modul ähnelt bzw. identisch zu einem Vibronik-Modul ausgestaltet ist. Die Rohre 31 und 32 sind dazu eingerichtet, das Medium zu führen, für das der Massestrom, der Volumenstrom, die Dichte und/oder die Viskosität bestimmt wird. Das erste Prüfelement 42 - in Form eines Permanentmagneten - bildet in Kombination mit der ersten elektrischen Spule des Basis-Moduls eine Spulen- treibersystem, über welches das Rohr 31 in mechanische Schwingungen versetzbar ist. Das zweite Prüfelement 44 und das dritte Prüfelement 46 sind ebenfalls auf dem T rägerelement 41 angeordnet. Beide Prüfelemente bilden jeweils in Verbindung mit einer zweiten elektrischen Spule bzw. dritten elektrischen Spule ein Spulensensorsystem, welches dazu eingerichtet ist, das mechanische Schwingen der Rohres 31 zu detektieren. Bei dem Prüf-Modul handelt es sich um ein zuvor kalibriertes (Gold-Standard)Vibronik-Modul mit dem die Überprüfen des Basis-Moduls und/oder der Messsystem-Elektronik mittels des wenigstens einen mittels der Messsystem-Elektronik ermittelten Messwerts mit einem jeweils zugehörigen Referenzwert und/oder wenigstens einem dafür vorgegebenen Schwellenwert durchgeführt wird.
Fig. 5 zeigt ein alternative Prüf-Modul 41. Anstelle des mediumsführenden Rohres ist mindestens eine massive, insbesondere U-förmig ausgebildete, metallische Stange vorgesehen, auf denen das erste Prüfelement 42, das zweite Prüfelement 44 und das dritte Prüfelement 46 angeordnet sind. Die abgebildete Ausgestaltung weist zwei parallel zueinander verlaufende Stangen auf, auf denen jeweils drei Prüfelemente angeordnet sind.
Fig. 6 zeigt ein alternative Prüf-Modul 41 . Das T rägerelement 41 umfasst mindestens eine, insbesondere massiv und planar ausgebildete, Platte 51. Auf der Platte 51a sind die drei Prüfelemente 42, 44, 46 angeordnet. Zusätzlich ist ein Umweltsensor auf der Oberfläche der Platte 51 angeordnet. Die abgebildete Ausgestaltung umfasst genau zwei, im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende planare Platten 51 a, 51b auf, auf denen jeweils drei Prüfelemente angeordnet sind.
Fig. 7 a-d zeigen vier Ausgestaltungen von Prüf-Modulen, die derart gestaltet sind, dass im Einsatz im Basis-Modul beim Ausmessen ein Massestrom simuliert wird bzw. eine Phasendifferenz zwischen den beiden Messsignalen der mindestens zwei Sensorsystemen detektiert wird. In der Ausgestaltung nach Fig. 7a wird eine asymmetrische Gewichtsverteilung durch das Vorsehen unterschiedlich langer Platten realisiert. Die Platte 51 a weist eine Länge 11 auf und die Platte 51 b weist eine Länge I2 auf. Die Länge 11 ist von der Länge I2 verschieden. In der abgebildeten Ausgestaltung ist die Länge 11 größer als die Länge I2. Die Prüfelemente sind im Wesentlichen baugleich.
Die Ausgestaltung der Fig. 7b unterscheidet sich von der Ausgestaltung der Fig. 6 im Wesentlichen dadurch, dass sich die Magnetfeldstärke des von dem ersten Prüfelement 41 des ersten (Mess- )Rohres erzeugte Magnetfeld wesentlich, d.h. deutlich außerhalb von Toleranzgrenzen für baugleiche Prüfelemente, von der Magnetfeldstärke des durch das erste Prüfelement 41* des zweiten (Mess-)Rohres erzeugte Magnetfeld unterscheidet. Dies wird in der abgebildeten Ausgestaltung durch die unterschiedliche Baugrößen der Prüfelement (d.h. in dem Fall der Permanentmagneten) realisiert. Das erste Prüfelement 41 weist einen deutlich geringeren Prüfelement-Durchmesser auf als das erste Prüfelement 41*. Die Längen der Platten sind im Wesentlichen identisch. Der Unterschied der erzeugten Magnetfeldstärken liegt bei mindestens 5%, insbesondere mindestens 15% und bevorzugt mindestens 50%. Die Ausgestaltung der Fig. 7c unterscheidet sich von der Ausgestaltung der Fig. 6 im Wesentlichen dadurch, dass die beiden eingesetzten Platten 51a, 51 b unterschiedliche Mate rial stärken aufweisen. In der abgebildeten Ausgestaltung weist die Platte 51 a eine wesentliche größere Mate rial stärke bzw. Plattendicke auf als die Platte 51 b. Die Prüfelemente sind im Wesentlichen baugleich. Die Ausgestaltung der Fig. 7d unterscheidet sich von der Ausgestaltung der Fig. 6 im Wesentlichen dadurch, dass die Platte 51 b eine in eigener Längsrichtung räumlich veränderliche Materialdichte aufweist, während die Platte 51a eine räumlich konstante Materialdichteverteilung aufweist. In der abgebildeten Ausgestaltung weist die Platte 51 b dafür eine Öffnung 51 a auf.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Prüf-Modul für ein Basis-Modul (M1) eines vibronischen Messsystems, insb. eines modularen Coriolis-Massestrom-Messgeräts, und/oder eine an das Basis-Modul (M1) elektrisch angeschlossene Messsystem-Elektronik (ME) des vibronischen Messsystems, welches Prüf-Modul umfasst:
- ein, insb. bei einer Anregung mit einer Anregungsfrequenz zwischen 100 und 950 Hz, bevorzugt mit einer Anregungsfrequenz von 300 Hz, schwingfähiges Trägerelement (41), insb. aus Metall und/oder Kunststoff;
- sowie wenigstens ein mit dem Trägerelement (41) mechanisch verbundenes, insb. elektrisches und/oder magnetisches und/oder elektronisches, erstes Prüfelement (42), insb. ein Permanentmagnet, zum Erzeugen eines Magnetfelds; wobei das Prüf-Modul eingerichtet ist, in das Basis-Modul eingesetzt und damit wieder lösbar mechanisch verbunden zu werden, insb. derart, dass das Prüf-Modul (PM) im Basis-Modul (M1) arretiert ist bzw. nicht beweglich ist und/oder dass das erste Prüfelement (42) innerhalb des Basis-Moduls (M1) an einer ersten vorgegebenen Prüfposition (P1) gehalten ist.
2. Prüf-Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Prüf-Modul eingerichtet ist, derart in das Basis-Modul (M1) eingesetzt und damit wieder lösbar mechanisch verbunden zu werden, dass das erste Prüfelement (42) an einer, insb. bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes einer elektrischen Spule (12) des Basis-Moduls vorgegebenen, ersten Prüfposition gehalten ist, insb. derart, dass eine gedachte Längsachse des ersten Prüfelements und eine gedachte Längsachse einer elektrischen Spule (12) des Basis-Moduls miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen, wobei das Basis-Modul (M1) dazu eingerichtet ist ein Vibronik-Modul (M2) aufzunehmen.
3. Prüf-Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend:
- wenigstens einen mit dem Trägerelement (41) mechanisch verbundenen, insb. vom ersten Prüfelement beabstandeten, Umweltsensor (47) zum Erfassen wenigstens einer physikalischen Umwelt-Messgröße innerhalb des Basis-Moduls, insb. von sich innerhalb des Basis-Moduls ausbreitender multi- und/oder hoch-frequenter elektromagnetischer (Stör-)Strahlung (EMV), von sich innerhalb des Basis-Moduls ausbreitenden Schallwellen, einer sich innerhalb des Basis-Moduls ausbreitenden thermischen Strahlung, einer Temperatur innerhalb des Basis-Moduls oder einer Feuchte innerhalb des Basis-Moduls, und zum Wandeln nämlicher (erfasster) Umwelt-Messgröße in ein Umwelt-Messsignal.
4. Prüf-Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Basis-Modul (M1) aufweist: - ein (Schutz-)Gehäuse (11) mit wenigstens einer von einer Gehäusewand (11 +) zumindest teilweise umhüllten Kammer (11*);
- wenigstens eine innerhalb der Kammer (11*) des (Schutz-)Gehäuses (11) platzierte, insb. zylindrische und/oder elektrisch an die Messsystem-Elektronik (ME) angeschlossene, erste elektrische Spule (12), die mit der Gehäusewand (11+) zumindest mittelbar mechanisch verbunden ist.
5. Prüf-Modul nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Prüf-Modul eingerichtet ist, derart in das Basis-Modul (M1) eingesetzt und damit wieder lösbar mechanisch verbunden zu werden, dass das Trägerelement (41) und das erste Prüfelement (42) innerhalb der Kammer platziert sind, insb. derart, dass das erste Prüfelement (42) an einer bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes zur ersten elektrische Spule (12) vorgegebenen ersten Prüfposition (P1) gehalten ist, und/oder dass eine gedachte Längsachse des ersten Prüfelements und eine gedachte Längsachse der ersten elektrischen Spule (12) miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen.
6. Prüf-Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend:
- wenigstens ein mit dem Trägerelement (41) mechanisch verbundenes, insb. zum ersten Prüfelement (42) baugleiches und/oder zum ersten Prüfelement funktionsgleiches und/oder vom ersten Prüfelement beabstandetes, zweites Prüfelement (44) zum Erzeugen eines Magnetfelds.
7. Prüf-Modul nach dem vorherigen Anspruch, weiters umfassend:
- wenigstens ein mit dem Trägerelement (41) mechanisch verbundenes, insb. zum ersten und/oder zweiten Prüfelement baugleiches und/oder zum ersten und/oder zweiten Prüfelement funktionsgleiches und/oder von den ersten und zweiten Prüfelementen beabstandetes, drittes Prüfelement (46) zum Erzeugen eines Magnetfelds.
8. Prüf-Modul nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Prüf-Modul eingerichtet ist, derart in das erste Basis-Modul eingesetzt und damit wieder lösbar mechanisch verbunden zu werden, dass das zweite Prüfelement innerhalb der Kammer platziert ist, insb. derart, dass das zweite Prüfelement an einer bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes zur zweiten elektrische Spule vorgegebenen und/oder von der ersten Prüfposition beabstandeten zweiten Prüfposition gehalten ist, und/oder dass eine gedachte Längsachse des zweiten Prüfelements und eine gedachte Längsachse der zweiten elektrischen Spule (12) miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen.
9. Prüf-Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Trägerelement (41) derart ausgebildet ist, dass das Trägerelement bei einer Anregung zum Schwingen mit der Anregungsfrequenz auf Grund einer Biegesteifigkeit des Trägerelements ausschließlich symmetrisch zu einer Symmetrieebene des Trägerelements schwingt.
10. Prüf-Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Trägerelement (41) mindestens eine massive, insb. nicht mediumsführende, Stange (53) umfasst, auf welcher das erste Prüfelement (42) angeordnet ist.
11. Prüf-Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das T rägerelement (41 ) mindestens eine, insb. planare, Platte (51 i) und bevorzugt genau zwei zumindest abschnittsweise parallel zueinander verlaufende Platten (51a, 51 b) umfasst, wobei das erste Prüfelement (42) auf der mindestens einen Platte (51 i) angeordnet ist.
12. Prüf-Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Prüf-Modul derartig ausgebildet ist, dass bei einer Anregung zum Schwingen mit der Anregungsfrequenz das Trägerelement ausschließlich asymmetrisch zu einer Symmetrieebene des Trägerelements (41) schwingt.
13. Prüf-Modul nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Trägerelement (41) eine asymmetrische Gewichtsverteilung aufweist.
14. Prüf-Modul nach Anspruch 12, wobei das zweite Prüfelement (44) und das dritte Prüfelement (46) asymmetrisch zueinander relativ zu einer Symmetrieebene des Trägerelements (41) angeordnet sind.
15. Prüf-Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich eine magnetische Flussdichte des zweiten Prüfelements (44) von der magnetischen Flussdichte des dritte Prüfelements (46) um mindestens 5%, insbesondere mindestens 15% und bevorzugt mindestens 50% unterscheidet.
16. Verwenden eines Prüf-Moduls (PM) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zum Überprüfen eines Basis-Modul (M1) eines vibronischen Messsystems, insb. eines modularen Coriolis-Massestrom-Messgeräts, und/oder einer an das Basis-Modul (M1) elektrisch angeschlossenen, insb. modularen, Messsystem-Elektronik (ME) des vibronischen Messsystems.
17. Prüfanordnung, umfassend:
- ein Prüfmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 15;
- ein Basis-Modul (M1) eines vibronisches Messsystems, insb. eines modularen Coriolis-Massestrom-Messgeräts, zur Aufnahme eines Vibronik-Moduls; - sowie eine Messsystem-Elektronik (ME) des vibronisches Messsystems;
- wobei das Basis-Modul (M1) aufweist:
- ein (Schutz-)Gehäuse (11) mit wenigstens einer von einer Gehäusewand (11+) zumindest teilweise umhüllten Kammer (11*)
- wenigstens eine innerhalb der Kammer (11*) des (Schutz-)Gehäuses platzierte, insb. zylindrische, erste elektrische Spule (12), die mit der Gehäusewand (11+) zumindest mittelbar mechanisch verbunden ist; wobei das Prüf-Modul (PM) in das Basis-Modul (M1) eingesetzt ist und damit mechanisch fest, gleichwohl wieder lösbar verbunden ist, derart, dass das Trägerelement (41) und das erste Prüfelement (42) innerhalb der Kammer (11*) platziert sind, insb. derart, dass das Prüf-Modul im Basis-Modul arretiert ist bzw. nicht beweglich ist und/oder dass das erste Prüfelement (42) an einer bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes zur ersten elektrische Spule (12) vorgegebenen ersten Prüfposition gehalten ist.
18. Prüfanordnung nach Anspruch 17, wobei die Messsystem-Elektronik (ME) eingerichtet ist, mittels eines (ersten) elektrischen (Messsystem-)Treibersignals, insb. mit einem eingeprägten Wechselstrom, elektrische Leistung in die erste elektrische Spule (12) einzuspeisen.
19. Prüfanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 18, wobei die Messsystem-Elektronik (ME) eingerichtet ist, das (erstes) elektrische (Messsystem-) Treibersignal mit einer einer mechanischen Resonanzfrequenz des Vibronik-Moduls entsprechenden Signalfrequenz breitzustellen.
20. Prüfanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das Basis-Modul (M1) wenigstens eine innerhalb der Kammer (11*) des (Schutz-)Gehäuses (11) platzierte, insb. zylindrische und/oder als Luftspule ausgebildete und/oder zur ersten elektrische Spule (12) baugleiche, zweite elektrische Spule (14), die, insb. entfernt von der ersten elektrischen Spule positioniert, mit der Gehäusewand (11 +) zumindest mittelbar mechanisch verbunden ist, aufweist; und wobei die zweite elektrische Spule (14) elektrisch an die Messsystem-Elektronik (ME) angeschlossen ist.
21. Prüfanordnung nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Messsystem-Elektronik eingerichtet ist, eine, insb. mittels des zweiten Prüfelements (42) induktiv in die zweite elektrische Spule (14) eingekoppelte bzw. in der zweiten elektrischen Spule (14) induzierte, erste elektrische (Wechsel-)Spannung von der zweiten elektrischen Spule (14) zu erfassen und auszuwerten, insb. nämlich unter Verwendung der ersten (Wechsel-)Spannung (Parameter-) Messwerte für wenigstens einen Parameter der ersten (Wechsel-)Spannung, insb. eine Amplitude, eine Frequenz und/oder einen Phasenwinkel, und/oder Messwerte für wenigstens eine Messgröße eines strömenden fluiden Messstoffs und/oder eine Induktivität der ersten elektrischen Spule zu ermitteln.
22. Prüfanordnung nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Messsystem-Elektronik eingerichtet ist, anhand der (Wechsel-)Spannung eine Induktivität der zweiten elektrischen Spule zu ermitteln, insb. nämlich die ermittelte Induktivität der zweiten elektrischen Spule mit einem vorab ermittelten (Induktivitäts-)Referenzwert und/oder einem oder mehreren dafür vorgegebenen Schwellenwerten zu vergleichen; und/oder wobei die Messsystem-Elektronik eingerichtet ist, anhand der (Wechsel-)Spannung, insb. digitale, (Parameter-)Messwerte für wenigstens einen Parameter der ersten (Wechsel-)Spannung, insb. eine Amplitude, eine Frequenz und/oder einen Phasenwinkel, zu ermitteln, insb. nämlich die (Parameter-)Messwerte mit einem vorab ermittelten (Parameter-)Referenzwert und/oder einem oder mehreren dafür vorgegebenen Schwellenwerten zu vergleichen.
23. Prüfanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei das Basis-Modul (M1) wenigstens eine innerhalb der Kammer (11*) des (Schutz-) Gehäuses (11) platzierte, insb. zylindrische und/oder als Luftspule ausgebildete und/oder zur zweiten elektrische Spule (14) baugleiche, dritte elektrische Spule (16), die, insb. entfernt von der zweiten elektrischen Spule (14) positioniert, mit der Gehäusewand (11 +) zumindest mittelbar mechanisch verbunden ist, aufweist; und wobei die dritte elektrische Spule (16) elektrisch an die Messsystem-Elektronik (ME) angeschlossen ist.
24. Prüfanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die Messsystem-Elektronik (ME) eingerichtet ist, eine, insb. induktiv vom dritten Prüfelement (46) in die dritte elektrische Spule (16) eingekoppelte bzw. in der zweiten elektrischen Spule induzierte, zweite elektrische (Wechsel-)Spannung von der dritten elektrischen Spule zu erfassen und auszuwerten, insb. nämlich anhand der zweiten (Wechsel-)Spannung (Parameter-) Messwerte für wenigstens einen Parameter der zweiten (Wechsel-)Spannung, insb. eine Amplitude und/oder eine Frequenz und/oder einen Phasenwinkel und/oder eine zwischen den ersten und zweiten (Wechsel-)Spannungen etablierte Phasendifferenz, zu ermitteln und/oder Messwerte für wenigstens eine Messgröße eines strömenden Fluids und/oder eine Induktivität der zweiten elektrischen Spule zu ermitteln.
25. Prüfanordnung nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Messsystem-Elektronik eingerichtet ist, (Parameter-)Messwerte für eine zwischen den ersten und zweiten (Wechsel-)Spannungen etablierte Phasendifferenz zu ermitteln und auszuwerten, insb. einen oder mehrere (Parameter-)Messwerte für die Phasendifferenz mit einem vorab ermittelten (Parameter-)Referenzwert und/oder einem oder mehreren dafür vorgegebenen Schwellenwerten zu vergleichen; und/oder wobei die Messsystem-Elektronik eingerichtet ist, anhand einer zwischen den ersten und zweiten (Wechsel-)Spannungen etablierten Phasendifferenz Messwerte für wenigstens eine Messgröße, insb. einen Massestrom, eines strömenden Fluids zu ermitteln.
26. Prüfanordnung nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Vibronik-Modul eingerichtet ist, so in das Basis-Modul eingebaut zu werden, dass dessen erster Permanentmagnet (22) innerhalb der Kammer platziert, gleichwohl von der Gehäusewand beabstandet ist, insb. nämlich in einer bezüglich einer Ausrichtung und/oder eines kleinsten Abstandes zur ersten elektrische Spule (12) vorgegebenen und/oder mit der ersten Prüfposition korrespondierenden statischen (ersten) Einbauposition gehalten ist und/oder derart, dass eine gedachte Längsachse des ersten Permanentmagnets und eine gedachte Längsachse der ersten elektrischen Spule (12) miteinander fluchten bzw. in Verlängerung zueinander parallel verlaufen.
27. Prüfanordnung nach einem der 17 bis 26, wobei das Basis-Modul (M1) eingerichtet ist, das Vibronik-Modul (M2) aufzunehmen, falls das Prüf-Modul nicht in das Basis-Modul eingesetzt ist; und/oder wobei das Basis-Modul (M1) eingerichtet ist, das Prüf-Modul (PM) aufzunehmen, falls das Vibronik-Modul (M2) nicht in das Basis-Modul eingesetzt ist; und/oder wobei das Vibronik-Modul (M2) und das Basis-Modul (M1) eingerichtet sind, werkzeuglos zusammengebaut zu werden; und/oder wobei das Prüf-Modul (PM) und das Basis-Modul (M1) eingerichtet sind, werkzeuglos zusammengebaut zu werden.
28. Prüfanordnung nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Vibronik-Modul (M2) austauschbar ausgebildet ist, derart, dass es von außerhalb des (Schutz-)Gehäuses des Basis-Moduls (M1) und/oder durch eine in der Gehäusewand (11+) vorgesehene (Einschub-)Öffnung des (Schutz-)Gehäuses (11) in die Kammer (11*) gebracht werden kann und dass es aus dem Basis-Modul (M1), insb. zerstörungsfrei und/oder werkzeuglos, wieder ausgebaut werden kann, insb. nämlich von außerhalb des Gehäuses (11) und/oder durch die (Einschub-)Öffnung des (Schutz-)Gehäuses (11) herausnehmbar ist.
29. Prüfanordnung nach einem der 17 bis 28, wobei das Prüf-Modul derart ausgebildet ist, dass beim Anregen des Trägerelements mit der Anregungsfrequenz eine Differenz zwischen einem Phasenwinkel einer ermittelten ersten (Prüf- system-)Messsignals und einem Phasenwinkel eines zweiten (Prüfsystem-)Messsignals eingestellt ist.
30. Verfahren zum Inbetriebnehmen und/oder (Über-)Prüfen eines vibronischen Messsystems, insb. eines modularen Coriolis-Massestrom-Messgeräts,
- welches Messsystem umfasst:
- ein Basis-Modul, das
- ein (Schutz-)Gehäuse (11) mit wenigstens einer von einer Gehäusewand (11+) zumindest teilweise umhüllten Kammer (11*)
- sowie wenigstens eine innerhalb der Kammer (11*) des (Schutz-)Gehäuses platzierte, insb. zylindrische und/oder als Luftspule ausgebildete, erste elektrische Spule (12), die mit der Gehäusewand (11 +) zumindest mittelbar mechanisch verbunden sowie elektrisch an die Messsystem-Elektronik angeschlossene ist, aufweist,
- sowie ein Vibronik-Modul, insb. ein Vibronik-Modul gemäß einem der Ansprüche 27 bis 29; wobei das Basis-Modul eingerichtet ist, das Vibronik-Modul aufzunehmen und damit mechanisch fest, gleichwohl wieder lösbar verbunden zu werden, insb. nämlich unter Bildung eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp bzw. eines vibronischen Messsystems und/oder derart, dass das Vibronik-Modul nicht beweglich ist bzw. im Basis-Modul arretiert ist; welches Verfahren umfasst:
- Verwenden eines Prüf-Moduls nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zum Bilden einer Prüfanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 29;
- Überprüfen des Basis-Moduls und/oder der Messsystem-Elektronik mittels des Prüf-Moduls wenigstens eines mittels der Messsystem-Elektronik ermittelten Messwerts mit einem jeweils zugehörigen Referenzwert und/oder wenigstens einem dafür vorgegebenen Schwellenwert;
- Entfernen des Prüf-Moduls aus dem Basis-Modul;
- sowie Einsetzen eines Vibronik-Moduls, insb. eines Vibronik-Moduls gemäß einem der Ansprüche 27 bis 29, in das Basis-Modul zum Bilden eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp bzw. des vibronischen Messsystems.
31. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Bilden der Prüfanordnung weiters ein Einsetzen des Prüf-Moduls in das Basis-Modul, insb. nach einem Entfernen eines Vibronik-Moduls aus dem Basis-Modul, umfasst.
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