WO2012119829A1 - Messeinrichtung mit kompensation eines verzögerten ansprechverhaltens - Google Patents

Messeinrichtung mit kompensation eines verzögerten ansprechverhaltens Download PDF

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WO2012119829A1
WO2012119829A1 PCT/EP2012/052220 EP2012052220W WO2012119829A1 WO 2012119829 A1 WO2012119829 A1 WO 2012119829A1 EP 2012052220 W EP2012052220 W EP 2012052220W WO 2012119829 A1 WO2012119829 A1 WO 2012119829A1
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measuring device
primary sensor
medium
signal
measured
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PCT/EP2012/052220
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Inventor
Dieter Schmidt
Alfred Umkehrer
Original Assignee
Endress+Hauser Wetzer Gmbh+Co. Kg
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Publication date
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/02—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation
    • G01D3/022—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation having an ideal characteristic, map or correction data stored in a digital memory
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/42—Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature

Definitions

  • the present invention relates to a measuring device which has a sensor in which a primary sensor, by means of which a physical measured variable of a medium to be measured can be detected and a corresponding primary sensor signal can be output, is at least partially surrounded by an averaging medium. Furthermore, the measuring device has an electronics for processing the primary sensor signal.
  • the primary sensor can be brought via the averaging medium only in indirect contact with the medium to be measured and / or can be brought via the averaging medium only delayed in direct contact with the medium to be measured.
  • the present invention further relates to a method for compensating a delayed response of such a measuring device.
  • such measuring devices generally have a delayed response of the primary sensor signal or of a signal derived therefrom.
  • This delayed response arises from the fact that the change in the physical measurement of the medium to be measured is not directly in time detected by the primary sensor but only delayed in time via the averaging medium arrives at the primary sensor.
  • This delayed response typically forms a multi-pass low pass.
  • the measuring device is involved in a control or regulation process (eg in a PID control), for example by using a measuring signal provided by the measuring device to determine a control signal to be output to an actuator, such a delayed response is disadvantageous.
  • This type of compensation is associated with an increased effort during commissioning of the higher-level control and / or control unit. Often, the results of using such algorithms in higher-level control and / or control units are unsatisfactory. This is particularly the case when used in connection with measuring devices of the type specified above, since the higher-level control and / or control unit generally has no knowledge of the specific low-pass behavior of the respective measuring device.
  • control and / or control units can not prevent the occurrence of slowdowns and / or inaccuracies in the process control, overshoots (especially in control signals), etc., which is associated with the disadvantages mentioned above.
  • temperature measuring devices in which a temperature primary sensor is surrounded by at least one housing (for example sensor sleeve and / or outer protective tube).
  • the fact that the primary sensor can be brought into indirect contact with the medium to be measured via the at least one housing results in a delayed response behavior of the measuring device.
  • temperature measuring devices have a low pass of multiple order in their response behavior.
  • the object of the present invention is to effectively compensate for the delayed response occurring in measuring devices of this type.
  • a measuring device which has a sensor with a primary sensor, by means of which a physical measurand of a medium to be measured can be detected and a corresponding primary sensor signal can be output, and electronics for processing the primary sensor signal.
  • the sensor further comprises an averaging medium at least partially surrounding the primary sensor. In this case, the primary sensor via the averaging medium in indirect contact or delayed in time in direct contact with the medium to be measured can be brought. At least one dynamic compensation parameter and an associated compensation algorithm are stored in the electronics.
  • the dynamic compensation parameter is matched to the sensor and the compensation algorithm is designed in such a way that by the electronics by applying the compensation algorithm to the at least one dynamic compensation parameter, a delayed response of the primary sensor signal due to the construction of the sensor or of a sensor thereof derived signal is compensated relative to the actual physical measurement of the medium to be measured.
  • the at least one dynamic compensation parameter is specifically matched to the design of the respective sensor, specific factors influencing the response of the measuring device can be taken into account by the design of the sensor.
  • the determination of the at least one dynamic compensation parameter takes place in particular by determining the specific low-pass behavior of the measuring device, in particular of the measuring sensor.
  • the at least one dy- Namik compensation parameter is determined so that it is characteristic of this low-pass behavior or for the dynamic response of the measuring device.
  • the compensation of the delayed response is done simply by applying the compensation algorithm to the at least one dynamic compensation parameter (and the primary sensor signal and / or a signal derived therefrom). Since all information and algorithms required for the execution of the compensation are available internally in the measuring device, no additional effort is required for the user to implement this compensation.
  • the compensated or corrected measured value can be output directly by the measuring device (as measurement signal). Accordingly, the present invention effectively compensates for delayed response of the measuring device in a simple manner and with high accuracy. The above-mentioned, caused by a delayed response of a measuring device problems in the control and / or control of processes are thus avoided.
  • measuring device is used to denote a device by means of which a physical measured quantity of a medium to be measured can be detected. If necessary, the measuring device can have a modular structure (eg sensor module and transmitter module, which together form a temperature measuring device, etc.).
  • the measuring device can be embodied as a compact device, which is the case, for example, if the sensor and the electronics are connected to one another by a common housing, but alternatively it can also be decentralized, which is the case, for example, if the electronics, In the latter case, the electronics in use in the field may, for example, be arranged remotely from the sensor (eg housed in a control cabinet or held on a holder, etc.) - ven applies regardless of whether the Messeinri a 2-wire device (power supply and communication via a common 2-wire connection) or a 4-wire device (power supply and communication are each made via two separate 2-wire connections) forms.
  • a 2-wire device power supply and communication via a common 2-wire connection
  • 4-wire device power supply and communication are each made via two separate 2-wire connections
  • the term "primary sensor” refers to the smallest possible unit of the measuring device, which also forms a sensor unit for detecting the physical measured variable (or, if appropriate, a physical variable dependent thereon.) In the field of temperature measurement, for example, a Pt100 or a Pt1000 forms such a primary sensor.
  • the primary sensor is formed, for example, by the measuring electrode, which is in indirect contact with the medium to be measured (via the inner buffer surrounding the measuring electrode and a diaphragm.)
  • the “measuring sensor” is the unit of the measuring device denotes, the primary sensor and further, the primary sensor surrounding and / or provided in its vicinity components, solid, liquid and / or gaseous media, etc., each forming part of the measuring device comprises.
  • those components, solid, liquid and / or gaseous media of the sensor are / will be records, via the / the primary sensor in indirect contact and / or with a time delay in direct contact with the medium to be measured can be brought (or in use: stands).
  • the cases in which the averaging medium causes a time delay until the respective medium to be measured reaches the primary sensor are included in "delayed in direct contact with the medium to be measured.”
  • This is, for example, in the case of porous and / or sponge-like media
  • Such porous and / or sponge-like media are sometimes used, for example, in moisture measuring devices as an averaging medium, in which case the primary sensor, via the averaging medium, makes indirect contact with the medium to be measured can be brought (as is often the case, for example, in the case of temperature measuring devices), since the delayed response resulting therefrom can be compensated particularly well in accordance with the present invention
  • the "primary sensor signal" can be adjusted by a corresponding physical signal, depending on the type of primary sensor Gr Kunststoff e be formed.
  • the primary sensor signal may be a voltage drop occurring at the primary sensor (eg, a temperature primary sensor).
  • Electronics refers to the unit of the measuring device which is designed for the electronic (analogue and / or digital) processing of the primary sensor signal. If it may have a processor, in particular the electronics is formed separately from the sensor Preferably, the electronics are designed specifically for the relevant type of measuring device, in particular specifically for the type of sensor concerned, Alternatively, there is also the possibility that the electronics are formed by an initially universally applicable electronics, which then specifically to the relevant Type of measuring device, in particular to the respective type of sensor to be adapted (eg by inserting a corresponding electronic card, a corresponding electronic data carrier, etc., or by entering appropriate information in the electronics These are each specific to the type of measuring device, in particular for the sensor type).
  • a conversion of the "primary sensor signal" into a corresponding measurement signal representing the physical measured variable of the medium can be carried out by the electronics.
  • the measuring signal which can be output by the measuring device can be used, for example, according to the 4-20 mA standard, according to a fieldbus (eg Profibus® , HART®, Foundation® Fieldbus, etc.), etc.
  • a transmitter of a temperature-measuring device forms such an electronic system.
  • the electronics can also be used to carry out a simple control function (eg PID control, PID: Proportional In the latter case, an actuator to be controlled can be connected directly to the electronics of the measuring device.
  • a plurality of dynamics compensation parameters are stored in the electronics, so that the most accurate and specific for the respective conditions compensation is feasible.
  • a "delayed response of the primary sensor signal” includes in particular re the case that a, occurring in the physical quantity of the medium to be measured change is reflected only delayed by the primary sensor signal. For example, the slope of the actual physical quantity over time is steeper (increasing or decreasing) than the slope of the corresponding primary sensor signal over time.
  • a delayed response of the primary sensor signal due to the construction of the sensor can be compensated, at least insofar as
  • specific properties of the sensor, which influence the response of the primary sensor signal can be compensated by the at least one dynamic compensation parameter and the compensation algorithm
  • the time required by the primary sensor itself to correctly detect the respective physical measured variable For example, in the case of temperature primary sensors, a time delay occurs due to the fact that they are the same It takes some time to reach the temperature of the medium that surrounds it.
  • the at least one dynamic compensation parameter is specific to the sensor type of the relevant measuring device.
  • type-specific features of the respective sensor can be taken into account and thus a very good response can be achieved.
  • the effort for the determination of the at least one dynamic compensation parameter is relatively small since, after a single determination, this, at least one dynamic compensation parameter for all sensors of this type is used.
  • the at least one dynamic compensation parameter is specific to the sensor type the relevant measuring device is. This is the case regularly with temperature measuring devices, for example.
  • at least one compensation parameter specific to the operating conditions is provided in the electronics, which is adjustable according to the respective operating conditions of the measuring device.
  • the at least one compensation parameter specific to the operating conditions can be specific for (at least largely constant during use) properties of the medium to be measured, which can have an effect on the response behavior.
  • it may be specific for one or more of the following conditions of use, wherein the conditions of use mentioned below are relevant in particular in the field of temperature measurement: flow rate, heat capacity, enthalpy, heat conduction and / or suitable temperature range of the respective medium, wherein for some of these conditions of use also whose temperature dependence can be taken into account.
  • such values of the at least one compensation parameter specific to the conditions of use can be selected, which are suitable for the area in question (in particular with varying sizes).
  • condition of use in the use of the measuring device are conditions which, as a rule, do not change or only within a previously assessable range during the period of use of the measuring device
  • a change in the at least one compensation parameter specific to the operating conditions is generally only required if the measuring device is used in another process, at a different location, etc., ie under different operating conditions
  • the at least one compensation parameter specific to the operating conditions is preset by the manufacturer of the measuring device prior to delivery thereof, eg after the user of the measuring device dies e has communicated the respective conditions of use (for example when ordering the measuring device).
  • at least one, for the operating conditions specific compensation parameter by a user of the measuring device for example via an external operating tool (German: operating tool) and / or a display and control unit of the measuring device, is adjustable.
  • At least one compensation parameter that is adjustable according to the current process status is provided in the electronics.
  • the electronics delay the response of the primary sensor signal caused by the current process status or a response signal derived therefrom. lead signal compensated relative to the actual physical measurement of the medium to be measured.
  • the at least one compensation parameter is changed during the use of the measuring device in a process.
  • the physical measure to be detected may change relatively quickly and severely.
  • a corresponding compensation which is carried out as a function of the respective process status, such changes can be compensated very accurately and well. Accordingly, the overall accuracy of the compensation can be increased.
  • a change in the setting of at least one compensation parameter that can be set according to the current process status is triggered (triggered) when a new process step is initiated in the process.
  • the at least one compensation parameter which can be set in accordance with the current process status can be set as a function of at least one of the following states, the following process states being relevant in particular in the area of temperature measurement: heating process, cooling process, opening of a valve, beginning of an emptying process, changing the flow rate, change of the medium, etc ..
  • the current process status is automatically transmitted to the measuring device (or is transmitted).
  • the measuring device has a signal input which is designed to receive a signal which is characteristic for the current process status. In particular, the signal input is specific and designed exclusively to receive a signal which is characteristic of the process status.
  • the measuring device has a fieldbus communication interface and that information relating to the current process status can be transmitted to the measuring device via a fieldbus.
  • the electronics of the measuring device is designed such that it automatically sets at least one compensation parameter which can be set according to the current process status as a function of information present in the measuring device with regard to the current process status.
  • information relating to the operating conditions of the measuring device can be transmitted electronically to the measuring device and automated depending on at least one, for the operating conditions of the measuring device specific compensation parameters is adjustable in the measuring device.
  • the at least one dynamic compensation parameter, the at least one, specific for the bedinungen compensation parameters and the at least one adjustable according to the current process status compensation parameters need not necessarily be designed as separate parameters. On the contrary, overlaps can sometimes also arise, so that, for example, a compensation parameter that can be set according to the current process status also simultaneously forms a compensation parameter that is specific to the operating conditions, etc.
  • the compensation algorithm and the at least one compensation parameter are designed such that Applying the compensation algorithm to the at least one compensation parameter and to a, in the primary sensor signal or a signal derived therefrom, temporal change thereof an actual, temporal change of the physical quantity of the medium to be measured can be determined.
  • the electronics have a transmitter (or measuring transducer), which is designed in such a way that a primary sensor signal output by the primary sensor can be converted into a corresponding measuring signal by the latter.
  • the measuring signal forms in particular a quantity characterizing the physical measured variable, which variable can be output by the measuring device (and optionally to a separate device, such as, for example, to a higher-level control and / or regulating unit can be transmitted).
  • the measuring signal may be a 4-20 mA signal, a measured value transmitted by the measuring device in the context of a digital communication, etc.
  • the measuring device is formed by a temperature-measuring device having a, surrounded by at least one housing temperature-primary sensor.
  • the at least one housing can be formed in particular by a sensor sleeve and / or by an outer protective tube.
  • the housing in particular the sensor sleeve
  • the housing can also be filled with medium, such as, for example, insulator material (eg, loose or pressed MgO powder or Al 2 O 3 powder, etc.
  • the averaging medium is formed by the insulator material
  • the present invention is particularly advantageous in temperature measuring devices, since in these the sensors of a measuring device type are usually formed largely the same and thus a type-specific compensation, as explained above is, for example, a pH measuring device, a humidity measuring device, etc ..
  • Alternative measuring devices that may be formed according to the present invention, for example.
  • the present invention further relates to a method for compensating a delayed on-speech behavior of a measuring device having a sensor and an electronics.
  • the sensor has a primary sensor, by means of which a physical measured variable of a medium to be measured can be detected and a corresponding primary sensor signal can be output, and an averaging medium at least partially surrounding the primary sensor, wherein the primary sensor via the averaging medium in indirect contact and / or delayed in direct Contact with the medium to be measured is.
  • the electronics process the primary sensor signal.
  • the method has the following steps:
  • the method according to the invention is characterized by a dynamic setting of at least one compensation parameter that is specific to the conditions of use of the measuring device and / or that is specific to the current process status of the process in which the measuring device is used, wherein by applying the Compensation algorithm on the at least one compensation parameter, by the use conditions or by the current process status conditional, delayed response of the primary sensor signal or a derived signal relative to the actual, physical measured variable of the medium to be measured can be compensated.
  • a “dynamic setting” is understood to mean that the respective compensation parameter is automated in each case according to the conditions of use (eg before startup under the respective operating conditions) and / or according to the process status (eg also continuously during the process) and / or by a user of the measuring device
  • the relevant compensation parameters are not fixed in advance
  • Fig. 1 a schematic representation of a temperature measuring device
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a measuring arrangement for determining at least one dynamic compensation parameter
  • 3 shows a diagram for the determination of the determination of at least one dynamic compensation parameter.
  • the temperature measuring device 2 comprises a temperature primary sensor 4, which in the present embodiment is constituted by a Pt100 (ie, platinum temperature sensor having a nominal resistance of 100 ⁇ at a temperature of 0 ° C).
  • a temperature primary sensor such as a Pt1000, a thermocouple, a thin-film temperature sensor, etc.
  • the temperature primary sensor 4 is inserted within a (usually standardized, often tubular) sensor sleeve 6 at its distal end.
  • the sensor sleeve 6 is formed in the present embodiment by a steel pipe.
  • the terminals 8 of the temperature primary sensor 4 are conductively connected to corresponding supply lines 10 which extend within and along the direction of extension of the sensor sleeve 6.
  • the temperature primary sensor 4 may be connected in different circuit techniques, in particular in a two-wire circuit, a three-wire circuit or in a four-wire circuit.
  • the leads 10 are arranged isolated from each other within the sensor sleeve 6, which can be done for example by filling the sensor sleeve 6 with an insulator material 12 (eg, loose or pressed MgO powder or Al 2 0 3 powder).
  • the sensor sleeve 6 is additionally surrounded by an outer protective tube 13 in the present embodiment.
  • the primary sensor signal of the temperature primary sensor 4 is fed to a transmitter 16 as described by leads 10, but alternatively also via a wireless connection, as an input signal.
  • the transmitter 16 forms the electronics of the temperature measuring device 2 (or the temperature measuring device) and converts the input signal into an output signal corresponding to the respective measured value, which forms the measuring signal of the temperature measuring device 2.
  • the transmitter 16 may output the measurement signal or output signal, for example according to the 4-20 mA standard, according to a digital fieldbus protocol (eg Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.) or as a pulse signal, etc.
  • Transmitter 16 includes a processor 18 (eg, a microprocessor) which, among other things, performs the signal conversion in conjunction with an integrated or separate analog to digital converter.
  • the transmitter 16 further includes an electronic memory 20 accessible to the processor 18.
  • the transmitter 16 can also perform other functions, such as the setting of a measuring current in the sensor 14, etc., perform.
  • the output signals of the transmitter 16, in particular the measurement signal, are output via corresponding electrical connections 22 (alternatively, wireless communication is also possible).
  • the transmitter 16 is housed in a corresponding outer transmitter housing 26 from which the terminals 22 of the transmitter 16 lead out.
  • the temperature primary sensor 4, the insulator material 12, the sensor sleeve 6 and the outer protective tube 13 form a sensor 14 of the temperature measuring device 2, wherein the sensor 14 also further, within the outer protective tube 13 or directly to the outer protective tube mounted components, media , etc. may have.
  • the sensor is brought into contact with the medium to be measured (in the present case: immersed in the medium to be measured).
  • the insulator material 12, the sensor sleeve 6 and the outer protective tube 13 form the averaging medium of the measuring transducer 14, via which the temperature primary sensor 4 can be brought into indirect contact with the medium to be measured. It can be seen here that when the medium to be measured assumes a changed temperature, this temperature change first of all takes place on the outer protective tube 13, then on the sensor sleeve 6 and from there via the insulator material 12 to the temperature primary sensor 4, ie from the medium to be measured via the averaging medium to the temperature primary sensor 4, must be transmitted.
  • the temperature primary sensor 4 Accordingly, a considerable amount of time passes until the temperature primary sensor 4 actually adopts this changed temperature and can thus correctly detect it. This results in a delayed response of the temperature-primary sensor signal to the actual temperature of the medium to be measured.
  • the delay in the response in the present case is predominantly conditioned by the averaging medium surrounding the temperature primary sensor 4 (present: the insulator material 12, the sensor sleeve 6 and the outer protective tube 13) of the sensor 14.
  • the averaging medium surrounding the temperature primary sensor 4 present: the insulator material 12, the sensor sleeve 6 and the outer protective tube 13
  • a plurality of parameters are provided via the settings with respect to the functionality of the temperature measuring device 2 general and in particular with respect to the functionality of the transmitter 16 vorappelbar are. In the present case, these are stored in the memory 20 of the transmitter 16.
  • a plurality of dynamic compensation parameters are stored in the memory 20. These are matched to the sensor 14 and the processor 18 is designed to carry out an associated compensation algorithm such that by applying the compensation algorithm (by the processor 18) to at least one of the dynamic compensation parameters, conditioned by the design of the sensor 14 , delayed response of the temperature primary sensor signal relative to the actual temperature of the medium to be measured is compensated.
  • the dynamics compensation parameters are specific to the type of sensor 14 concerned.
  • FIG. 2 schematically shows a measuring arrangement for determining the dynamic compensation parameter.
  • the measuring arrangement has a bath 28 in which different temperatures (by heating and / or cooling) are adjustable.
  • the sensor 14 of a temperature dips into the bath 28. measuring instrument 2.
  • This temperature measuring device 2 is identical in construction and of the same type as that described with reference to FIG. 1 temperature measuring device 2. Accordingly, the same reference numerals are used.
  • a comparative measuring device 30 a immersed in the bath 28, a comparative measuring device 30 a.
  • the comparison measuring device 30 has a temperature primary sensor 32, a transmitter 34 and from the temperature primary sensor 32 to the transmitter 34 leading leads 36.
  • the temperature primary sensor 32, the transmitter 34 and the leads 36 of the comparative measuring device 30 are constructed identical to the temperature primary sensor 4, the transmitter 16 and the leads 10 of the temperature measuring device 2. If the temperature of the bath 28 is constant over a relatively long period of time, then the same temperature is measured by the comparison measuring device 30 and the temperature measuring device 2. If the temperature of the bath 28 is changed, this change is detected only delayed by the temperature measuring device 2, since, as explained above, the temperature primary sensor 4 via the averaging medium (present: the insulator material 12, the sensor sleeve 6 and the outer protective tube thirteenth ) only in indirect contact with the medium to be measured of the bath 28 stands.
  • the averaging medium present: the insulator material 12, the sensor sleeve 6 and the outer protective tube thirteenth
  • the change by the comparative measuring device 30 is largely detected immediately (apart from a small time delay, which results from the fact that also the temperature-primary sensor 32 takes a short time to take the changed temperature).
  • the temperature values detected by the comparison measuring device 30 (measuring points shown as crosses) and the temperature values detected by the temperature measuring device 2 (measuring points each represented as filled circles) over time t.
  • the detected temperature values are each linearly approximated by a straight line, so that a linear measurement curve 38 results for the comparison measurement and a linear measurement curve 40 results for the measurement performed with the temperature measurement device 2.
  • the slope of the measurement curve 38 of the comparison measurement is higher than the slope of the measurement curve 40, which was recorded with the temperature measurement device 38.
  • the dynamics compensation parameter can be determined in such a way and the compensation algorithm can be designed such that when a certain slope (the detected temperature over time) is detected by the temperature measuring device 2, such as the slope of the trace 40, a corresponding slope compensated, higher slope, such as the slope of the measurement curve 38 of the comparison measurement, by applying the compensation algorithm (by the processor 18) is determinable.
  • the at least one dynamic compensation parameter determined in this way is stored in the memory 20 of the transmitter 16. Accordingly, a compensation of the delayed arrival behavior of the temperature-primary sensor signal of the temperature measuring device 2 with respect to the actual temperature of the medium to be measured can be compensated.
  • the present invention is not limited to the embodiments explained with reference to the figures.
  • the individual measuring points are each approximated linearly. Rather, even a polynomial higher Order to be used.
  • comparative measurements for different media to be measured eg water, oil, compressed air, etc.
  • for different flow velocities of the medium, etc. can be carried out.
  • the at least one dynamic compensation parameter in information for device integration of the relevant measuring device.
  • the compensation in the electronics of the measuring device allows the compensation algorithm in a higher-level control and / or regulating unit, which is usually in communication with multiple field devices in communication, accessing the information to Device integration is executable.
  • Information about device integration is formed, for example, by a device description (DD for device description), by a DTM (Device Type Manager), etc.
  • the higher-level control and / or regulating unit generally requires a corresponding frame application (for example a FDT (Field Device Tool) for a DTM) or an interpreter (eg for a FDT (Field Device Tool) for executing or interpreting the device integration information a device description).
  • a corresponding frame application for example a FDT (Field Device Tool) for a DTM
  • an interpreter eg for a FDT (Field Device Tool) for executing or interpreting the device integration information a device description.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messeinrichtung (2), die einen Messaufnehmer (14) mit einem Primärsensor (4), durch den eine physikalische Messgröße eines zu messenden Mediums erfassbar und ein entsprechendes Primärsensorsignal ausgebbar ist, und eine Elektronik (16) zur Verarbeitung des Primärsensorsignals aufweist. Der Messaufnehmer (14) weist ferner ein den Primärsensor (4) zumindest teilweise umgebendes Mittelungsmedium (6, 12, 13) auf. Dabei ist der Primärsensor (4) über das Mittelungsmedium (6, 12, 13) in mittelbaren Kontakt und/oder zeitlich verzögert in direkten Kontakt mit dem zu messenden Medium bringbar. In der Elektronik (16) sind mindestens ein Dynamik-Kompensationsparameter und ein zugehöriger Kompensationsalgorithmus hinterlegt. Der Dynamik-Kompensationsparameter ist derart auf den Messaufnehmer (14) abgestimmt und der Kompensationsalgorithmus ist derart ausgebildet, dass durch die Elektronik (16) durch Anwendung des Kompensationsalgorithmus auf den mindestens einen Dynamik-Kompensationsparameter ein, durch die Bauweise des Messaufnehmers (14) bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals relativ zu der tatsächlichen, physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums kompensierbar ist.

Description

Messeinrichtung mit Kompensation eines verzögerten Ansprechverhaltens
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messeinrichtung, die einen Messaufnehmer aufweist, bei dem ein Primärsensor, durch den eine physikalische Messgröße eines zu messenden Mediums erfassbar und ein entsprechendes Primärsensorsignal ausgebbar ist, zumindest teilweise von einem Mittelungsmedium umgeben ist. Ferner weist die Messeinrichtung eine Elektronik zur Verarbeitung des Primärsensorsignals auf. Der Primärsensor ist über das Mittelungsmedium nur in mittelbaren Kontakt mit dem zu messenden Medium bringbar und/oder ist über das Mittelungsmedium nur zeitlich verzögert in direkten Kontakt mit dem zu messenden Medium bringbar. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Kompensation eines verzögerten Ansprechverhaltens solch einer Messeinrichtung.
Tritt eine Änderung der zu erfassenden, physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums auf, so weisen solche Messeinrichtungen in der Regel ein verzögertes Ansprechverhalten des Pri- märsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals auf. Dieses verzögerte Ansprechverhalten entsteht dadurch, dass die Änderung der physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums nicht zeitlich unmittelbar durch den Primärsensor erfassbar ist sondern erst zeitlich verzögert über das Mittelungsmedium an dem Primärsensor ankommt. Dieses verzögerte Ansprechverhalten bildet in der Regel einen Tiefpass mehrfacher Ordnung. Ist die Messeinrichtung in einen Steuerungs- oder Regelungsprozess eingebunden (z.B. in eine PID-Regelung), beispielsweise indem ein von der Messeinrichtung bereitgestelltes Messsignal zur Bestimmung eines, an ein Stellglied auszugebendes Stellsignals verwendet wird, so ist solch ein verzögerte Ansprechverhalten nachteilig. Insbesondere ergeben sich dadurch Probleme bei der Regelung und/oder Steuerung von Prozessen, wie beispielsweise eine Verlangsamung und/oder Ungenauigkeiten der Prozesssteuerung, das Auftreten von Überschwingern (insbesondere in Stellsignalen), etc.. Damit verbunden sind insbesondere Verluste an Qualität der Prozessergebnisse und zum Teil ein erhöhter Energieaufwand. Ein erhöhter Energieaufwand tritt insbesondere dann auf, wenn in dem Stellsignal Überschwinger auftreten und sich damit das Stellsignal nur verzögert auf den jeweils korrekten Wert einstellt. Zum Teil werden in übergeordneten Regelungs- und/oder Steuerungseinheiten, die zur Regelung und/oder Steuerung eines Prozesses ausgebildet sind und in der Regel mit mehreren Sensoren und/oder Aktoren in Kommunikationsverbindung stehen, entsprechende Algorithmen eingesetzt, um ein in dem Prozess auftretendes Tiefpassverhalten zu kompensieren. Diese Art der Kompensation ist mit einem erhöhten Aufwand bei der Inbetriebnahme der übergeordneten Regelungs- und/oder Steuerungseinheit verbunden. Oftmals sind die Ergebnisse des Einsatzes solcher Algorithmen in übergeordneten Regelungs- und/oder Steuerungseinheiten unbefriedigend. Dies ist insbesondere bei der Verwendung im Zusammenhang mit Messeinrichtungen der oben angegebenen Art der Fall, da die übergeordnete Regelungs- und/oder Steuerungseinheit in der Regel keine Kenntnis von dem spezifischen Tiefpassverhalten der jeweiligen Messeinrichtung hat. Oftmals unterscheidet sich das Tiefpassverhalten einer Messeinrichtung je nach Hersteller der Messeinrichtung, je nach Typ der Messeinrichtung, etc.. Dementsprechend kann auch der Einsatz solcher Regelungs- und/oder Steuerungseinheiten nicht das Auftreten von Verlangsamungen und/oder Ungenauigkeiten der Prozesssteuerung, von Überschwingern (insbesondere in Stellsignalen), etc. verhindern, was mit den oberhalb genannten Nachteilen verbunden ist.
Diese Problematik besteht insbesondere bei Temperatur-Messeinrichtungen, bei denen ein Temperatur-Primärsensor von mindestens einem Gehäuse (z.B. Sensorhülse und/oder äußeres Schutzrohr) umgeben ist. Dadurch, dass der Primärsensor über das mindestens eine Gehäuse nur in mittelbaren Kontakt mit dem zu messenden Medium bringbar ist, ergibt sich ein verzögertes Ansprech- verhalten der Messeinrichtung. Solche Temperatur-Messeinrichtungen weisen in ihrem Ansprechverhalten in der Regel einen Tiefpass mehrfacher Ordnung auf.
Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, das bei Messeinrichtungen dieser Art auftretende, verzögerte Ansprechverhalten effektiv zu kompensieren.
Die Aufgabe wird durch eine Messeinrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Kompensation eines verzögerten Ansprechverhaltens einer Messeinrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Messeinrichtung bereitgestellt, die einen Messaufnehmer mit einem Primärsensor, durch den eine physikalische Messgröße eines zu messenden Mediums erfassbar und ein entsprechendes Primärsensorsignal ausgebbar ist, und eine Elektronik zur Verarbeitung des Primärsensorsignals aufweist. Der Messaufnehmer weist ferner ein den Primärsensor zumindest teilweise umgebendes Mittelungsmedium auf. Dabei ist der Primärsensor über das Mittelungsmedium in mittelbaren Kontakt oder zeitlich verzögert in direkten Kontakt mit dem zu messenden Medium bringbar. In der Elektronik sind mindestens ein Dynamik- Kompensationsparameter und ein zugehöriger Kompensationsalgorithmus hinterlegt. Der Dynamik- Kompensationsparameter ist derart auf den Messaufnehmer abgestimmt und der Kompensationsalgorithmus ist derart ausgebildet, dass durch die Elektronik durch Anwendung des Kompensationsal- gorithmus auf den mindestens einen Dynamik-Kompensationsparameter ein, durch die Bauweise des Messaufnehmers bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals relativ zu der tatsächlichen, physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums kompensierbar ist. Indem gemäß der vorliegenden Erfindung der mindestens eine Dynamik-Kompensationsparameter spezifisch auf die Bauweise des jeweiligen Messaufnehmers abgestimmt ist, können durch die Bauweise des Messaufnehmers bedingte Einflussfaktoren, die das Ansprechverhalten der Messeinrichtung beeinflussen, spezifisch berücksichtigt werden. Die Bestimmung des mindestens einen Dynamik-Kompensationsparameters erfolgt dabei insbesondere, indem das spezifische Tiefpassverhalten der Messeinrichtung, insbesondere des Messaufnehmers, ermittelt wird. Der mindestens eine Dy- namik-Kompensationsparameterwird so bestimmt, dass dieser charakteristisch für dieses Tiefpassverhalten bzw. für das Dynamik-Ansprechverhalten der Messeinrichtung ist. Die Kompensation des verzögerten Ansprechverhaltens erfolgt einfach durch Anwenden des Kompensationsalgorithmus auf den mindestens einen Dynamik-Kompensationsparameter (und das Primärsensorsignal und/oder ein daraus abgeleitetes Signal). Da sämtliche, für die Ausführung der Kompensation erforderlichen Informationen und Algorithmen intern in der Messeinrichtung verfügbar sind, ist für den Nutzer kein zusätzlicher Aufwand für die Umsetzung dieser Kompensation erforderlich. Der kompensierte bzw. korrigierte Messwert ist direkt durch die Messeinrichtung (als Messsignal) ausgebbar. Dementsprechend wird durch die vorliegende Erfindung ein verzögertes Ansprechverhalten der Messeinrichtung effektiv, auf einfache Weise und mit hoher Genauigkeit kompensiert. Die oberhalb genannten, durch ein verzögertes Ansprechverhalten einer Messeinrichtung bedingten Probleme bei der Regelung und/oder Steuerung von Prozessen werden folglich vermieden. Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass in kritischen Prozesssituationen schneller eingegriffen werden kann. Als„Messeinrichtung" wird eine Einrichtung bezeichnet, durch die eine physikalische Messgröße eines zu messenden Mediums erfassbar ist. Gegebenenfalls kann die Messeinrichtung modular aufgebaut sein (z.B. Messaufnehmer-Modul und Transmitter-Modul, die zusammen eine Temperatur-Messeinrichtung bilden, etc.). Weiterhin kann die Messeinrichtung als ein kompaktes Gerät ausgebildet sein, was beispielsweise der Fall ist, wenn der Messaufnehmer und die Elektronik durch ein gemeinsames Gehäuse miteinander verbunden sind. Alternativ kann sie aber auch dezentral ausgebildet sein, was beispielsweise der Fall ist, wenn die Elektronik, die mit dem Messaufnehmer in Signalverbindung steht, von dem Messaufnehmer abgesetzt ausgebildet ist. In letzterem Fall kann die Elektronik im Einsatz im Feld beispielsweise entfernt von dem Messaufnehmer angeordnet sein (z.B. in einem Schaltschrank untergebracht oder an einer Halterung gehalten, etc.). Diese Alternati- ven gelten unabhängig davon, ob die Messeinrichtung ein 2-Leiter-Gerät (Stromversorgung und Kommunikation erfolgen über eine gemeinsame 2-Leiter-Verbindung) oder ein 4-Leiter-Gerät (Stromversorgung und Kommunikation erfolgen jeweils über zwei getrennte 2-Leiter-Verbindungen) bildet. Als„Primärsensor" wird die kleinst-mögliche Einheit der Messeinrichtung bezeichnet, die noch eine Sensoreinheit zur Erfassung der physikalischen Messgröße (oder gegebenenfalls einer davon abhängigen, physikalischen Größe) bildet. Im Bereich der Temperaturmessung bildet beispielsweise ein Pt100 oder ein Pt1000 einen solchen Primärsensor. Bei einem pH-Messgerät mit einer Glaselektrode wird der Primärsensor beispielsweise durch die Messelektrode gebildet, die mit dem zu messenden Medium nur in mittelbaren Kontakt (über den, die Messelektrode umgebenden Innenpuffer und ein Diaphragma) steht. Als„Messaufnehmer" wird die Einheit der Messeinrichtung bezeichnet, die den Primärsensor und weitere, den Primärsensor umgebende und/oder in dessen Nähe vorgesehene Bauteile, feste, flüssige und/oder gasförmige Medien, etc., die jeweils Teil der Messeinrichtung bilden, umfasst. Als„Mittelungsmedium" wird/werden in dem vorliegenden Zusammen- hang diejenigen Bauteile, feste, flüssige und/oder gasförmige Medien des Messaufnehmers be- zeichnet, über das/die der Primärsensor in mittelbaren Kontakt und/oder zeitlich verzögert in direkten Kontakt mit dem zu messenden Medium bringbar ist (bzw. im Einsatz: steht). Mit„zeitlich verzögert in direkten Kontakt mit dem zu messenden Medium bringbar" werden insbesondere die Fälle umfasst, in denen das Mittelungsmedium eine zeitliche Verzögerung verursacht, bis das jeweilige, zu messende Medium den Primärsensor erreicht. Dies ist beispielsweise bei porösen und/oder schwammartigen Medien der Fall, die zunächst von dem zu messenden Medium durchtränkt werden müssen. Solche porösen und/oder schwammartige Medien werden zum Teil beispielsweise in Feuchte-Messeinrichtungen als Mittelungsmedium eingesetzt. Der Fall, dass der Primärsensor über das Mittelungsmedium in mittelbaren Kontakt mit dem zu messenden Medium bringbar ist (wie es beispielsweise bei Temperatur-Messeinrichtungen häufig der Fall ist), ist bevorzugt, da das hierdurch bedingte, verzögerte Ansprechverhalten besonders gut gemäß der vorliegenden Erfindung kompensierbar ist. Das„Primärsensorsignal" kann je nach Typ des Primärsensors durch eine entsprechende, physikalische Größe gebildet werden. Beispielsweise kann es sich bei dem Primärsensorsignal um einen, an dem Primärsensor (z.B. einem Temperatur-Primärsensor) auftretenden Spannungsabfall handeln.
Als„Elektronik" wird die Einheit der Messeinrichtung bezeichnet, die zur elektronischen (analogen und/oder digitalen) Verarbeitung des Primärsensorsignals ausgebildet ist. Sie kann gegebenenfalls einen Prozessor aufweisen. Insbesondere ist die Elektronik separat von dem Messaufnehmer aus- gebildet. Vorzugsweise weist der Messaufnehmer selbst keine Elektronik auf. Vorzugsweise ist die Elektronik spezifisch für den betreffenden Messeinrichtungstyp, insbesondere spezifisch für den betreffenden Messaufnehmertyp, ausgebildet. Alternativ besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, dass die Elektronik durch eine, zunächst universell einsetzbare Elektronik gebildet wird, die dann spezifisch an den betreffenden Messeinrichtungstyp, insbesondere an den betreffenden Messauf- nehmertyp, anzupassen ist (z.B. durch Einschieben einer entsprechenden, elektronischen Karte, eines entsprechenden, elektronischen Datenträgers, etc., oder durch Eingabe entsprechender Informationen in die Elektronik, wobei diese jeweils spezifisch für den Messeinrichtungstyp, insbesondere für den Messaufnehmertyp, sind). Durch die Elektronik ist insbesondere eine Wandlung des „Primärsensorsignals" in ein entsprechendes, die physikalische Messgröße des Mediums repräsen- tierendes Messsignal durchführbar. Das durch die Messeinrichtung ausgebbare Messsignal kann beispielsweise gemäß dem 4-20 mA-Standard, gemäß einem Feldbus (z.B. Profibus®, HART®, Foundation® Fieldbus, etc.), etc., ausgebildet sein. Beispielsweise bildet ein Transmitter einer Temperatur-Messeinrichtung eine solche Elektronik. Gegebenenfalls kann die Elektronik auch zur Durchführung einer einfachen Regelungsfunktion (z.B. einer PID-Regelung; PID: Proportional-Integral- Differential) ausgebildet sein und ein entsprechendes Stellsignal ausgeben. In letzterem Fall kann ein zu regelndes Stellglied direkt an der Elektronik der Messeinrichtung angeschlossen werden.
Vorzugsweise sind in der Elektronik mehrere Dynamik-Kompensationsparameter hinterlegt, so dass eine möglichst genaue und für die jeweils vorliegenden Bedingungen spezifische Kompensation durchführbar ist. Ein„verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals" umfasst insbesonde- re den Fall, dass eine, in der physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums auftretende Änderung nur verzögert durch das Primärsensorsignal wiedergegeben wird. Beispielsweise ist die Steigung der tatsächlichen, physikalischen Messgröße über der Zeit steiler (ansteigend oder abfallend) als die Steigung des entsprechenden Primärsensorsignals über der Zeit. Ein,„durch die Bau- weise des Messaufnehmers bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals" ist durch Anwenden des Kompensationsalgorithmus auf den mindestens einen Dynamik- Kompensationsparameter (und in der Regel auf das Primärsensorsignal oder ein daraus abgeleitetes Signal) insbesondere zumindest insoweit kompensierbar, als dass dabei die Übertragungszeit der physikalischen Messgröße über das Mittelungsmedium bis zu dem Primärsensor berücksichtigt wird. Daneben können auch noch weitere, spezifische Eigenschaften des Messaufnehmers, die das Ansprechverhalten des Primärsensorsignals beeinflussen, durch den mindestens einen Dynamik- Kompensationsparameter und den Kompensationsalgorithmus kompensierbar sein. Dies sind beispielsweise die Zeit, die der Primärsensor selbst benötigt, um die jeweilige, physikalische Messgröße korrekt zu erfassen. Beispielsweise tritt bei Temperatur-Primärsensoren eine zeitliche Verzöge- rung dadurch auf, dass diese selbst eine gewisse Zeit benötigen, um die Temperatur des Mediums, das diese umgibt, einzunehmen. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass bei Anwendung des Kompensationsalgorithmus auf den mindestens einen Dynamik-Kompensationsparameter auch noch einer oder mehrere weitere Parameter (vgl. z.B. Erläuterungen unterhalb zu weiteren Kompensationsparametern) eingehen können. Allgemein wird im Rahmen dieser Anmeldung mit„mindestens ein" jeweils auf genau ein sowie alternativ auch auf mehrere Bezug genommen. Dies gilt grundsätzlich dann auch in der nachfolgenden Beschreibung, auch wenn nicht jedesmal explizit darauf hingewiesen wird.
Gemäß einer Weiterbildung ist der mindestens eine Dynamik-Kompensationsparameter spezifisch für den Messaufnehmertyp der betreffenden Messeinrichtung. Auf diese Weise können typspezifische Besonderheiten des jeweiligen Messaufnehmers berücksichtigt und dadurch ein sehr gutes Ansprechverhalten erzielt werden. Der Aufwand für die Bestimmung des mindestens einen Dynamik-Kompensationsparameters ist relativ gering, da nach einem einmaligen Bestimmen dieser, mindestens eine Dynamik-Kompensationsparameter für sämtliche Messaufnehmer dieses Typs ver- wendbar ist. Alternativ ist auch möglich, mindestens einen Dynamik-Kompensationsparameter spezifisch für den jeweiligen, einzelnen Messaufnehmer vorzusehen. Auf diese Weise kann eine noch höhere Genauigkeit des Ansprechverhaltens erzielt werden. Der erhöhte Aufwand hierfür kann beispielsweise in solchen Fällen gerechtfertigt sein, in denen individuelle Besonderheiten der einzelnen Messaufnehmer das Ansprechverhalten des Primärsensorsignals merklich beeinflussen. Werden dagegen für sämtliche Messaufnehmer eines bestimmten Typs jeweils einheitliche Bauteile, Medien, Primärsensoren, etc. verwendet, die im Hinblick auf das Ansprechverhalten weitgehend konstante Eigenschaften aufweisen, so ist es in der Regel ausreichend, dass der mindestens eine Dynamik- Kompensationsparameter spezifisch für den Messaufnehmertyp der betreffenden Messeinrichtung ist. Dies ist beispielsweise bei Temperatur-Messeinrichtungen regelmäßig der Fall. Gemäß einer Weiterbildung ist in der Elektronik mindestens ein, für die Einsatzbedingungen spezifischer Kompensationsparameter vorgesehen, der entsprechend der jeweiligen Einsatzbedingungen der Messeinrichtung einstellbar ist. Dadurch ist durch die Elektronik durch Anwendung des Kompensationsalgorithmus auf den mindestens einen, für die Einsatzbedingungen spezifischen Kompensa- tionsparameter ein, durch die Einsatzbedingungen bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals relativ zu der tatsächlichen, physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums kompensierbar. Auf diese Weise können durch die Einsatzbedingungen bedingte Einflussfaktoren auf das Ansprechverhalten berücksichtigt werden. Insbesondere kann der mindestens eine, für die Einsatzbedingungen spezifische Kompensationspa- rameter spezifisch für (während des Einsatzes zumindest weitgehend konstant bleibende) Eigenschaften des zu messenden Mediums, die sich auf das Ansprechverhalten auswirken können, sein. Insbesondere kann er für eine oder mehrere der nachfolgenden Einsatzbedingungen spezifisch sein, wobei die nachfolgend genannten Einsatzbedingungen insbesondere im Bereich der Temperaturmessung relevant sind: Strömungsgeschwindigkeit, Wärmekapazität, Enthalpie, Wärmeleitung und/oder in Frage kommender Temperaturbereich des jeweiligen Mediums, wobei bei einigen dieser Einsatzbedingungen auch deren Temperaturabhängigkeit berücksichtigt werden kann. Gegebenenfalls können zur Charakterisierung der Einsatzbedingungen solche Werte des mindestens einen, für die Einsatzbedingungen spezifischen Kompensationsparameters gewählt werden, die für den, im Einsatz in Frage kommenden Bereich (insbesondere bei variierenden Größen) geeignet sind. Als „Einsatzbedingungen" werden in diesem Zusammenhang bei dem Einsatz der Messeinrichtung vorliegende Bedingungen bezeichnet, die sich in der Regel während der Einsatzdauer der Messeinrichtung nicht oder nur innerhalb eines vorher abschätzbaren Bereiches ändern. Auf diese Weise kann deren Einfluss auf das Ansprechverhalten durch entsprechende, während der Einsatzzeitdauer der Messeinrichtung konstant bleibende Kompensationsparameter kompensiert werden. Eine Änderung des mindestens einen, für die Einsatzbedingungen spezifischen Kompensationsparameters ist in der Regel nur dann erforderlich, wenn die Messeinrichtung in einem anderen Prozess, an einem anderen Standort, etc., d.h. unter anderen Einsatzbedingungen, eingesetzt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine, für die Einsatzbedingungen spezifische Kompensationsparameter durch den Hersteller der Messeinrichtung vor Auslieferung derselben voreingestellt wird, z.B. nach- dem ihm der Nutzer der Messeinrichtung die jeweiligen Einsatzbedingungen (beispielsweise bei der Bestellung der Messeinrichtung) mitgeteilt hat. Alternativ kann vorgesehen sein, dass mindestens ein, für die Einsatzbedingungen spezifischer Kompensationsparameter durch einen Nutzer der Messeinrichtung, beispielsweise über ein externes Bedientool (deutsch: Bedienwerkzeug) und/oder über eine Anzeige- und Bedieneinheit der Messeinrichtung, einstellbar ist.
Gemäß einer Weiterbildung ist in der Elektronik mindestens ein, entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbarer Kompensationsparameter vorgesehen. Dadurch ist durch die Elektronik durch Anwendung des Kompensationsalgorithmus auf den mindestens einen, entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbaren Kompensationsparameter ein, durch den aktuellen Prozess- Status bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals oder eines daraus abge- leiteten Signals relativ zu der tatsächlichen, physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums kompensierbar. Indem der mindestens eine Kompensationsparameter entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbar ist, können Anpassungen der Kompensation im laufenden Prozess aufgrund von Änderungen, die im Prozess auftreten, vorgenommen werden. Insbesondere wird der Wert des mindestens einen, entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbaren Kompensationsparameters während des Einsatzes der Messeinrichtung in einem Prozess geändert. Insbesondere dann, wenn Änderungen in dem Prozessstatus auftreten, kann sich die zu erfassende, physikalische Messgröße relativ schnell und stark ändern. Durch eine entsprechende, in Abhängigkeit von dem jeweiligen Prozessstatus durchgeführte Kompensation können solche Änderungen sehr genau und gut kompensiert werden. Dementsprechend kann insgesamt die Genauigkeit der Kompensation erhöht werden. Gemäß einer Weiterbildung wird eine Änderung der Einstellung von mindestens einem, entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbaren Kompensationsparameter dann ausgelöst (getriggert), wenn in dem Prozess ein neuer Prozessschritt eingeleitet wird. Gemäß einer Weiterbildung ist der mindestens eine, entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbare Kompensationsparameter in Abhängigkeit von mindestens einem der nachfolgend angegebenen Prozesstati einstellbar, wobei die nachfolgenden Prozessstati insbesondere im Bereich der Temperaturmessung relevant sind: Heizvorgang, Kühlvorgang, Öffnen eines Ventils, Beginn eines Entleerungsvorgangs, Ändern der Fließgeschwindigkeit, Wechsel des Mediums, etc.. Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der aktuelle Prozessstatus automatisiert an die Messeinrichtung übermittelbar ist (bzw. übermittelt wird). Gemäß einer Weiterbildung weist die Messeinrichtung einen Signaleingang auf, der zum Empfangen eines, für den aktuellen Prozessstatus charakteristischen Signals ausgebildet ist. Insbesondere ist der Signaleingang spezifisch und ausschließlich dazu ausgebildet, darüber ein, für den Prozessstatus charakteristisches Signal zu empfangen. Dabei bestehen für das, an den Signaleingang zu übermittelnde Signal verschiedene, mögliche Signalarten, wie beispielsweise ein binäres Signal, ein Flankensignal, ein Pulssignal, ein Signal, bei dem verschiedene Pegel einstellbar sind, etc.. Zusätzlich oder alternativ zu dem Signaleingang ist auch möglich, dass die Messeinrichtung eine Feldus-Kommunikationsschnittstelle aufweist und dass Informationen bezüglich des aktuellen Prozessstatus über einen Feldbus an die Messeinrichtung übermittelbar sind. Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Elektronik der Messeinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese mindestens einen, entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbaren Kompensationsparameter automatisiert in Abhängigkeit von, in der Messeinrichtung vorliegenden Informationen bezüglich des aktuellen Prozessstatus einstellt. In entsprechender Weise, wie dies in Bezug auf Informationen bezüglich des aktuellen Prozessstatus erläutert wurde, kann auch vorgesehen sein, dass Informationen bezüglich der Einsatzbedingungen der Messeinrichtung elektronisch an die Messeinrichtung übermittelbar sind und in Abhängigkeit davon mindestens ein, für die Einsatzbedingungen der Messeinrichtung spezifischer Kompensationsparameter automatisiert in der Messeinrichtung einstellbar ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der mindestens eine Dynamik-Kompensationsparameter, der mindestens eine, für die Einsatzbedinungen spezifische Kompensationsparameter und der mindestens eine, entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbare Kompensationsparameter nicht zwingend jeweils als separate Parameter ausgebildet sein müssen. Vielmehr können sich teilweise auch Überschneidungen ergeben, so dass beispielsweise ein, entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbarer Kompensationsparameter gleichzeitig auch einen, für die Einsatzbedingungen spezifischen Kompensationsparameter bildet, etc..
Gemäß einer Weiterbildung sind der Kompensationsalgorithmus und der mindestens eine Kompensationsparameter, insbesondere der mindestens eine Dynamik-Kompensationsparameter und gegebenenfalls auch der mindestens eine, für die Einsatzbedingungen spezifische Kompensationsparameter und/oder der mindestens eine, entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbare Kompensationsparameter, derart ausgebildet, dass durch Anwenden des Kompensationsalgorithmus auf den mindestens einen Kompensationsparameter und auf eine, in dem Primärsensorsignal oder einem daraus abgeleiteten Signal auftretende, zeitliche Änderung desselben eine tatsächliche, zeitliche Änderung der physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums bestimmbar ist.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Elektronik einen Transmitter (bzw. Messumformer) auf, der derart ausgebildet ist, dass durch diesen ein, von dem Primärsensor ausgegebenes Primärsensorsignal in ein entsprechendes Messsignal wandelbar ist. Das Messsignal bildet dabei insbesondere eine, die physikalische Messgröße charakterisierende Größe, die durch die Messeinrichtung ausgebbar ist (und gegebenenfalls an ein separates Gerät, wie beispielsweise an eine übergeordnete Steuerungs- und/oder Regelungseinheit übermittelbar ist). Beispielsweise kann es sich bei dem Messsignal um ein 4-20 mA-Signal, um einen Messwert, der im Rahmen einer digitalen Kommunikation von der Messeinrichtung übermittelt wird, etc., handeln.
Gemäß einer Weiterbildung wird die Messeinrichtung durch eine Temperatur-Messeinrichtung gebildet, die einen, von mindestens einem Gehäuse umgebenen Temperatur-Primärsensor aufweist. Das mindestens eine Gehäuse kann insbesondere durch eine Sensorhülse und/oder durch ein äußeres Schutzrohr gebildet werden. Das Gehäuse (insbesondere die Sensorhülse) kann dabei auch noch mit Medium, wie beispielsweise mit Isolatormaterial (z.B. loses oder gepresstes MgO-Pulver oder Al203-Pulver, etc., gefüllt sein. In diesem Fall wird das Mittelungsmedium durch das Isolatormaterial, die Sensorhülse und gegebenenfalls, falls vorgesehen, durch das äußere Schutzrohr gebildet. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere bei Temperatur-Messeinrichtungen vorteilhaft, da bei diesen die Messaufnehmer eines Messeinrichtungstyps in der Regel weitgehend gleich ausgebildet sind und damit eine typspezifische Kompensation, wie sie oberhalb erläutert wurde, sehr gut durchführbar ist. Alternative Messeinrichtungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet sein können, sind beispielsweise eine pH-Messeinrichtung, eine Feuchte-Messeinrichtung, etc..
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Kompensation eines verzögerten An- Sprechverhaltens einer Messeinrichtung, die einen Messaufnehmer und eine Elektronik aufweist. Der Messaufnehmer weist dabei einen Primärsensor, durch den eine physikalische Messgröße eines zu messenden Mediums erfassbar und ein entsprechendes Primärsensorsignal ausgebbar ist, und ein den Primärsensor zumindest teilweise umgebendes Mittelungsmedium auf, wobei der Primärsensor über das Mittelungsmedium in mittelbarem Kontakt und/oder zeitlich verzögert in direktem Kontakt mit dem zu messenden Medium steht. Durch die Elektronik wird das Primärsensorsignal verarbeitet. Das Verfahren weist dabei nachfolgende Schritte auf:
A) Erfassen einer zeitlichen Änderung des Primärsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals; und
B) Anwenden eines Kompensationsalgorithmus auf mindestens einen, in der Elektronik hinterleg ten Dynamik-Kompensationsparameter und auf die erfasste, zeitliche Änderung durch die E- lektronik, wobei der Dynamik-Kompensationsparameter derart auf den Messaufnehmer abgestimmt und der Kompensationsalgorithmus derart ausgebildet ist, dass durch Anwenden des Kompensationsalgorithmus ein, durch die Bauweise des Messaufnehmers bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals re lativ zu der tatsächlichen, physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums kompensierbar ist.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die gleichen, oberhalb in Bezug auf die erfindungsgemäße Messeinrichtung erläuterten Vorteile erzielt. Ferner sind auch die oberhalb erläuterten Wei- terbildungen und Varianten in entsprechender Weise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich. Gemäß einer Weiterbildung ist das erfindungsgemäße Verfahren gekennzeichnet durch ein dynamisches Einstellen von mindestens einem Kompensationsparameter, der spezifisch für die Einsatzbedingungen der Messeinrichtung ist und/oder der spezifisch für den aktuellen Prozessstatus des Prozesses, in dem die Messeinrichtung eingesetzt wird, ist, wobei durch Anwenden des Kom- pensationsalgorithmus auf den mindestens einen Kompensationsparameter ein, durch die Einsatzbedingungen beziehungsweise durch den aktuellen Prozessstatus bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals relativ zu der tatsächlichen, physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums kompensierbar ist. Unter einem „dynamischen Einstellen" wird dabei verstanden, dass der betreffende Kompensationsparameter jeweils entsprechend der Einsatzbedingungen (z.B. vor Inbetriebnahme bei den jeweiligen Einsatzbedingungen) und/oder entsprechend des Prozessstatus (z.B. auch fortlaufend während des Prozesses) automatisiert und/oder durch einen Nutzer der Messeinrichtung eingestellt wird. Insbesondere sind die betreffenden Kompensationsparameter nicht fest voreingestellt. Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Temperaturmessgerätes;
Fig. 2: eine schematische Darstellung einer Messanordnung zur Bestimmung mindestens eines Dynamik-Kompensationsparameters; und Fig. 3: ein Diagramm zur Veranschaulichung der Bestimmung mindestens eines Dynamik- Kompensationsparameters.
In Fig. 1 ist schematisch der Aufbau einer Temperatur-Messeinrichtung, die vorliegend durch ein kompaktes Temperaturmessgerät 2 gebildet wird, dargestellt. Das Temperaturmessgerät 2 weist einen Temperatur-Primärsensor 4, der bei der vorliegenden Ausführungsform durch einen Pt100 (d.h. Platin-Temperatursensor mit einem Nennwiderstand von 100 Ω bei einer Temperatur von 0°C) gebildet wird. Je nach Temperaturmessgerät kann hier auch ein anderweitiger Temperatur- Primärsensor, wie beispielsweise ein Pt1000, ein Thermoelement, ein Dünnschicht- Temperatursensor, etc., eingesetzt werden. Der Temperatur-Primärsensor 4 ist innerhalb einer (in der Regel standardisierten, oft rohrförmigen) Sensorhülse 6 an deren distalem Ende eingebracht. Die Sensorhülse 6 wird bei der vorliegenden Ausführungsform durch ein Stahlrohr gebildet. Die Anschlüsse 8 des Temperatur-Primärsensors 4 sind dabei mit entsprechenden Zuleitungen 10, die sich innerhalb und entlang der Erstreckungsrichtung der Sensorhülse 6 erstrecken, leitend verbunden. Wie in dem Fachgebiet bekannt ist, kann der Temperatur-Primärsensor 4 je nach Messverfahren in unterschiedlichen Schaltungstechniken, insbesondere in einer Zweileiterschaltung, einer Dreileiterschaltung oder in einer Vierleiterschaltung angeschlossen sein. Die Zuleitungen 10 sind innerhalb der Sensorhülse 6 voneinander isoliert angeordnet, was beispielsweise durch Auffüllen der Sensorhülse 6 mit einem Isolatormaterial 12 (z.B. loses oder gepresstes MgO-Pulver oder Al203-Pulver) erfolgen kann. Die Sensorhülse 6 wird bei der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich noch durch ein äußeres Schutzrohr 13 umgeben.
Das Primärsensorsignal des Temperatur-Primärsensors 4 wird einem Transmitter 16 wie beschrieben per Zuleitungen 10, alternativ aber auch über eine drahtlose Verbindung, als Eingangssignal zugeführt. Der Transmitter 16 bildet die Elektronik des Temperaturmessgerätes 2 (bzw. der Temperatur-Messeinrichtung) und wandelt das Eingangssignal in ein, dem jeweiligen Messwert entsprechendes Ausgangssignal, welches das Messsignal des Temperaturmessgerätes 2 bildet, um. Der Transmitter 16 kann das Messsignal bzw. Ausgangssignal beispielsweise gemäß dem 4-20 mA- Standard, gemäß einem digitalen Feldbus-Protokoll (z.B. Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.) oder als Pulssignal, etc. ausgeben. Der Transmitter 16 weist einen Prozessor 18 (z.B. einen Mikroprozessor) auf, welcher in Verbindung mit einem integrierten bzw. separaten Analog-/Digital- Wandler unter anderem die Signalumwandlung durchführt. Der Transmitter 16 weist ferner einen elektronischen Speicher 20 auf, auf den der Prozessor 18 zugreifen kann. Daneben kann der Transmitter 16 auch noch weitere Funktionen, wie beispielsweise die Einstellung eines Messstroms in dem Messaufnehmer 14, etc., ausführen. Die Ausgangssignale des Transmitters 16, insbesondere das Messsignal, werden über entsprechende, elektrische Anschlüsse 22 ausgegeben (wobei alternativ auch eine drahtlose Kommunikation möglich ist). Der Transmitter 16 ist in einem entsprechenden, äußeren Transmitter-Gehäuse 26 untergebracht, aus welchem die Anschlüsse 22 des Transmitters 16 herausführen. Vorliegend bilden der Temperatur-Primärsensor 4, das Isolatormaterial 12, die Sensorhülse 6 und das äußere Schutzrohr 13 einen Messaufnehmer 14 des Temperaturmessgerätes 2, wobei der Messaufnehmer 14 auch noch weitere, innerhalb des äußeren Schutzrohrs 13 oder direkt an dem äußeren Schutzrohr angebrachte Bauteile, Medien, etc. aufweisen kann. Zum Messen einer physi- kaiischen Messgröße (vorliegend der Temperatur) wird der Messaufnehmer in Kontakt mit dem zu messenden Medium gebracht (vorliegend: in das zu messende Medium eingetaucht). Vorliegend bilden das Isolatormaterial 12, die Sensorhülse 6 und das äußere Schutzrohr 13 das Mittelungsmedium des Messaufnehmers 14, über welches der Temperatur-Primärsensor 4 mit dem zu messenden Medium in mittelbaren Kontakt bringbar ist. Dabei ist ersichtlich, dass dann, wenn das zu mes- sende Medium eine geänderte Temperatur einnimmt, diese Temperatur-Änderung zunächst auf das äußere Schutzrohr 13, dann auf die Sensorhülse 6 und von dort über das Isolatormaterial 12 auf den Temperatur-Primärsensor 4, d.h. von dem zu messenden Medium über das Mittelungsmedium auf den Temperatur-Primärsensor 4, übertragen werden muss. Dementsprechend vergeht eine erhebliche Zeitspanne, bis der Temperatur-Primärsensor 4 diese geänderte Temperatur tatsächlich ein- nimmt und damit korrekt erfassen kann. Daraus ergibt sich ein verzögertes Ansprechverhalten des Temperatur-Primärsensorsignals gegenüber der tatsächlichen Temperatur des zu messenden Mediums. Die Verzögerung in dem Ansprechverhalten ist vorliegend überwiegend durch das, den Temperatur-Primärsensor 4 umgebende Mittelungsmedium (vorliegend: das Isolatormaterial 12, die Sensorhülse 6 und das äußere Schutzrohr 13) des Messaufnehmers 14 bedingt. Dadurch, dass die Messaufnehmer 14 desselben Typs jeweils gleich aufgebaut sind, ist diese Verzögerung bei Messaufnehmern 14 desselben Typs weitgehend identisch.
In dem Transmitter 16 sind mehrere Parameter vorgesehen, über die Einstellungen bezüglich der Funktionalität des Temperaturmessgerätes 2 allgemein und insbesondere bezüglich der Funktionali- tät des Transmitters 16 vornehmbar sind. Diese sind vorliegend in dem Speicher 20 des Transmit- ters 16 gespeichert. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Dynamik- Kompensationsparameter in dem Speicher 20 hinterlegt. Diese sind derart auf den Messaufnehmer 14 abgestimmt und der Prozessor 18 ist zur Ausführung eines zugehörigen Kompensationsalgorithmus derart ausgebildet, dass durch Anwendung des Kompensationsalgorithmus (durch den Prozes- sor 18) auf mindestens einen der Dynamik-Kompensationsparameter ein, durch die Bauweise des Messaufnehmers 14 bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Temperatur- Primärsensorsignals relativ zu der tatsächlichen Temperatur des zu messenden Mediums kompensierbar ist. Die Dynamik-Kompensationsparameter sind dabei spezifisch für den Typ des betreffenden Messaufnehmers 14.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 ein einfach ausgestaltetes Verfahren zur Bestimmung mindestens eines Dynamik-Kompensationsparameters erläutert. In Fig. 2 ist schematisch eine Messanordnung zur Bestimmung des Dynamik-Kompensationsparameters dargestellt. Die Messanordnung weist ein Bad 28, in dem verschiedenen Temperaturen (durch Heizen und/oder Kühlen) einstellbar sind, auf. In das Bad 28 taucht zum Einen der Messaufnehmer 14 eines Tempe- raturmessgerätes 2 ein. Dieses Temperaturmessgerät 2 ist baugleich und von dem gleichen Typ wie das, unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläuterte Temperaturmessgerät 2. Dementsprechend werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Weiterhin taucht in das Bad 28 eine Vergleichs- Messeinrichtung 30 ein. Die Vergleichs-Messeinrichtung 30 weist einen Temperatur-Primärsensor 32, einen Transmitter 34 und von dem Temperatur-Primärsensor 32 zu dem Transmitter 34 führende Zuleitungen 36 auf. Der Temperatur-Primärsensor 32, der Transmitter 34 und die Zuleitungen 36 der Vergleichs-Messeinrichtung 30 sind dabei baugleich zu dem Temperatur-Primärsensor 4, dem Transmitter 16 und den Zuleitungen 10 des Temperaturmessgerätes 2 ausgebildet. Ist die Temperatur des Bades 28 über einen längeren Zeitraum konstant, so werden durch die Vergleichs-Messeinrichtung 30 und das Temperaturmessgerät 2 jeweils die gleiche Temperatur gemessen. Wird die Temperatur des Bades 28 geändert, so wird diese Änderung durch das Temperaturmessgerät 2 nur verzögert erfasst, da, wie oberhalb erläutert wird, der Temperatur-Primärsensor 4 über das Mittelungsmedium (vorliegend: das Isolatormaterial 12, die Sensorhülse 6 und das äußere Schutzrohr 13) nur in mittelbarem Kontakt mit dem zu messenden Medium des Bades 28 steht.
Demgegenüber wird die Änderung durch die Vergleichs-Messeinrichtung 30 weitgehend unmittelbar erfasst (abgesehen von einer geringen, zeitlichen Verzögerung, die sich dadurch ergibt, dass auch der Temperatur-Primärsensor 32 eine kurze Zeit benötigt, um die geänderte Temperatur einzunehmen). In dem Diagramm in Fig. 3 sind für den Fall, dass die Temperatur des Bades 28 durch Heizen erhöht wird, schematisch die von der Vergleichs-Messeinrichtung 30 erfassten Temperaturwerte (Messpunkte jeweils als Kreuze dargestellt) und die von dem Temperaturmessgerät 2 erfassten Temperaturwerte (Messpunkte jeweils als gefüllte Kreise dargestellt) über der Zeit t aufgetragen. Die erfassten Temperaturwerte werden jeweils linear durch eine Gerade angenähert, so dass sich für die Vergleichsmessung eine lineare Messkurve 38 und für die, mit dem Temperaturmessgerät 2 durchgeführte Messung eine lineare Messkurve 40 ergibt. Dabei ist die Steigung der Messkurve 38 der Vergleichsmessung höher als die Steigung der Messkurve 40, die mit dem Temperaturmessgerät 38 aufgenommen wurde. Auf diese Weise kann der Dynamik-Kompensationsparameter derart bestimmt werden und der Kompensationsalgorithmus derart ausgebildet werden, dass dann, wenn durch das Temperaturmessgerät 2 eine bestimmte Steigung (der erfassten Temperatur über der Zeit) erfasst wird, wie beispielsweise die Steigung der Messkurve 40, eine entsprechend kompensierte, höhere Steigung, wie beispielsweise die Steigung der Messkurve 38 der Vergleichsmessung, durch Anwenden des Kompensationsalgorithmus (durch den Prozessor 18) bestimmbar ist. Der auf diese Weise bestimmte, mindestens eine Dynamik-Kompensationsparameter wird in dem Speicher 20 des Transmitters 16 hinterlegt. Dementsprechend kann eine Kompensation des verzögerten An- Sprechverhaltens des Temperatur-Primärsensorsignals des Temperaturmessgerätes 2 gegenüber der tatsächlichen Temperatur des zu messenden Mediums kompensiert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die, unter Bezugnahme auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist nicht zwingend, dass bei der Vergleichsmessung die einzelnen Messpunkte jeweils linear angenähert werden. Vielmehr kann auch ein Polynom höherer Ordnung verwendet werden. Weiterhin kann auch zusätzlich noch die Zeit berücksichtigt werden, die der Temperatur-Primärsensor selbst zum Einnehmen der jeweiligen Temperatur benötigt. Ferner können Vergleichsmessungen für unterschiedliche, zu messende Medien (z.B. Wasser, Öl, Druckluft, etc.), für unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten des Mediums, etc., durchgeführt wer- den.
Ergänzend wird angemerkt, dass grundsätzlich auch die Möglichkeit besteht, den mindestens einen Dynamik-Kompensationsparameter in Informationen zur Geräteintegration der betreffenden Messeinrichtung zu hinterlegen. Auf diese Weise wird zusätzlich oder alternativ zu der Durchführung der Kompensation in der Elektronik der Messeinrichtung ermöglicht, dass der Kompensationsalgorithmus auch in einer übergeordneten Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, die in der Regel mit mehreren Feldgeräten in Kommunikationsverbindung steht, unter Zugriff auf die Informationen zur Geräteintegration ausführbar ist. Informationen zur Geräteintegration werden beispielsweise durch eine Gerätebeschreibung (DD für Device Description), durch einen DTM (Device Type Manager; deutsch: Gerätetyp-Manager), etc., gebildet. Die übergeordnete Steuerungs- und/oder Regelungseinheit benötigt zur Ausführung bzw. zur Interpretation der Informationen zur Geräteintegration in der Regel eine entsprechende Rahmenapplikation (z.B. ein FDT (Field Device Tool; deutsch: Feldgerät-Werkzeug) für einen DTM) oder einen Interpreter (z.B. für eine Gerätebeschreibung).

Claims

Patentansprüche
Messeinrichtung, aufweisend:
einen Messaufnehmer (14), der einen Primärsensor (4), durch den eine physikalische Messgröße eines zu messenden Mediums erfassbar und ein entsprechendes Primärsensorsignal ausgebbar ist, und ein den Primärsensor (4) zumindest teilweise umgebendes Mittelungsmedium (6, 12, 13) aufweist, wobei der Primärsensor (4) über das Mittelungsmedium (6, 12, 13) in mittelbaren Kontakt und/oder zeitlich verzögert in direkten Kontakt mit dem zu messenden Medium bringbar ist, und
eine Elektronik (16) zur Verarbeitung des Primärsensorsignals,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Elektronik (16) mindestens ein Dynamik- Kompensationsparameter und ein zugehöriger Kompensationsalgorithmus hinterlegt sind, wobei der Dynamik-Kompensationsparameter derart auf den Messaufnehmer (14) abgestimmt und der Kompensationsalgorithmus derart ausgebildet ist, dass durch die Elektronik (16) durch Anwendung des Kompensationsalgorithmus auf den mindestens einen Dynamik- Kompensationsparameter ein, durch die Bauweise des Messaufnehmers (14) bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals relativ zu der tatsächlichen, physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums kompensierbar ist.
Messeinrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dynamik-Kompensationsparameter spezifisch für den Messaufnehmertyp der betreffenden Messeinrichtung (2) ist.
Messeinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Elektronik (16) mindestens ein, für die Einsatzbedingungen spezifischer Kompensationsparameter vorgesehen ist, der entsprechend der jeweiligen Einsatzbedingungen der Messeinrichtung (2) einstellbar ist, so dass durch die Elektronik (16) durch Anwendung des Kompensationsalgorithmus auf den mindestens einen, für die Einsatzbedingungen spezifischen Kompensationsparameter ein, durch die Einsatzbedingungen bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals relativ zu der tatsächlichen, physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums kompensierbar ist.
Messeinrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Elektronik (16) mindestens ein, entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbarer Kompensationsparameter vorgesehen ist, so dass durch die Elektronik (16) durch Anwendung des Kompensationsalgorithmus auf den mindestens einen, entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbaren Kompensationsparameter ein, durch den aktuellen Prozessstatus bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals relativ zu der tatsächlichen, physikalischen Messgröße des zu messenden Medi- ums kompensierbar ist.
Messeinrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Signaleingang aufweist, der zum Empfangen eines, für den aktuellen Prozessstatus charakteristischen Signals ausgebildet ist.
Messeinrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationsalgorithmus und der mindestens eine Kompensationsparameter, insbesondere der mindestens eine Dynamik-Kompensationsparameter, der mindestens eine, für die Einsatzbedingungen spezifische Kompensationsparameter und/oder der mindestens eine, entsprechend dem aktuellen Prozessstatus einstellbare Kompensationsparameter, derart ausgebildet sind, dass durch Anwenden des Kompensationsalgorithmus auf den mindestens einen Kompensationsparameter und auf eine, in dem Primärsensorsignal oder einem daraus abgeleiteten Signal auftretende, zeitliche Änderung desselben eine tatsächliche, zeitliche Änderung der physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums bestimmbar ist.
Messeinrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik einen Transmitter (16) aufweist, der derart ausgebildet ist, dass durch diesen ein, von dem Primärsensor (4) ausgegebenes Primärsensorsignal in ein entsprechendes Messsignal wandelbar ist.
Messeinrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese durch eine Temperatur-Messeinrichtung (2) gebildet wird, die einen, von mindestens einem Gehäuse (6, 13) umgebenen Temperatur-Primärsensor (4) aufweist.
Verfahren zur Kompensation eines verzögerten Ansprechverhaltens einer Messeinrichtung (2), die einen Messaufnehmer (14) und eine Elektronik (16) aufweist, wobei der Messaufnehmer (14) einen Primärsensor (4), durch den eine physikalische Messgröße eines zu messenden Mediums erfassbar und ein entsprechendes Primärsensorsignal ausgebbar ist, und ein den Primärsensor (4) zumindest teilweise umgebendes Mittelungsmedium (6, 12, 13) aufweist, wobei der Primärsensor (4) über das Mittelungsmedium (6, 12, 13) in mittelbarem Kontakt und/oder zeitlich verzögert in direktem Kontakt mit dem zu messenden Medium steht, und wobei durch die Elektronik (16) das Primärsensorsignal verarbeitet wird,
gekennzeichnet durch nachfolgende Schritte:
A) Erfassen einer zeitlichen Änderung des Primärsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals; und
B) Anwenden eines Kompensationsalgorithmus auf mindestens einen, in der Elektronik (16) hinterlegten Dynamik-Kompensationsparameter und auf die erfasste, zeitliche Änderung durch die Elektronik (16), wobei der Dynamik-Kompensationsparameter derart auf den Messaufnehmer (14) abgestimmt und der Kompensationsalgorithmus derart ausgebildet ist, dass durch Anwenden des Kompensationsalgorithmus ein, durch die Bauweise des Messaufnehmers (14) bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals relativ zu der tatsächlichen, physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums kompensierbar ist.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein dynamisches Einstellen von mindestens einem Kompensationsparameter, der spezifisch für die Einsatzbedingungen der Messeinrichtung (2) ist und/oder der spezifisch für den aktuellen Prozessstatus des Prozesses, in dem die Messeinrichtung (2) eingesetzt wird, ist, wobei durch Anwenden des Kompensationsalgo- rithmus auf den mindestens einen Kompensationsparameter ein, durch die Einsatzbedingungen beziehungsweise durch den aktuellen Prozessstatus bedingtes, verzögertes Ansprechverhalten des Primärsensorsignals oder eines daraus abgeleiteten Signals relativ zu der tatsächlichen, physikalischen Messgröße des zu messenden Mediums kompensierbar ist.
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