WO2003052396A2

WO2003052396A2 - Verfahren und vorrichtung zur fehlerausblendung und -kompensation von durch gammagraphie hervorgerufenen störsignalen bei radiometrischen messsystemen

Info

Publication number: WO2003052396A2
Application number: PCT/EP2002/014083
Authority: WO
Inventors: Alecsandru Nistor
Original assignee: Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2003-06-26
Also published as: US20050116157A1; AU2002358673A1; DE10162703A1; WO2003052396A3; US7180054B2; CN1606690A; AU2002358673A8; EP1456631A2

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Fehlerausblendung und -Kompensation von durch Gammagraphie hervorgerufenen Störsignalen bei radiometrischen Meßsystemen der Prozeßmeßtechnik. Die Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt dazu einen Eingang für vom Detektor gemessene Meßwerte Lm(t) einer Prozeßvariablen L(t), einen Eingang für wenigstens einen nicht radiometrisch gemessenen und ebenfalls überwachten ersten Prozeßparameter P1=P1(t-τ), dessen Änderung um eine mögliche Verzögerungszeit τk, die auch τk=0 sein kann, verzögert zu einer Änderung ΔLm=Lm(tj)-Lm(tj+1) des radiometrischen Meßwertes Lm(t) führt; einen Ausgang, der mit einem Prozeßleitsystem verbunden ist, und eine Auswerte- und Fehlerkompensations-Einrichtung, die im laufenden Meßbetrieb für zwei aufeinander folgende an sich beliebige Zeitpunkte ti und ti+1 aus den zu diesen Zeitpunkten vom Detektor erfaßten radiometrischen Meßwert Lm(ti) und Lm(ti+1) seine Änderung ΔLm=Lm(ti)-Lm(ti+1) ermittelt und mittels des rechnerischen Zusammenhangs ΔLm=f(ΔP1) mit einer im entsprechenden Zeitintervall erfaßten Änderung ΔP1=P1(ti-τ)-P1(ti+1-τ) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters vergleicht.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Fehlerausblendung und -Kompensation von durch Gammagraphie hervorgerufenen Störsignalen bei radiometrischen

Meßsystemen

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Fehlerausblendung und - Kompensation von durch Gammagraphie hervorgerufenen Störsignalen bei radiometrischen Meßsystemen.

Radiometrische Meßsysteme haben sich seit vielen Jahren als berührungslosen Meßmethode der Prozeßmeßtechnik bewährt. Sie werden dort verwendet, wo Prozeßparameter, wie z.B. Füllstand eines Mediums in einem Behälter, eine Trennschicht und/oder eine Dichte des Mediums unter schwierigen Bedingungen, wie z.B. bei extremen Temperaturen und Drücken, gemessen werden sollen. Bekannte radiometrische Meßsysteme umfassen üblicherweise einen radioaktiven Strahler und einen an bzw. auf einem Behälter oder Rohr angebrachten Detektor sowie eine Auswerteeinheit. Damit verbundene Meßverfahren sind ebenfalls an sich bekannt. Insbesondere in der chemischen Industrie sind radiometrische Messungen bei schwierigen Prozessen unverzichtbar.

Andererseits ist gerade in den Anlagen der chemischen Industrie die Unversehrtheit von Rohren und Behältern und deren Verbindungen sehr wichtig und muß daher von Zeit zu Zeit überprüft werden. Im Sinne einer zerstörungsfreien Materialprüfung von Rohrleitungen, Schweißnähten und Druckbehältern wird dazu häufig Gammagraphie eingesetzt, bei welchem Meßverfahren ebenfalls radioaktive Strahler und Detektoren verwendet werden. Falls eine solche Gammagraphie-Messung in der Nähe eines radiometrischen Meßsystems ausgeführt wird, kann es jedoch wegen des bei der Gammagraphie verwendeten radioaktiven Strahlers zu Störungen des radiometrischen Meßsystems kommen, so daß die Messung der Prozeßvariablen verfälscht wird.

Bei einem der heute üblichen Verfahren, Störeinflüsse durch Gammagraphie auf ein radiometrisches Meßsystem zu unterdrücken, wird vor Beginn der Gammagraphie-Untersuchung die betroffene, in der Nähe der Grammagraphie- Untersuchung befindliche, radiometrische Messung angehalten bzw. abgebrochen und der letzte Meßwert der Prozeßvariablen festgehalten, d.h. gespeichert, und quasi eingefroren. Während der Gammagraphie-Messung ruht die Messung der Prozeßvariablen durch das radiometrische Meßsystem und steht für die Prozeßsteuerung nicht zur Verfügung. Am Ende der Gammagraphie- Untersuchung wird das radiometrisches Meßsystem wieder eingeschaltet und die Messung der Prozeßvariablen wieder aufgenommen. Die Nachteile dieses Verfahrens sind offensichtlich: Entweder kann eine vom radiometrischen Meßsystem erfaßte Prozeßvariable für die Zeitdauer der Gammagraphie nicht mehr gemessen und überwacht werden, und das kann zu erheblichen Auswirkungen auf die Prozeßsteuerung führen. Öder es muß auf eine Gammagraphie-Messung und damit auf eine Überprüfung von Rohr- und Behälterwandungen bzw. Schweißnähten verzichtet werden, wo keine Unterbrechung der Erfassung der Prozeßvariablen zulässig ist, und dies ist besonders problematisch bei radiometrischen Messungen des Füllstands eines Mediums in einem Behälter, wo in Abhängigkeit vom aktuellen Füllstands- Meßwert Pumpen gesteuert werden. Die andere Alternative, den Prozeßzweig stillzulegen, in dem die Gammagraphie-Messung ausgeführt werden soll, ist für die meisten Anlagenbetreiber ebenfalls problematisch.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es erlauben, eine radiometrische Messung einer Prozeßvariable auch während möglicher Störungen durch gleichzeitige Grammagraphie-Messungen zu ermöglichen bzw. fortzusetzen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Fehlerausblendung und - Kompensation von durch Gammagraphie hervorgerufenen Störsignalen bei einem radiometrischen Meßsystem, mit dem mittels eines radioaktiven Strahler und eines Detektors eine Prozeßvariable _(l) ermittelt wird, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt:

a) im laufenden Meßbetrieb wird für zwei aufeinander folgende an sich beliebige Zeitpunkte t_t und t,₊₁ aus den zu diesen Zeitpunkten vom Detektor erfaßten radiometrischen Meßwert Lm_{u) und Lm_{tl+l) seine Änderung ALm - Lm_(ll) - Lm_(tl+X) ermittelt und mittels eines vorgegebenen rechnerischen Zusammenhangs ALm = /(ΔR,) mit einer im entsprechenden Zeitintervall erfaßten Änderung

des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters verglichen; b) falls die Änderung ALm = Lm_{u) -Lm_(u+X) des radiometrischen Meßwerts Lm_(l) einer vorausgegangen Änderung ΔR, = P_l(u__τ) - P _+l__τ) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters im entsprechenden Zeitintervall und dem rechnerischen Zusammenhang ALm = /(ΔR,) entspricht, wird davon ausgegangen, daß keine Störung des radiometrischen Meßsystems vorliegt, wobei aus dem letzten gemessenen radiometrischen Meßwert Lm_(ll+1) die dazugehörige Prozeßvariable Z_(/l+1) ermittelt und ohne ein zusätzliches eine Störung anzeigendes Signal auf einen mit einem Prozeßleitsystem verbundenen Bus gegeben wird;

c) falls die Änderung ALm = Lm_{ü) -Lm_{tl+Ϊ) des radiometrischen Meßwerts Lm_(l) einer vorausgegangen Änderung ΔR, = R,₍,-__r) - R_1(r,₊₁__r) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters im entsprechenden Zeitintervall und dem rechnerischen Zusammenhang ALm = /(ΔR.) nicht entspricht, wird davon ausgegangen, daß eine Störung des radiometrischen Meßsystems vorliegt,

- wobei dann, gestützt auf die vorausgegangene Änderung ΔP, = R.₍,,__r) - R₁₍„₊₁__r) des ersten Prozeßparameters P_λ mittels des erfaßten rechnerischen Zusammenhangs ALm = f(AP_l) für den Zeitpunkt t,₊₁ ein radiometrischer Meßwert c_(r+1) berechnet wird;

- wobei aus dem berechneten radiometrischen Meßwert Lc_{{ +l)} die dazugehörige Prozeßvariable Z(..₊i) ermittelt und zusammen mit einem zusätzlichen eine Störung anzeigenden Signal auf den mit dem Prozeßleitsystem verbundenen Bus gegeben wird; und

- wobei in einer nachfolgenden, zu einem Zeitpunkt t_l+1 erfolgenden Erfassung der Änderung ΔR, = R_1(r,₊₁__r) - R_1(r,₊₂-_r) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters und der Messung des radiometrischen Meßwerts Lm_(ll+2) aus diesem und dem berechneten radiometrischen Meßwert Lc_{n+X) die Änderung ALm = Lc_{tl+l) - Lm_{tl+2) bestimmt wird und diese entsprechend den Schritten d) bzw. e) zur Ermittlung herangezogen wird, ob weiterhin eine Störung des radiometrischen Meßsystems vorliegt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vor Inbetriebnahme des radiometrischen Meßsystems und vor Aufnahme des eigentlichen Meßbetriebes die folgenden Schritte durchgeführt:

a) Zu einem vom Detektor des radiometrischen Meßsystem gemessenen Meßwert Lm_{l) wird wenigstens ein nicht radiometrisch gemessener und ebenfalls überwachter erster Prozeßparameter R, = P_l(l__τ) identifiziert, dessen Änderung

und t_J+l__τ und um eine mögliche Verzögerungszeit τ, die auch τ=0 sein kann, verzögert zu einer Änderung ALm = Lm_(tj) - Lm_(tJ+X) des radiometrischen Meßwertes Lm _t) führt;

b) aus bei verschiedenen Betriebs- und Prozeßbedingungen und zu verschiedenen Zeiten t, ermittelten Änderungen ALm des radiometrischen Meßwerts Lm_{l) infolge von Änderungen ΔR, des nicht radiometrisch gemessenen erster Prozeßparameters wird ein rechnerischer Zusammenhang ALm = /(ΔR,) formuliert und gespeichert;

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung ist vorgesehen, daß vor Ausgabe des die Störung des radiometrischen Meßsystems anzeigenden Signals geprüft wird, ob die Änderung des radiometrischen Meßwerts ALm kleiner ist als eine vorher als maximal zulässig vorbestimmte Änderung δ =

; und daß nur in dem Falle, wo ALm ≥ δ das die Störung des radiometrischen Meßsignals anzeigende Signals auf den Bus gegeben wird.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Fehlerausblendung und -Kompensation von durch Gammagraphie hervorgerufenen Störsignalen bei einem radiometrischen Meßsystem mit einem radioaktiven Strahler und einem Detektor, welche Vorrichtung umfaßt:

- einen Eingang für vom Detektor gemessene Meßwerte Lm_{t) einer Prozeßvariablen L ₎ ,

- einen Eingang für wenigstens einen nicht radiometrisch gemessenen und ebenfalls überwachten ersten Prozeßparameter R, = R₁₍,__r) , dessen Änderung um eine mögliche Verzögerungszeit τk, die auch τk=0 sein kann, verzögert zu einer Änderung ALm = Lm_{IJ) - Lm_{tJ+l) des radiometrischen Meßwertes Lm_{l) führt;

- einen Ausgang, der mit einem Prozeßleitsystem verbunden ist, und

- eine Auswerte- und Fehlerkompensations-Einrichtung,

- die im laufenden Meßbetrieb für zwei aufeinander folgende an sich beliebige Zeitpunkte t, und t_l+l aus den zu diesen Zeitpunkten vom Detektor erfaßten radiometrischen Meßwert Lm_(ll) und Lm_(lnl) seine Änderung ALm = Lm_(tl) - Lm_(ll+l) ermittelt und mittels des rechnerischen Zusammenhangs ALm = /(ΔR,) mit einer im entsprechenden Zeitintervall erfaßten Änderung ΔR, = R,_(/,__r) - R_1((/+1__r) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters vergleicht; — die, falls die Änderung ALm = Lm_{ll) - Lm_{(tl+ )} des radiometrischen Meßwerts Lm_(l) einer vorausgegangen Änderung ΔR, = R.₍„__r) - P_Kll+x._τ) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters im entsprechenden Zeitintervall und einem vorgegebenen rechnerischen Zusammenhang ALm = /(ΔR,) entspricht, aus dem letzten gemessenen radiometrischen Meßwert Lm_(ll+X) die dazugehörige Prozeßvariable Z₍,,₊₁₎ ermittelt und diese ohne ein zusätzliches eine Störung anzeigendes Signal zum Ausgang und auf einen mit einem Prozeßleitsystem verbundenen Bus gibt;

— die, falls die Änderung ALm = Lm_w - Lm_{ll+X) des radiometrischen Meßwerts Lm_{1) einer vorausgegangenen Änderung ΔR, = R_1(/.__r) - P_l(tl+l__τ) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters im entsprechenden Zeitintervall und dem rechnerischen Zusammenhang ALm = /(ΔR,) nicht entspricht, eine Störung des radiometrischen Meßsystems erkennt,

— wobei dann, gestützt auf die vorausgegangene Änderung ΔR, = P_X(ll__τ) - R₁₍₍,₊,__r) des ersten Prozeßparameters R, mittels des erfaßten rechnerischen Zusammenhangs ALm = f(AP_x) für den Zeitpunkt t_l+x ein radiometrischer Meßwert Lc_(l+X) berechnet wird;

— wobei aus dem berechneten radiometrischen Meßwert Lc_(ll+X) die dazugehörige Prozeßvariable Z₍..₊i) ermittelt und diese zusammen mit einem zusätzlichen eine Störung anzeigenden Signal auf den Ausgang und auf den mit dem Prozeßleitsystem verbundenen Bus gibt; und

— wobei in einer nachfolgenden, zu einem Zeitpunkt t_l+2 erfolgenden Erfassung der Änderung ΔR, = R₁₍,₍₊₁__r) - R₁₍,_.+2-_.) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters und der Messung des radiometrischen Meßwerts Lm_{( +2)} aus diesem und dem berechneten radiometrischen Meßwert Lc_{tl+X) die Änderung ALm = Lc_{(ll+ )} - Lm_(tl+2) bestimmt, um festzustellen, ob weiterhin eine Störung des radiometrischen Meßsystems vorliegt.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung betreffen den vom Detektor des radiometrischen System gemessene Meßwert Lm_{t) , der ein Maß für einen ein Füllstand eines Mediums in einem Behälter, eine Dichte eines solchen Mediums in einem Behälter oder eine Trennschicht wenigstens zweier Phasen eines oder mehrere Medien in einem Behälter oder Rohr sein kann.

Andere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf den ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameter R, , der -- ein Druck im Innern des Behälters oder in einem mit dem Innern des Behälter verbundenen Rohr,

- eine Temperatur im Innern des Behälters oder in einem mit dem Innern des Behälter verbundenen Rohr

- oder ein Durchflußwert eines Mediums in einem mit dem Innern des Behälter verbundenen Rohr ist.

Bei noch anderen Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen, daß mehrere Prozeßparameter P_k für (k = 1, 2, ....) überwacht werden, deren Änderung ΔR_t = P_klv-_Λ) - P_klt+l._Λ) für beliebige Zeitpunkte _tj__τk und t_J+x__Λ und um eine mögliche Verzögerungszeit τk, die auch τk=0 sein kann, verzögert zu einer Änderung ALm = Lm_{IJ) - Lm_{lj+X des radiometrischen Meßwertes Lm_(l) führt;

- wobei aufgrund von Messungen bei verschiedenen Betriebs- und Prozeßbedingungen eine rechnerische Darstellung der Abhängigkeit der Veränderung des radiometrischen Meßwertes Lm_{t) von einer Änderung jedes einzelnen oder mehreren der Prozeßparameter P_k zu ALm = f(AP_x,AP₂,....) formuliert wird; und wobei im laufenden Meßbetrieb mittels des rechnerisch erfaßten Zusammenhanges ALm = f(AP_x,AP₂,....) geprüft wird, ob eine Störung des radiometrischen Meßsystems vorliegt.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Prozeßsteuerung insbesondere unter die Sicherheit, nicht beeinträchtigt wird, da die zu messende Prozeßvariable ohne Unterbrechung überwacht werden kann.

Darüber hinaus bietet die Erfindung die Möglichkeit, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der, im Sinne eines Nachrüstungssatzes, ältere und bereits installierte radiometrische Meßsysteme aufgerüstet werden können.

Eine derartiger Nachrüstsatz ist üblicherweise zwischen dem radiometrischen Meßsystem und dem Prozeßleitsystem anzuordnen. Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf verschiedene Ausführungsformen der Erfindung und anhand von beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines durch ein radiometrisches Meßsystem überwachten Teils eines Prozesses; Fig. 2: eine schematische Darstellung eines durch ein radiometrisches

Meßsystem überwachten Teils eines Prozesses mit einem in deren Nachbarschaft operierenden Gammagraphie-Meßsystems;

Fig. 3: eine Prinzipskizze eine Vorrichtung zur Auswertung und zur

Fehlerausblendung und -Kompensation nach der Erfindung;

Fig. 4: ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten ersten Ausführung eines

Verfahrens zur Auswertung, Fehlerausblendung und -Kompensation nach der

Erfindung;

Fig. 5: ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten zweiten Ausführung eines

Verfahrens zur Auswertung, Fehlerausblendung und -Kompensation nach der

Erfindung;

Fig. 6: eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Anbindung eines radiometrischen Meßsystems und anderer zur Erfassung von weiteren

Prozeßparametern dienenden Meßgeräte an ein Prozeßleitsystem; und

Fig. 7: eine schematische Darstellung einer Verbindung eines radiometrischen

Füllstands-Meßsystems und anderer Meßsysteme zur Erfassung anderer

Prozeßparameter mit einem Prozeßleitsystem unter Zwischenschaltung einer

Vorrichtung zur Fehlerausblendung und -Kompensation nach der Erfindung.

Zur Vereinfachung und Übersichtlichkeit sind gleiche Elemente, Baugruppen bzw. Teile der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist ein Beispiel eines Teils einer herkömmlichen industriellen Anlage eines sogenannten Prozesses dargestellt. An einem Behälter 10, der in seinem Innern ein Medium 12 enthält, ist ein radiometrisches Meßsystem 14 angebracht, das einen radioaktiver Strahler 16 und einen Detektor 18 umfaßt. Wie in Fig. 1 dargestellt und wie in solchen Anlagen üblich, sind der radioaktive Strahler 16 und der Detektor 18 auf gegenüberliegenden Seiten des Behälters 10 angeordnet. Ein Strahlengang der vom radioaktiven Strahler 16 ausgesendeten und auf den Detektor 18 treffenden Strahlung ist durch strichlierte Linien veranschaulicht, aber hier nicht näher bezeichnet. Das radiometrische Meßsystem 14 umfaßt außerdem eine Auswerte-Elektronik 20, in der aus einem zu einem beliebigen Zeitpunkt t, vom Detektor 18 gemessenen Meßwert Lm_(t) ein Signal für die erfaßte Prozeßvariable L_(t) gebildet wird. Bei der hier und im weiteren beschriebenen Prozeßvariable E₍ handelt es sich vorzugsweise um den Füllstand des Mediums 12 im Behälter 10. Im Prinzip kann es sich aber auch um jede andere Prozeßvaraiable handeln, die sich mit einem radiometrischen Meßsystem erfassen läßt, wie zum Beispiel die Dichte eines Medium in einem Behälter oder Rohr oder um die Trennschicht zwischen zwei Phasen eines oder mehrerer Medien im Behälter oder in einem Rohr.

Häufig ist die Auswerte-Elektronik 20, wie in Fig. 1 dargestellt, vom Detektor 18 getrennt angeordnet und mit dem letzteren durch ein Kabel verbunden. Sie kann aber ebenso in einem Gehäuse des Detektors 18 oder in einem mit diesem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein. In den meisten Fällen ist die Auswerte-Elektronik 20 mit einer Busleitung 22 verbunden, über die die aus Meßsignalen gewonnenen Prozeßvariablen an ein hier nicht dargestelltes Prozeßleitsystem geleitet werden. Statt der in Fig. 1 dargestellten Busleitung 22 ist auch ein drahtloser Bus als Anbindung an ein Prozeßleitsystem oder eine entsprechende zentrale Leitstelle denkbar.

Neben dem radiometrischen Meßsystem 14 sind bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Beispiel eines Prozesses weitere Meßgeräte dargestellt, mit denen nicht radiometrisch erfaßte Prozeßparameter bestimmt werden, die einen Einfluß auf den vom radiometrischen Meßsystem 14 erfaßten Meßwert Lm_(t) haben oder davon beeinflußt werden. Kurz gesagt: Änderungen der Prozeßparameter sind ein Hinweis auf mögliche Änderungen der Prozeßvariablen.

In bzw. an einer ersten Rohrleitung 24, die ins Innere des Behälters 10 mündet und zum Befüllen mit dem Medium 12 dient, ist ein Durchfluß-Meßgerät 26 eingebaut, mit dem ein Durchfluß als erster Prozeßparameter P_x = P_(l) des Mediums 12 durch die erste Rohrleitung 24 erfaßt werden kann. Durch das durch die erste Rohrleitung 24 in den Behälter 10 fließende Medium 12 verändert sich der Meßwert Lm_{t) der Prozeßvariablen Füllstand L_(t) im Behälter 10, sofern nicht ein gleiches Volumen des Mediums im gleichen Zeitraum abfließt.

Zur Überwachung eines Druckes in der Dampf- bzw. Gasschicht oberhalb des Mediums 12 im Behälter 10 dient ein Druckmeßgerät 28, das in bzw. an einer zweiten Rohrleitung 30 angebracht ist, die von oben her ins Innere des Behälters 10 mündet. Mit dem Druckmeßgerät 28 wird als zweiter Prozeßparameter P₂ = P_m der Druck im Behälter 10 in der Dampf- bzw. Gasschicht oberhalb des Mediums 12 im Behälter 10 erfaßt. Änderungen des Drucks können auf Veränderungen des Füllstands Z^, _(/) des Mediums im Behälter 10 hindeuten. Die in Fig. 1 gewählte Darstellung des Druckmeßgeräts 28 in bzw. an der zweiten Rohrleitung 30 ist nicht zwingend und keine Einschränkung der Erfindung. Es ist dem Fachmann geläufig, daß das Druckmeßgerät 28 aber auch im Behälter 10 im Bereich seines Deckels angeordnet werden kann.

In einer dritten Rohrleitung 32, die in den Boden bzw. Sumpf des Behälters 10 mündet, ist ein Ventil 34 angeordnet, mit dessen Hilfe der Abfluß des Mediums 12 aus dem Behälter 10 kontrolliert werden kann. Die Stellung des Ventils 34 bzw. dessen tatsächlicher Öffnungsgrad wird als dritter Prozeßparameter R₃ = R₃₍ erfaßt. Änderungen dieses dritten Prozeßparameters R₃ , die ein Öffnen oder Schließen des Ventils 34 und damit vermehrten, weniger oder gar kein Abfließen des Mediums 12 aus dem Behälter 10 bedeuten, führen zu einer Änderung des Füllstands L_{t) des Mediums 12 im Behälter 10, sofern nicht ein entsprechender Zufluß des Mediums 12 erfolgt, der Zufluß wird wie oben beschrieben über die Änderung des ersten Prozeßparameters R, mit dem Durchfluß-Meßgerät 26 kontrolliert.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß Änderungen eines einzelnen oder mehrerer Prozeßparameter R, , R₂ , R₃ eine Änderung des radiometrisch erfaßten Meßwerts Lm_{t) des Füllstands L_{t) bedeuten. Ein zwischen den Änderungen der Prozeßparameter R, , R₂ , R₃ und einer Änderung des radiometrisch erfaßten Meßwerts Lm_(t) bestehender Zusammenhang wird nach der Erfindung vorzugsweise bei verschiedenen Betriebs- und Prozeßbedingungen und zu verschiedenen, aufeinander folgenden Zeitpunkten t, und t_ι+1 vor der eigentlichen, regulären Inbetriebnahme einer speziellen Anlage erfaßt oder als eine aus einer vergleichbaren Anlage vorbekannte und gegebenenfalls angepaßte Funktion verwendet.

Der funktionale Zusammenhang wird als Änderungen ALm des radiometrischen Meßwerts Lm_(l) infolge von Änderungen der Prozeßparameter ΔR, , ΔR, , ΔR₃ ermittelt, wobei ein rechnerischer Zusammenhang ALm = /(ΔR,,ΔR₂,ΔR₃) formuliert und gespeichert wird. Sofern eine Änderung eines oder mehrerer Prozeßparameter R, , R₂ oderR, um eine mögliche Verzögerungszeit τ, die auch τ=0 sein kann, verzögert zu einer Änderung ALm = Lm_(IJ) - Lm_(IJ+X) des radiometrischen Meßwertes Lm_(l) führt, wird dies bei der Bestimmung des rechnerischen Zusammenhangs ALm = Lm_tJ - Lm_tJ+x = /(ΔR,,ΔR₂,ΔR₃) mit

ARl

⁼ °2«_/-r) ~ °2(/j+l-r) ^Ur| ΔR₃ = R_3((;__r) ^~ R3«,+l-. ) berücksichtigt. Dieser rechnerische Zusammenhang ALm = Lm_tJ - Lm_lj+X = /(ΔR,,ΔR₂,ΔR₃) wird vorzugsweise in einem Speicher der Auswerte-Elektronik 20 oder in einem an diese angeschlossenen Speicher gespeichert und steht dort für die Fehlerausblendung und -Kompensation von hervorgerufenen Störsignalen zur Verfügung.

Für das in Fig. 1 dargestellte und hier beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung sind drei Prozeßparameter gewählt worden. Es ist jedoch für den Fachmann klar, daß es in anderen Anlagen und unter anderen Bedingungen mehr oder weniger Prozeßparameter sein können, deren Änderungen zu Änderungen der Prozeßvariablen führen und die erfindungsgemäß überwacht und verarbeitet werden sollen.

In Fig. 1 sind auch Verbindungsleitungen vom Durchfluß-Meßgerät 26 und vom Druck- Meßgerät 28 zur Busleitung 22 angedeutet. Die vom Durchfluß-Meßgerät 26 und vom Druck- Meßgerät 28 gemessenen Prozeßparameter werden zur weiteren Auswertung und Verarbeitung auch zur Auswerte-Elektronik 20 des radiometrischen Meßsystems 14 geleitet.

In Fig. 2 ist schematisch und vereinfacht der in Fig. 1 dargestellte Behälter 10 und das radiometrischen Meßsystem 14 zur Bestimmung des Füllstands des Mediums 12 dargestellt sowie ein Gammagraphie-Meßsystems 36, das in der Nachbarschaft im Bereich eines benachbarten Rohrbogens 38 für dessen Untersuchung verwendet wird. Eine dort von einem Strahler 40 ausgehende und auf den Rohrbogen 38 gerichtete radioaktive Strahlung wird als Störeinstrahlung 42 ebenfalls vom Detektor 18 des radiometrischen Meßsystem 14 empfangen und stört bzw. verfälscht die der Bestimmung des Füllstands des Mediums 12 dienenden Meßsignale. Diese zusätzlich vom Detektor 18 empfangene Fremdeinstrahlung führt dazu, daß ein geringerer Füllstand angezeigt wird, als tatsächlich im Behälter vorhanden ist. Dies ist aber in höchstem Grade unerwünscht und gefährlich.

Fig. 3 zeigt in einer Prinzipskizze eine Vorrichtung 44 zur Auswertung, Fehlerausblendung und -Kompensation nach der Erfindung. Diese Vorrichtung 44 umfaßt einen Eingang 46 für vom Detektor 18 gemessene radiometrische Meßwerte Lm_(t) und für die weiteren nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameter P_x = P_m , P₂ = R₂₍₍₎ und/oder R₃ = R_3(/) , eine Auswerte- und Fehlerkompensations-Einrichtung 48 im eigentlichen Sinne sowie einen Ausgang 50. Eine für die Vorrichtung 44 zur Auswertung, Fehlerausblendung und - Kompensation selbstverständliche Energieversorgung ist aus Gründen der Vereinfachung und Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt.

Im laufenden Meßbetrieb ermittelt die Auswerte- und Fehlerkompensations- Einrichtung 48 für zwei aufeinander folgende an sich beliebige Zeitpunkte t, und t,₊₁ aus den zu diesen Zeitpunkten vom Detektor erfaßten radiometrischen Meßwerten Lm_(tl) und Lm_(tl+X) die Änderung ALm = Lm_(tl) - Lm_{(ll+ )} und prüft mittels des vorgegebenen und gespeicherten rechnerischen Zusammenhangs ALm = f(AP_x,AP₂,AP₃) aufgrund der im entsprechenden Zeitintervall erfaßten Änderungen der Prozeßparameter ΔR, , ΔR₂ oder ΔR, , ob eine Störung des radiometrischen Meßsystems 14, wie in Fig. 2 dargestellt, vorliegt oder nicht. Für den Fall, daß eine Störung angenommen wird, wird in der Auswerte- und Fehlerkompensations-Einrichtung 48 nach dem nachfolgend näher beschriebenen Verfahren zur Fehlerausblendung und -Kompensation von Störsignalen ein auszugebender Wert für die Prozeßvariable L_(t) ermittelt, der zusammen mit einem entsprechenden, eine Störung anzeigenden Signal, beispielsweise einem Alarmsignal, vom Ausgang 50 auf die Busleitung 22 (siehe dazu Fig. 1) gegeben wird. Für den Fall, daß keine Störung angenommen wird, wird zu dem zuletzt gemessenen radiometrischen Meßwert Lm_(t) in der Auswerte- und Fehlerkompensations-Einrichtung 48 ein auszugebender Wert für die Prozeßvariable L _l) ermittelt und vom Ausgang 50 - ohne Alarmsignal - auf die Busleitung 22 gegeben.

Fig. 4 veranschaulicht in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auswertung, Fehlerausblendung und -Kompensation nach der Erfindung. Dabei wird beispielhaft ein zeitlicher Ausschnitt aus einem laufenden Meßbetrieb dargestellt für zwei aufeinander folgende an sich beliebige Zeitpunkte t, und t_l+x . Gemessen wird der radiometrische Meßwerts Lm_(t) und mehrere Prozeßparameter. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um drei, Prozeßparameter R, , R₂ , R₃ , die vorzugsweise die in der Fig. 1 dargestellten und der dazu gehörenden Beschreibung beschriebenen Prozeßparametern sind. Zur Vereinfachung wird davon ausgegangen, daß der bei verschiedenen Betriebsund Prozeßbedingungen vorab erfaßte und bestimmte rechnerischer Zusammenhang ALm = /(ΔR,,ΔR₂,ΔR₃) für die weitere Bearbeitung bereits formuliert und in geeigneter Form in einem Speicher 60 der Vorrichtung zur Fehlerausblendung 44 (siehe dazu auch Fig. 3) gespeichert ist. Weiterhin wird davon ausgegangen, daß zum Zeitpunkt t_l+x , an dem der Ablauf des in Fig. 4 dargestellten Verfahrens (erneut) beginnt, die zum vorhergehenden Zeitpunkt t, erfaßten Meßwerte Lm_{ll) , P_X(ll) , R_2(/1) , R₃₍,₍₎ ebenfalls in geeigneter Form in einem Speicher 58 der Vorrichtung zur Fehlerausblendung 44 gespeichert sind und für eine weitere Bearbeitung zur Verfügung stehen.

Nachdem die tatsächlich gemessenen Meßwerte Lm_{ll+X) , P_X{tl+X) , R₂₍,,₊₁₎ , R₃₍,,₊₁₎ in der Auswerte-Elektronik 20 (siehe dazu auch Fig. 1) vorliegen, wird eine Bestimmung 62 von deren Änderungen gegenüber den zum vorgehenden Zeitpunkt t, erfaßten und aus dem Speicher 58 ausgelesenen Werten Lm_{( )} , R,₍₍₁₎ ,

Pι_W ^■ P ^{ZU ALm} = ^LmW - ^Z"Vi) ' ^i = K<0 ~ ^PK"+i) ' ^2 = ^2( .) - (.,₊i) Und

ΔR₃ = R_3(h) - R_3(/I+1) durchgeführt. Anschließend wird ein Vergleich 64 ausgeführt, bei dem die Änderung des radiometrischen Meßwerts ALm = Lm_(tl) - Lm_{ll+l) mit den im entsprechenden Zeitintervall erfaßten Änderungen ΔR, , ΔR₂ , ΔR₃ der Prozeßparameter verglichen wird und bei dem mittels des aus dem Speicher 60 ausgelesenen rechnerischen Zusammenhangs ΔZ w = /(ΔR,,ΔR₂,ΔR₃) geprüft wird, ob die tatsächlich gemessene Änderung ALm = Lm_(tl) - Lm_{tl+X) einer sich aus dem rechnerischen Zusammenhang ΔZw = /(ΔR₁,ΔR₂,ΔR₃) ergebenden Änderung entspricht. Die für den Zeitpunkt t_l+x gemessenen Werte der Prozeßparameter R, , R₂ , R₃ werden in den Speicher 58 geladen und stehen für den nachfolgenden Meßzeitpunkt t,₊₂ als Vergleichswerte zur Ermittlung der Änderungen ΔR, , ΔR₂ , ΔR₃ für den folgenden Zeitraum t_l+ bis t_l+2 zur Verfügung.

Falls die tatsächlich gemessene Änderung ALm = Lm_{ll) - Lm_{( +X)} des radiometrischen Meßwerts Lm_(t) den Änderungen ΔR, , ΔR₂ , ΔR₃ der gemessenen Prozeßparameter entspricht, wird davon ausgegangen, daß keine Störung des radiometrischen Meßsystems vorliegt. Aus dem letzten gemessenen radiometrischen Meßwert Lm_(tl+X) wird die dazugehörige Prozeßvariable L_{ll+X) ermittelt und ohne ein zusätzliches, eine Störung anzeigendes Signal auf die mit dem Prozeßleitsystem verbundene Busleitung 22 gegeben wird. Der gemessene radiometrische Meßwert Lm_(tl+X) wird in den Speicher 58 geladen und steht für den nachfolgenden Meßzeitpunkt t_l+2 als Vergleichswert zur Ermittlung der Änderung ALm für den Zeitraum t_l+x bis t,₊₂ zur Verfügung.

Falls die Änderung ALm = Lm_{ll) - Lm_{ll+X) des radiometrischen Meßwerts Lm _l) den Änderungen ΔR, , ΔR₂ , ΔR₃ der nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameter im entsprechenden Zeitintervall und dem rechnerischen Zusammenhang ALm = /(ΔR.,ΔR₂,ΔR₃) nicht entspricht, wird davon ausgegangen, daß eine Störung des radiometrischen Meßsystems, beispielsweise durch Fremdeinstrahlung eines nahegelegenen gammagrafischen Meßsystems (siehe dazu auch Fig. 2), vorliegt. In diesem Falle wird mittels des bekannten rechnerischen Zusammenhang ALm = /(ΔR,,ΔR₂,ΔR₃) für den betrachteten Zeitraum t, bis t_l+ eine Berechnung 66 ausgeführt, die für den Zeitpunkt t_l+x einen berechneten Meßwert Lc_{t+γ) liefert. In der Praxis wird dazu beispielsweise eine nach dem rechnerischen Zusammenhang ALm = f(AP_x,AP₂,AP_i) für den betreffenden Zeitraum zulässige Änderung ΔZc_{( +1)} bestimmt, so daß damit ein Meßwert Lc_(tl+X) aus Lc_{tl+X) = Lm_{ll) + ALc_(lt ,,₊₁₎ berechnet wird. Zu diesem berechneten radiometrischen Meßwert Lc_(ll+X) wird die dazugehörige Prozeßvariable !(.,+-) ermittelt und zusammen mit einem zusätzlichen, eine Störung anzeigenden Signal 68 auf die mit dem Prozeßleitsystem verbundene Busleitung 22 gegeben. Der berechnete radiometrische Meßwert Lc_{(ll+ )} wird in den Speicher 58 geladen und steht für den nachfolgenden Meßzeitpunkt t_l+2 als Vergleichswert zur Ermittlung der Änderung ALm = Lc_(ll+X) - Lm_(ll+2) für einen sich anschließenden Zeitraum t,₊₁ bis t_l+2 zur Verfügung.

Zu einem folgenden Zeitpunkt t_l+2 (und auch zu weiteren darauf folgenden Zeitpunkten) läuft das beschriebene und in Fig. 4 dargestellte Verfahren nach der Erfindung erneut ab, wobei an die Stelle der zum Zeitpunkt t_l+x gemessenen Prozeßparameter R_{1( l+1)} , R₂₍,,₊₁₎ , R₃₍,_l+1) jene zum neuen Zeitpunkt erfaßten Prozeßparameter R,₍,,₊₂₎ , R₂₍„₊₂₎ . R_3(..+2) treten . Die zeitlichen Indizes der einzelnen Schritte des Verfahrens sind entsprechend anzupassen. Die oben beschriebene Bestimmung 62 der Änderungen ΔR, , ΔR₂ , ΔR₃ wird entsprechend für den betrachteten neuen Zeitraum durchgeführt.

Die Bestimmung 62 der Änderung ALm des Meßwertes der Prozeßvariablen für den Zeitraum t_l+x bis t_l+2 hängt davon ab, ob vorher eine Störung des radiometrischen Meßsystems festgestellt wurde oder nicht. Liegt keine Störung vor, so läuft das Verfahren wie oben geschildert, für den neu zu betrachtenden Zeitraum t_l+x bis t_l+2 ab. Für den Fall einer Störung tritt hier der berechnete radiometrische Meßwert Lc_{tl+X) an die Stelle des gemessenen Meßwertes Lm_{(tl+ )} , so daß die Änderung ALm des radiometrischen Meßwertes im Zeitraum von t_l+x bis t_l+2 aus ALm = Lc_(tl+X) - Lm_(ll+2) bestimmt wird. Sollte die für den Zeitraum von t_l+x bis t_l+2 bestimmte Änderung ALm = Lc_(tl+X) - Lm_{tl+2) nicht den erfaßten Änderungen ΔR, , ΔR₂ , ΔR₃ für den betrachteten neuen Zeitraum gemäß dem bekannten rechnerischen Zusammenhang ALm = /(ΔR,,ΔR₂,ΔR₃) entsprechen, so wird der radiometrischen Meßwert Lc_{ll+2) für den Zeitpunkt t_l+2 unter Zuhilfenahme des rechnerischen Zusammenhang ALm = /(ΔR,,ΔR₂,ΔR₃) und die dazu gehörende Prozeßvariable Z(.,₊2) berechnet und zusammen mit dem Alarmsignal 68 auf den Ausgang 50 gegeben.

Wiederum werden für den jeweils neu betrachteten Zeitpunkt die tatsächlich gemessenen Prozeßparameter R_1(/I+2) , R₂₍„₊₂₎ , R₃₍„₊₂₎ und der Meßwert der Prozeßvariablen, sei es als tatsächlich gemessener Wert Lm_{ll+2) oder als berechneter Meßwert Lc_{tl+2) , im Speicher 58 zur weiteren Verarbeitung bei nachfolgenden Messungen gespeichert und bereit gehalten.

In der bisherigen Beschreibung des in der Fig. 4 dargestellten Verfahrens zur Fehlerausblendung und -Kompensation nach der Erfindung ist davon ausgegangen worden, daß sich für den betrachteten Zeitraum Änderungen der Prozeßparameter R, , R₂ , R₃ auch unmittelbar in einer Änderung des Meßwertes Lm der Prozeßvariablen für diesen Zeitraum zeigen. In dem Fall jedoch, wo eine Änderung eines Prozeßparameters P um eine mögliche Verzögerungszeit τ, die auch τ=0 sein kann, verzögert zu einer Änderung ALm = Lm_(tJ) - Lm_(tJ+X) des radiometrischen Meßwertes Lm_(l) führt, empfiehlt es sich beim erfindungsgemäßen Verfahren die Änderung des betreffenden Prozeßparameters, beispielsweise ΔR, , für einen um die Verzögerungszeit τ berichtigten Zeitraum von t_j→ bis t_J+x__τ für y^'=7, ..., /, i+1, i+2, .... zu verwenden, insbesondere dann, wenn der rechnerische Zusammenhang ALm = f(AP_x,AP₂,AP₃) vom jeweils betrachten Zeitraum abhängen sollte.

So kann es durchaus vorkommen, daß wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Teil einer herkömmlichen industriellen Prozeßanlage Änderungen des Prozeßparameters 'Durchfluß', die mit dem Durchfluß-Meßgerät 26 erfaßt werden, um eine gewisse Zeit verzögert in einer Änderung der mit dem radiometrischen Meßsystem 14 erfaßten Füllstands-Meßwert zeigen.

Das Verfahren nach der Erfindung ändert sich durch die Berücksichtigung der Verzögerungszeit τ nicht, nur die Indizes des in Fig. 4 dargestellten Verfahrens sind entsprechend anzupassen. In gleicher Weise ist auch vorzugehen, wenn es unterschiedliche Verzögerungszeiten bei unterschiedlichen Prozeßparametern gibt. Fig. 5 veranschaulicht in einem Ablaufdiagramm eine weitere bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auswertung, Fehlerausblendung und -Kompensation nach der Erfindung, das dem in Fig. 4 dargestellten und oben beschriebenen Verfahren in weiten Teilen und Verfahrensschritten entspricht. Auch in Fig. 5 ist beispielhaft ein zeitlicher Ausschnitt aus einem laufenden Meßbetrieb dargestellt für zwei aufeinander folgende an sich beliebige Zeitpunkte t, und t_l+x . Wie bei dem in Fig. 4 dargestellten Verfahren findet mit den für den Zeitpunkt t_t gespeicherten Meßwerten P_X(tl) , R₂₍,₍₎ , R_{3( 1)} und Lm_m (bzw. Lc_(tl) im Falle einer Störung) und den zum Zeitpunkt t_l+x gemessenen Meßwerten R.₍,,₊₁₎ , R_2(r,₊₁₎ , R_3(/,₊₁₎ und Lm_(tl+X) eine Bestimmung 62 der jeweiligen Änderungen ALm = Lm_(tl) - Lm_{tl+X) und ΔR, , ΔR₂ , ΔR₃ statt. Ebenso wird auch hier in einem Vergleich 64 geprüft, ob die Änderung des radiometrischen Meßwerts ALm = Lm_{ll) - Lm_{ll+X) den im entsprechenden Zeitintervall erfaßten Änderungen ΔR, , ΔR₂ , ΔR₃ der Prozeßparameter im Sinne des aus dem Speicher 60 ausgelesenen rechnerischen Zusammenhangs ALm = /(ΔR,, ΔR₂,ΔR₃) entspricht oder nicht, d.h. ob eine Störung vorliegt oder nicht.

Falls keine Störung festgestellt wird, wird ,wie bereits oben beschrieben, die zum radiometrischen Meßwert Lm_{ll+X) gehörende Prozeßvariable _(H+1) gebildet und über den Ausgang 50 auf die Busleitung 22 gegeben.

Falls aber eine Störung festgestellt wird, wird abweichend zu dem Verfahren nach Fig. 4 eine Überprüfung 70 vorgenommen, bei der geprüft wird, ob die Änderung des radiometrischen Meßwerts ALm betragsmäßig kleiner ist als eine vorher als maximal zulässig vorbestimmte Abweichung δ vom rechnerischen Zusammenhang ALm = /(ΔR,,ΔR₂,ΔR₃) . Wenn die Änderung des radiometrischen Meßwerts ALm kleiner ist als δ und sie sich betragsmäßig also noch innerhalb einer tolerierbaren Varianzbreite befindet, wird der tatsächlich gemessene radiometrische Meßwert Lm_(tl+X) als akzeptabel angesehen. Wie oben beschrieben wird dann die zum radiometrischen Meßwert Lm _l+X) gehörende Prozeßvariable J₍,,₊₁₎ gebildet und über den Ausgang 50 auf die Busleitung 22 gegeben.

In dem Falle, wo |ΔIm| > δ ist und die Änderung des radiometrischen Meßwerts ALm damit betragsmäßig um mehr als zulässig vom rechnerischen Zusammenhang ΔZ.m = /(ΔR,,ΔR₂,ΔR₃) abweicht, wird eine Störung angenommen. Wie oben beschrieben, wird nun mittels des bekannten rechnerischen Zusammenhang ALm = /(ΔR,,ΔR₂,ΔR₃) für den betrachteten Zeitraum t, bis t_l+x eine Berechnung 66 ausgeführt, die für den Zeitpunkt t_l+x einen berechneten Meßwert Lc_(l+X) liefert. Dazu wird die dazugehörige Prozeßvariable --.(.,+1) ermittelt und zusammen mit einem zusätzlichen, eine Störung anzeigenden Signal 68 auf die mit dem Prozeßleitsystem verbundene Busleitung 22 gegeben.

Entsprechend dem Verfahren nach Fig. 4 wird bei dem Verfahren nach Fig. 5 der jeweils auf zum Ausgang 44 geleitete Meßwert, sei es der berechnete radiometrische Meßwert Lc _l+X) im Fall einer Störung oder sei es der tatsächlichen gemessene Meßwert Lm_{ll+X) in den Speicher 58 geladen, wo er für den nachfolgenden Meßzeitpunkt t_l+2 als Vergleichswert zur Ermittlung der Änderung ALm = Lc _l+X) - Lm_(ll+2) bzw. ALm = Lm_{ll+X) - Lm _ll+2) für einen sich anschließenden Zeitraum t,₊₁ bis t_l+2 zur Verfügung steht.

Um zu veranschaulichen, auf welch einfache Weise sich die Vorrichtung nach der Erfindung in eine bestehende, bereits installierte Anlage zur Prozeßmeßtechnik im Sinne einer Nachrüstung integrieren läßt, ist in Fig. 6 eine herkömmliche Anbindung eines radiometrischen Meßsystems und anderer zur Erfassung weiterer nicht radiometrisch erfaßter Prozeßparameter dienenden Meßgeräte an ein Prozeßleitsystem schematisch dargestellt. Dabei wird zur Vereinfachung von den bereits in Fig. 1 beispielhaft dargestellten n ausgegangen (siehe dazu auch Fig. 1 mit dem entsprechenden Beschreibungstext). Wie aus Fig. 6 hervorgeht, sind üblicherweise die Auswerte-Elektronik 20 des radiometrisches Meßsystem 14, das Durchfluß-Meßgerät 26 und das Druck-Meßgerät 28 direkt auf die Busleitung 22 geschaltet. Die Beschaltung selbst ist in Fig. 6 für ein übliches sogenanntes Zweileiter-System gezeigt, beispielsweise nach der sogenannten HARD Communication Foundation.

Wird nun beispielsweise die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung 44 zur Fehlerausblendung und -Kompensation nach der Erfindung in Form eines Retrofit- Kits 72 bereitgestellt (siehe dazu Fig. 3 und den dazugehörenden Beschreibungstext), so läßt sich ein solcher Retrofit-Kit 72, wie in Fig. 7 veranschaulicht, bei der in Fig. 6 gezeigten Anlage zur Prozeßmeßtechnik zwischen die Meßgeräte 14 bzw. 20, 26 und 28 und die Busleitung 22 schalten. Der Retrofit-Kit 72 umfaßt vorzugsweise ein hier nicht dargestelltes Gehäuse und darin untergebracht die gleichen Module und Komponenten wie die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung 44 zur Fehlerausblendung und -Kompensation. Die Beschaltung der Ein- und Ausgänge erfolgt bei einem Zweileiter-System nach der sogenannten HARD Communication Foundation in der in Fig. 7 gezeigten Weise.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Fehlerausblendung und -Kompensation von durch Gammagraphie hervorgerufenen Störsignalen (42) bei einem radiometrischen Meßsystem (14), mit dem mittels eines radioaktiven Strahler (16) und eines Detektors (18) eine Prozeßvariable L_(l) ermittelt wird, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt:

a) Im laufenden Meßbetrieb wird für zwei aufeinander folgende an sich beliebige Zeitpunkte *> und ^t,+i aus den zu diesen Zeitpunkten vom Detektor (18) erfaßten radiometrischen Meßwert ^(r,) und ⁽"⁺¹⁾ seine Änderung ^{~ (}"> <"⁺¹⁾ ermittelt und mittels eines vorgegebenen rechnerischen Zusammenhangs

ALm = /(ΔR,) _mj_{t e}j_ner j_m entsprechenden Zeitintervall erfaßten Änderung

ΔR ι = P κ ,-^r) - P ^i(.,+ι-r⁾ _ej_nes ersten nicht radiometrisch gemessenen

Prozeßparameters R, = R₁₍ __r) verglichen;

b) falls die Änderung ^{~ (}'° ⁽"⁺¹⁾ des radiometrischen Meßwerts ⁽

ΔR = R - R einer vorausgegangen Änderung ^{1 1(}"^_r) K"⁺--^.) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters R, = R,₍, . im entsprechenden

Zeitintervall und dem rechnerischen Zusammenhang ^Δ^^{W =} (^Δ ) entspricht, wird davon ausgegangen, daß keine Störung des radiometrischen Meßsystems vorliegt, wobei aus dem letzten gemessenen radiometrischen Meßwert ⁽"⁺¹⁾ die dazugehörige Prozeßvariable ⁽"⁺¹⁾ ermittelt und ohne ein zusätzliches eine

Störung anzeigendes Signal (68) auf einen mit einem Prozeßleitsystem verbundenen Bus (22) gegeben wird;

c) falls die Änderung ^{~ (}"^{} (}"⁺¹⁾ des radiometrischen Meßwerts ^w

ΔR = R - R einer vorausgegangen Änderung ' ¹⁽"^_r> -⁽-'⁺---^■) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters R, = R₁₍, . im entsprechenden

Zeitintervall und dem rechnerischen Zusammenhang ^Δ^^W = /(ΔR₁) nicht entspricht, wird davon ausgegangen, daß eine Störung des radiometrischen

Meßsystems (14) vorliegt,

- wobei dann, gestützt auf die vorausgegangene Änderung ΔR, = R,₍„__r) - R,₍„₊,__r) des ersten Prozeßparameters R, mittels des erfaßten rechnerischen

Zusammenhangs ΔJ = /(ΔR,) für den Zeitpunkt /_/+, ein radiometrischer Meßwert

Lc_{l+l) berechnet wird; - wobei aus dem berechneten radiometrischen Meßwert Lc_(tl+X) die dazugehörige Prozeßvariable Z(..+i) ermittelt und zusammen mit einem zusätzlichen eine Störung anzeigenden Signal (68) auf den mit dem Prozeßleitsystem verbundenen Bus (22) gegeben wird; und

- wobei in einer nachfolgenden, zu einem Zeitpunkt t_l+2 erfolgenden Erfassung der Änderung ΔR, = R_1(/,₊₁__τ) - R₁₍„₊₂__τ) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters und der Messung des radiometrischen Meßwerts Lm_(ll+2) aus diesem und dem berechneten radiometrischen Meßwert Lc_{ll+X) die Änderung ALm = Lc_{ll+X) - Lm_{tl+2) bestimmt wird und diese entsprechend den Schritten d) bzw. e) zur Ermittlung herangezogen wird, ob weiterhin eine Störung des radiometrischen Meßsystems (14) vorliegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem vor einer Inbetriebnahme des radiometrischen Meßsystems (14) folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: a) Zu einem vom Detektor (18) des radiometrischen Meßsystem (14) gemessenen Meßwert Lm_(l) wird wenigstens ein nicht radiometrisch gemessener und ebenfalls überwachter erster Prozeßparameter R, = R₁₍,__r) identifiziert, dessen Änderung ΔR, = P_{x J}__τ) - R_u,₇₊,__r) für beliebige Zeitpunkte t_}__τ und t_]+x_ und um eine mögliche Verzögerungszeit τ, die auch τ=0 sein kann, verzögert zu einer Änderung ALm = Lm_{lJ) - Lm_(lJ+X) des radiometrischen Meßwertes Lm_(l) führt; und

b) aus bei verschiedenen Betriebs- und Prozeßbedingungen und zu verschiedenen Zeiten t, ermittelten Änderungen ALm des radiometrischen Meßwerts Lm_(l) infolge von Änderungen ΔR, des nicht radiometrisch gemessenen erster Prozeßparameters wird ein rechnerischer Zusammenhang ALm = /(ΔR,) formuliert und gespeichert;

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

- bei dem vor Ausgabe des die Störung des radiometrischen Meßsystems anzeigenden Signals (68) geprüft wird, ob die Änderung des radiometrischen Meßwerts ALm betragsmäßig kleiner ist als eine vorher als maximal zulässig vorbestimmte Abweichung δ vom rechnerischen Zusammenhang ALm = f(AP_x) und

- bei dem nur in dem Falle, wo \ALm\ ≥ δ ein die Störung des radiometrischen Meßwertes anzeigende Signals (68) auf den Bus (22) gegeben wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3, wobei der vom Detektor (18) des radiometrischen Systems (14) gemessene Meßwert Lm_{t) ein Maß für einen ein Füllstand eines Mediums (12) in einem Behälter (10), eine Dichte eines solchen Mediums in einem Behälter oder eine Trennschicht wenigstens zweier Phasen eines oder mehrere Medien in einem Behälter oder Rohr sein kann.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der erste nicht radiometrisch gemessene Prozeßparameter R,

- ein Druck im Innern des Behälters oder in einem mit dem Innern des Behälter verbundenen Rohr,

6. Verfahren nach Anspruch 5,

- wobei mehrere Prozeßparameter P_k (k = 1 , 2, ....) überwacht werden, deren Änderung ΔR, = P_tte__Λ) - P_kilJ+x→) für beliebige Zeitpunkte _t]__τk und t₇₊,__Λ und um eine mögliche Verzögerungszeit τk, die auch τk=0 sein kann, verzögert zu einer Änderung ALm = Lm_(t]) - Lm_{tJ+X) des radiometrischen Meßwertes Lm_{l) führt;

- wobei aufgrund von Messungen bei verschiedenen Betriebs- und Prozeßbedingungen eine rechnerische Darstellung der Abhängigkeit der Veränderung des radiometrischen Meßwertes Lm_{t) von einer Änderung jedes einzelnen oder mehreren der Prozeßparameter P_k zu ALm = /(ΔR,,ΔR₂,....) formuliert wird; und wobei im laufenden Meßbetrieb entsprechend den Schritten c) bis e) nach Anspruch 1 mittels des rechnerisch erfaßten Zusammenhanges ALm = f(AP_x,AP₂,....) geprüft wird, ob eine Störung des radiometrischen Meßsystems (14) vorliegt.

7. Vorrichtung (44) zur Fehlerausblendung und -Kompensation von durch Gammagraphie hervorgerufenen Störsignalen (42) bei einem radiometrischen Meßsystem (14) mit einem radioaktiven Strahler (16) und einem Detektor (18), welche Vorrichtung umfaßt:

- einen Eingang (46) für vom Detektor (18) gemessene Meßwerte Lm_(l) einer Prozeßvariablen Z₍ , - einen Eingang (46) für wenigstens einen nicht radiometrisch gemessenen und ebenfalls überwachten ersten Prozeßparameter R. = P_x(l__τ) , dessen Änderung um eine mögliche Verzögerungszeit τk, die auch τ/c=0 sein kann, verzögert zu einer Änderung ALm = Lm_(lJ) - Lm_(t]+X) des radiometrischen Meßwertes Lm_{l) führt;

- einen Ausgang (50), der mit einem Prozeßleitsystem verbunden ist, und

- eine Auswerte- und Fehlerkompensations-Einrichtung (48),

-- die im laufenden Meßbetrieb für zwei aufeinander folgende an sich beliebige Zeitpunkte t_t und t_l+x aus den zu diesen Zeitpunkten vom Detektor (18) erfaßten radiometrischen Meßwert Lm_(ll) und Lm_(ll+X) seine Änderung ALm = Lm_w - Lm _ll+X) ermittelt und mittels des rechnerischen Zusammenhangs ALm = /(ΔR,) mit einer im entsprechenden Zeitintervall erfaßten Änderung ΔR, = P_X( __τ) - R,₍ ,₊₁__T) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters R, = R,₍,__r) vergleicht; -- die, falls die Änderung ALm = Lm_(h) - Lm_{(u+ )} des radiometrischen Meßwerts L ₍ einer vorausgegangen Änderung ΔR, = R_1(/(__r) - R_1(/I+1__r) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters R, = R,₍,__r) im entsprechenden Zeitintervall und einem vorgegebenen rechnerischen Zusammenhang ALm = f(AP_x) entspricht, aus dem letzten gemessenen radiometrischen Meßwert Lm_{{tl+ )} die dazugehörige Prozeßvariable Z₍„₊₁₎ ermittelt und diese ohne ein zusätzliches eine Störung anzeigendes Signal (68) zum Ausgang und auf einen mit einem Prozeßleitsystem verbundenen Bus (22) gibt;

- die, falls die Änderung ALm = Lm_(tl) - Lm_{ll+X) des radiometrischen Meßwerts Lm_{t] einer vorausgegangenen Änderung ΔR, = R₁₍„__r) - R,_{( I+},__r) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters R, = R_1(/__r) im entsprechenden Zeitintervall und dem rechnerischen Zusammenhang ALm = f(AP_x) nicht entspricht, eine Störung des radiometrischen Meßsystems (14) erkennt,

- wobei dann, gestützt auf die vorausgegangene Änderung ΔR, = P_x(ll__τ) - R_1(/1+1__r) des ersten Prozeßparameters R, mittels des erfaßten rechnerischen Zusammenhangs ALm = f(AP_x) für den Zeitpunkt t_l+ ein radiometrischer Meßwert Lc_u+X) berechnet wird;

- wobei aus dem berechneten radiometrischen Meßwert Lc_{tl+X) die dazugehörige Prozeßvariable Z,₍..₊i) ermittelt und diese zusammen mit einem zusätzlichen eine Störung anzeigenden Signal (68) auf den Ausgang (50) und auf den mit dem Prozeßleitsystem verbundenen Bus (22) gibt; und

- wobei in einer nachfolgenden, zu einem Zeitpunkt t_l+2 erfolgenden Erfassung der Änderung ΔR, = R,_(/;+,__r) - R_1(/,₊₂__r) des ersten nicht radiometrisch gemessenen Prozeßparameters und der Messung des radiometrischen Meßwerts Lm_(ll+2) aus diesem und dem berechneten radiometrischen Meßwert Lc_(ll+X) die Änderung ALm = Lc_{ü+X) - Lm_{tl+2) bestimmt, um festzustellen, ob weiterhin eine Störung des radiometrischen Meßsystems (14) vorliegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der vor Ausgabe des die Störung des radiometrischen Meßsystems anzeigenden Signals (68) geprüft wird, ob die Änderung des radiometrischen Meßwerts ALm kleiner ist als eine vorher als maximal zulässig vorbestimmte Änderung δ =

; und

- bei dem nur in dem Falle, wo ALm ≥ δ das die Störung des radiometrischen Meßsignals anzeigende Signals (68) auf den Bus (22) gegeben wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei der der vom Detektor (18) des radiometrischen System (14) gemessene Meßwert Lm_(t) ein Maß für einen ein Füllstand eines Mediums (12) in einem Behälter (10), eine Dichte eines solchen Mediums in einem Behälter oder eine Trennschicht wenigstens zweier Phasen eines oder mehrere Medien in einem Behälter oder Rohr sein kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der erste nicht radiometrisch gemessene Prozeßparameter R,

-- oder ein Durchflußwert eines Mediums in einem mit dem Innern des Behälter verbundenen Rohr ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, auf deren Eingang (46) mehrere

Prozeßparameter P_k (k = 1 , 2 ) gegeben werden, deren Änderung

ΔP_k = P_k -* - Pn_ι,₊ι-*₎ für beliebige Zeitpunkte _t]__τk und t_]+ __Λ und um eine mögliche Verzögerungszeit τk, die auch τk=0 sein kann, verzögert zu einer Änderung ALm = Lm_(lJ. - Lm_(lJ+X) des radiometrischen Meßwertes Lm_(l) führt; wobei im laufenden Meßbetrieb von der Auswerte- und Fehlerkompensations- Einrichtung entsprechend Anspruch 7 mittels eines vorgegebenen rechnerisch erfaßten Zusammenhanges ALm = f(AP_x,AP₂,....) geprüft wird, ob eine Störung des radiometrischen Meßsystems (14) vorliegt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , die Bestandteil einer dem radiometrischen Meßsystem (14) zuzuordnenden Auswerte-Elektronik ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , die in einem vom Detektor (18) des radiometrischen Meßsystems (14) unabhängigen Gehäuse untergebracht ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, die bei einem bereits installierten radiometrischen Meßsystem im Sinne eines Retrofit-Kit (72) zwischen das Meßsystem (14) und das Prozeßleitsystem geschaltet wird.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, bei der rechnerische Zusammenhang zur Darstellung der Abhängigkeit der Veränderung des radiometrischen Meßwertes Lm_(t. von einer Änderung jedes einzelnen oder mehrerer der nicht radiometrisch gewonnenen Prozeßparameter P_k zu

ALm = f(AP_x,AP₂,....) aufgrund von Messungen bei verschiedenen Betriebs- und Prozeßbedingungen gewonnen wird.