WO2018145858A1 - Zustandsüberwachung eines vibronischen sensors - Google Patents

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WO2018145858A1
WO2018145858A1 PCT/EP2018/050828 EP2018050828W WO2018145858A1 WO 2018145858 A1 WO2018145858 A1 WO 2018145858A1 EP 2018050828 W EP2018050828 W EP 2018050828W WO 2018145858 A1 WO2018145858 A1 WO 2018145858A1
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Thomas Vogt
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Endress+Hauser SE+Co. KG
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    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/002—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis

Definitions

  • the invention relates to a method for condition monitoring of a vibronic sensor, which serves for determining and / or monitoring at least one, in particular physical or chemical, process variable of a medium in a container.
  • the vibronic sensor comprises a sensor unit with a mechanically oscillatable unit.
  • the process variable to be monitored can be given for example by the level of a medium in a container or the flow of a medium through a pipe, but also by the density, the viscosity, the ph value, the pressure, the conductivity or the temperature. Also optical sensors, such as turbidity or absorption sensors are known.
  • Vibronic sensors are widely used in process and / or process applications
  • level measuring devices they have at least one mechanically oscillatable unit, such as a tuning fork, a monobloc or a membrane. This is excited during operation by means of a drive / receiving unit, often in the form of an electromechanical transducer unit to mechanical vibrations, which in turn may be, for example, a piezoelectric actuator or an electromagnetic drive.
  • a drive / receiving unit often in the form of an electromechanical transducer unit to mechanical vibrations, which in turn may be, for example, a piezoelectric actuator or an electromagnetic drive.
  • the mechanically oscillatable unit can also be designed as a vibratable tube, which differs from the respective medium
  • Corresponding field devices are manufactured by the applicant in great variety and in the case of level measuring devices, for example, under the name LIQUIPHANT or
  • the drive / receiving unit can receive the mechanical vibrations of the mechanically oscillatable unit and convert it into an electrical reception signal.
  • the drive / receiving unit is either a separate drive unit and a separate receiver unit, or a combined drive / receiver unit.
  • the drive / receiving unit is in many cases part of a feedback electrical resonant circuit, by means of which the excitation of the mechanically oscillatable unit to mechanical vibrations takes place.
  • the Resonant circuit condition according to which the amplification factor is> 1 and all phases occurring in the resonant circuit give a multiple of 360 °, be satisfied.
  • phase shift between the start signal and the received signal to be ensured.
  • a predefinable value for the phase shift that is to say a setpoint value for the phase shift between the excitation signal and the received signal.
  • the adjustment of the phase shift can be carried out, for example, by using a suitable filter, or else by means of a control loop to a predefinable phase shift, the target value, are regulated.
  • a suitable filter or else by means of a control loop to a predefinable phase shift, the target value
  • Both the excitation signal and the received signal are characterized by their frequency ⁇ , amplitude A and / or phase ⁇ . Accordingly, changes in these quantities are usually used to determine the respective process variable, such as a predetermined level of a medium in a container, or the density and / or viscosity of a medium or the flow of a medium through a pipe.
  • the respective process variable such as a predetermined level of a medium in a container, or the density and / or viscosity of a medium or the flow of a medium through a pipe.
  • a vibronic level switch for liquids, for example, a distinction is made as to whether the oscillatable unit is covered by the liquid or vibrates freely. These two states, the free state and the covered state, are differentiated, for example, based on different resonance frequencies, ie a frequency shift.
  • the density and / or viscosity in turn can only be determined with such a measuring device if the oscillatable unit is covered by the medium.
  • the viscosity is based on one of two different values for the phase Frequency change determined, ie by means of a relative measurement. For this purpose, either two different phase values can be set and the associated frequency change can be determined, or a predetermined frequency band can be traversed and detected if at least two predetermined phase values are reached.
  • From DE10200704381 1 A1 is also known to close from a change in the natural frequency and / or resonance frequency and / or the phase position to a change in viscosity and / or due to appropriately stored dependencies of the oscillations of the oscillatory unit of the viscosity of the respective medium to determine the viscosity. In this procedure too, the dependence of the determination of the viscosity on the density of the medium must be taken into account.
  • DE10057974A1 has disclosed a method and a device by means of which the influence of at least one disturbing variable, for example the viscosity, on the oscillation frequency of the mechanically oscillatable unit can be determined and compensated accordingly .
  • at least one disturbing variable for example the viscosity
  • DE102006033819A1 is further described to set a predetermined phase shift between the excitation signal and the received signal, in which effects of changes in the viscosity of the medium to the mechanical vibrations of the mechanically oscillatable unit are negligible.
  • the density is essentially after the
  • DE102015102834A1 has disclosed an analytical measuring principle for determining the density and / or viscosity by means of a vibronic sensor which takes into account interactions between the oscillatable unit and the medium on the basis of a mathematical model.
  • the sensor is operated at two or more different predetermined phase shifts and determined from the respective response signal, the process variables density and / or viscosity.
  • various methods have become known from the prior art, by means of which statements about the state of the vibronic sensor can be made. From DE102005 is
  • a measuring device comprises at least one power measuring unit which monitors the energy requirement of the pickup / receiver unit at least in the case of resonant vibrations. This makes it possible to make a statement about the quality of the vibronic sensor. The higher the quality, the less energy is needed to excite resonant vibrations. Thus, if the energy requirement for excitation of resonance oscillations increases during a predefinable time period, or if the quality determined during the production of the sensor exceeds a predefinable limit value, then a defect, the presence of attachment in the region of the oscillatable unit or the like can be deduced.
  • a vibronic sensor with an electronic unit which comprises a phase measuring unit, an adjustable phase shifter and a Phaseneinstellech, which regulates the adjustment of the phase shift between the start signal and the received signal.
  • Control parameters can be updated and stored in predeterminable time intervals over the operating time of the sensor.
  • a condition monitoring can be performed based on a comparison between stored control parameters and current control data.
  • the present invention is therefore based on the object, a method for
  • the object is achieved by a method for condition monitoring of a vibronic sensor for determining and / or monitoring at least one process variable of a medium in a container, comprising at least one sensor unit with a mechanically oscillatable unit, comprising the following method steps:
  • the vibronic sensor is fundamentally characterized by various physical or chemical parameters, in particular parameters. Examples are the resonance frequency the oscillatory unit, or even the amplitude of the vibrations in the event that the sensor is not in contact with a medium. These variables can be determined in the installed state of the sensor during continuous operation. In addition, reference values for each of the characteristic physical or chemical quantities considered may be specified for the respective sensor, which values correspond to a desired value, for example. The setpoint corresponds to the value which the respective physical or chemical variable assumes when the sensor is fully functional.
  • condition monitoring is particularly advantageous because the status monitoring of the respective process, for which the sensor is used, does not have to be interrupted.
  • the condition monitoring can rather be carried out at any time, without the sensor having to be removed from the respective process for this purpose.
  • the time points at which the sensor is just certainly not in contact with the respective measuring medium can be selected for this purpose.
  • the method according to the invention also advantageously enables a predictive maintenance (English, predictive maintenance). For example, it can be estimated when a maintenance of the sensor is required on the basis of a respectively determined characteristic value measurement.
  • a deviation between the measured value and the reference value is determined, and the status indicator is determined on the basis of the deviation.
  • a statement about the state of the sensor can be generated if the deviation between the measured value and the reference value exceeds a predefinable limit value.
  • the at least one reference value is a value, in particular a measured value, of the physical and / or chemical quantity corresponding to the delivery state of the sensor.
  • different physical and / or chemical characteristics characteristic of the respective sensor are determined or measured.
  • differences in the respective characteristic physical and / or resulting differences due to customary manufacturing tolerances may occur chemical quantities are taken directly into account. A temporal change of these values then allows a statement about the condition of the sensor.
  • the at least one reference value and / or the at least one associated measured value for the physical and / or chemical quantity is / are stored in a data sheet.
  • the respective reference quantities can then be delivered together with the sensor to the respective customer, for example.
  • the respective data sheet can be requested for a sensor at any time in order to carry out a condition monitoring.
  • the data sheet preferably contains not only the reference values but also limit values for the permissible deviations of the respective measured values from the limit values.
  • the course over time of the characteristic physical and / or chemical parameters, in particular over the entire operating period of the vibronic sensor, can furthermore be recorded.
  • the course over time of the characteristic physical and / or chemical parameters in particular over the entire operating period of the vibronic sensor, can furthermore be recorded.
  • the data sheet can be created, for example, in the form of a table.
  • the data sheet can also be created in the form of a computer-readable file.
  • the at least one reference value and / or the at least one associated measured value for the physical and / or chemical quantity is / are stored in an Internet-based file or database. In this way, the reference value does not have to be supplied with the respective sensor. Rather, the
  • Reference value can be retrieved when needed. Also with respect to the measured values for the respective characteristic physical and / or chemical quantities is an Internet-based
  • the stored data can also be retrieved at the factory and evaluated to improve future generations of the sensors.
  • An embodiment of the method includes that the comparison of the measured value with the reference value is carried out at the location of the process. This is possible, for example, if the electronic unit has a suitable comparison algorithm. Either the
  • a further embodiment of the method includes that the at least one characteristic physical and / or chemical quantity is a frequency, in particular a resonant frequency, an amplitude, a phase between an excitation signal and a received signal, or a voltage, in particular a for the sensor characteristic voltage, such as a switching voltage acts.
  • the oscillatable unit is a membrane, a single rod or a tuning fork.
  • a particularly preferred embodiment includes generating as a status indicator a statement about the occurrence of approach, corrosion, abrasion, or a cable break, or about the ingress of moisture into at least one component of the sensor and / or output.
  • Approach, corrosion and / or abrasion concern in particular the
  • a further particularly preferred embodiment of the method finally includes that the at least one characteristic physical and / or chemical quantity is given by a resonant frequency of the sensor. In the case that the measured value is greater than the
  • Reference value, then as a condition indicator is a statement about a corrosion or abrasion in the range of the oscillatory unit, via an abrasion of a coating of
  • FIG. 2 shows a vibratable unit of a vibronic sensor in the form of a tuning fork.
  • a vibronic sensor 1 is shown. Shown is a sensor unit 3 with a vibratory unit 4 in the form of a tuning fork, which partially immersed in a medium 2, which is located in a container 2a.
  • the oscillatable unit 4 is excited by means of the pickup / receiving unit 5 to mechanical vibrations, and may be, for example, a piezoelectric stack or bimorph drive. It goes without saying, however, that too Other embodiments of a vibronic sensor fall under the invention.
  • an electronic unit 6 is shown, by means of which the signal detection, evaluation and / or - supply is carried out.
  • 2 shows an oscillatable unit 4 in the form of a tuning fork, as it is integrated, for example, in the vibronic sensor 1 marketed by the applicant under the name LIQUIPHANT, in a side view.
  • the tuning fork 4 comprises two to a membrane
  • the drive / reception unit 5 is an electromechanical conversion unit, and includes, for example, a piezoelectric element or an electromagnetic drive [not shown]. Either the drive unit 5 and the receiving unit are constructed as two separate units, or as a combined drive / receiving unit. In the case that the drive / receiving unit 5 comprises a piezoelectric element 9, the force impressed on the diaphragm 7 is generated by the application of a starting signal UA, for example in the form of an electrical alternating voltage.
  • a change in the applied electrical voltage causes a change in the geometric shape of the drive / receiving unit 5, ie a contraction or relaxation within the piezoelectric element such that the application of an electrical AC voltage as a start signal UA TO a vibration of the material fit with the drive / Receiving Unit 5 connected diaphragm 7 causes.
  • the mechanical vibrations of the oscillatable unit are transmitted via the membrane to the drive / receiving unit 5 and converted into an electrical received signal U e .
  • the respective process variable for example a predeterminable fill level of the medium 2 in the container 2 a, or also the density or viscosity of the medium 2, can then be determined on the basis of the received signal U e .
  • One possibility of condition monitoring of the vibronic sensor is explained below on the basis of a comparison of a measured frequency f of the oscillatable unit 4, in particular the resonant frequency fo of the sensor 1 with a corresponding reference value for the frequency f re f, fo.ref.
  • a condition monitoring can also be carried out on the basis of any other characteristic physical and / or chemical quantity for the vibronic sensor 1, for example the amplitude A, the phase ⁇ between the excitation signal UA and the received signal UE, or a voltage, in particular a characteristic of the sensor voltage, for example a
  • a measured value for the resonant frequency fo of the vibronic sensor 1 can be determined on the basis of the received signal UE. If necessary, continue to be different
  • Process parameters are, for example, the temperature T or the pressure p, or else the coverage state of the oscillatable unit 4.
  • the process conditions which at the time when the measured value for the frequency fo is recorded, correspond to the process conditions at the time of determining the reference value fo, re f
  • the frequency fo of the oscillatable unit 4 is, for example, temperature and
  • the reference values in this case thus the reference value for the resonant frequency fo, re f of the oscillatable unit 4 substantially at
  • Standard conditions ie determined at room temperature and normal pressure. Accordingly, it is also useful if the temperature T in the process when measuring the frequency fo in a range of about 20-30 ° C and in the process just neither an overpressure nor a negative pressure prevails.
  • characteristic curves or compensation functions can be used with respect to the dependence of individual characteristic quantities, such as the frequency fo of individual process conditions, such as the temperature T or the pressure p, in order to convert the respective measured values appropriately.
  • the resonant frequency is determined in the event that the vibratable unit 4 is not in contact with a medium, so that this condition monitoring condition would also ideally be met in terms of the frequency fo.
  • a statement about the state can then be generated. For example, a predefinable limit can be defined. If the deviation exceeds this limit value, then there may be a problem or the sensor requires maintenance.
  • the inventive method thus offers the possibility of predictive maintenance (English, predictive maintenance). For example, it may be pointed out that maintenance of the sensor or even a cleaning cycle for the oscillatable unit is pending, for example in the event that an approach has formed in the area of the oscillatable unit. It can also be a temporal
  • History of the measured value for the frequency fo are recorded and estimated, for example, based on the history of when such a maintenance and / or cleaning is to be performed.
  • an approach, in particular symmetrically distributed, in the region of the oscillatable unit 4 or corrosion in the area of the oscillatable unit 4 may be present. It may also be that an abrasion has occurred in the region of the oscillatable unit 4 or a coating of the oscillatable unit 4, or else that the oscillatable unit is defective, for example broken.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums (2) in einem Behältnis (2a), mit zumindest einer Sensoreinheit (3) mit einer mechanisch schwingfähigen Einheit (4), umfassend folgende Verfahrensschritte: Ermitteln eines Messwerts für zumindest eine für den vibronischen Sensor (1) charakteristische physikalische und/oder chemische Größe (f, f0), während der Sensor (1) sich an/in seinem Einsatzort befindet, Vergleichen des Messwerts der physikalischen und/oder chemischen Größe(f, f0) mit einem Referenzwert für diese Größe (fref, f0,ref), und Ermitteln eines Zustandsindikators aus dem Vergleich.

Description

Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors, welcher zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer, insbesondere physikalischen oder chemischen, Prozessgröße eines Mediums in einem Behältnis dient. Der vibronische Sensor umfasst eine Sensoreinheit mit einer mechanisch schwingfähigen Einheit.
Die zu überwachende Prozessgröße kann beispielsweise gegeben sein durch den Füllstand eines Mediums in einem Behälter oder den Durchfluss eines Mediums durch ein Rohr, aber auch durch die Dichte, die Viskosität, den ph-Wert, den Druck, die Leitfähigkeit oder die Temperatur. Auch optische Sensoren, wie Trübungs- oder Absorptionssensoren sind bekannt. Die
verschiedenen zugrundeliegenden Messprinzipien sowie die grundsätzlichen Aufbauten und/oder Anordnungen sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Entsprechende
Feldgeräte werden von der Anmelderin in großer Vielfalt hergestellt und vertrieben
Vibronische Sensoren finden vielfach Anwendung in der Prozess- und/oder
Automatisierungstechnik. Im Falle von Füllstandsmessgeräten weisen sie zumindest eine mechanisch schwingfähige Einheit, wie beispielsweise eine Schwinggabel, einen Einstab oder eine Membran auf. Diese wird im Betrieb mittels einer Antriebs-/Empfangseinheit, häufig in Form einer elektromechanischen Wandlereinheit zu mechanischen Schwingungen angeregt, welche wiederum beispielsweise ein piezoelektrischer Antrieb oder ein elektromagnetischer Antrieb sein kann. Die mechanisch schwingfähige Einheit kann im Falle von Durchflussmessgeräten aber auch als schwingfähiges Rohr ausgebildet sein, welches von dem jeweiligen Medium
durchflössen wird, wie beispielsweise in einem nach dem Coriolis-Prinzip arbeitenden Messgerät.
Entsprechende Feldgeräte werden von der Anmelderin in großer Vielfalt hergestellt und im Falle von Füllstandsmessgeräten beispielsweise unter der Bezeichnung LIQUIPHANT oder
SOLIPHANT vertrieben. Die zugrundeliegenden Messprinzipien sind im Prinzip aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Die Antriebs-/Empfangseinheit regt die mechanisch
schwingfähige Einheit mittels eines elektrischen Anregesignals zu mechanischen Schwingungen an. Umgekehrt kann die Antriebs-/Empfangseinheit die mechanischen Schwingungen der mechanisch schwingfähigen Einheit empfangen und in ein elektrisches Empfangssignal umwandeln. Bei der Antriebs-/Empfangseinheit handelt es sich entsprechend entweder um eine separate Antriebseinheit und eine separate Empfangseinheit, oder um eine kombinierte Antriebs- /Empfangseinheit.
Dabei ist die Antriebs-/Empfangseinheit in vielen Fällen Teil eines rückgekoppelten elektrischen Schwingkreises, mittels welchem die Anregung der mechanisch schwingfähigen Einheit zu mechanischen Schwingungen erfolgt. Beispielsweise muss für eine resonante Schwingung die Schwingkreisbedingung, gemäß welcher der Verstärkungsfaktor >1 ist und alle im Schwingkreis auftretenden Phasen ein Vielfaches von 360° ergeben, erfüllt sein.
Zur Anregung und Erfüllung der Schwingkreisbedingung muss eine bestimmte
Phasenverschiebung zwischen dem Anregesignal und dem Empfangssignal gewährleistet sein. Deshalb wird häufig ein vorgebbarer Wert für die Phasenverschiebung, also ein Sollwert für die Phasenverschiebung zwischen dem Anregesignal und dem Empfangssignal eingestellt. Hierfür sind aus dem Stand der Technik unterschiedlichste Lösungen, sowohl analoge als auch digitale Verfahren, bekannt geworden. Prinzipiell kann die Einstellung der Phasenverschiebung beispielsweise durch Verwendung eines geeigneten Filters vorgenommen werden, oder auch mittels eines Regelkreises auf eine vorgebbare Phasenverschiebung, den Sollwert, geregelt werden. Aus der DE102006034105A1 ist beispielsweise bekannt geworden, einen einstellbaren Phasenschieber zu verwenden. Die zusätzliche Integration eines Verstärkers mit einstellbarem Verstärkungsfaktor zur zusätzlichen Regelung der Schwingungsamplitude wurde dagegen in der DE102007013557A1 beschrieben. Die DE102005015547A1 schlägt die Verwendung eines Allpass-Filters vor. Die Einstellung der Phasenverschiebung ist außerdem mittels eines sogenannten Frequenzsuchlaufs möglich, wie beispielsweise in der der DE102009026685A1 , DE102009028022A1 , und DE102010030982A1 offenbart. Die Phasenverschiebung kann aber auch mittels einer Phasenregelschleife (engl. Phase-Locked-Loop, PLL) auf einen vorgebbaren Wert geregelt werden. Ein hierauf basierendes Anregungsverfahren ist Gegenstand der
DE00102010030982A1 .
Sowohl das Anregesignal als auch das Empfangssignal sind charakterisiert durch ihre Frequenz ω, Amplitude A und/oder Phase Φ. Entsprechend werden Änderungen in diesen Größen üblicherweise zur Bestimmung der jeweiligen Prozessgröße herangezogen, wie beispielsweise ein vorgegebener Füllstand eines Mediums in einem Behälter, oder auch die Dichte und/oder Viskosität eines Mediums oder der Durchfluss eines Mediums durch ein Rohr. Im Falle eines vibronischen Grenzstandschalters für Flüssigkeiten wird beispielsweise unterschieden, ob die schwingfähige Einheit von der Flüssigkeit bedeckt ist oder frei schwingt. Diese beiden Zustände, der Freizustand und der Bedecktzustand, werden dabei beispielsweise anhand unterschiedlicher Resonanzfrequenzen, also einer Frequenzverschiebung, unterschieden. Die Dichte und/oder Viskosität wiederum lassen sich mit einem derartigen Messgerät nur ermitteln, wenn die schwingfähige Einheit vom Medium bedeckt ist. Wie beispielweise in der DE10050299A1 beschrieben, kann die Viskosität eines Mediums mittels eines vibronischen Sensors anhand der Frequenz-Phase-Kurve (O=g(co)) bestimmt werden. Dieses Vorgehen basiert auf der Abhängigkeit der Dämpfung der schwingfähigen Einheit von der Viskosität des jeweiligen Mediums. Dabei gilt, dass je geringer die Viskosität ist, desto steiler fällt die Frequenz-Phase-Kurve ab. Um den Einfluss der Dichte auf die Messung zu eliminieren, wird die Viskosität anhand einer durch zwei unterschiedliche Werte für die Phase verursachten Frequenzänderung bestimmt, also mittels einer Relativmessung. Dazu können entweder zwei unterschiedliche Phasenwerte eingestellt und die zugehörige Frequenzänderung bestimmt werden, oder es wird ein vorgegebenes Frequenzband durchfahren und festgestellt, wenn zumindest zwei vorgegebene Phasenwerte erreicht werden.
Aus der DE10200704381 1 A1 ist darüber hinaus bekannt geworden, aus einer Änderung der Eigenfrequenz und/oder Resonanzfrequenz und/oder der Phasenlage auf eine Änderung der Viskosität zu schließen und/oder aufgrund entsprechend hinterlegter Abhängigkeiten der Schwingungen der schwingfähigen Einheit von der Viskosität des jeweiligen Mediums die Viskosität zu bestimmen. Auch bei diesem Vorgehen muss die Abhängigkeit der Bestimmung der Viskosität von der Dichte des Mediums berücksichtigt werden.
Zur Bestimmung und/oder Überwachung der Dichte eines Mediums sind aus der DE10057974A1 ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bekannt geworden, mittels welcher/welchem der Einfluss von zumindest einer Störgröße, beispielswese der Viskosität, auf die Schwingungsfrequenz der mechanisch schwingfähigen Einheit zu ermitteln und entsprechend zu kompensieren. In der DE102006033819A1 ist ferner beschrieben, eine vorgebbare Phasenverschiebung zwischen dem Anregesignal und dem Empfangssignal einzustellen, bei welcher Auswirkungen von Änderungen der Viskosität des Mediums auf die mechanischen Schwingungen der mechanisch schwingfähigen Einheit vernachlässigbar sind. Dabei wird die Dichte im Wesentlichen nach der
Figure imgf000005_0001
bestimmt, wobei S die Dichteempfindlichkeit der mechanisch schwingfähigen Einheit ist, Fo.vak die Frequenz der mechanischen Schwingungen im Vakuum bei 0°C, C und A den linearen, bzw. quadratischen Temperaturkoeffizienten der Schwingfrequenz Fo.vak der mechanisch
schwingfähigen Einheit, t die Prozesstemperatur, F-r,p,med die Schwingfrequenz der mechanisch schwingfähigen Einheit im Medium, D den Druckkoeffizienten, und p der Druck des Mediums.
Um unabhängig von empirischen Annahmen zu sein, ist aus der DE102015102834A1 ein analytisches Messprinzip zur Bestimmung der Dichte und/oder Viskosität mittels eines vibronischen Sensor bekannt geworden, die Interaktionen zwischen der schwingfähigen Einheit und dem Medium anhand eines mathematischen Modells berücksichtigt. Der Sensor wird bei zwei oder mehreren verschiedenen vorgebbaren Phasenverschiebungen betrieben und aus dem jeweiligen Antwortsignal die Prozessgrößen Dichte und/oder Viskosität ermittelt. Um das zuverlässige Arbeiten eines vibronischen Sensor zu gewährleisten, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahren bekannt geworden, mittels welcher Aussagen über den Zustand des vibronischen Sensors getroffen werden können. Aus der DE102005 ist
beispielsweise eine Möglichkeit zur Überwachung zur Überwachung der Qualität eines vibronischen Sensors bekannt geworden. Eine Mess Vorrichtung umfasst mindestens eine Leistungsmesseinheit, welche den Energiebedarf der Anrege-/Empfangseinheit zumindest für den Fall von Resonanzschwingungen überwacht. Hierdurch lässt sich eine Aussage über die Güte des vibronischen Sensors machen. Je höher die Güte, desto weniger Energie wird zur Anregung von Resonanzschwingungen benötigt. Steigt also der Energiebedarf zur Anregung von Resonanzschwingungen während eines vorgebbaren Zeitraums an, oder überseigt die während der Fertigung des Sensors ermittelte Güte einen vorgebbaren Grenzwert, so kann auf einen Defekt, das Vorliegen von Ansatz im Bereich der schwingfähigen Einheit oder ähnliches geschlossen werden.
Aus der DE102007008669A1 ist wiederum ein vibronischer Sensor mit einer Elektronikeinheit bekannt geworden, der eine Phasenmesseinheit, einen einstellbaren Phasenschieber und eine Phaseneinstelleinheit, welche die Einstellung der Phasenverschiebung zwischen Anregesignal und Empfangssignal regelt, umfasst. Steuerparameter können über die Betriebsdauer des Sensors in vorgebbaren Zeitabständen aktualisiert und hinterlegt werden. Ferner kann anhand eines Vergleichs zwischen hinterlegten Steuerparametern und aktuellen Steuerdaten eine Zustandsüberwachung vorgenommen werden.
Die beschriebenen Lösungen sind stets für einen speziellen Fall und spezielle Aussagen angepasst. Es sind entweder separate Messgeräte zur Zustandsüberwachung erforderlich, oder aber eine speziell angepasste Elektronikeinheit. Wünschenswert wäre eine universelle
Überwachungsfunktion zur Überprüfung eines vibronischen Sensors.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors anzugeben, welches möglich einfach durchzuführen und universell für verschiedene vibronische Sensoren eingesetzt werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums in einem Behältnis, mit zumindest einer Sensoreinheit mit einer mechanisch schwingfähigen Einheit, umfassend folgende Verfahrensschritte:
Ermitteln eines Messwerts für zumindest eine für den vibronischen Sensor charakteristische physikalische und/oder chemische Größe, während der Sensor sich an/in seinem Einsatzort befindet,
- Vergleichen des Messwerts der physikalischen und/oder chemischen Größe mit einem Referenzwert für diese Größe, und
Ermitteln eines Zustandsindikators aus dem Vergleich.
Der vibronische Sensor ist grundsätzlich durch verschiedene physikalische oder chemische Größen, insbesondere Kenngrößen charakterisiert. Beispiele hierfür sind die Resonanzfrequenz der schwingfähigen Einheit, oder auch die Amplitude der Schwingungen im Falle, dass der Sensor nicht mit einem Medium in Kontakt ist. Diese Größen können im eingebauten Zustand des Sensors während des fortlaufenden Betriebs ermittelt werden. Zusätzlich können für den jeweiligen Sensor Referenzwerte für jede der betrachteten charakteristischen physikalischen oder chemischen Größe angeben werden, die beispielsweise jeweils einem Sollwert entsprechen. Der Sollwert entspricht dem Wert, welchen die jeweilige physikalische oder chemische Größe annimmt, wenn der Sensor voll funktionsfähig ist.
Die Vornahme einer erfindungsgemäßen Zustandsüberwachung ist insbesondere vorteilhaft, weil zur Zustandsüberwachung der jeweilige Prozess, für welchen der Sensor eingesetzt wird, nicht unterbrochen werden muss. Die Zustandsüberwachung kann vielmehr jederzeit vorgenommen werden, ohne, dass der Sensor hierfür aus dem jeweiligen Prozess ausgebaut werden muss. Je nachdem, welche charakteristische Größe gerade betrachtet wird, können dazu beispielsweise jeweils die Zeitpunkte ausgewählt werden, zu denen der Sensor gerade sicher nicht in Kontakt mit dem jeweiligen Messmedium steht.
Weiterhin kann auch der zeitliche Verlauf der jeweils gemessenen charakteristischen
physikalischen und/oder chemischen Größe aufgezeichnet werden. Anhand des zeitlichen Verlaufs lässt sich dann nicht nur eine punktuelle Zustandsüberwachung durchführen. Vielmehr lassen sich zeitliche Entwicklungen beobachten.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ferner vorteilhaft die Durchführung einer vorausschauenden Wartung (engl, predictive maintenance). Anhand eines jeweils bestimmten Messwerts für die charakteristische Größe kann beispielsweise abgeschätzt werden, wann eine Wartung des Sensors erforderlich ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Abweichung zwischen dem Messwert und dem Referenzwert bestimmt, und der Zustandsindikator anhand der Abweichung ermittelt.
Beispielsweise kann eine Aussage über den Zustand des Sensors generiert werden, wenn die Abweichung zwischen dem Messwert und Referenzwert einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens handelt es sich bei dem zumindest einen Referenzwert um einen Wert, insbesondere einen Messwert, der physikalischen und/oder chemischen Größe entsprechend dem Auslieferungszustands des Sensors. Während der Fertigung des Sensors werden verschiedene für den jeweiligen Sensor charakteristische physikalische und/oder chemische Kenngrößen ermittelt, bzw. gemessen. Indem diese als Referenzwerte herangezogen werden, können sich aufgrund üblicher Fertigungstoleranzen ergebende Unterschiede in den jeweiligen charakteristischen physikalischen und/oder chemischen Größen direkt berücksichtigt werden. Eine zeitliche Veränderung dieser Werte lässt dann eine Aussage über den Zustand des Sensors zu.
Es ist von Vorteil, wenn der zumindest eine Referenzwert und/oder der zumindest eine dazugehörige Messwert für die physikalische und/oder chemische Größe in einem Datenblatt abgelegt wird/werden. Die jeweiligen Referenzgrößen können dann beispielsweise zusammen mit dem Sensor an den jeweiligen Kunden ausgeliefert werden. Alternativ kann zu einem Sensor auch jederzeit das jeweilige Datenblatt angefordert werden, um eine Zustandsüberwachung durchzuführen. Das Datenblatt enthält vorzugsweise nicht nur die Referenzwerte, sondern ebenfalls Grenzwerte für die zulässigen Abweichungen der jeweiligen Messwerte von den Grenzwerten.
Werden ebenfalls die Messwerte für die jeweiligen physikalischen und/oder chemischen Größen aufgezeichnet, kann weiterhin der zeitliche Verlauf der charakteristischen physikalischen und/oder chemischen Größen, insbesondere über die gesamte Betriebsdauer des vibronischen Sensors, aufgezeichnet werden. Somit können auch sehr langsam eintretende Änderungen einer bestimmten physikalischen oder chemischen Größe zuverlässig detektiert werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft für eine Zustandsüberwachung bezüglich von Alterungseffekten des jeweiligen Sensors.
Das Datenblatt kann beispielsweise in Form einer Tabelle angelegt sein. Insbesondere kann das Datenblatt auch in Form einer computerlesbaren Datei angelegt sein.
Alternativ ist es ebenso von Vorteil, wenn der zumindest eine Referenzwert und/oder der zumindest eine dazugehörige Messwert für die physikalische und/oder chemische Größe in einer internetbasierten Datei oder Datenbank abgelegt wird/werden. Auf diese Weise muss der Referenzwert nicht mit dem jeweiligen Sensor ausgeliefert werden. Vielmehr kann der
Referenzwert bei Bedarf abgerufen werden. Auch bezüglich der Messwerte für die jeweiligen charakteristischen physikalischen und/oder chemischen Größen ist eine internetbasierte
Speicherung vorteilhaft. Die jeweils gespeicherten Daten können ebenfalls werkseitig abgerufen werden und zur Verbesserung künftiger Generationen der Sensoren ausgewertet werden.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens beinhaltet, dass der Vergleich des Messwerts mit dem Referenzwert am Ort des Prozesses durchgeführt wird. Dies ist beispielsweise möglich, wenn die Elektronikeinheit über einen geeigneten Vergleichsalgorithmus verfügt. Entweder die
Elektronikeinheit wird von vornherein entsprechend ausgestaltet. Alternativ ist es jedoch ebenfalls denkbar, dass eine bestehende Elektronikeinheit eines bestehenden Sensors nachgerüstet bzw. aktualisiert wird. Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens beinhaltet, dass es bei der zumindest einen charakteristischen physikalischen und/oder chemischen Größe um eine Frequenz, insbesondere um eine Resonanzfrequenz, um eine Amplitude, um eine Phase zwischen einem Anregesignal und einem Empfangssignal, oder um eine Spannung, insbesondere eine für den Sensor charakteristische Spannung, beispielsweise eine Schaltspannung, handelt.
Schließlich ist es von Vorteil, wenn es sich bei der schwingfähigen Einheit um eine Membran, um einen Einstab oder um eine Schwinggabel handelt. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung beinhaltet, das als Zustandsindikator eine Aussage über das Auftreten von Ansatz, Korrosion, Abrasion, oder eines Kabelbruchs, oder über das Eindringen von Feuchtigkeit in zumindest eine Komponente des Sensors generiert und/oder ausgegeben wird. Ansatz, Korrosion und/oder Abrasion betreffen insbesondere die
schwingfähige Einheit, während ein Kabelbruch oder das Eindringen von Feuchtigkeit
insbesondere für die Elektronikeinheit problematisch sein können.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens beinhaltet schließlich, dass die zumindest eine charakteristische physikalische und/oder chemische Größe gegeben ist durch eine Resonanzfrequenz des Sensors. Im Falle, dass der Messwert größer ist als der
Referenzwert, wird dann als Zustandsindikator eine Aussage über eine Korrosion oder Abrasion im Bereich der schwingfähigen Einheit, über eine Abrasion einer Beschichtung der
schwingfähigen Einheit, über einen Defekt an der schwingfähigen Einheit, oder das Vorliegen eines Ansatzes an der schwingfähigen Einheit ausgegeben. Dagegen wird im Falle, dass der Messwert kleiner ist als der Referenzwert, als Zustandsindikator eine Aussage über eine
Korrosion oder Abrasion im Bereich der schwingfähigen Einheit und/oder einer Antriebs-
/Empfangseinheit des vibronischen Sensors, oder über eine Diffusion eines Mediums in eine Beschichtung der schwingfähigen Einheit generiert und/oder ausgegeben.
Die Erfindung sowie deren Vorteile werden anhand der nachfolgenden Figuren Fig. 1 bis Fig. 2 gezeigt sind, genauer beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen vibronischen Sensor gemäß Stand der Technik, und
Fig.2 eine schwingfähige Einheit eines vibronischen Sensors in Form einer Schwinggabel.
In Fig. 1 ist ein vibronischer Sensor 1 gezeigt. Dargestellt ist eine Sensoreinheit 3 mit einer schwingfähigen Einheit 4 in Form einer Schwinggabel, welche teilweise in ein Medium 2 eintaucht, welches sich in einem Behälter 2a befindet. Die schwingfähige Einheit 4 wird mittels der Anrege- /Empfangseinheit 5 zu mechanischen Schwingungen angeregt, und kann beispielsweise ein piezoelektrischer Stapel- oder Bimorphantrieb sein. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch andere Ausgestaltungen eines vibronischen Sensors unter die Erfindung fallen. Weiterhin ist eine Elektronikeinheit 6 dargestellt, mittels welcher die Signalerfassung, -auswertung und/oder - speisung erfolgt. In Fig. 2 ist eine schwingfähige Einheit 4 in Form einer Schwinggabel, wie sie beispielsweise im von der Anmelderin unter dem Namen LIQUIPHANT vertriebenen vibronischen Sensor 1 integriert wird, in einer Seitenansicht gezeigt. Die Schwinggabel 4 umfasst zwei an eine Membran
7 angeformte Schwingstäbe 8a, 8b, an welche endseitig zwei Paddel 9a, 9b angeformt sind. Die Schwingstäbe 8a, 8b zusammen mit den Paddeln 9a, 9b werden häufig auch als Gabelzinken bezeichnet. Um die mechanisch schwingfähige Einheit 4 in mechanische Schwingungen zu versetzen, wird mittels einer auf der den Schwingstäben 7a, 7b abgewandten Seite der Membran
8 stoffschlüssig angebrachten Antriebs-/Empfangseinheit 5 eine Kraft auf die Membran 8 aufgeprägt. Die Antriebs-/Empfangseinheit 5 ist eine elektromechanische Wandlereinheit, und umfasst beispielsweise ein piezoelektrisches Element, oder auch einen elektromagnetischen Antrieb [nicht gezeigt]. Entweder sind die Antriebseinheit 5 und die Empfangseinheit als zwei separate Einheiten aufgebaut, oder als kombinierte Antriebs-/Empfangseinheit. Im Falle, dass die Antriebs-/Empfangseinheit 5 ein piezoelektrisches Element 9 umfasst, wird die der Membran 7 aufgeprägte Kraft über das Anlegen eines Anregesignals UA, beispielweise in Form einer elektrischen Wechselspannung, generiert. Eine Änderung der angelegten elektrischen Spannung bewirkt eine Änderung der geometrischen Form der Antriebs-/Empfangseinheit 5, also eine Kontraktion bzw. eine Relaxation innerhalb des piezoelektrischen Elements derart, dass das Anlegen einer elektrischen Wechselspannung als Anregesignal UA ZU einer Schwingung der stoffschlüssig mit der Antriebs-/Empfangseinheit 5 verbundenen Membran 7 hervorruft.
Umgekehrt werden die mechanischen Schwingungen der schwingfähigen Einheit über die Membran an die Antriebs-/Empfangseinheit 5 übertragen und in ein elektrisches Empfangssignal Ue umgewandelt. Die jeweilige Prozessgröße, beispielsweise ein vorgebbare Füllstand des Mediums 2 in dem Behälter 2a, oder auch die Dichte oder Viskosität des Mediums 2, können dann anhand des Empfangssignals Ue ermittelt werden. Eine Möglichkeit der Zustandsüberwachung des vibronischen Sensors wird nachfolgend anhand eines Vergleichs einer gemessenen Frequenz f der schwingfähigen Einheit 4, insbesondere der Resonanzfrequenz fo des Sensors 1 mit einem entsprechenden Referenzwert für die Frequenz fref, fo.ref erläutert. Es versteht sich von selbst, dass eine Zustandsüberwachung aber auch anhand einer beliebigen anderen charakteristischen physikalischen und/oder chemischen Größe für den vibronischen Sensor 1 durchgeführt werden kann, beispielsweise der Amplitude A, der Phase Φ zwischen dem Anregesignal UA und dem Empfangssignal UE, oder um eine Spannung, insbesondere eine für den Sensor charakteristische Spannung, beispielsweise eine
Schaltspannung.. Ein Messwert für die Resonanzfrequenz fo des vibronischen Sensors 1 kann anhand des Empfangssignals UE ermittelt werden. Gegebenenfalls sind weiterhin verschiedene
Prozessparameter für die Durchführung eines Vergleichs des Messwertes fo mit einem
Referenzwert für die Frequenz fo,ref zu berücksichtigen, um eine genaue Aussage über den Zustand des Sensors 1 anhand des Vergleichs vornehmen zu können. Bei diesen
Prozess parametern handelt es sich beispielsweise um die Temperatur T oder den Druck p, oder auch den Bedeckungszustand der schwingfähigen Einheit 4.
Idealerweise entsprechen die Prozessbedingungen, welche zum Zeitpunkt, zu welchem der Messwert für die Frequenz fo aufgenommen wird, den Prozessbedingungen zum Zeitpunkt der Bestimmung des Referenzwertes fo,ref ■
Die Frequenz fo der schwingfähigen Einheit 4 ist beispielsweise temperatur- und
druckabhängig. Üblicherweise werden die Referenzwerte, in diesem Falle also der Referenzwert für die Resonanzfrequenz fo,ref der schwingfähigen Einheit 4 im Wesentlichen bei
Standardbedingungen, also bei Raumtemperatur und Normaldruck bestimmt. Entsprechend ist es ebenfalls sinnvoll, wenn die Temperatur T im Prozess beim Messen der Frequenz fo in einem Bereich von ca. 20-30°C und im Prozess gerade weder ein Überdruck noch ein Unterdruck vorherrscht. Alternativ können beispielsweise Kennlinien oder Kompensationsfunktionen bezüglich der Abhängigkeit einzelner charakteristischer Größen, wie beispielsweise der Frequenz fo von einzelnen Prozessbedingungen, wie der Temperatur T oder dem Druck p, verwendet werden, um die jeweiligen Messwerte geeignet umzurechnen.
Außerdem wird die Resonanzfrequenz für den Fall bestimmt, dass die schwingfähige Einheit 4 nicht in Kontakt mit einem Medium ist, so dass dieses Erfordernis für zu Zustandsüberwachung ebenfalls hinsichtlich der Frequenz fo idealerweise zu erfüllen wäre.
Anhand des Vergleichs des Messwerts für die Frequenz fo mit dem jeweiligen Referenzwert f0,ref kann dann eine Aussage über den Zustand generiert werden. Beispielsweise kann ein vorgebbarer Grenzwert definiert werden. Übersteigt die Abweichung diesen Grenzwert, so liegt ggf. ein Problem vor, oder der Sensor bedarf einer Wartung. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit die Möglichkeit der vorausschauenden Wartung (engl, predictive maintainance). Beispielsweise kann darauf hingewiesen werden, dass eine Wartung des Sensors oder auch ein Reinigungszyklus für die schwingfähige Einheit, beispielsweise im Falle, dass sich im Bereich der schwingfähigen Einheit Ansatz gebildet hat, ansteht. Es kann außerdem auch ein zeitlicher
Verlauf der des Messwerts für die Frequenz fo aufgezeichnet werden und beispielsweise anhand des Verlaufs abgeschätzt werden, wann solche eine Wartung und/oder Reinigung durchzuführen ist. Bei einem Anstieg der Resonanzfrequenz fo über den vorgebbaren Grenzwert hinaus kann beispielsweise ein, insbesondere symmetrisch verteilter, Ansatz im Bereich der schwingfähigen Einheit 4, oder ein Korrosion im Bereich der schwingfähigen Einheit 4 vorliegen. Es kann auch sein, dass eine Abrasion im Bereich der schwingfähigen Einheit 4 oder einer Beschichtung der schwingfähigen Einheit 4 aufgetreten ist, oder auch, dass die schwingfähige Einheit defekt, beispielsweise gebrochen, ist. Im Falle einer Abnahme der Resonanzfrequenz fo über den vorgebbaren Grenzwert hinaus dagegen kann eine Korrosion oder Abrasion im Bereich der schwingfähigen Einheit und/oder einer Antriebs-/Empfangseinheit des vibronischen Sensors, oder eine Diffusion eines Mediums in eine Beschichtung der schwingfähigen Einheit vorliegen.
Bezugszeichen
1 Vibronischer Sensor
2 Medium
2a Behälter
3 Sensoreinheit
4 Schwingfähige Einheit
5 Elektromechanische Wandlereinheit
6 Elektronikeinheit
7 Membran
8a, 8b Schwingstäbe
9a, 9b Paddel
UA Anregesignal
UE Empfangssignal
f Frequenz

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors (1 ) zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums (2) in einem Behältnis (2a), mit zumindest einer Sensoreinheit (3) mit einer mechanisch
schwingfähigen Einheit (4), umfassend folgende Verfahrensschritte:
Ermitteln eines Messwerts für zumindest eine für den vibronischen Sensor (1 ) charakteristische physikalische und/oder chemische Größe (f, fo), während der Sensor (1 ) sich an/in seinem Einsatzort befindet,
Vergleichen des Messwerts der physikalischen und/oder chemischen Größe(f, fo) mit einem Referenzwert für diese Größe (fref, fo.ref), und
Ermitteln eines Zustandsindikators aus dem Vergleich.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
wobei eine Abweichung zwischen dem Messwert (f, fo) und dem Referenzwert (fref, fo.ref) bestimmt wird, und wobei der Zustandsindikator anhand der Abweichung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei es sich bei dem zumindest einen Referenzwert (fref, fo.ref) um einen Wert, insbesondere einen Messwert, der physikalischen und/oder chemischen Größe entsprechend dem Auslieferungszustands des Sensors (1 ) handelt.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 -3,
wobei der zumindest eine Referenzwert (fref, fo.ref) und/oder der zumindest eine dazugehörige Messwert (f, fo) für die physikalische und/oder chemische Größe in einem Datenblatt abgelegt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 -3,
wobei der zumindest eine Referenzwert (fref, fo.ref) und/oder der zumindest eine dazugehörige Messwert (f, fo) für die physikalische und/oder chemische Größe in einer internetbasierten Datei oder Datenbank abgelegt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Vergleich des Messwerts (fref, fo.ref) mit dem Referenzwert (f, fo) am Ort des
Prozesses durchgeführt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei es sich bei der zumindest einen charakteristischen physikalischen und/oder chemischen Größe um eine Frequenz (f), insbesondere um eine Resonanzfrequenz (fo), um eine Amplitude (A), um eine Phase (Φ) zwischen einem Anregesignal (UA) und einem Empfangssignal (UE), oder um eine Spannung, insbesondere eine für den Sensor charakteristische Spannung, beispielsweise eine Schaltspannung, handelt.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei es sich bei der schwingfähigen Einheit (4) um eine Membran, um einen Einstab oder um eine Schwinggabel handelt.
9. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei als Zustandsindikator eine Aussage über das Auftreten von Ansatz, Korrosion, Abrasion, oder eines Kabelbruchs, oder für das Eindringen von Feuchtigkeit in zumindest eine Komponente des Sensors (1 ,3,6), gemessen, generiert und/oder ausgegeben wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die zumindest eine charakteristische physikalische und/oder chemische Größe (f, fo) gegeben ist durch eine Resonanzfrequenz (fo) des Sensors (1 ),
wobei im Falle, dass der Messwert (fo) größer ist als der Referenzwert (fo.ref), als
Zustandsindikator eine Aussage über eine Korrosion oder Abrasion im Bereich der schwingfähigen Einheit (4), über eine Abrasion einer Beschichtung der schwingfähigen Einheit (4), über einen Defekt an der schwingfähigen Einheit (4), oder das Vorliegen eines Ansatzes an der schwingfähigen Einheit (4) ausgegeben wird, oder
wobei im Falle, dass der Messwert (fo) kleiner ist als der Referenzwert (fo.ref), als
Zustandsindikator eine Aussage über eine Korrosion oder Abrasion im Bereich der schwingfähigen Einheit (4) und/oder einer Antriebs-/Empfangseinheit (5) des vibronischen Sensors (1 ), oder über eine Diffusion eines Mediums (2) in eine Beschichtung der schwingfähigen Einheit (4) generiert und/oder ausgegeben wird
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