WO2008080802A1 - Verfahren zum inbetriebnehmen und/oder überwachen eines in-line-messgeräts - Google Patents

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WO2008080802A1
WO2008080802A1 PCT/EP2007/063965 EP2007063965W WO2008080802A1 WO 2008080802 A1 WO2008080802 A1 WO 2008080802A1 EP 2007063965 W EP2007063965 W EP 2007063965W WO 2008080802 A1 WO2008080802 A1 WO 2008080802A1
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measuring
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measuring system
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PCT/EP2007/063965
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Stefan Grotzer
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Endress+Hauser Flowtec Ag
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    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters

Definitions

  • the invention relates to a method for starting up and / or monitoring an in-line measuring device and to a measuring system for measuring at least one physical parameter, in particular a mass flow and / or a density and / or a viscosity, of a medium flowing in a pipeline.
  • a physical parameter in particular a mass flow and / or a density and / or a viscosity
  • mass flow, density and / or viscosity, of a medium flowing in a pipeline for example a gas and / or a liquid
  • a medium flowing in a pipeline for example a gas and / or a liquid
  • measuring systems formed by means of at least one in-line measuring device used by means of a medium-flowed by the transducer of the vibration type and an attached measuring and operating circuit, in the medium reaction forces, such as Coriolis forces corresponding to the mass flow, inertial forces corresponding to the density or frictional forces corresponding to the viscosity, etc., and derived therefrom produce the respective mass flow, the respective viscosity and / or a measurement signal representing the respective density of the medium.
  • in-line gauges with a vibration type transducer and their mode of operation are well known to those skilled in the art, e.g.
  • the measuring transducers each comprise at least one measuring tube held in a carrier frame, usually constructed as a closed transducer housing, with a bent or straight tube segment which is vibrated during operation for generating the above-mentioned reaction forces driven by an electromechanical excitation device.
  • the measuring sensors For detecting, in particular inlet-side and outlet-side, vibrations of the tube segment, the measuring sensors furthermore each have a sensor arrangement which reacts to movements of the tube segment. In Coriolis mass flowmeters, the measurement of the
  • Mass flow of a flowing medium in a pipe known that the medium is allowed to flow through the tube inserted in the operation and at least partially laterally oscillating to a Meßrohrachse measuring tube, whereby Coriolis book be induced in the medium.
  • These in turn cause the inlet-side and outlet-side portions of the measuring tube to oscillate out of phase with each other.
  • the size of these phase shifts serves as a measure of the mass flow.
  • the vibrations of the measuring tube are therefore detected by means of two along the measuring tube spaced-apart vibration sensors of the aforementioned sensor arrangement and converted into Schwingungsmeßsignale, from the mutual phase shift of the mass flow is derived.
  • Coriolis mass flow meters in any case, density, viscosity and / or temperature of the medium can be measured, especially since they are in the mass flow measurement anyway to compensate for measurement errors due to fluctuating medium density and / or viscosity medium are often zoom, cf. in particular the already mentioned US-B 65 13 393, US-A 60 06 609, US-A 56 02 346, WO-A 02/37063, WO-A 99/39164 or WO-A 00/36379.
  • in-line measuring devices with magneto-inductive transducers or the propagation time of ultrasound waves emitted in the flow direction are also frequently used in process measurement and automation technology for in-line measurements, especially for the Doppler principle , Transducers used.
  • magnetic-inductive transducer eg in EP-A 1 039 269, US-A 60 31 740, US-A 55 40 103, US-A 53 51 554, US-A 45 63 904 etc or such ultrasonic transducers, for example, in US-B 63 97 683, US-B 63 30 831, US-B 62 93 156, US-B 61 89 389, US Pat. No.
  • the required self-emptying can be realized for a variety of naturalflußmeßauf choirn in a simple manner that when installing the in-line meter on the actual geometry of the at least one measuring tube appropriately adapted slope for the fürflußmeßauf facilitiess is selected, which then in operation at idling the connected pipe also allows a self-emptying of the least one measuring tube.
  • Such inhomogeneous media may be, for example, liquids in which, as for example in metering or filling processes practically unavoidable, a gas present in the pipeline, esp. Air, is registered or from which a dissolved medium, eg carbon dioxide, outgassed and leads to foaming.
  • a gas present in the pipeline esp. Air
  • Other examples of such inhomogeneous media are also emulsions, wet or saturated steam and solid particles carrying fluids called.
  • in in-line gauges with a vibration type transducer such as in JP-A 10-281846, EP-A 1 291 639, US-B 68 80 410, US-B 65 05 519 or US-A 45 24 610, it has been found that the derived from the vibrations of the measuring tube vibration, esp.
  • phase shift in two- or more-phase media in spite of the mass flow as well as viscosity and density in the individual medium phases practically kept constant and / or taken into account accordingly, subject to considerable fluctuations and thus may possibly be completely unusable for the measurement of the respective physical flow parameter without remedial measures.
  • An object of the invention is therefore to improve measuring system of the type in question to the effect that it allows the user, even during commissioning - whether during or immediately after the installation of fürflußauf facilitiess - the suitability of the fürflußaufillon currently selected mounting position a ⁇ y- / 7 ⁇ cfestere and also ensure compliance with the specified for the affected in-line measuring device with respect to the mounting position specifications. On the other hand, at least completely unsuitable mounting positions should be reported to the user as soon as possible.
  • the invention consists in a method for commissioning and / or monitoring an in-line measuring device with a flowed through in operation by a medium to be measured transducer, which method comprises a step of determining an instantaneous inclination of the transducer, with an inclination of at least one main axis of inertia of the transducer corresponds to at least one imaginary reference axis.
  • the invention consists in a measuring system comprising a flow-through in the operation of a medium to be measured für atician and at least one inclination sensor for detecting and / or monitoring a momentary inclination of the transducer with an inclination of at least one Trägheitshaupachse of the transducer opposite corresponds to at least one imaginary reference axis.
  • this further comprises a step of generating a, esp. Visually and / or acoustically and / or haptic perceptible, message that signals a deviation of the current inclination of a predetermined reference value at least qualitatively.
  • the message at least temporarily, for example, self-emptying the transducer guaranteeing, permissible deviation of the momentary inclination signaled by the predetermined reference value and / or that the message at times, for example, self-emptying of the transducer non-guaranteeing, impermissibly high deviation of the momentary inclination from the given reference value.
  • the step of determining a momentary inclination of the measuring transducer further comprises a step of measuring the momentary inclination.
  • this further comprises a step of generating a message, in particular visually and / or acoustically and / or haptically detectable on site, which indicates an instantaneous mounting position of the measuring transducer than for the operation of the measuring device.
  • Line meter inappropriately signaled, taking into account the momentary inclination of the transducer.
  • this further comprises a step of generating an inclination measurement value, which represents the deviation of the momentary inclination from the reference value specified for it at least bivalent, in particular multi-valued.
  • this further comprises steps of sensory detection of the momentary inclination by means of a sensor responsive to a change in the inclination of the measuring transducer, esp. Essentially rigidly coupled to the transducer, inclination sensor and generating the momentary inclination the measuring transducer representing the measuring signal.
  • the inclination of the transducer with an inclination of an imaginary, imaginary between a first inertial main axis of the measuring transducer and a second inertial axis of the Meßauf choirs reference plane of the Meßaufillons corresponds to the at least one imaginary reference axis.
  • this further comprises steps of flowing the medium to be measured through the transducer, detecting at least one parameter of medium in the transducer, and generating at least one parameter measurement value quantitatively representing the parameter.
  • the step of detecting the at least one parameter further comprises a step of generating at least one measurement signal corresponding to the parameter.
  • the step of generating the at least one parameter measurement value may further include a step of using the measurement signal corresponding to the parameter.
  • a method of the invention is further provided in that it further comprises a step of generating an inclination measurement value representing the deviation of the current inclination from the predetermined reference value at least bivalent, especially polyvalent, and that the step of generating the at least one parameter reading further comprises a step of also using the current inclinometer reading, in particular to compensate for measurement errors associated with the current inclination and / or to validate the parameter readings.
  • the step of generating at least one measured value quantitatively representing measured value takes place when the Inklinationsmeßwert corresponds to a permissible deviation of the momentary inclination of the predetermined reference value and / or that the step of generating at least one quantitatively representing the measured value then does not take place when the inclination measurement value corresponds to an inadmissibly high deviation of the momentary inclination from the reference value specified for it.
  • the transducer has an inlet for inflowing medium and an outlet for outflowing medium.
  • the inertial main axis of the measuring sensor which at least proportionally defines the inclination of the measuring transducer is chosen to be essentially parallel to an imaginary inlet and outlet flow axis, in particular coincident with this coincidence.
  • the inclination of the measuring transducer is selected as the inclination of the measuring transducer at least partially defining inertial main axis of the transducer that runs substantially perpendicular to an imaginary, inlet and outlet imaginary connecting flow axis.
  • the reference axis is chosen in the direction of the acceleration pointing imaginary fall line.
  • the transducer comprises at least one measuring tube for guiding medium to be measured.
  • the at least one measuring tube is at least partially substantially straight and / or wherein the at least one measuring tube at least partially curved, esp. At least partially formed substantially U-shaped or V-shaped.
  • the inclination sensor at least temporarily provides the current inclination of the measuring transducer at least proportionally representative measuring signal and / or that the inclination sensor at least temporarily delivers a switching signal that an inadmissibly high deviation of the current inclination signaled by a predetermined reference value.
  • this further comprises a meter electronics.
  • This is electrically coupled with the flow sensor according to a development of the second embodiment of the invention.
  • the naturalflußaufsacrificing in operation detects at least one parameter of the medium and at least one corresponding to the parameter measurement signal supplies, and that the meter electronics in operation by means of the at least one measurement signal at least one parametric value representing the parameter quantitatively Gerneriert.
  • the meter electronics with the at least one tilt sensor, esp. Wired electrically coupled.
  • the measuring device electronics temporarily generates a message by means of the measurement signal supplied by the inclination sensor and / or by means of the inclination sensor supplied signal indicative of a deviation of the current inclination of a predetermined reference value at least qualitatively.
  • this further includes a coupled with the tilt sensor, esp. Connected to the meter electronics, display element for signaling a with the current inclination of the transducer corresponding installation position of the flow sensor.
  • this further comprises an electronics housing for the meter electronics.
  • the naturalflußmeßauf choir at least one, esp. Surrounded by a transducer housing and / or wrapped, measuring tube for guiding medium to be measured.
  • the at least one measuring tube is at least partially substantially straight and / or the at least one measuring tube at least in sections, esp. U-shaped or V-shaped, curved.
  • this further comprises a transducer housing.
  • this further comprises a transducer housing and a mechanical, esp. Substantially rigid, coupled electronics housing for a meter electronics of the measuring system.
  • the transducer housing has a, esp. Neck-shaped, connecting piece for holding the electronics housing.
  • the at least one inclination sensor with the transducer housing mechanically, esp. Is substantially rigid and / or permanently connected and / or within the transducer housing, for example, in the connection piece, placed ,
  • the inclination sensor is adapted to detect an inclination of an imaginary plane of reference of the transducer relative to the at least one imaginary reference axis.
  • a reference plane for example, serve between a first inertial main axis of the transducer and a second inertial main axis of the measuring sensor imaginary spanned cutting plane or plane of symmetry of Naturalflußaufillons.
  • the inclination sensor at least temporarily provides a first measurement signal representing an inclination of the first inertial main axis with respect to the at least one imaginary reference axis, and that the inclination sensor at least temporarily provides a second measurement signal representing an inclination of the second inertia main axis relative to the at least one imaginary reference axis.
  • this comprises at least two inclination sensors for detecting an inclination of two main axes of inertia of the measuring transducer relative to the at least one imaginary reference axis.
  • a basic idea of the invention is a mechanically, in particular rigidly and / or permanently, coupled, in particular to a measuring device electronics of the flowmeter sensor transmitting at least temporarily measured values, an inclination sensor to be flowed through by a medium to be measured during operation use to detect and / or monitor an instantaneous inclination of the flow meter corresponding to a slope of at least one main inertia axis of the transducer relative to at least one imaginary reference axis and thus to facilitate compliance with any mounting position for the flow transducer.
  • Fig. 1a, b shows in a first and a second side view
  • Fig. 2 shows in perspective in a side view an embodiment of a suitable for the measuring system shown in Fig. 1a, b in-line measuring device with a transducer of the vibration type, and.
  • Fig. 3 shows a side view of a further embodiment of a by means of an in-line measuring device and a tilt sensor formed measuring system.
  • a measuring system which is suitable and intended, at least one physical parameter, esp. A mass flow m and / or volumetric flow ⁇ / and / or a flow velocity u, one in a - not shown here - pipeline flowing medium, such as a liquid, a gas, a vapor or the like, very robust to measure and in at least a corresponding Parmetermeßwert X M map.
  • the measuring system can also be used to measure one or more such physical parameters of an at least temporarily two- or multi-phase medium.
  • the measuring system comprises for this purpose at least one in-line measuring device 1 for flowing media, which by means of a corresponding in the flow of medium to be measured fürflußauf choirs DA - hereinafter referred to as transducers - and at least temporarily with this in operation electrically coupled measuring device- Electronics E1 is formed.
  • the measuring device electronics E1 can for example be housed directly in the flow sensor DA or in a separate electronics housing of the in-line measuring device or the measuring system, wherein the electronics housing in turn can be supported directly on the fürflußaufsmelling DA turn.
  • the naturalflußauf choir DA also has at least one inserted in the course of the pipeline, extending between an inlet of the fürflußaufdozenss for inflowing medium and an outlet of the fürflußaufêts for effluent medium measuring tube, through which during operation of the measuring system at least temporarily through the medium to be measured is allowed to flow.
  • the at least one measuring tube itself may be formed at least partially substantially straight and / or at least partially curved.
  • the at least one measuring tube itself may be formed at least partially substantially straight and / or at least partially curved.
  • the conducer of the vibration type as in-line measuring device.
  • other in-line meters equally well-established in process automation technology may be used to determine the physical parameter, such as magnetic inductive flowmeters, vortex flowmeters, or ultrasonic flowmeters.
  • the at least one measuring tube surrounding and / or enveloping transducer housing is further provided in Jerusalemflußauf scenery.
  • the measuring system has both an electronics housing for the meter electronics and a transducer housing for the für fluorescence or its at least one measuring tube, further provided that the electronics housing with the transducer Housing mechanically, esp. Essentially rigid, is coupled.
  • the electronics housing on the transducer housing this may for example have a corresponding, esp. Neck-shaped, connecting piece.
  • the Sirius DA in particular serves to at least temporarily generate at least one measurement signal S 1 , the at least one physical parameter, such as a flow rate, a mass flow m, a volumetric flow v, a density around / or a viscosity h, of In the measuring tube located medium is influenced and in so far with the parameter corresponding, esp. Quantitative, corresponds.
  • the at least one measuring signal For generating the at least one measuring signal, a sensor arrangement of the in-line measuring device arranged at the measuring tube and / or in its vicinity is used which at least indirectly responds to changes in the at least one physical parameter of the medium in a manner correspondingly influencing the at least one measuring signal.
  • the meter electronics periodically updates the parameter reading during operation.
  • Meter electronics further designed so that they are in operation Measuring system with a higher-level measured value processing unit, such as a programmable logic controller (PLC), a personal computer, a workstation or other process computer, via electronic data transmission system, for example a fieldbus system, measuring and / or other operating data, especially the at least one measured value X M , can exchange.
  • a higher-level measured value processing unit such as a programmable logic controller (PLC), a personal computer, a workstation or other process computer
  • electronic data transmission system for example a fieldbus system
  • measuring and / or other operating data especially the at least one measured value X M
  • the measuring system is provided for coupling to a fieldbus or other communication system, at least the at least one connected to the communication system meter electronics on a corresponding communication interface for data communication, for example for sending the measurement data the previously mentioned programmable logic controller or a higher-level process control system on.
  • the external power supply can be connected to the fieldbus system and supply the measuring system in the manner
  • the in-line measuring device in the embodiment shown here comprises a transducer of the vibration type, which is flowed through during operation of the medium to be measured, and which serves, in a medium flowing through such mechanical reaction forces, esp.
  • a transducer of the vibration type which is flowed through during operation of the medium to be measured, and which serves, in a medium flowing through such mechanical reaction forces, esp.
  • the mass flow dependent Coriolis forces medium-density-dependent inertial forces and / or dependent on the viscosity of the medium friction forces
  • the measurable, esp. Sensory detectable act back on the transducer. Derived from these reaction forces describing the medium, in the manner known to those skilled in the art, e.g. mass flow, density and / or viscosity of the medium are measured.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a physical-electrical serving as a measuring transducer 10 of the vibration type Transducer arrangement shown schematically.
  • the mechanical structure and operation of such a transducer assembly is known in the art and in itself and described for example in US-B 68 60 158, US-A 57 96 011 or US-A 53 59 881 in detail.
  • a transducer according to the embodiment shown here virtually any of those skilled in the art for Coriolis Masse touchfluß- / Dichtemeßtechnik already known transducer, esp.
  • Such a bending vibration type with exclusively or at least proportionately can be used in a bending vibration mode vibrating, curved or straight measuring tube.
  • transducer 10 serving electromechanical transducer assemblies are described, for example, in US-B 66 91 583, US-B 63 08 580, US-A 53 01 557, US-A 53 57 811, US -A 55 57 973, US-A 56 02 345, US-A 56 48 616, WO-A 03/095949 or WO-A 03/095950 described in detail and in detail, the disclosure therefore as belonging to the disclosure of this application is considered.
  • the measuring transducer comprises a measuring tube 10 which is here in sections, essentially straight and partially curved in sections, which is connected to the pipeline via an inlet pipe section 11 which opens on the inlet side and via an outlet pipe section 12 which opens out on the outlet side.
  • Inlet and outlet pipe section 11, 12 are aligned as possible in alignment with one another and with respect to an imaginary longitudinal axis A 1 of the measuring transducer.
  • measuring tube, inlet and outlet pipe piece 11, 12 are advantageously made in one piece, so that their manufacture can serve as a single tubular semi-finished; if necessary, the measuring tube 10 and the inlet and the outlet tube 11, 12 but also by means of single, subsequently assembled, eg sixteengesch calendarter, Semi-finished products are produced.
  • any of the materials customary for such transducers such as steel, Hastelloy, titanium, zirconium, tantalum, etc., can be used.
  • the realization of the invention serving MeßaufNeillr nevertheless from a variety of known from the prior art sensors of the vibration type can be selected in which the at least one measuring tube is curved at least in sections substantially straight and / or at least partially curved.
  • vibration-type transducers are also equipped with two straight or curved measuring tubes through which the medium to be measured flows, for example substantially parallel to one another and / or substantially identical, as described, for example, in US Pat. No. 5,602,345 or US Pat.
  • a 57 96 011 are described, or even those with a single straight measuring tube, see. this also, for example, US-B 68 40 109 or US-B 60 06 609.
  • the inlet pipe piece 11 and the outlet pipe piece 12 in the usual manner further each have a first and second flange 13, 14 integrally formed; if necessary, inlet and outlet pipe sections 11, 12 but also directly to the pipeline, e.g. by welding or brazing.
  • the measuring tube 10 receiving transducer housing 100 is provided, which is rather bending and torsional stiff compared to the measuring tube.
  • the Meßaufsmelling housing 100 serves to einhausen the measuring tube 10 and any other components of the sensor and thus protect them from harmful environmental influences and / or attenuate any acoustic emissions of the transducer to the outside.
  • the transducer housing 100 serves Furthermore, to a housing the meter electronics E1 housed electronics housing 200 accordingly.
  • the Meßaufrich housing 100 as mentioned, provided with a neck-like connection piece, to which the electronics housing 200 is fixed accordingly.
  • the box-shaped converter housing 100 shown here it is of course also possible to use other suitable housing shapes, such as tubular structures running coaxially to the measuring tube, which are matched to the particular shape of the measuring tube actually used.
  • the transducer comprises the
  • Embodiment furthermore a counteroscillator 20 for the measuring tube 10, which is fixed by means of an inlet side first coupler 31 at an inlet end of the measuring tube 10 and by means of an outlet side, esp.
  • second coupler 32 at an outlet end of the measuring tube 10.
  • a coupler 31 e.g. one or, as shown in Figure 2
  • two node plates are used, which are respectively mounted on the inlet side respectively on measuring tube 10 and counter-oscillator 20;
  • the coupler 32 can be realized by means of outlet side respectively attached to the measuring tube 10 and counter-oscillator 20 node plates.
  • the here also tubular counteroscillator 20 is spaced from the measuring tube 10 and arranged substantially parallel to this in the transducer.
  • Measuring tube 10 and counteroscillator 20 can be designed so that they have the same or at least similar, esp. Proportional, mass distributions in an identical possible outer space shape. But it may also be advantageous to form the counter-oscillator 20 is not identical to the measuring tube 10; e.g. If necessary, the counteroscillator 20 can also be arranged coaxially to the measuring tube 10 extending in the measuring transducer.
  • f exc excitation frequency
  • the counteroscillator 20 is excited to boom oscillations, in such a way that it oscillates, at least when the medium is stationary, substantially uniformly, but in opposite phase to the measuring tube 10 oscillating in Nutzmode.
  • measuring tube 10 and counter-oscillator 20 then move in the manner of mutually oscillating tuning fork tines.
  • this medium flows and thus the mass flow m is different from zero are induced by means of the vibrating in the Nutzmode measuring tube 10 in the medium flowing Coriolis harness.
  • the instantaneous manifestation of the deformations of the measuring tube 10 is, in particular, dependent on the instantaneous mass flow m with regard to its amplitudes and is detected by means of a corresponding sensor arrangement arranged on the measuring tube.
  • the Coriolis mode as usual in deratigen transducers, as an anti-symmetrical twist mode formed in which the measuring tube 10 and torsional vibrations about an aligned perpendicular to the longitudinal axis A 1 , imaginary vertical axis A 2 of the transducer performs.
  • the exciter or Nutzmodefrequenz f exc is set so that it corresponds exactly to one, esp. Lowest natural natural frequency of the measuring tube 10, so that the measuring tube substantially in accordance with a natural mode of vibration. Since natural natural frequencies of such bending modes of measuring tubes are known to be particularly dependent on the density / "of the medium, by means of the in-line measuring device in addition to the mass flow m and the density / -measured.
  • For generating vibrations of the measuring tube 10 includes the
  • Measuring transducer as already mentioned, further arranged on at least one measuring tube and at least indirectly acting on the medium guided therein electro-physical -hier electrodynamic - exciter 40th
  • This serves to one of a measuring and operating circuit 50 of the meter electronics E1 fed electrical excitation energy E e ⁇ c , for example, with a regulated current and / or a regulated voltage, in a on the measuring tube 10, for example, pulse-like or harmonic, acting and this in the manner described above deflecting excitation force F exc convert.
  • the measuring and operating electronics 50 mentioned a corresponding embodiment is shown in FIG.
  • excitation energy E exc suitable driver circuits are shown for example in US-A 47 77 833, US-A 48 01 897, 48 79 911 or US-A 50 09 109.
  • the excitation force F e ⁇ . c may, as is customary in such transducers, be bidirectional or unidirectional and be set in the manner known to those skilled in the art, for example by means of a current and / or voltage control circuit, in terms of their amplitude and, for example by means of a phase-locked loop, in terms of their frequency ,
  • energizing arrangement 40 can serve, for example, a simple immersion coil arrangement with a cylindrical excitation coil attached to the counter-oscillator 20, which is flowed through by a corresponding exciting current in operation, and a permanent magnet at least partially immersed in the exciter coil, the outside, esp. Centrally, on the measuring tube 10th is fixed. Further, as an exciter assembly 40, for example, also serve an electromagnet.
  • the measuring transducer also comprises a Sensor arrangement 50.
  • the sensor arrangement 50 virtually any of the sensor arrangements customary for such transducers can be used, which detects movements of the measuring tube 10, in particular on the inlet side and outlet side, and converts them into corresponding vibration signals serving as measuring signals supplied by the sensor arrangement.
  • the sensor arrangement 50 may be formed in the manner known to the person skilled in the art by means of a first sensor arranged on the measuring tube 10 on the inlet side and by means of an outlet-side second sensor arranged on the measuring tube 10.
  • oscillations for example, relatively measuring, electrodynamic velocity sensors or even electrodynamic displacement sensors or acceleration sensors can be used as sensors.
  • measuring or optoelectronic sensor arrangements for detecting the vibrations of the measuring tube 10 can also be used by means of resistive or piezoelectric strain gauges.
  • further sensors required for the measurement and / or operation of the transducer such as additional vibration sensors arranged on the counteroscillator 20 and / or on the transducer housing 100, cf.
  • the US-A 57 36 653, or eg also on the measuring tube 10, the counter-oscillator 20 and / or the transducer housing 100 angeordente temperature sensors may be provided, see. also US Pat. No. 4,768,384 or WO-A 00/102816.
  • the flowmeter 10 shown here is practically a multivariable transducer, with which the mass flow rate, m, is determined alternately or simultaneously, based on the two sensor signals S 1 , S 2 and / or the density, r, on the basis of the oscillation frequency f exc and / or the viscosity, h, of the fluid can be detected by excitation current i exc in the context of the present invention, the supplied by the sensor arrangement Schwingungsmeßsignale S 1 , S 2 , the excitation current i exc individually or in combination as a "measurement signal" understood become.
  • an ultrasonic transducer is used as the exciter arrangement in the manner known to those skilled, which is driven by a corresponding exciter signal, couples ultrasonic waves into the fluid in the measuring tube.
  • an ultrasound transducer then usually serves as a sensor arrangement which decouples ultrasonic waves from the fluid and converts them into a corresponding measuring voltage.
  • the installation position of the flow sensor DA in particular its orientation relative to an imaginary given reference axis G, may be of considerable interest.
  • the mounting position may be of concern, for example, if a self-drainability of naturalflußauf facilitiess or provided therein to ensure at least one measuring tube and insofar a predetermined inclination of an imaginary, the inlet and outlet imaginary connecting flow axis of naturalflußiller facilitiess is observed.
  • the flow axis as usual in such Meßaufillonn, substantially parallel to the mentioned longitudinal axis A 1 of the fürflußaufillons.
  • the mentioned flow axis - as well as Naturalflußaufillonn of the type in question quite common also at least partially substantially parallel to one of its main axes of inertia.
  • this inertial main axis of the measuring transducer is also mostly coincidentally coincident with the flow axis.
  • the requirement for a defined mounting position on the one hand and the desire for an immediate detection of the same on the other hand bill is also provided in the inventive measuring system, at least temporarily - possibly also reoccurring - to determine the momenetane inclination of fürflußauf facilitiess and, if necessary, to signal suitable.
  • the determination of the inclination can in each case take place, for example, during the commissioning of the in-line measuring device, ie during its installation in the pipeline and / or immediately thereafter in an initialization phase.
  • the current inclination can be determined recurrently during operation of the in-line meter, for example, for the purpose of monitoring the in-line meter and / or the system itself in accordance with endangered and / or operationally moving applications.
  • the measuring system comprises, in addition to the flow sensor configured here as a transducer of the vibration type, at least one inclination sensor 60, which is in particular substantially rigidly coupled to the measuring transducer and responsive to a change in the inclination of the measuring transducer for sensory detection and / or monitoring a momentary inclination of the flow sensor.
  • the inclination sensor 60 is provided, at least temporarily, during operation, for example, a binary switching signal which signals an impermissibly high deviation of the instantaneous inclination from a prescribed reference value, and / or at least temporarily suppresses the instantaneous inclination of the measuring transducer, at least partially.
  • tilt sensor conventional, in industrial applications, for example, in the automotive industry, proven and known to those skilled in tilt sensors can be used. Examples of such tilt sensors are i.a. DE-A 195 12 374, DE-A 197 52 439, DE-A 100 07 246, DE-A 10 2004 048 747, DE-A 44 35 521, DE-A 42 38 930, DE-A 42 19 823 , EP-A 537 812, EP-A 359 090, US-B 63 11 406, US-A 46 68 846, or US-A 35 99 745 can be removed. It may well be advantageous if the tilt sensor is rather robust and compact and has the smallest possible space requirement.
  • the inclination sensor is integrated into the in-line measuring device and so far as a Komponenete thereof formed.
  • the tilt sensor may be connected thereto accordingly.
  • the at least one tilt sensor within the Transducer housing for example, in the connection piece, is placed; but if necessary, it may also be placed at another suitable location in the in-line gauge, for example on a side wall of the transducer housing or within the electronics housing.
  • the inclination sensor but also externally of the in-line measuring device, for example - as shown in Fig.
  • the inclination sensor can also be temporarily and mechanically and / or electrically coupled to the in-line measuring device.
  • the at least one tilt sensor may further be arranged and aligned with the flow sensor so as to detect exclusively or at least predominantly the inclination of exactly one inertial main axis or to react to a corresponding change in this inclination.
  • the at least one inclination sensor is designed and so in the in-line measuring device, esp. In Humanflußaufsacrificing itself, arranged that it can detect an inclination of an imaginary plane of reference of the transducer relative to the at least one imaginary reference axis.
  • Reference plane may be, for example, that imaginary sectional plane, which is imaginary spanned between a first inertial main axis of the measuring sensor and a second inertial main axis of the measuring transducer.
  • the inclination sensor is arranged to provide, at least temporarily, a first inclination measurement signal representing an inclination of the first principal axis of inertia relative to the at least one imaginary reference axis and to temporarily provide a second inclination measurement signal representing an inclination of the second Inertial main axis opposite the at least one imaginary Represented reference axis.
  • the measuring system has at least two inclination sensors for detecting respectively the inclination of one of the two inertia main axes against each of the at least one imaginary reference axis.
  • the inclination sensor is so formed and arranged in the measuring system that the inclination measuring signal corresponds to this defined inclination accordingly.
  • the inclination of the flow sensor to be determined according to another embodiment of the invention is defined by the inclination of a substantially perpendicular to the flow axis of inertia main axis of naturalflußaufillons relative to the aforementioned reference axis and the inclination sensor provides a corresponding Inklinationsmeßsignal.
  • Switching signal is this coupled according to an embodiment of the invention with the meter electronics.
  • the measuring device electronics can at least temporarily generate a message which at least qualitatively signals a deviation of the momentary inclination of the flow sensor from a reference value predetermined for it.
  • the deviation may, for example, be temporary, eg during a set-up and adjustment phase during installation of the flow meter in the pipeline or during operation due to a temporary change in position of the flow sensor, or even permanently, eg as a result of destruction of the pipeline.
  • the measuring system further coupled to the tilt sensor, esp. Connected to the meter electronics, display element 70 is provided.
  • the signaling can be effected, for example, by displaying the extent and / or direction of the deviation symbolically by means of directional arrows and / or coloring and thus already providing the user with information about how the installation error is to be corrected.
  • an electro-mechanical exciter arrangement is provided in the flow sensor, it can be used, for example, for alarm generation, by controlling it, for example with signals lying outside the usual payload frequency range, so that an out-of-use mode range is available the signaling according to suitable vibration mode of Naturalflußaufillons, esp. Its transducer housing, is excited.
  • the measuring device electronics can be designed, for example, such that, taking into account the momentarily measured inclination of the measuring transducer, a corresponding message is output when an admissible deviation of the instantaneous inclination has been determined by the respective predetermined reference value.
  • the message generated by the meter electronics signals according to a further embodiment of the invention, at least temporarily, a permissible deviation of the momentary inclination of the predetermined reference value, eg ingestalt a green signal light and / or a plain text message.
  • the meter electronics may also be designed such that taking into account the currently measured inclination of the Then, a corresponding message is output to the measuring transducer when an impermissible deviation of the momentary inclination has been determined by the respective predetermined reference value.
  • the signal generated by the meter electronics taking into account the momentary inclination of the transducer signaled according to another embodiment of the invention, at least temporarily an impermissibly high deviation of the momentary inclination of the reference value given for this or at least the current installation position of the transducer as for the operation of In -Line meter is inappropriate to look at, eg ingestalt a red signal light and / or a plain text message.
  • the message generated by means of the momentarily measured inclination of the measuring transducer - or rather the information thus transmitted to the receiver - can be, for example, such that, depending on the current installation situation, it allows the measuring tube and, insofar, also the measuring transducer, to guarantee a permissible deviation of the measuring tube momentary inclination signaled by the reference value given for that purpose, or that it signals a self-drainability of the measuring tube and in the same time also of the measuring transducer non-guaranteeing, impermissibly high deviation of the momentary inclination from the reference value given for this purpose.
  • At least internally recurring an Inklinationsmeßwert is generated by the meter electronics, which represents the deviation of the momentary inclination of the predetermined reference value at least bivalent, especially multivalued.
  • the Inklinationsmeßwert the deviation can be determined, for example, quantitatively in degrees or qualitatively in suitability grades and optionally issued as a corresponding message.
  • the measuring device electronics generate the at least one parameter measured value using also the momentary inclination measuring value.
  • the measuring device electronics can also be designed such that measured values are not generated or at least not output when the momentary inclination measurement value corresponds to an inadmissibly high deviation of the momentary inclination from the reference value specified for it.
  • the meter electronics used the Inklinationsmeßwert for compensating associated with the current inclination measurement errors and / or for validation of the current Parameternesßwerts.
  • the measured values supplied by the in-line measuring device are possibly generated at most or at least only output as a valid measured value if the at least one inclination measuring signal does not signal an inadmissible installation position.

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Abstract

Das Messgerät weist einen im Betrieb von einem zu messenden Medium durchströmten Messaufnehmer (DA) auf. Zum Überwachen einer Einbaulage des Durchflussaufnehmers ist beim erfindungsgemässen Verfahren vorgesehen, unter Verwendung eines geeigneten Neigungssensors (60) eine momentane Inklination des Messaufnehmers zu ermitteln, die mit einer Neigung wenigstens einer Trägheitshauptachse des Messaufnehmers gegenüber wenigstens einer gedachten Bezugsachse (G) korrespondiert.

Description

Verfahren zum Inbetriebnehmen und/oder Überwachen eines In-Line-Meßgeräts
Die Erfindung betriftt einen ein Verfahren zum Inbetriebnehmen und/oder Überwachen eines In-Line-Meßgeräts sowie ein Meßsystem zum Messen wenigstens eines physikalischen Parameters, insb. eines Massedurchflusses und/oder einer Dichte und/oder einer Viskosität, eines in einer Rohrleitung strömenden Mediums. In der Prozeßmeß- und Automatisierungstechnik werden für die hochgenaue Messung physikalischer Parameter, wie z.B. dem Massedurchfluß, der Dichte und/oder der Viskosität, eines in einer Rohrleitung strömenden Mediums, beispielsweise einem Gas und/oder einer Flüssigkeit, oftmals solche mittels mindestens einem In-Line-Meßgerät gebildte Meßsysteme verwendet, die mittels eines vom Medium durchströmten Meßaufnehmers vom Vibrationstyp und einer daran angeschlossenen Meß- und Betriebsschaltung, im Medium Reaktionskräfte, wie z.B. mit dem Massedurchfluß korrespondierende Corioliskräfte, mit der Dichte korrespondierende Trägheitskräfte oder mit der Viskosität korrespondierende Reibungskräfte etc., bewirken und von diesen abgeleitet ein den jeweiligen Massedurchfluß, ein die jeweilige Vikosität und/oder ein die jeweilige Dichte des Mediums repräsentierendes Meßsignal erzeugen. Derartige In-Line-Meßgeräte mit einem Meßaufnehmer vom Vibrationstyp sowie deren Wirkungsweise sind dem Fachmann an und für sich bekannt und z.B. in der WO-A 03/095950, WO-A 03/095949, der WO-A 02/37063, der WO-A 01/33174, der WO-A 00/57141 , der WO-A 99/39164, der WO-A 98/07009, der WO-A 95/16897, der WO-A 88/03261 , der US 2003/0208325, der US-B 69 10 366, der US-B 68 95 826, der US-B 68 80 410, der US-B 66 91 583, der US-B 66
51 513, der US-B 65 13 393, der US-B 65 05 519, der US-A 60 06 609, der US-A 58 69 770, der US-A 58 61 561 , der US-A 57 96 011 , der US-A 56 16 868, der US-A 56 02 346, der US-A 56 02 345, der US-A 55 31 126, der US-A 53 59 881 , der US-A 53 01 557, der US-A 52 53 533, der US-A
52 18 873, der US-A 50 69 074, der US-A 49 57 005, der US-A48 95 031 , der US-A 48 76 898, der US-A 47 33 569, der US-A 46 60 421 , der US-A 45 24 610, der US-A 44 91 025 oder der US-A 41 87 721 ausführlich und detailiert beschrieben. Zum Führen des strömenden Mediums umfassen die Meßaufnehmer jeweils wenigstens ein in einem zumeist als geschlossenes Aufnehmer-Gehäuse ausgebildeten Trägerrahmen gehaltertes Meßrohr mit einem gebogenen oder geraden Rohrsegment, das zum Erzeugen oben genannter Reaktionskräfte, angetrieben von einer elektromechanischen Erregeranordnung, im Betrieb vibrieren gelassen wird. Zum Erfassen, insb. einlaßseitger und auslaßseitiger, Vibrationen des Rohrsegments weisen die Meßaufnehmer ferner jeweils eine auf Bewegungen des Rohrsegments reagierende Sensoranordnung auf. Bei Coriolis-Massedurchflußmeßgeräten beruht die Messung des
Massedurchflusses eines in einer Rohrleitung strömenden Mediums bekanntlich darauf, daß das Medium durch das in Rohrleitung eingefügte und im Betrieb zumindest anteilig lateral zu einer Messrohrachse schwingende Meßrohr strömen gelassen wird, wodurch im Medium Corioliskräfte induziert werden. Diese wiederum bewirken, daß einlaßseitige und auslaßseitige Bereiche des Meßrohrs zueinander phasenverschoben schwingen. Die Größe dieser Phasenverschiebungen dient dabei als ein Maß für den Massedurchfluß. Die Schwingungen des Meßrohrs werden daher mittels zweier entlang des Meßrohres voneinander beabstandeter Schwingungssensoren der vorgenannten Sensoranordnung erfaßt und in Schwingungsmeßsignale gewandelt, aus deren gegenseitiger Phasenverschiebung der Massedurchfluß abgleitet wird. Bereits die eingangs referierte US-A 41 87 721 erwähnt ferner, daß mittels solcher In-Line-Meßgeräte auch die momentane Dichte des strömenden Mediums meßbar ist, und zwar anhand einer Frequenz wenigstens eines der von der Sensoranordnung gelieferten Schwingungsmeßsignale. Überdies wird zumeist auch eine Temperatur des Mediums in geeigneter Weise direkt gemessen, beispielsweise mittels eines am wenigstens einen Meßrohr angeordneten Temperatursensors. Zudem können gerade Meßrohre, zu Torsionsschwingungen um eine im wesentlichen mit der jeweiligen Messrohrlängsachse parallel verlaufenden oder koinzidierenden Torsions-Schwingungsachse angeregt, bewirken, daß im hindurchgeführten Medium radiale Scherkräfte erzeugt werden, wodurch wiederum den Torsionsschwingungen signifikant Schwingungsenergie entzogen und im Medium dissipiert wird. Daraus resultierend erfolgt eine erhebliche Bedämpfung der Torsionsschwingungen des schwingenden Meßrohrs zu deren Aufrechterhaltung demzufolge dem Meßrohr zusätzlich elektrische Erregerleistung zugeführt werden muß. Abgeleitet von einer zum Aufrechterhalten der Torsionsschwingungen des Meßrohrs entsprechend erforderlichen elektrischen Erregerleistung, kann in der dem Fachmann bekannten Weise mittels des Meßaufnehmers so beispielsweise auch eine Viskosität des Mediums zumindest nährungsweise bestimmt werden, vgl. hierzu insb. auch die US-A 45 24 610, die US-A 52 53 533, die US-A 60 06 609 oder die US-B 66 51 513. Es kann insoweit im folgenden ohne weiteres vorausgesetzt werden, daß - selbst wenn nicht ausdrücklich beschrieben - mittels moderner In-Line-Meßgeräten mit einem Messaufnehmer vom Vibationstyp, insb. mittels
Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräten, jedenfalls auch Dichte, Viskosität und/oder Temperatur des Mediums gemessen werden können, zumal diese bei der Massendurchflußmessung ohnehin zur Kompensation von Meßfehlern infolge schwankender Mediumsdichte und/oder Mediumsviskosität oftmals heran zu ziehen sind, vgl. hierzu insb. die bereits erwähnten US-B 65 13 393, US-A 60 06 609, US-A 56 02 346, WO-A 02/37063, WO-A 99/39164 oder auch die WO-A 00/36379. Neben derartigen Meßaufnehmern vom Vibrationstyp werden in der Prozeßmeß- und Automatisierungstechnik für die In-Line-Messungen häufig auch In-Line-Meßgeräte mit magnetisch-induktiven Meßaufnehmern oder die Laufzeit von in Strömungsrichtung ausgesendeten Ultraschallwellen auswertende, insb. auch nach dem Doppler-Prinzip arbeitende, Meßaufnehmern eingesetzt. Da der prinzipielle Aufbau und die Funktionsweise solcher magnetisch-induktiven Meßaufnehmer z.B. in der EP-A 1 039 269, US-A 60 31 740, US-A 55 40 103, US-A 53 51 554, US-A 45 63 904 etc. oder solcher Ultraschall-Meßaufnehmer z.B. in der US-B 63 97 683, der US-B 63 30 831 , der US-B 62 93 156, der US-B 61 89 389, der US-A 55 31 124, der US-A 54 63 905, der US-A 51 31 279, der US-A 47 87 252 etc. hinlänglich beschrieben und überdies dem Fachmann ebenfalls hinreichend bekannt sind, kann an dieser Stelle auf eine detailliertere Erläuterung dieser Meßprinzipien verzichtet werden.
[0004] Wie beispielsweise in der US-A 49 57 005 erwähnt, ist in zahlreichen
Anwendungen der industrilellen Meßtechnik ein wichtiges Kriterium für den Betrieb von In-Line-Meßgeräten der beschriebenen Art, das der Durchflußmeßaufnehmer in-situ, also in Einbaulage, entleerbar ist. So erfordern beispielsweise in der Nahrungsmittel-Industrie oder auch der pharmazeutischen Industrie etablierte Standards, z.B. ASME BPE, daß Leitungssegmente über einen weiten Neigungsbereich selbstentleerbar sein müssen. Dementsprechend müssen praktisch sämtliche Leitungssegmente, einschließlich der vom jeweiligen Durchflußaufnehmer realisierten, eine bestimmte Steigung aufweisen, die eine Selbst-Entleerbarkeit des Rohrleitungssystems garantiert. Die geforderte Selbstentleerbarkeit kann für eine Vielzahl von Durchflußmeßaufnehmern auf einfache Weise dadurch realisiert werden, daß beim Einbau des In-Line-Meßgeräts eine auf die tatsächliche Geometrie des wenigstens einen Meßrohrs entsprechend angepaßte Neigung für den Durchflußmeßaufnehmers gewählt ist, die dann im Betrieb bei Leerlaufen der angeschlossenen Rohrleitung auch eine Selbstentleerung des wenisgtens einen Meßrohrs ermöglicht.
[0005] Bei der Verwendung von solchen In-Line-Meßgeräten mit wenigstens einem in den Verlauf der Mediums führenden Rohrleitung eingefügten Meßrohr hat es sich ferner gezeigt, daß bei inhomogenen, insb. zwei- oder mehrphasigen Medien, die damit erzeugten Meßsignale in erheblichem Maße nicht reproduzierbaren Schwankungen unterliegen können, obwohl die die Meßsignale signifikant beinflussenden Mediumsparameter, insb. der Massendurchfluß, praktisch konstant gehaltenen sind, vgl. hierzu auch die eingangs erwähnten US-B 69 10 366, US-B 68 80 410, US-B 65 05 519, US-B 63 11 136 oder US-A 54 00 657. Infolgedessen sind diese Meßsignale bei mehrphasigen Mediumsströmen für eine hoch genaue Messung des jeweiligen physikalischen Strömungsparameters praktisch unbrauchbar. Solche inhomogenen Medien können beispielsweise Flüssigkeiten sein, in die, wie z.B. bei Dosier- oder Abfüllprozessen praktisch unvermeidbar, ein in der Rohrleitung vorhandenes Gas, insb. Luft, eingetragen ist oder aus denen ein gelöstes Medium, z.B. Kohlendioxid, ausgast und zur Schaumbildung führt. Als weitere Beispiele für solche inhomogenen Medien seien ferner auch Emulsionen, Naß- oder Sattdampf sowie Feststoffpartikel mitführende Fluide genannt. Im besonderen ist bei In-Line-Meßgeräten mit einem Meßaufnehmer vom Vibrationstyp, wie beispielsweise auch in der JP-A 10-281846, der EP-A 1 291 639, der US-B 68 80 410, der US-B 65 05 519 oder der US-A 45 24 610 diskutiert, festgestellt worden, daß die von den Schwingungen des Meßrohrs abgeleiteten Schwingungsmeßsignale, insb. auch die erwähnte Phasenverschiebung, bei zwei- oder mehrphasigen Medien trotz dem der Massendurchfluß sowie auch Viskosität und Dichte in den einzelnen Mediumsphasen praktisch konstantgehalten und/oder entsprechend mitberücksichtigt werden, in erheblichem Maße Schwankungen unterliegen und so ggf. für die Messung des jeweiligen physikalischen Strömungsparameters ohne abhelfende Maßnahmen völlig unbrauchbar werden können. Als Ursachen für die mit der Messung von inhomogenen Medien mittels Messaufnehmern vom Vibrationstyp einhergehenden Meßfehler seien exemplarisch das einseitige Anlagern oder Absetzen von in Flüssigkeiten mitgeführten Gasblasen oder Feststoffpartikeln innen an der Messrohrwand und der sogenannte „Bubble-Effekt" erwähnt, bei dem in der Flüssigkeit mitgeführte Gasblasen als Störkörper für quer zur Messrohrlängsachse beschleunigte Flüssigkeitsteilvolumina wirkt. Zur Verringerung der mit zwei- oder mehrphasigen Medien einhergehenden Meßfehler ist beispielsweise in der US-A 45 24 610 vorgeschlagen, den Meßaufnehmer in einer vorgegebenenen, hier im wesentlichen lotrechten, Einbaulage zu verwenden, um eine unerwünschte Verteilung störender Gasblasen zu vermeiden. Neben solchen störenden Einflüssen infolge von Inhomogenitäten im Medium können aber auch Asymmetrien im Strömungsprofil, hervorgerufen beispielsweise durch gekrümmte Meßrohre und/oder bei turbulenter Strömung, zu Abhängigkeiten der Meßgenauigkeit von der Einbaulage des Meßaufnehmers führen.
[0006] Dem Erfordernis einer definierten Einbaulage für Durchflußmeßaufnehmer der beschriebenen Art, insb. einer definierten Ausrichtung des Durchflußaufnehmers bezüglich dieser gedachten Bezugsachse, Rechnung tragend - sei es aus Gründen einer geforderten Selbstentleerbarkeit oder aus Gründen der Meßgenauigkeit - werden von Herstellern solcher In-Line-Meßgeräte dem Anwender üblicherweise Kataloge von geeigneten und gegebenenfalls ungeeigneten Einbaulagen des jeweiligen Meßgeräts zur Verfügung gestellt, wobei sich die geeigneten Einbaulagen zumeist auf im wesentlichen lot- und/oder waagerechte Einbaulagen beschränken. Allerdings hat es sich hierbei ferner gezeigt, daß insbesondere bei Sonderanwendungen, in denen eine im obigen Sinne standardisierte - also vorwiegend lot- oder waagerechte - Einbaulage nicht realisierbar ist oder nicht realsiert werden soll, erhebliche Probleme bei der Gewährleistung einer ausreichenden Meßgenauigkeit und/oder bei der Sicherstellung einer Selbstentleerung des Durchflußaufnehmers auftreten können.
[0007] Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, Meßsystem der in Rede stehenden Art dahingehend zu verbessern, daß es dem Anwender ermöglicht wird, bereits während der Inbetriebnahme - sei es während oder unmittelbar nach dem Einbau des Durchflußaufnehmers - die Eignung der für den Durchflußaufnehmer momentan gewählten Einbaulage a<y-/7σcfestzustellen und insoweit auch die Einhaltung der für das betroffene In-Line-Meßgerät hinsichtlich der Einbaulage festgelegten Spezifikationen sicherzustellen. Anderseits sollen zumindest völlig ungeeignete Einbaulagen dem Anwender möglichst unverzüglich gemeldet werden können.
[0008] Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einem Verfahren zum Inbetriebnehmen und/oder Überwachen eines In-Line-Meßgeräts mit einem im Betrieb von einem zu messenden Medium durchströmten Meßaufnehmer, welches Verfahren einen Schritt des Ermitteins einer momentanen Inklination des Meßaufnehmers umfaßt, die mit einer Neigung wenigstens einer Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers gegenüber wenigstens einer gedachten Bezugsachse korrespondiert.
[0009] Darüber hinaus besteht die Erfindung in einem Meßsystem, umfassend ein einen im Betrieb von einem zu messenden Medium durchströmten Durchflußmeßaufnehmer sowie wenigstens einen Neigungssensor zum Erfassen und/oder Überwachen einer momentanen Inklination des Meßaufnehmers, die mit einer Neigung wenigstens einer Trägheitshaupachse des Meßaufnehmers gegenüber wenigstens einer gedachten Bezugsachse korrespondiert.
[0010] Nach einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt dieses weiters einen Schritt des Erzeugens einer, insb. visuell und/oder akustisch und/oder haptisch wahrnehmbaren, Meldung, die eine Abweichung der momentanen Inklination von einem dafür vorgegebenen Referenzwert zumindest qualitativ signalisiert.
[0011] Nach einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meldung zumindest zeitweise eine, beispielsweise Selbstentleerbarkeit des Meßaufnehmers garantierende, zulässige Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert signalisiert und/oder daß die Meldung zeitweise eine, beispielsweise Selbstentleerbarkeit des Meßaufnehmers nicht garantierende, unzulässig hohe Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert signalisiert.
[0012] Nach einer dritten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schritt des Ermitteins einer momentanen Inklination des Meßaufnehmers weiters einen Schritt des Messens der momentanen Inklination umfaßt.
[0013] Nach einer vierten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt diese weiters einen Schritt des Erzeugens einer, insb. vor Ort visuell und/oder akustisch und/oder haptisch wahrnehmbaren, Meldung, die eine momentane Einbaulage des Meßaufnehmers als für den Betrieb des In-Line-Meßgeräts ungeeignet signalisiert, unter Berücksichtigung der momentanen Inklination des Meßaufnehmers.
[0014] Nach einer fünften Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt dieses weiters einen Schritt des Erzeugens eines Inklinationsmeßwerts, der die Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert zumindest zweiwertig, insb. mehrwertig, repräsentiert.
[0015] Nach einer sechsten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt dieses weiters Schritte des sensorischen Erfassens der momentanen Inklination mittels eines auf eine Änderung der Inklination des Meßaufnehmers reagierenden, insb. im wesentlichen starr an den Meßaufnehmer gekoppelten, Neigungssensors und des Erzeugens eines die momentane Inklination des Meßaufnehmers repräsentierenden Meßsignals.
[0016] Nach einer siebenten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß die Inklination des Meßaufnehmers mit einer Neigung einer gedachten, zwischen einer ersten Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers und einer zweiten Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers imaginär aufgespannten Bezugsebene des Meßaufnehmers gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse korrespondiert.
[0017] Nach einer achten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt dieses weiters Schritte des Strömenlassens von zu messendem Medium durch den Meßaufnehmer, des Erfassens wenigstens eines Parameters von im Meßaufnehmer befindlichem Medium sowie des Erzeugens wenigstens eines den Parameter quantitativ repräsentierenden Parametermeßwerts.
[0018] Nach einer Weiterbildung der achten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Schritt des Erfassens des wenigstens einen Parameters weiters einen Schritt des Erzeugens wenigstens eines mit dem Parameter korrespondierenden Meßsignals umfaßt. Dabei kann der Schritt des Erzeugens des wenigstens einen Parametermeßwerts weiters einen Schritt des Verwendes des mit dem Parameter korrespondierenden Meßsignals umfassen.
[0019] Nach einer anderen Weiterbildung der achten Ausgestaltung des
Verfahrens der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß dieses weiters einen Schritt des Erzeugens eines Inklinationsmeßwerts, der die Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert zumindest zweiwertig, insb. mehrwertig, repräsentiertund daß der Schritt des Erzeugens des wenigstens einen Parametermeßwerts weiters einen Schritt des Verwendens auch des momentanen Inklinationsmeßwerts, insb. zur Kompensation von mit der momentanen Inklination einhergehenden Meßfehlern und/oder zur Validierung des Parametermeßwerts, umfaßt. Ferner ist vorgesehen, daß der Schritt des Erzeugens wenigstens eines die Meßgröße quantitativ repräsentierenden Meßwerts dann erfolgt, wenn der Inklinationsmeßwert mit einer zulässigen Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert korrespondiert und/oder daß der Schritt des Erzeugens wenigstens eines die Meßgröße quantitativ repräsentierenden Meßwerts dann nicht erfolgt, wenn der Inklinationsmeßwert mit einer unzulässig hohen Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert korrespondiert.
[0020] Nach einer neunten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß der Meßaufnehmer eine einen Einlaß für einströmendes Medium und einen Auslaß für ausströmendes Medium aufweist. Nach einer Weiterbildung der neunten Ausgestaltung der Erfindung ist als die die Inklination des Meßaufnehmers zumindest anteilig definierende Trägheitshaupachse des Meßaufnehmers jene gewählt, die im wesentlichen parallel zu einer gedachten, Einlaß und Auslaß imaginär verbindende Strömungsachse verläuft, insb. mit dieser koinzident ist. Nach einer anderen Weiterbildung der neunten Ausgestaltung der Erfindung ist als die die Inklination des Meßaufnehmers zumindest anteilig definierende Trägheitshaupachse des Meßaufnehmers jene gewählt, die im wesentlichen senkrecht zu einer gedachten, Einlaß und Auslaß imaginär verbindende Strömungsachse verläuft.
[0021] Nach einer zehnten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß als Bezugsachse eine in Richtung der Erbeschleunigung weisende gedachte Fallline gewählt ist.
[0022] Nach einer elften Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß der Meßaufnehmer wenigstens ein Meßrohr zum Führen von zu messendem Medium umfaßt. Nach einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das wenigstens eine Meßrohr zumindest abschnittsweise im wesentlichen gerade ist und/oder wobei das wenigstens eine Meßrohr zumindest abschnittsweise gekrümmt, insb. zumindest abschnittsweise im wesentlichen U- oder V-förmig ausgebildet, ist.
[0023] Nach einer ersten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist vorgesehen, daß der Neigungssensor zumindest zeitweise ein die momentane Inklination des Meßaufnehmers zumindest anteilig repräsentierendes Meßsignal liefert und/oder daß der Neigungssensor zumindest zeitweise ein Schaltsignal liefert, das eine unzulässig hohe Abweichung der momentanen Inklination von einem dafür vorgegebenen Referenzwert signalisiert.
[0024] Nach einer zweiten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung umfaßt dieses weiters eine Meßgerät-Elektronik. Diese ist nach einer Weiterbildung der zweiten Ausgestaltung der Erfindung mit dem Durchflußaufnehmer elektrisch gekoppelt. Ferner ist vorgesehen, daß der Durchflußaufnehmer im Betrieb wenigstens einen Parameters des Mediums erfaßt und wenigstens ein mit dem Parameter korrespondierendes Meßsignal liefert, und daß die Meßgerät-Elektronik im Betrieb mittels des wenigstens einen Meßsignals wenigstens einen den Parameter quantitativ repräsentierenden Parametermeßwert gerneriert. Nach einer andern Weiterbildung der zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist die Meßgerät-Elektronik mit dem wenigstens einen Neigungssensor, insb. leitungsgebunden, elektrisch gekoppelt. Ferner ist hierbei vorgesehen, daß die Meßgerät-Elektronik mittels des vom Neigungssensor gelieferten Meßsignals und/oder mittels des vom Neigungssensor gelieferten Schaltsignals zeitweise eine Meldung generiert, die eine Abweichung der momentanen Inklination von einem dafür vorgegebenen Referenzwert zumindest qualitativ signalisiert.
[0025] Nach einer dritten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung umfaßt dieses weiters ein mit dem Neigungssensor gekoppeltes, insb. an die Meßgerät-Elektronik angeschlossenes, Anzeigeelement zum Signalisieren einer mit der momentanen Inklination des Meßaufnehmers korrespondierenden Einbaulage des Durchflußaufnehmers.
[0026] Nach einer vierten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung umfaßt dieses weiters ein Elektronik-Gehäuse für die Meßgerät-Elektronik.
[0027] Nach einer fünften Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung umfaßt der Durchflußmeßaufnehmer wenigstens ein, insb. von einem Aufnehmer-Gehäuse umgebenens und/oder eingehülltes, Meßrohr zum Führen von zu messendem Medium. Nach einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Meßrohr zumindest abschnittsweise im wesentlichen gerade ist und/oder ist das wenigstens eine Meßrohr zumindest abschnittsweise, insb. im wesentlichen U- oder V-förmig, gekrümmt.
[0028] Nach einer sechsten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung umfaßt dieses weiters ein Aufnehmer-Gehäuse.
[0029] Nach einer siebenten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung umfaßt dieses weiters ein Aufnehmer-Gehäuse sowie ein damit mechanisch, insb. im wesentlichen starr, gekoppeltes Elektronik-Gehäuse für eine Meßgerät-Elektronik des Meßsystems. Nach einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung weist das Aufnehmer-Gehäuse einen, insb. halsförmigen, Anschlußstutzen zum Haltern des Elektronik-Gehäuses auf. Nach einer anderen Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der wenigstens eine Neigungssensor mit dem Aufnehmer-Gehäuse mechanisch, insb. im wesentlichen starr und/oder dauerhaft, verbunden ist und/oder innerhalb des Aufnehmer-Gehäuses, beispielsweise im Anschlußstutzen, plaziert ist.
[0030] Nach einer achten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist der Neigungssensor geeignet, eine Neigung einer gedachten Bezugsebene des Meßaufnehmers gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse zu erfassen. Als Bezugsebene kann beispielsweise eine zwischen einer ersten Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers und einer zweiten Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers imaginär aufgespannte Schnittebene oder Symmetrieebene des Durchflußaufnehmers dienen. Ferner ist bei dieser Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Neigungssensor zumindest zeitweise ein erstes Meßsignal liefert, das eine Neigung der ersten Trägheitshauptachse gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse repräsentiert, und daß der Neigungssensor zumindest zeitweise ein zweites Meßsignal liefert, das eine Neigung der zweiten Trägheitshauptachse gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse repräsentiert.
[0031] Nach einer neunten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung umfaßt dieses wenigstens zwei Neigungssensoren zum Erfassen einer Neigung zweier Trägheitshaupachsen des Meßaufnehmers gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse.
[0032] Ein Grundgedanke der Erfidnung besteht darin, einen mit einem im Betrieb von einem zu messenden Medium durchströmten Durchflußmeßaufnehmer mechanisch, insb. starr und/oder dauerhaft, gekoppelten, insb. an eine Meßgerät-Elektronik des Durchflußaufnehmers zumindest zeitweise Meßwerte sendenden, Neigungssensors zu verwenden, um eine momentanen Inklination des Durchflußmeßaufnehmers, die mit einer Neigung wenigstens einer Trägheitshaupachse des Meßaufnehmers gegenüber wenigstens einer gedachten Bezugsachse korrespondiert, zu erfassen und/oder zu überwachen und somit das Einhalten einer für den Durchflußaufnehemr allfällig vorgegebene Einbaulage zu vereinfachen.
[0033] Die Erfindung und weitere Vorteile werden nachfolgend anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind; gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Falls es der Übersichtlichkeit dienlich ist, wird auf die Angabe bereits vergebener Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet.
[0034] Fig. 1a, b zeigt in einer ersten und einer zweiten Seitenansicht ein
Ausführungsbeispiel eines mittels eines In-Line-Meßgeräts und eines Neigungssensor gebildeten Meßsystems,
[0035] Fig. 2 zeigt perspektivisch in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines für das in Fig. 1a, b gezeigte Meßsystem geeigneten In-Line-Meßgeräts mit einem Meßaufnehmer vom Vibrations-Typ, und.
[0036] Fig. 3 zeigt in einer Seitenansicht ein weiters Ausführungsbeispiel für ein mittels eines In-Line-Meßgeräts und eines Neigungssensor gebildetes Meßsystem.
[0037] In den Fig. 1a, b ist ein Ausführungsbeispiel für ein Meßsystem dargestellt, das dafür geeignet und dafür vorgesehen ist, wenigstens einen physikalischen Parameter, insb. einen Massendurchfluß m und/oder Volumendurchfluß ι/und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit u, eines in einer - hier nicht dargestellten - Rohrleitung strömenden Mediums, beispielsweise einer Flüssigkeit, einem Gas, einem Dampf oder dergleichen, sehr robust zu messen und in wenigstens einen entsprechenden Parmetermeßwert XM abzubilden. Des weiteren kann das Meßsystem auch dafür verwendet werden, einen oder mehrere solcher physikalischen Parameter von einem zumindest zeitweise zwei- oder mehrphasigen Medium zu messen.
[0038] Das Meßsystem umfaßt dafür wenigstens ein In-Line-Meßgerät 1 für strömende Medien, das mittels eines entsprechenden im Betrieb von zu messendem Medium durchströmten Durchflußaufnehmers DA - im folgenden kurz Meßaufnehmer - sowie einer mit diesem im Betrieb zumindest zeitweise elektrisch gekoppelten Meßgerät-Elektronik E1 gebildet ist. Die Meßgerät-Elektronik E1 kann beispielsweise unmittelbar im Durchflußaufnehmer DA oder auch in einem separaten Elektronik-Gehäuse des In-Line-Meßgeräts bzw. des Meßsystems untergebracht sein, wobei das Elektronik-Gehäuse seinerseits wiederum unmittelbar am Durchflußaufnehmer DA gehaltert sein kann.
[0039] Der Durchflußaufnehmer DA weist ferner wenigstens ein in den Verlauf der Rohrleitung eingesetztes, zwischen einem Einlaß des Durchflußaufnehmers für einströmendes Medium und einen Auslaß des Durchflußaufnehmers für ausströmendes Medium verlaufendes Meßrohr auf, durch das im Betrieb des Meßsystems zumindest zeitweise das zu messenden Medium hindurch strömen gelassen wird. Das wenigstens eine Meßrohr selbst kann zumindest abschnittsweise im wesentlichen gerade und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet sein. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel dient ein Coriolis-Massendurchfluß-/ Dichte- und/oder Viskositätsmesser, bei dem der Durchflußaufnehmer DA als Messaufnehmer vom Vibrationstyp ausgebildet ist, als In-Line-Meßgerät. Allerdings können hierbei auch andere, in der Prozeßautomatisierungstechnik gleichermaßen etablierte In-Line-Meßgeräte zum Ermitteln des physikalischen Parameter verwendet werden, wie z.B. magnetisch-induktive Durchflußmesser, Vortex-Durchflußmeßgeräte oder auch Ultraschall-Durchflußmeßgeräte.
[0040] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist im Durchflußaufnehmer ferner ein das wenigstens eine Meßrohr umgebendes und/oder einhüllendes Aufnehmer-Gehäuse vorgesehen. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist für den Fall, daß das Meßsystem sowohl ein Elektronik-Gehäuse für die Meßgerät-Elektronik sowie ein Aufnehmer-Gehäuse für den Durchflußaufnehmer bzw. dessen wenigstens eines Meßrohr aufweist, ferner vorgesehen daß das Elektronik-Gehäuse mit dem Aufnehmer-Gehäuse mechanisch, insb. im wesentlichen starr, gekoppelt ist. Zum Haltern des Elektronik-Gehäuses am Aufnehmer-Gehäuse kann dieses beispielsweise einen entsprechenden, insb. halsförmigen, Anschlußstutzen aufweisen.
[0041] Der Durchflußaufnehmer DA im besonderen dient dazu, zumindest zeitweise wenigstens ein Meßsignal S1 zu erzeugen, das von wenigstens einem physikalischen Parameter, beispielsweise einer Strömungsgeschwindigkeit, einem Massendurchfluß m, einem Volumendurchfluß v, einer Dichte rund/oder einer Viskosität h, des im Meßrohr befindlichen Mediums beeinflußt ist und insoweit mit dem Parameter entsprechend, insb. auch quantitativ, korrespondiert. Zum Erzeugen des wenigstens einen Meßsignals dient eine am Meßrohr und/oder in dessen Nähe angeordnete Sensoranordnung des In-Line-Meßgeräts, die zumindest mittelbar auf Änderungen des wenigstens einen physikalischen Parameters des Mediums in einer das wenigstens eine Meßsignal entsprechend beeinflussenden Weise reagiert. Unter Verwendung des wenigstens einen Meßsignals aktualisiert die Meßgerät-Elektronik im Betrieb wiederkehrend den Parametermeßwert.
[0042] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
Messgerät-Elektronik ferner so ausgelegt, daß sie im Betrieb das Meßsystem mit einer diesem übergeordneten Messwertverarbeitungseinheit, beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), einem Personalcomputer, einer Workstation oder einem anderen Prozeßrechner, via elektronischem Datenübertragungssystem, beipielsweise einem Feldbussystem, Meß- und/oder andere Betriebsdaten, insb. auch den wenigstens einen Messwert XM, austauschen kann. Für diesen vorgenannten Fall, daß das Meßsystem für eine Ankopplung an ein Feldbus- oder ein anderes Kommunikationssystem vorgesehen ist, weist zumindest die wenigstens eine an das Kommunikationssystem angeschlossene Meßgerät-Elektronik eine entsprechende Kommunikations-Schnittstelle für eine Datenkommunikation auf, z.B. zum Senden der Meßdaten an die bereits erwähnte speicherprogrammierbare Steuerung oder ein übergeordnetes Prozeßleitsystem, auf. Hierfür können beispielsweise in der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik entsprechend etablierte Standardschnittstellen zum Einsatz kommen. Darüber hinaus kann auch die externe Energieversorgung an das Feldbussystem angeschlossen sein und das Meßsystem in der vorbeschriebenen Weise direkt via Feldbussystem mit Energie versorgen.
[0043] Wie bereits angedeutet, umfasst das In-Line-Meßgerät im hier gezeigten Ausführungsbeispiel einen Meßaufnehmer vom Vibrationstyp, der im Betrieb vom zu messenden Medium durchströmt ist, und der dazu dient, in einem hindurchströmenden Medium solche mechanische Reaktionskräfte, insb. vom Massendurchfluß abhängige Corioliskräfte, von der Mediumsdichte abhängige Trägheitskräfte und/oder von der Mediumsviskosität abhängige Reibungskräfte, zu erzeugen, die meßbar, insb. sensorisch erfaßbar, auf den Meßaufnehmer zurückwirken. Abgeleitet von diesen das Medium beschreibenden Reaktionskräften können so in der dem Fachmann bekannten Weise z.B. der Massendurchfluß, die Dichte und/oder die Viskosität des Mediums gemessen werden.
[0044] In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer als Messaufnehmer 10 vom Vibrations-Typ gezeigt dienenden physikalisch-elektrischen Wandleranordnung schematisch dargestellt. Der mechanische Aufbau und die Funktionsweise einer derartigen Wandleranordnung ist dem Fachmann an und für sich bekannt und z.B. auch in der US-B 68 60 158, der US-A 57 96 011 oder der US-A 53 59 881 detailiert beschrieben. Es sei an dieser Stelle ferner darauf verwiesen, daß zur Realisierung der Erfindung anstelle eines Meßaufnehmers gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel praktisch jeder der dem Fachmann für Coriolis-Massedurchfluß-/ Dichtemeßgeräte bereits bekannten Meßaufnehmer, insb. auch ein solcher vom Biegeschwingungstyp mit ausschließlich oder zumindest anteilig in einem Biegeschwingungsmode vibrierendem, gebogenem oder geradem Meßrohr, verwendet werden kann. Weitere geeignete Ausführungsformen für solche als Meßaufnehmer 10 dienende elektro-mechanische Wandleranordnungen sind z.B. in der US-B 66 91 583, der US-B 63 08 580, der US-A 53 01 557, der US-A 53 57 811 , der US-A 55 57 973, der US-A 56 02 345, der US-A 56 48 616, WO-A 03/095949 oder der WO-A 03/095950 ausführlich und detailliert beschrieben, deren Offenbarung daher als zur Offenbarung dieser Anmeldung zugehörig erachtet wird. Alternativ dazu können z.B. auch dem Fachmann bekannte magnetisch-induktive Meßaufnehmer, thermische Durchflußaufnehmer, Vortex-Durchflußaufnehmer oder auch Ultraschall-Meßaufnehmer verwendet werden. Zum Führen des zu messenden Fluids umfaßt Meßaufnehmer ein - hier einziges, abschnittsweise im wesentlichen gerades und abschnittsweise gekrümmtes - Meßrohr 10, das über ein einlaßseitig mündendes Einlaßrohrstück 11 und über ein auslaßseitig mündendes Auslaßrohrstück 12 an die Rohrleitung angeschlossen ist. Einlaß- und Auslaßrohrstück 11 , 12 sind, zueinander sowie zu einer gedachten Längsachse A1 des Meßaufnehmers möglichst fluchtend ausgerichtet. Darüberhinaus sind Meßrohr, Einlaß- und Auslaßrohrstück 11 , 12 in vorteilhafter Weise einstückig ausgeführt, so daß zu deren Herstellung z.B. ein einziges rohrförmiges Halbzeug dienen kann; falls erforderlich können das Meßrohr 10 sowie das Einlaß- und das Auslaßrohrstück 11 , 12 aber auch mittels einzelner, nachträglich zusammengefügter, z.B. zusammengeschweißter, Halbzeuge hergestellt werden. Zur Herstellung des Meßrohrs 10 kann hierbei praktisch jedes der für solche Meßwandler üblichen Materialien, wie z.B. Stahl, Hastelloy, Titan, Zirkonium, Tantal etc., verwendet werden. Es sei an dieser Stelle darauf verwiesen, daß anstelle des im Ausführungsbeispiel gezeigten Messaufnehmers mit einzigen - hier eher U- oder V-förmigen - Meßrohr, der der Realisierung der Erfindung dienenende Meßaufnehmr gleichwohl aus einer Vielzahl von aus dem Stand der Technik bekannten Messaufnehmern vom Vibrationstyp ausgewählt werden kann, bei denen das wenigstens eine Meßrohr zumindest abschnittsweise im wesentlichen gerade und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmt ist. Beispielsweise eigenen sich auch Meßaufnehmer vom Vibrationstyp mit zwei parallel vom zu messenden Medium durchflossenen, beispielsweise zueinander im wesentlichen parallel verlaufenden und/oder im wesentlichen baugleichen, geraden oder gebogenen Meßrohren, wie sie beispielsweise auch in der US-A 56 02 345 oder der US-A 57 96 011 beschrieben sind, oder auch solche mit einem einzigen geraden Meßrohr, vgl. hierzu beispielsweise auch die US-B 68 40 109 oder die die US-B 60 06 609.
[0046] Für den Fall, daß der Meßaufnehmer lösbar mit der Rohrleitung zu montieren ist, kann dem Einlaßrohrstück 11 und dem Auslaßrohrstück 12 in der üblichen Weise ferner jeweils ein erster bzw. zweiter Flansch 13, 14 angeformt; falls erforderlich können Ein- und Auslaßrohrstück 11 , 12 aber auch direkt mit der Rohrleitung, z.B. mittels Schweißen oder Hartlötung, verbunden werden.
[0047] Ferner ist, wie in den Fig. 2 schematisch dargestellt, am ein Ein- und am Auslaßrohrstück 11 , 12 fixiertes, das Meßrohr 10 aufnehmendes Wandlergehäuse 100 vorgesehen, das im Vergleich zum Meßrohr eher biege- und torsionssteif ausgebildet ist. Neben dem schwingfähigen Haltern des Meßrohrs dient das Meßaufnehmer-Gehäuse 100 dazu das Meßrohr 10 sowie allfällige weitere Komponenten des Messaufnehmers einzuhausen und diese somit vor schädlichen Umgebungseinflüssen zu schützen und/oder allfällige Schallemissionen des Meßaufnehmers nach außen hin zu dämpfen. Überdies dient das Meßaufnehmer-Gehäuse 100 ferner auch dazu ein die Meßgerät-Elektronik E1 einhausendes Elektronik-Gehäuse 200 entsprechend zu haltern. Hierzu ist das Meßaufnehmer-Gehäuse 100, wie erwähnt, mit einem halsartigen Anschlußstutzen versehen, an dem das Elektronik-Gehäuse 200 entsprechend fixiert ist. Anstelle des hier gezeigten eher kastenförmigen Wandlerghäuses 100 können selbstverständlich auch andere, auf die jeweilige Form des tatsächlich verwendeten Meßrohrs abgestimmte geeignete Gehäuseformen, wie z.B. rohrförmigen, koaxial zum Messrohr verlaufenden Strukturen, verwendete werden.
[0048] Wie in der Fig. 2 dargestellt, umfaßt der Meßaufnehmer des
Ausführungsbeispiels weiters einen Gegenschwinger 20 für das Meßrohr 10, der mittels eines einlaßseitgen ersten Kopplers 31 an einem Einlaßende des Meßrohrs 10 und und mittels eines auslaßseitigen, insb. zum Koppler 31 identisch geformten, zweiten Kopplers 32 an einem Auslaßende des Meßrohrs 10 schwingfähig fixiert ist. Als Koppler 31 können hierbei z.B. eine oder, wie auch in der Fig. 2 gezeigt, zwei Knotenplatten dienen, die in entsprechender weise einlaßseitig jeweils an Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 befestigt sind; analog dazu kann auch der Koppler 32 mittels auslaßseitig jeweils an Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 befestigten Knotenplatten realisiert werden. Der hier ebenfalls rohrförmige Gegenschwinger 20 ist vom Meßrohr 10 beabstandet und zu diesem im wesentlichen parallel ausgerichtet im Meßwandler angeordnet. Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 können dabei so ausgeführt sein, daß sie bei einer möglichst identischen äußeren Raumform gleiche oder zumindest einander ähnliche, insb. zueinander proportionale, Massenverteilungen aufweisen. Es kann aber auch von Vorteil sein, den Gegenschwinger 20 nicht-identisch zum Meßrohr 10 zu formen; z.B. kann der Gegenschwinger 20 auch, falls erforderlich, koaxial zum Meßrohr 10 verlaufend im Meßwandler angeordnet sein.
[0049] Zum Erzeugen oben genannter Reaktionskräfte im Fluid wird das Meßrohr 13 im Betrieb des Meßaufnehmers 10, angetrieben von einer mit dem Meßrohr 10 gekoppelten elektro-mechanischen Erregeranordnung 40, bei einer vorgebbaren Erregerfrequenz fexc, insb. einer natürlichen Resonanzfrequenz, im sogenannten Nutzmode vibrieren gelassen und somit in vorgebbarer Weise elastisch verformt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Messrohr 10, wie bei derartigen Meßwandlern vom Vibrations-Typ üblich, im Nutzmode zu Auslegerschwingungen so angeregt, daß es sich, um eine mit dem Einlaßrohrstück 11 und dem Auslaßrohrstück 12 im wesentlichen fluchtende gedachte Längsachse A1 des Meßaufnehmers pendelnd, zumindest anteilig auslegerartige Biegeschwingungen um diese gedachte Längsachse A1 ausführt. Gleichzeitig wird auch der Gegenschwinger 20 zu Auslegerschwingungen angeregt, und zwar so, daß er, zumindest bei ruhendem Medium, im wesentlichen gleichförmig, jedoch gegenphasig zum im Nutzmode schwingenden Meßrohr 10 oszilliert. Anders gesagt, Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 bewegen sich dann nach der Art von gegeneinander schwingenden Stimmgabelzinken. Für den Fall, daß dabei Medium strömt und somit der Massendurchfluß m von Null verschieden ist, werden mittels des im Nutzmode schwingenden Meßrohrs 10 im hindurchströmenden Medium Corioliskräfte induziert. Diese wiederum wirken auf das Meßrohr 10 zurück und bewirken so in der dem Fachmann bekannten Weise eine zusätzliche, sensorisch erfaßbare Verformung des Meßrohrs 10, die den Biegeschwingungen des Nutzmodes inform eines sogenannten Coriolis-Modes überlagert sind. Die momentane Ausprägung der Verformungen des Meßrohrs 10 ist dabei, insb. hinsichtlich ihrer Amplituden, auch vom momentanen Massendurchfluß m abhängig und wird mittels einer entsprechenden am Meßrohr angeordneten Sensoranordnung erfaßt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Coriolis-Mode, wie bei deratigen Meßwandlern üblich, als ein anti-symmetrischer Twistmode ausgebildet, in dem das Meßrohr 10 auch Drehschwingungen um eine senkrecht zur Längsachse A1 ausgerichteten, gedachten Hochachse A2 des Meßaufnehmers ausführt. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung, ist die Erreger- oder auch Nutzmodefrequenz fexc dabei so eingestellt, daß sie möglichst genau einer, insb. niedrigsten, natürlichen Eigenfrequenz des Meßrohrs 10 entspricht, so daß sich das Meßrohr im wesentlichen gemäß einer natürlichen Eigenschwingungsform ausbiegt. Da natürliche Eigenfrequenzen solcher Biegeschwingungsmoden von Meßrohren bekanntlich in besonderem Maße auch von der Dichte /"des Mediums abhängig sind, kann mittels des In-Line-Meßgerät ohne weiteres zusätzlich zum Massedurchfluß m auch die Dichte /-gemessen werden.
[0051] Zum Erzeugen von Vibrationen des Meßrohrs 10 umfaßt der
Meßaufnehmer, wie bereits erwähnt, ferner eine am wenigstens einen Meßrohr angeordnete und zumindest mittelbar auf das darin geführte Medium einwirkende elektro-physikalischen -hier elektrodynamische - Erregeranordnung 40. Diese dient dazu, eine von einer Meß- und Betriebsschaltung 50 der Meßgerät-Elektronik E1 eingespeiste elektrische Erregerenergie Eeχc, z.B. mit einem geregelten Strom und/oder einer geregelten Spannung, in eine auf das Meßrohr 10, z.B. pulsförmig oder harmonisch, einwirkende und dieses in der vorbeschriebenen Weise auslenkende Erregerkraft Fexc umzuwandeln. Von der erwähnten Meß- und Betriebselektronik 50 ist in Fig. 7 ein entsprechendes Ausführunsgbeispiel gezeigt. Für das Einstellen der Erregerenergie Eexc geeignete Treiberschaltungen sind z.B. in der US-A 47 77 833, der US-A 48 01 897, der 48 79 911 oder der US-A 50 09 109 gezeigt. Die Erregerkraft FeΛ.c kann, wie bei derartigen Meßwandlern üblich, bidirektional oder unidirektional ausgebildet sein und in der dem Fachmann bekannten Weise z.B. mittels einer Strom-und/oder Spannungs-Regelschaltung, hinsichtlich ihrer Amplitude und, z.B. mittels einer Phasen-Regelschleife, hinsichtlich ihrer Frequenz eingestellt werden. Als Erregeranordnung 40 kann z.B. eine einfache Tauchspulenanordnung mit einer am Gegenschwinger 20 befestigten zylindrischen Erregerspule, die im Betrieb von einem entsprechenden Erregerstrom durchflössen ist, und einem in die Erregerspule zumindest teilweise eintauchenden dauermagnetischen Anker dienen, der von außen, insb. mittig, am Meßrohr 10 fixiert ist. Ferner kann als Erregeranordnung 40 z.B. auch ein Elektromagnet dienen.
[0052] Zum Detektieren und Erfassen von Vibrationen, insb. Biegeschwingungen, des Meßrohrs 10 umfaßt der Meßaufnehmer außerdem eine Sensoranordnung 50. Als Sensoranordnung 50 kann praktisch jede der für derartige Meßwandler üblichen Sensoranordnungen verwendet werden, die Bewegungen des Meßrohrs 10, insb. einlaßseitig und auslaßseitig, erfaßt und in entsprechende als von der Sensoranordnung gelieferte Meßsignale dienende Schwingungssignale umwandelt. So kann die Sensoranordnung 50 z.B. in der dem Fachmann bekannten Weise, mittels eines einlaßßseitig am Meßrohr 10 angeordneten ersten Sensors und mittels eines auslaßseitigen am Meßrohr 10 angeordneten zweiten Sensors gebildet sein. Als Sensoren können dabei z.B. Schwingungen relativ messende, elektrodynamische Geschwindigkeitssensoren oder aber auch elektrodynamische Wegsensoren oder Beschleunigungssensoren verwendet werden. Anstelle elektrodynamischer Sensoranordnungen können ferner auch mittels resistiver oder piezo-elektrischer Dehnungsmeßstreifen messende oder opto-elektronische Sensoranordnungen zum Detektieren der Schwingungen des Meßrohrs 10 dienen. Falls erforderlich, können darüber hinaus in der dem Fachmann bekannten Weise noch weitere für die Messung und/oder den Betrieb des Meßwandlers benötigte Sensoren, wie z.B. am Gegenschwinger 20 und/oder am Wandlergehäuse 100 angeordnete zusätzliche Schwingungssensoren, vgl. hierzu auch die US-A 57 36 653, oder z.B. auch am Meßrohr 10, am Gegenschwinger 20 und/oder am Wandlergehäuse 100 angeordente Temperatursensoren vorgesehen sein, vgl. hierzu auch die US-A 47 68 384 oder die WO-A 00/102816. Da es sich bei dem hier gezeigten Durchflußmeßaufnehmer 10 praktisch um einen Mehrgrößen-Meßaufnehmer handelt, mit dem alternierend oder auch simultan z.B. der Massedurchfluß, m, anhand der beiden Sensorsinale S1, S2 und/oder die Dichte, r, anhand der Schwingungsfrequenz fexc und/oder die Viskosität, h, des Fluids anhand des Erregerstroms iexc detektiert werden können im Rahmen der vorliegenden Erfindung die von der Sensoranordnung gelieferten Schwingungsmeßsignale S1, S2, der Erregerstrom iexc einzeln oder auch in Kombination als "Meßsignal" verstanden werden. Gleichermaßen können entsprechende Meßspannungen des ggf. anstelle des Coriolis-Massedurchflußmesser verwendeten magnetisch-induktiven Durchflußmesser, Vortex-Durchflußmeßgerät oder auch Ultraschall-Durchflußmeßgerät Meßsignal im vorgenannten Sinne sein. Es sei ferner noch erwähnt, daß für den Fall, daß als Meßaufnehmer ein magnetisch-induktiver Durchflußaufnehmer dient, anstelle der oben gezeigten Erregeranordnung in der dem Fachmann bekannten Weise eine Spulenanordnung als Erregeranordnung verwendet wird, die, von einem Erregerstrom durchflössen, ein Magnetfeld in das Fluid im Meßrohr einkoppelt. In entsprechender Weise dient dann als Sensoranordnung eine spannungsabgreifende Elektrodenanordnung, die eine im Fluid mittels des oben erwähnten Magnetfelds induzierte Meßspannung auskoppelt. Für den Fall, daß als Meßaufnehmer ein Ultraschall-Durchflußaufnehmer dient, wird in der dem Fachmann bekannten Weise ein Ultraschallwandler als Erregeranordnung verwendet, die, von einem entsprechenden Erregersignal angesteuert ist, Ultraschallwellen in das Fluid im Meßrohr einkoppelt. Ebenso dient dann auch üblicherweise ein Ultraschallwandler als Sensoranordnung, der Ultraschallwellen aus dem Fluid auskoppelt und in eine entsprechende Meßspannung umwandelt. Wie bereits erwähnt, kann für den Betrieb von In-Line-Meßgeräten der vorgenannten Art gegebenenfalls die Einbaulage des Durchflußaufnehmers DA, insb. dessen Ausrichtung bezüglich einer gedachten vorgegebenen Bezugsachse G, von erheblichem Interesse sein. Dies beispielsweise dann, wenn eine Abhängigkeit der Empfindlichkeit des Durchflußaufnehmers und insoweit der Meßgenauigkeit des In-Line-Meßgerät von einer momentanen Inklination I des Meßaufnehmers gegeben ist, die mit einer Neigung oder auch einem Neigungswinkel wenigstens einer, beispielsweise quer zu einer Strömungsrichtung des im wenigstens einen Meßrohr strömenden Mediums ausgerichtete, Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers gegenüber wenigstens einer gedachten Bezugsachse, beispielsweise der lokal in Richtung der Erbeschleunigung weisenden gedachten Fallline, korrespondiert. Solche Abhängigkeiten der Meßgenauigkeit können z.B. bei Anwendungen mit zwei- oder mehrphasigen Medien, bei betriebsbedingt bewegten Durchflußaufnehmern in rotierenden Abfüllanlagen oder auch im Bereich von Strömungsprofil verzerrenden Störern gegeben sein. Desweiteren kann die Einbaulage beispielsweise dann von Belang sein, wenn eine Selbstentleerbarkeit des Durchflußaufnehmers bzw. des darin vorgesehenen wenigstens einen Meßrohrs zu gewährleisten und insoweit eine vorgegebene Neigung einer gedachten, den Einlaß und Auslaß imaginär verbindenden Strömungsachse des Durchflußaufnehmers einzuhalten ist. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft die Strömungsachse, wie bei derartigen Meßaufnehmern üblich, im wesentlichen parallel zur erwähnten Längsachse A1 des Durchflußaufnehmers. Beim hier gezeigten Durchflußaufnehmer ist die erwähnte Strömungsachse - wie bei Durchflußaufnehmern der in Rede stehenden Art durchaus üblich - zudem zumindest anteilig im wesentlichen parallel zu einer von dessen Trägheitshaupachsen. Für den oben beschriebenen Fall, daß der Durchflußaufnehmer ein einziges im wesentlichen gerades Meßrohr auf weist, ist diese Trägheitshaupachse des Meßaufnehmers darüber hinaus zumeist auch durchgehend koinzident mit der Strömungsachse. Dem Erfordernis nach einer definierten Einbaulage einerseits und dem Wunsch nach einer unmittelbaren Detektion derselben anderseits Rechnung tragend ist beim erfindunggemäßen Meßsystem ferner vorgesehen, zumindest zeitweise - gegebenenfalls auch wiederkeherend - die momenetane Inklination des Durchflußaufnehmers zu ermitteln und, falls erforderlich, geeignet zu signalsieren. Das Ermitteln der Inklination kann jeweils beispielsweise während des Inbetriebnehmens des In-Line-Meßgeräts erfolgen, also während dessen Einbau in die Rohrleitung und/oder unmittelbar danach in einer Initialisierungsphase. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann die momentanen Inklination auch während des Betriebes des In-Line-Meßgeräts wiederkehrend ermittelt werden, beispielsweise zum Zwecke der Überwachung des In-Line-Meßgeräts und/oder der Anlage selbst in entsprechend gefährdeten und/oder betriebsgemäß bewegten Anwendungen.
[0056] Zum Ermitteln der Inklination umfaßt das erfindungsgemäße Meßsystem neben dem - hier beispielhaft als Meßaufnehmer vom Vibrationstyp ausgebildeten - Durchflußaufnehmer weiters wenigstens einen, insb. im wesentlichen starr an den Meßaufnehmer gekoppelten, auf eine Änderung der Inklination des Meßaufnehmers reagierenden Neigungssensor 60 zum sensorischen Erfassen und/oder Überwachen einer momentanen Inklination des Durchflußaufnehmers. Der Neigungssensor 60 ist im besonderen dafür vorgesehen, im Betrieb zumindest zeitweise ein, insb. binäres, Schaltsignal, das eine unzulässig hohe Abweichung der momentanen Inklination von einem dafür vorgegebenen Referenzwert signalisiert, und/oder zumindest zeitweise ein die momentane Inklination des Meßaufnehmers zumindest anteilig, insb. mehrwertig, repräsentierendes Inklinationsmeßsignal zu liefern. Als Neigungssensor können herkömmliche, in industriellen Anwendungen, beispielsweise auch in der Automobilindustrie, bewährte und dem Fachmann an und für sich bekannte Neigungssensoren verwendet werden. Beispiele für solche Neigungssensoren sind u.a. der DE-A 195 12 374, DE-A 197 52 439, DE-A 100 07 246, DE-A 10 2004 048 747, DE-A 44 35 521 , DE-A 42 38 930, DE-A 42 19 823, EP-A 537 812, EP-A 359 090, US-B 63 11 406, US-A 46 68 846, oder US-A 35 99 745 entnehmbar. Dabei kann es durchaus von Vorteil sein, wenn der Neigungssensor eher robust ausgebildet und kompakt gehalten ist und einen möglichst geringen Platzbedarf aufweist.
[0057] Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine
Neigungssensor mit dem Durchflußaufnehmer selbst mechanisch, insb. im wesentlichen starr und/oder dauerhaft, verbunden. In vorteilhafter Weise ist der Neigungssensor dabei in das In-Line-Meßgerät integriert und insoweit als eine Komponenete desselben ausgebildet. Für den oben beschriebenen Fall, daß der Durchflußaufnehmer ein Aufnehmer-Gehäuse aufweist, kann der Neigungssensor mit diesem entsprechend verbunden sein. Ferner ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der wenigstens eine Neigungssensor innerhalb des Aufnehmer-Gehäuses, beispielsweise im Anschlußstutzen, plaziert ist; falls erforderlich, kann er aber auch an einer anderen geeigneten Stelle im In-Line-Meßgerät plaziert sein, beispielsweise an einer Seitenwand des Aufnehmer-Gehäuses oder auch innerhalb des Elektronik-Gehäuses. Falls erforderlich, kann der Neigungssensor aber auch extern des In-Line-Meßgeräts, beispielsweise - wie auch in Fig. 3 exemplarisch dargestellt - in dessen unmittelbarer Nähe und/oder auf der angeschlossenen Rohrleitung unmittelbar vor oder nach den oben erwähnten Anschlußflanschen, plaziert sein und über eine externe Datenverbindung, beispielsweise eine Signalleitung, mit diesem entsprechend kommunizieren, insb. Inklinationsmeßsignale oder entsprechende Inklinationsmeßwerte senden. Gegebenenfalls kann der Neigungssensor dabei auch nur temporär mit dem In-Line-Meßgerät mechanisch und/oder elektrisch gekoppelt sein. Der wenigstens eine Neigungssensor kann ferner so angeordnet und zum Durchflußaufnehmer ausgerichtet sein, daß er ausschließlich oder zumindest überwiegend die Neigung genau einer Trägheitshauptachse erfaßt bzw. auf eine entsprechende Änderung dieser Neigung reagiert. Darüberhinaus ist der wenigstens eine Neigungssensor gemäß einer Weiterbildung der Erfindung so ausgebildet und so im In-Line-Meßgerät, insb. im Durchflußaufnehmer selbst, angeordnet, daß er eine Neigung einer gedachten Bezugsebene des Meßaufnehmers gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse erfassen kann. Bezugsebene kann beispielsweise jene gedachte Schnittebene sein, die zwischen einer ersten Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers und einer zweiten Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers imaginär aufgespannt ist. Dementsprechend ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Neigungssensor so ausgebildet, daß er zumindest zeitweise ein erstes Inklinationsmeßsignal liefert, das eine Neigung der ersten Trägheitshauptachse gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse repräsentiert, und daß er zeitweise ein zweites Inklinationsmeßsignal liefert, das eine Neigung der zweiten Trägheitshauptachse gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse repräsentiert. Insbesondere für den vorbeschriebenen Fall, daß die Neigungen zweier Trägheitshauptachsen des Durchflußaufnehmers kontrolliert werden sollen, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das Meßsystem wenigstens zwei Neigungssensoren zum Erfassen jeweils der Neigung einer der beiden Trägheitshaupachsen gegenüber jeweils der wenigstens einen gedachten Bezugsachse aufweist.
[0059] Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die zu ermittelnden Inklination des Durchflußaufnehmers durch die Neigung der zur Strömungsachse im wesentlichen parallelen Trägheitshauptachse des Durchflußaufnehmers zur Bezugsachse, beispielsweise die lokal in Richtung der Erbeschleunigung weisende gedachte Fallline, definiert. Dementsprechend ist der Neigungssensor so ausgebildet und im Meßsystem angeodnet, daß das Inklinationsmeßsignal mit dieser definierten Neigung entsprechend korrespondiert. Alternativ oder in Ergänzung dazu ist die zu ermittelnden Inklination des Durchflußaufnehmers gemäß einer andern Ausgestaltung der Erfindung durch die Neigung einer zur Strömungsachse im wesentlichen senkrechten Trägheitshauptachse des Durchflußaufnehmers relativ zur vorgenannten Bezugsachse definiert und liefert der Neigungssensor ein dementsprechendes Inklinationsmeßsignal.
[0060] Zur Verarbeitung des vom Neigungssensor gelieferten Meß- und/oder
Schaltsignals ist dieser gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung mit der Meßgerät-Elektronik gekoppelt. Die die Meßgerät-Elektronik kann mittels des vom Neigungssensor gelieferten Meß- und/oder Schaltsignals zumindest zeitweise eine Meldung generieren, die eine Abweichung der momentanen Inklination des Durchflußaufnehmers von einem dafür vorgegebenen Referenzwert zumindest qualitativ signalisiert. Die Abweichung kann beispielsweise vorübergend, z.B. während einer Einricht- und Justagephase beim Einbau des Durchflußaufnehmers in die Rohrleitung oder im Betrieb infolge einer temporären Lageänderung des Durchflußaufnehmers, oder auch dauerhaft sein, z.B. infolge einer Zerstörung der Rohrleitung. Zum visuellen Signalisieren der momentanen Inklination des Meßaufnehmers und/oder der mit der momentanen Inklination des Meßaufnehmers korrespondierenden Einbaulage des Durchflußaufnehmers ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung im Meßsystem ferner ein mit dem Neigungssensor gekoppeltes, insb. an die Meßgerät-Elektronik angeschlossenes, Anzeigeelement 70 vorgesehen. Das Signalisieren kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß symbolhaft mittels Richtungspfeilen und/oder Farbgebung Ausmaß und/oder Richtung der Abweichung angezeigt werden und somit dem Anwender bereits vor Ort eine Information darüber vermittelt wird, wie der Einbaufehler zu korrigieren ist. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann das Signalisieren der Abweichung vor Ort auch in einer akustisch und/oder haptisch wahrnehmbaren Weise erfolgen, beispielsweise inform einer einfachen Tonfolge mit einer vom Ausmaß der Inklination abhängigen Ton- und/oder Taktfrequenz und/oder mittels eines Vibrationsalarms. Für den oben erwähnten Fall, daß im Durchflußaufnehmer eine elektro-mechanische Errgeranordnung vorgesehen ist, kann diese beispielsweise für Alarmgenerierung mit verwendet werden, indem diese beispielsweise mit außerhalb des üblichen Nutzmode-Frequenzbereichs liegenden Signalen so angesteuert wird, daß ein außerhalb des Nutzmodebereichs liegender, für die Signalsierung entsprechend geeigneter Schwingungsmode des Durchflußaufnehmers, insb. dessen Aufnehmer-Gehäuse, angeregt ist. Die Meßgerät-Elektronik kann zudem beispielsweise derart ausgebildet sein, daß unter Berücksichtigung der momentan gemessenen Inklination des Meßaufnehmers dann eine entsprechende Meldung ausgegeben wird, wenn eine zulässige Abweichung der momentanen Inklination vom dafür jeweils vorgegebenen Referenzwert ermittelt worden ist. Demgemäß signalisisert die von der Meßgerät-Elektronik generierte Meldung nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zumindest zeitweise eine zulässige Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert, z.B. ingestalt eines grünen Signallichts und/oder einer Klartextmeldung. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann die Meßgerät-Elektronik auch derart ausgebildet sein, daß unter Berücksichtigung der momentan gemessenen Inklination des Meßaufnehmers dann eine entsprechende Meldung ausgegeben wird, wenn eine unzulässige Abweichung der momentanen Inklination vom dafür jeweils vorgegebenen Referenzwert ermittelt worden ist. Demgemäß signalisiert die von der Meßgerät-Elektronik unter Berücksichtigung der momentanen Inklination des Meßaufnehmers generierte Meldung nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung zumindest zeitweise eine unzulässig hohe Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert oder zumindest das die momentane Einbaulage des Meßaufnehmers als für den Betrieb des In-Line-Meßgeräts ungeeignet anzusehen ist, z.B. ingestalt eines roten Signallichts und/oder einer Klartextmeldung. Die mittels anhand der momentan gemessenen Inklination des Meßaufnehmers generierte Meldung - oder vielmehr die damit an den Anwneder übermittelte Information - kann dabei beispielsweise dergestalt sein, daß sie, je nach momentaner Einbausituation, eine Selbstentleerbarkeit des Meßrohrs und insoweit auch des Meßaufnehmers garantierende, zulässige Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert signalisiert, oder daß sie eine Selbstentleerbarkeit des Meßrohrs und insowiet auch des Meßaufnehmers nicht garantierende, unzulässig hohe Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert signalisiert. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß von der Meßgerät-Elektronik zumindest intern wiederkehrend ein Inklinationsmeßwert generiert wird, der die Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert zumindest zweiwertig, insb. mehrwertig, repräsentiert. Der Inklinationsmeßwert kann die Abweichung beispielsweise quantitativ in Winkelgraden oder auch qualitativ in Eignungsgraden ermittelt und gegebenenfalls als entsprechende Meldung ausgegeben werden. Nach einer Weiterbildung dieser Augestaltung der Erfindung ist vorgesehn, daß die Meßgerät-Elektronik den wenigstens einen Parametermeßwert unter Verwendung auch des momentanen Inklinationsmeßwerts generiert. Dies kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß das Erzeugen des wenigstens einen die Meßgröße quantitativ repräsentierenden Meßwerts dann erfolgt, wenn der Inklinationsmeßwert mit einer zulässigen Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert korrespondiert In Ergänzung dazu kann die Meßgerät-Elektronik ferner so ausgebildet sein, daß Meßwert dann nicht generiert oder zumindest nicht ausgegeben werden, wenn der momentane Inklinationsmeßwert mit einer unzulässig hohen Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert korrespondiert. Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Meßgerät-Elektronik den Inklinationsmeßwert zur Kompensation von mit der momentanen Inklination einhergehenden Meßfehlern und/oder zur Validierung des aktuellen Parametermeßwerts verwendet. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die von dem In-Line-Meßgerät gelieferten Meßwerte allenfalls dann zu generieren oder zumindest nur dann als gültigen Meßwert auszugeben, wenn das wenigstens eine Inklinationsmeßsignal keine unzulässige Einbaulage signalisiert.

Claims

Ansprüche
1. 1. Verfahren zum Inbetriebnehmen und/oder Überwachen eines In-Line-Meßgeräts (1) mit einem im Betrieb von einem zu messenden Medium durchströmten Meßaufnehmer (DA), welches Verfahren einen Schritt des Ermitteins einer momentanen Inklination des Meßaufnehmers umfaßt, die mit einer Neigung wenigstens einer Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers gegenüber wenigstens einer gedachten Bezugsachse (G) korrespondiert.
2. 2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, weiters umfassend einen Schritt des Erzeugens einer, insb. visuell und/oder akustisch und/oder haptisch wahrnehmbaren, Meldung, die eine Abweichung der momentanen Inklination von einem dafür vorgegebenen Referenzwert zumindest qualitativ signalisiert.
3. 3. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Meldung zumindest zeitweise eine, insb. Selbstentleerbarkeit des Meßaufnehmers garantierende, zulässige Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert signalisiert und/oder wobei die Meldung zumindest zeitweise eine, insb. Selbstentleerbarkeit des Meßaufnehmers nicht garantierende, unzulässig hohe Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert signalisiert.
4. 4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Schritt des Ermitteins einer momentanen Inklination des Meßaufnehmers weiters einen Schritt des Messens der momentanen Inklination umfaßt.
5. 5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend einen Schritt des Erzeugens einer, insb. vor Ort visuell und/oder akustisch und/oder haptisch wahrnehmbaren, Meldung, die eine momentane Einbaulage des Meßaufnehmers als für den Betrieb des In-Line-Meßgeräts ungeeignet signalisiert, unter Berücksichtigung der momentanen Inklination des Meßaufnehmers.
6. 6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend einen Schritt des Erzeugens eines Inklinationsmeßwerts, der die Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert zumindest zweiwertig, insb. mehrwertig, repräsentiert.
7. 7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend Schritte des sensorischen Erfassens der momentanen Inklination mittels eines auf eine Änderung der Inklination des Meßaufnehmers reagierenden, insb. im wesentlichen starr an den Meßaufnehmer gekoppelten, Neigungssensors und des Erzeugens eines die momentane Inklination des Meßaufnehmers repräsentierenden Meßsignals.
8. 8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Inklination des Meßaufnehmers mit einer Neigung einer gedachten, zwischen einer ersten Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers und einer zweiten Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers imaginär aufgespannten Bezugsebene des Meßaufnehmers gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse korrespondiert.
9. 9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend folgende Schritte:
- Strömenlassen von zu messendem Medium durch den Meßaufnehmer,
- Erfassen wenigstens eines Parameters von im Meßaufnehmer befindlichem Medium sowie
- Erzeugen wenigstens eines den Parameter quantitativ repräsentierenden Parametermeßwerts (XM).
10. 10. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Schritt des Erfassens des wenigstens einen Parameters weiters einen Schritt des Erzeugens wenigstens eines mit dem Parameter korrespondierenden Meßsignals umfaßt.
11. 11. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Schritt des Erzeugens des wenigstens einen Parametermeßwerts weiters einen Schritt des Verwendes des mit dem Parameter korrespondierenden Meßsignals umfaßt.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 6 in Verbindung mit Anspruch 11 , wobei der Schritt des Erzeugens des wenigstens einen Parametermeßwerts weiters einen Schritt des Verwendens auch des momentanen Inklinationsmeßwerts, insb. zur Kompensation von mit der momentanen Inklination einhergehenden Meßfehlern und/oder zur Validierung des Parametermeßwerts, umfaßt.
13. 13. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Schritt des Erzeugens wenigstens eines die Meßgröße quantitativ repräsentierenden Meßwerts dann erfolgt, wenn der Inklinationsmeßwert mit einer zulässigen Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert korrespondiert .
14. 14. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Schritt des Erzeugens wenigstens eines die Meßgröße quantitativ repräsentierenden Meßwerts dann nicht erfolgt, wenn der Inklinationsmeßwert mit einer unzulässig hohen Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert korrespondiert.
15. 15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Meßaufnehmer eine einen Einlaß für einströmendes Medium und einen Auslaß für ausströmendes Medium aufweist.
16. 16. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Meßaufnehmer eine gedachte, Einlaß und Auslaß imaginär verbindende Strömungsachse aufweist.
17. 17. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die die Inklination des Meßaufnehmers zumindest anteilig definierende Trägheitshaupachse des Meßaufnehmers im wesentlichen parallel zur Strömungsachse verläuft.
18. 18. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die die Inklination des Meßaufnehmers zumindest anteilig definierende Trägheitshaupachse des Meßaufnehmers koinzident mit der Strömungsachse ist.
19. 19. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die die Inklination des Meßaufnehmers zumindest anteilig definierende Trägheitshaupachse des Meßaufnehmers im wesentlichen senkrecht zur Strömungsachse verläuft.
20. 20. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei als Bezugsachse eine in Richtung der Erbeschleunigung weisende gedachte Fallline gewählt ist.
21. 21. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Meßaufnehmer wenigstens ein Meßrohr zum Führen von zu messendem Medium umfaßt.
22. 22. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei das wenigstens eine Meßrohr zumindest abschnittsweise im wesentlichen gerade ist und/oder wobei das wenigstens eine Meßrohr zumindest abschnittsweise gekrümmt ist.
23. 23. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei das wenigstens eine Meßrohr zumindest abschnittsweise im wesentlichen U- oder V-förmig ausgebildet ist.
24. 24. Verfahren nach Anspruch 2 in Verbindung mit einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei die Meldung eine Selbstentleerbarkeit des Meßrohrs garantierende zulässige Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert signalisiert.
25. 25. Verfahren nach Anspruch 2 in Verbindung mit einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei die Meldung eine Selbstentleerbarkeit des Meßrohrs nicht garantierende unzulässig hohe Abweichung der momentanen Inklination vom dafür vorgegebenen Referenzwert signalisiert.
26. 26. Meßsystem, umfassend ein einen im Betrieb von einem zu messenden Medium durchströmten Durchflußmeßaufnehmer sowie wenigstens einen Neigungssensor zum Erfassen und/oder Überwachen einer momentanen Inklination des Meßaufnehmers, die mit einer Neigung wenigstens einer Trägheitshaupachse des Meßaufnehmers gegenüber wenigstens einer gedachten Bezugsachse korrespondiert.
27. 27. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Neigungssensor zumindest zeitweise ein die momentane Inklination des Meßaufnehmers zumindest anteilig repräsentierendes Meßsignal liefert und/oder wobei der Neigungssensor zumindest zeitweise ein Schaltsignal liefert, das eine, insb. eine Selbstentleerbarkeit des Meßaufnehmers nicht garantierende, unzulässig hohe Abweichung der momentanen Inklination von einem dafür vorgegebenen Referenzwert signalisiert.
28. 28. Meßsystem nach einem der Ansprüche 26 bis 27, weiters umfassend eine elektrisch mit dem Durchflußaufnehmer gekoppelte Meßgerät-Elektronik.
29. 29. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch,
- wobei der Durchflußaufnehmer im Betrieb wenigstens einen Parameters des Mediums erfaßt und wenigstens ein mit dem Parameter korrespondierendes Meßsignal liefert, und
- wobei die Meßgerät-Elektronik im Betrieb mittels des wenigstens einen Meßsignals wenigstens einen den Parameter quantitativ repräsentierenden Parametermeßwert gerneriert.
30. 30. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Meßgerät-Elektronik mit dem wenigstens einen Neigungssensor gekoppelt ist.
31. 31. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Meßgerät-Elektronik mittels des vom Neigungssensor gelieferten Meßsignals und/oder mittels des vom Neigungssensor gelieferten Schaltsignals zeitweise eine
Meldung generiert, die eine Abweichung der momentanen Inklination von einem dafür vorgegebenen Referenzwert zumindest qualitativ signalisiert.
32. 32. Meßsystem nach einem der Ansprüche 26 bis 31 , weiters umfassend ein mit dem Neigungssensor gekoppeltes, insb. an die Meßgerät-Elektronik angeschlossenes, Anzeigeelement zum Signalisieren einer mit der momentanen Inklination des Meßaufnehmers korrespondierenden Einbaulage des Durchflußaufnehmers.
33. 33. Meßsystem nach Anspruch 28 und 32, wobei das Anzeigeelement an die Meßgerät-Elektronik angeschlossen ist.
34. 34. Meßsystem nach einem der Ansprüche 28 bis 33, weiters umfassend ein Elektronik-Gehäuse für die Meßgerät-Elektronik.
35. 35. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Durchflußmeßaufnehmer wenigstens ein Meßrohr zum Führen von zu messendem Medium umfaßt.
36. 36. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei das wenigstens eine Meßrohr zumindest abschnittsweise im wesentlichen gerade ist und/oder wobei das wenigstens eine Meßrohr zumindest abschnittsweise gekrümmt ist.
37. 37. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei das wenigstens eine Meßrohr zumindest abschnittsweise im wesentlichen U- oder V-förmig ausgebildet ist.
38. 38. Meßsystem nach einem der Ansprüche 35 bis 37, weiters umfassend ein das wenigstens eine Meßrohr umgebendes und/oder einhüllendes Aufnehmer-Gehäuse.
39. 39. Meßsystem nach Anspruch 38 in Verbindung mit einem der Ansprüche 34 bis 37, wobei das Elektronik-Gehäuse mit dem Aufnehmer-Gehäuse mechanisch, insb. im wesentlichen starr, gekoppelt ist.
40. 40. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Aufnehmer-Gehäuse einen, insb. halsförmigen, Anschlußstutzen zum Haltern des Elektronik-Gehäuses aufweist.
41. 41. Meßsystem nach Anspruch 38 bis 40, wobei der wenigstens eine Neigungssensor mit dem Aufnehmer-Gehäuse mechanisch, insb. im wesentlichen starr und/oder dauerhaft, verbunden ist.
42. 42. Meßsystem nach einem der Ansprüche 38 bis 41 , wobei der wenigstens eine Neigungssensor innerhalb des Aufnehmer-Gehäuses plaziert ist.
43. 43. Meßsystem nach einem der Ansprüche 26 bis 42, wobei der Neigungssensor geeignet ist, eine Neigung einer gedachten Bezugsebene des Meßaufnehmers gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse zu erfassen.
44. 44. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Bezugsebene zwischen einer ersten Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers und einer zweiten Trägheitshauptachse des Meßaufnehmers imaginär aufgespannt ist.
45. 45. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Neigungssensor zumindest zeitweise ein erstes Meßsignal liefert, das eine Neigung der ersten Trägheitshauptachse gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse repräsentiert, und wobei der Neigungssensor zumindest zeitweise ein zweites Meßsignal liefert, das eine Neigung der zweiten Trägheitshauptachse gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse repräsentiert.
46. 46. Meßsystem nach einem der Ansprüche 26 bis 42, umfassend wenigstens zwei Neigungssensoren zum Erfassen einer Neigung zweier Trägheitshaupachsen des Meßaufnehmers gegenüber der wenigstens einen gedachten Bezugsachse.
47. 47. Verwenden eines mit einem im Betrieb von einem zu messenden Medium durchströmten Durchflußmeßaufnehmer mechanisch, insb. starr und/oder dauerhaft, gekoppelten, insb. an eine Meßgerät-Elektronik des Durchflußaufnehmers zumindest zeitweise Meßwerte sendenden, Neigungssensors zum Erfassen und/oder Überwachen einer momentanen Inklination des Durchflußmeßaufnehmers, die mit einer Neigung wenigstens einer Trägheitshaupachse des Meßaufnehmers gegenüber wenigstens einer gedachten Bezugsachse korrespondiert.
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