WO2020207699A1 - Zustandsüberwachung eines vibronischen sensors - Google Patents

Zustandsüberwachung eines vibronischen sensors Download PDF

Info

Publication number
WO2020207699A1
WO2020207699A1 PCT/EP2020/056724 EP2020056724W WO2020207699A1 WO 2020207699 A1 WO2020207699 A1 WO 2020207699A1 EP 2020056724 W EP2020056724 W EP 2020056724W WO 2020207699 A1 WO2020207699 A1 WO 2020207699A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frequency
coil
excitation signal
medium
phase shift
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/056724
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Romuald Girardey
Raphael KUHNEN
Izabella SANDOR
Original Assignee
Endress+Hauser SE+Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress+Hauser SE+Co. KG filed Critical Endress+Hauser SE+Co. KG
Priority to US17/602,906 priority Critical patent/US11920972B2/en
Publication of WO2020207699A1 publication Critical patent/WO2020207699A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/20—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of apparatus for measuring liquid level
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring the state of a coil, which coil is part of a device for determining at least one process variable of a medium in a container, as well as a device designed to carry out a method according to the invention.
  • the device is a vibronic sensor.
  • the device comprises a mechanically oscillatable unit, a drive / receiver unit, and an electronics unit.
  • the process variable is given, for example, by the fill level, in particular a limit level, the flow of the medium or also by its density or viscosity.
  • the medium is, for example, in a container, e.g. B. a container, a tank, or in a pipeline.
  • the medium itself is in turn given, for example, by a liquid, a gas, or a bulk material.
  • the drive / receiver unit stimulates the mechanically oscillatable unit to produce mechanical oscillations by means of an electrical excitation signal. Conversely, the drive / receiver unit can receive the mechanical vibrations of the mechanically vibratable unit and convert them into an electrical received signal.
  • the drive / receiver unit is accordingly either a separate drive unit and a separate receiver unit, or a combined drive / receiver unit.
  • the drive / receiver unit is part of a feedback electrical oscillating circuit, by means of which the mechanically oscillatable unit is excited into mechanical oscillations.
  • the resonant circuit condition according to which the gain factor is> 1 and all phases occurring in the resonant circuit result in a multiple of 360 °, must be met.
  • a certain phase shift between the excitation signal and the received signal must be guaranteed to excite and fulfill the resonant circuit condition. Therefore, a specifiable value for the phase shift, that is to say a setpoint value for the phase shift between the excitation signal and the received signal, is often set.
  • the most varied from the prior art Solutions, both analog and digital methods have become known, for example in the documents DE 102006034105A1, DE102007013557A1, DE102005015547A1,
  • Level switch for liquids for example, a distinction is made as to whether the oscillatable unit is covered by the liquid or whether it oscillates freely. These two states, the free state and the covered state, are for example different on the basis of this
  • electromagnetic drive / receiving units as described, for example, in the documents WO2007 / 11301 1, WO2007 / 1 14950 A1, DE102015104533A1, DE1020161 12308A1.
  • the conversion of electrical energy into mechanical energy takes place here via a magnetic field.
  • the described converter units therefore each comprise at least one coil and one permanent magnet.
  • An alternating magnetic field penetrating the magnet is generated by means of the coil and a periodic force is transmitted to the oscillatable unit via the magnet.
  • Such a drive / receiver unit can be used, for example, for a temperature range between -200 ° C. and 500 ° C., depending on the materials used.
  • the present invention is based on the object of providing a measuring device with which high values can be achieved in a particularly simple manner
  • the object is achieved by a method for monitoring the state of a coil, which coil is part of a device for determining at least one process variable of a medium in a container.
  • An electrical excitation signal is applied to the coil and an electrical reception signal is received by the coil.
  • a first frequency is determined for the excitation signal, at which a first phase shift between the excitation signal and the received signal is less than a predeterminable limit value, and a state indicator for the coil is determined on the basis of the first frequency.
  • the diagnosis of the drive / reception unit via a first phase shift between the excitation and reception signals can be implemented in a particularly simple manner.
  • the design effort is very low - the implementation of the condition monitoring requires very few additional components for the respective sensor.
  • Another particularly preferred embodiment of the present invention includes that a statement about a temperature of the medium is determined on the basis of a second phase shift between the excitation signal and the received signal at a second frequency.
  • the method according to the invention allows a determination of the
  • Status monitoring can also be used to determine and / or monitor a process variable of the medium, for example a, in particular predeterminable, fill level, density or viscosity.
  • a process variable of the medium for example a, in particular predeterminable, fill level, density or viscosity.
  • One of the frequencies used for condition monitoring can be used for the
  • the object on which the invention is based is also achieved by a device for
  • the drive / receiver unit comprises at least
  • 3 shows diagrams of the phase shift between the excitation signal and the received signal as a function of the frequency of the excitation signal for a functional and a partially defective coil for three different temperatures
  • 4 shows a diagram of the phase shift between the excitation signal and the received signal as a function of the excitation signal for different temperatures.
  • Bimorph drive but also an electromagnetic or magnetostrictive drive / receiving unit. It goes without saying, however, that other configurations of a vibronic level measuring device are also possible. Furthermore, an electronics unit 7 is shown, by means of which the signals are recorded, evaluated and / or fed.
  • the oscillating element 9 has two oscillating rods 10a, 10b, on each of which a paddle 1 1a, 11b is formed on the end.
  • the tuning fork performs 3 vibratory movements in accordance with the vibration mode with which it is excited.
  • Each of the two oscillating rods 10a, 10b behaves essentially like a so-called flexural oscillator. In the fundamental oscillation mode, the two oscillating rods 10a, 10b oscillate, for example, out of phase with one another.
  • the rods 15a and 15b are moved horizontally via the magnets 16a and 16b, i.e. H. perpendicular or transverse to its longitudinal axis, deflected in such a way that it is in
  • the two oscillating rods 10a, 10b of the mechanically oscillatable unit 3 and the rods 15a-15c of the transducer unit 6 each with the membrane 8 form a mechanical resonator.
  • the membrane 8 is preferably, but not necessarily, designed in one piece. In particular, it can be assigned both to the oscillatable unit 3 and to the transducer unit 6. According to the invention, a status monitoring of a vibronic sensor is carried out, in which on the basis of a first frequency for the excitation signal, at which a first
  • a, b signals in different states of the coil f, fi-f 3 frequency of the excitation signal

Abstract

Die vorliegen Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Spule (17), welche Spule (17) Teil einer Vorrichtung (1) zur Bestimmung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums (4) in einem Behälter (5) ist, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Beaufschlagen der Spule (17) mit einem elektrischen Anregesignal (A) und Empfangen eines elektrischen Empfangssignals (E) von der Spule (17), - Bestimmen einer ersten Frequenz (f1) für das Anregesignal (A), bei welchem eine erste Phasenverschiebung (ΔΦ1) zwischen dem Anregesignal (A) und Empfangssignal (E) kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert ist, und - Ermitteln eines Zustandsindikators für die Spule (17) anhand der ersten Frequenz (f1). Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung (1), welche zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltet ist.

Description

Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Spule, welche Spule Teil einer Vorrichtung zur Bestimmung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums in einem Behälter ist, sowie eine zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltete Vorrichtung. Bei der Vorrichtung handelt es sich um einen vibronischen Sensor. Die Vorrichtung umfasst eine mechanisch schwingfähige Einheit, eine Antriebs-/Empfangseinheit, und eine Elektronikeinheit. Die Prozessgröße ist beispielsweise gegeben durch den Füllstand, insbesondere einen Grenzstand, den Durchfluss des Mediums oder auch durch dessen Dichte oder Viskosität. Das Medium befindet sich beispielsweise in einem Behältnis, z. B. einem Behälter, einem Tank, oder auch in einer Rohrleitung. Das Medium selbst wiederum ist beispielsweise gegeben durch eine Flüssigkeit, ein Gas, oder ein Schüttgut.
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.
Entsprechende Feldgeräte werden von der Anmelderin in großer Vielfalt hergestellt und
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, wie beispielsweise in den Dokumenten DE 102006034105A1 , DE102007013557A1 , DE102005015547A1 ,
DE102009026685A1 , DE102009028022A1 , DE102010030982A1 oder DE00102010030982A1 beschrieben.
Sowohl das Anregesignal als auch das Empfangssignal sind charakterisiert durch ihre Frequenz w, Amplitude A und/oder Phase F. Entsprechend werden Änderungen in diesen Größen üblicherweise zur Bestimmung der jeweiligen Prozessgröße herangezogen. Bei der Prozessgröße kann es sich beispielsweise um einen Füllstand, einen vorgegebenen Füllstand, oder auch um die Dichte oder die Viskosität des Mediums, sowie um den Durchfluss handeln. Bei einem 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 anhand 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. Im Zusammenhang mit der Bestimmung der Dichte und/oder Viskosität sind ebenfalls unterschiedliche Möglichkeiten aus dem Stand der Technik bekannt geworden, wie beispielswiese die in den Dokumenten DE10050299A1 ,
DE10200704381 1A1 , DE10057974A1 , DE102006033819A1 , DE102015102834A1 oder
DE1020161 12743A1 offenbarten.
Für die Antriebs-/Empfangseinheit selbst werden insbesondere piezoelektrische und/oder elektromagnetische Antriebs-/Empfangseinheiten verwendet. Bei auf dem piezoelektrischen Effekt basierenden Antriebs-/Empfangseinheiten kann in der Regel ein vergleichsweise hoher
Wirkungsgrad erzielt werden. Sie sind jedoch für den Einsatz bei hohen Temperaturen,
insbesondere bei Temperaturen über 300 °C nur bedingt geeignet. Eine Alternative ist in diesem Zusammenhang gegeben durch elektromagnetische Antriebs-/Empfangseinheiten gegeben, wie beispielsweise in den Druckschriften W02007/11301 1 , W02007/1 14950 A1 , DE102015104533A1 , DE1020161 12308A1 beschrieben. Die Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie erfolgt hier jeweils über ein Magnetfeld. Die beschriebenen Wandlereinheiten umfassen deshalb je zumindest eine Spule und einen Permanentmagneten. Mittels der Spule wird ein den Magnet durchsetzendes magnetisches Wechselfeld erzeugt und über den Magneten eine periodische Kraft auf die schwingfähige Einheit übertragen. Eine derartige Antriebs-/Empfangseinheit ist je nach verwendeten Materialien beispielsweise für einen Temperaturbereich zwischen -200°C und 500°C einsetzbar. Um das zuverlässige Arbeiten eines vibronischen Sensors zu gewährleisten, sind aus dem Stand der Technik verschiedenste Verfahren zur Diagnose möglicher Fehlfunktionen eines vibronischen Sensors bekannt geworden. Die Möglichkeit einer Zustandsüberwachung oder Diagnose ist insbesondere im Falle von sicherheitskritischen Anwendungen, wie beispielsweise einem Einsatz eines Grenzstandschalters in einem mit einer brennbaren Flüssigkeit gefüllten Behälter, von großer Bedeutung. Je nach konkreter Anwendung muss das jeweilige Messgerät unterschiedlichen Sicherheitsanforderungen genügen. In dieser Hinsicht ist beispielsweise der sogenannte SIL- Standard (SIL steht für Safety Integrity Level) gemäß der Normvorschrift IEC61508 bekannt geworden, welcher zwischen vier unterschiedlichen Stufen zur Spezifizierung der Anforderung für die Sicherheitsintegrität von Sicherheitsfunktionen unterscheidet. Die Sicherheitsanforderungsstufe stellt dabei im Prinzip ein Maß für die Zuverlässigkeit des jeweiligen Systems bzw. Messgeräts in Abhängigkeit von einer potentiellen Gefährdung dar. Typischerweise bereitgestellte
Sicherheitsfunktionen zur Gewährleistung eines bestimmten Levels für die Sicherheitsintegrität sind beispielsweise gegeben durch Notausschaltungen, oder das Abschalten überhitzter Geräte.
Zur Festlegung eines Sicherheitsintegritätslevels wird beispielsweise das Ausfallverhalten einzelner Baugruppen untersucht. Weiterhin wird das Vorliegen redundanter Strukturen geprüft, sowie das Verhältnis zwischen sicheren und unsicheren, bzw. gefährlichen, Fehlern. Aus derartigen
Überlegungen kann dann eine Gesamt-Ausfallrate bestimmt werden, anhand welcher dem jeweiligen System bzw. Messgerät das jeweilige Sicherheitsintegritätslevel zugeordnet wird.
Die DE102004027397A1 beschreibt eine Möglichkeit zur Detektion eines Kabelbruchs in einem vibronischen Sensor. Aus den Dokumenten DE10014724A1 und DE102009045204A1 sind Diagnosemöglichkeiten zur Erkennung von Ansatz im Bereich der schwingfähigen Einheit bekannt geworden. Aber auch Diagnosen im Bereich der Antriebs-/Empfangseinheit eines vibronischen Sensors sind bekannt geworden, wie beispielsweise die in der DE102008032887A1 beschriebene Diagnose einer piezoelektrischen Antriebs-/Empfangseinheit. In Bezug auf eine elektromagnetische Antriebs-/Empfangseinheit ist es wiederum aus der DE1020171 15147A1 bekannt geworden, den Zustand der Antriebs-/Empfangseinheit anhand des ohmschen Gesamtwiderstands zu beurteilen.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Messgerät bereitzustellen, mit welchem auf besonders einfache Weise hohen
Sicherheitsanforderungen genügt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung nach Anspruch 14. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Spule, welche Spule Teil einer Vorrichtung zur Bestimmung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums in einem Behälter ist. Die Spule wird mit einem elektrischen Anregesignal beaufschlagt und ein elektrisches Empfangssignal wird von der Spule empfangen. Weiterhin wird eine erste Frequenz für das Anregesignal ermittelt, bei welcher eine erste Phasenverschiebung zwischen dem Anregesignal und Empfangssignal kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert ist, und anhand der ersten Frequenz ein Zustandsindikator für die Spule ermittelt.
Die Diagnose der Antriebs-/Empfangseinheit über eine erste Phasenverschiebung zwischen Anrege- und Empfangssignal ist auf besonders einfache Art und Weise realisierbar. Insbesondere ist der konstruktive Aufwand sehr gering - die Implementierung der Zustandsüberwachung erfordert nur sehr wenige zusätzliche Bauteile für den jeweiligen Sensor.
Es ist von Vorteil, wenn die erste Phasenverschiebung bei der ersten Frequenz null ist. Es wird also ein Nulldurchgang für die Phasenverschiebung in Abhängigkeit von der ersten Frequenz detektiert.
Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn es sich bei der ersten Frequenz um die Resonanzfrequenz der Spule in der Grundschwingungsmode handelt.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass ein Istwert für die erste Frequenz mit einem Sollwert für die erste Frequenz verglichen wird, wobei der Zustandsindikator anhand einer Abweichung des Istwerts vom Sollwert ermittelt wird.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn anhand der Abweichung zwischen dem Istwert und dem Sollwert eine Aussage über ein Ausmaß einer Beschädigung an der Spule ermittelt wird. Es ist also nicht nur eine qualitative, sondern auch eine quantitative Aussage über den Zustand der Spule möglich.
Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn im Falle, dass die Abweichung des Istwerts von dem Sollwert kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, eine Meldung über eine durchzuführende Wartung generiert wird, und/oder wobei im Falle, dass die Abweichung des Istwerts von dem Sollwert größer als der vorgebbare Wert ist, ein Meldung über einen Defekt der Spule ausgegeben wird. Ist die Abweichung kleiner als der vorgebbare Grenzwert, kann der Sensor noch weiter betrieben werden. Es erfolgt in diesem Fall lediglich ein Hinweis auf eine in Kürze durchzuführende Wartung. Etwaige
Messungenauigkeiten, die aus dem Defekt herrühren, können gegebenenfalls rechnerisch ausgeglichen werden. Überschreitet die Abweichung den Grenzwert jedoch, so muss der Sensor umgehend ausgetauscht oder gewartet werden. Ein zuverlässiger Betrieb des Sensors ist nicht mehr gewährleistbar. Noch eine Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei dem Zustandsindikator um eine Aussage über das Vorliegen zumindest eines Windungsschlusses im Bereich der Spule oder um eine Aussage über eine mangelhafte elektrische Kontaktierung oder um einen Kabelbruch im Bereich der Spule oder der zumindest zwei Anschlussdrähte handelt.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beinhaltet, dass anhand einer zweiten Phasenverschiebung zwischen dem Anregesignal und dem Empfangssignal bei einer zweiten Frequenz eine Aussage über eine Temperatur des Mediums ermittelt wird. Neben der Zustandsüberwachung erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine Bestimmung der
Temperatur ohne die Implementierung eines weiteren temperaturempfindlichen Sensorelements.
Die Temperatur im Bereich eines vibronischen Sensors jeweils des Mediums hat einen großen Einfluss auf die Bestimmung der jeweiligen Prozessgröße, insbesondere auf das jeweils
empfangene Empfangssignal. Um diesen Einfluss zu kompensieren, ist es aus der
DE102006007199A1 oder DE102009029490A1 bekannt geworden, ein vibronisches Messgerät mit einem zusätzlichen Temperatursensor zu versehen. Die Integration eines weiteren Sensors in ein Messgerät ist allerdings grundsätzlich mit einem gewissen konstruktiven Aufwand verbunden. Aus der DE1020171 14315A1 ist es hinsichtlich einer elektromagnetischen Antriebs-/Empfangseinheit wiederum bekannt geworden, die Temperatur des Mediums anhand einer elektrischen Kenngröße, beispielsweise anhand des ohmschen Widerstands, der Spule zu bestimmen. Aber auch eine solche Maßnahme ist mit einem vergleichsweise hohen Aufwand verbunden, da Mittel zur Bestimmung der jeweiligen Kenngröße bereitzustellen sind. Die erfindungsgemäße Temperaturbestimmung anhand einer zweiten Frequenz für das Anregesignal ist dagegen auf besonders einfache Art und Weise realisierbar. Die Phasenverschiebung bei der zweiten Frequenz weist eine direkte Abhängigkeit von der Temperatur des Mediums auf und kann zur Temperaturbestimmung direkt herangezogen werden. So sind keine weiteren Sensorelemente oder aufwendige konstruktive Maßnahmen zur Temperaturbestimmung notwendig.
Es ist mit Hinblick auf die Temperatur des Mediums auch denkbar, dass der Einfluss der Temperatur auf ein Sensorsignal, beispielsweise für das erste Empfangssignal entsprechend der ersten
Frequenz oder eine weitere Frequenz, kompensiert wird. Auf diese Weise kann die Messgenauigkeit des jeweiligen Sensors bei der Ermittlung der jeweiligen Prozessgröße erhöht werden.
Es ist bezüglich der zweiten Frequenz von Vorteil, wenn die zweite Frequenz derart gewählt wird, dass sie im Bereich einer Resonanzbreite einer Resonanzschwingung der Spule bei einer maximalen Temperatur des Mediums, welche bestimmbar ist, liegt. Die von der Güte des jeweiligen Sensors abhängige Resonanzbreite wird mit zunehmender Temperatur größer. Indem die Frequenz so gewählt wird, dass sie für die maximal zu bestimmende Temperatur, beispielsweise eine maximal für den Betrieb des Sensors zulässige Temperatur, innerhalb der Resonanzbreite liegt, so kann für alle Temperaturen gewährleistet werden, dass die zweite Frequenz passend zur
Temperaturbestimmung gewählt wird. Für die zweite Frequenz zeigt die Phasenverschiebung dann eine direkte Abhängigkeit von der Temperatur des Mediums, die zur Temperaturbestimmung herangezogen werden kann.
Es ist somit ebenso von Vorteil, wenn die Temperatur des Mediums anhand eines Vergleichs der zweiten Phasenverschiebung bei der zweiten Frequenz mit zumindest einer Kennlinie der zweiten Frequenz als Funktion der Temperatur ermittelt wird.
Weiterhin kann vorteilhaft anhand einer dritten Phasenverschiebung zwischen dem Anregesignal und dem Empfangssignal bei einer dritten Frequenz eine Aussage über eine Temperatur des Mediums ermittelt wird. In diesem Falle kann die Temperatur redundant bei zwei verschiedenen Frequenzen ermittelt werden.
In dieser Hinsicht ist es wiederum von Vorteil, wenn die mittels der zweiten und dritten Frequenz ermittelten Temperaturen miteinander verglichen werden. Auf diese Weise kann ein
Plausibilitätscheck hinsichtlich der Temperaturbestimmung vorgenommen werden.
Ebenso ist es bezüglich der Verwendung einer dritten Frequenz von Vorteil, wenn die zweite Frequenz größer ist als die erste Frequenz, und wobei die dritte Frequenz kleiner ist als die erste Frequenz.
Die erste, zweite und/oder dritte Frequenz können insbesondere abwechselnd, oder jeweils auf Bedarf, beispielsweise durch geeignete Auswahl, eingestellt werden. Zusätzlich zur
Zustandsüberwachung kann auch eine Prozessgröße des Mediums, beispielsweise ein, insbesondere vorgebbarer, Füllstand, die Dichte oder die Viskosität bestimmt und/oder überwacht werden. Dafür kann eine der zur Zustandsüberwachung verwendeten Frequenzen für das
Anregesignal oder auch eine weitere, vierte Frequenz eingestellt werden. Die Zustandsüberwachung und Ermittlung der jeweiligen Prozessgröße können ebenfalls abwechselnd oder zumindest teilweise gleichzeitig vorgenommen werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung zur
Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums in einem Behältnis, umfassend zumindest eine Spule, welche Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, ein Verfahren nach zumindest einer der beschriebenen Ausgestaltungen durchzuführen. Bezüglich der Vorrichtung ist es von Vorteil, wenn es sich bei der Vorrichtung um einen vibronischen Sensor umfassend eine mechanisch schwingfähige Einheit, eine Antriebs-/Empfangseinheit mit zumindest einer Spule, welche Antriebs-/Empfangseinheit dazu ausgestaltet ist, die mechanisch schwingfähige Einheit mittels eines elektrischen Anregesignals zu mechanischen Schwingungen anzuregen und die mechanischen Schwingungen von der schwingfähigen Einheit zu empfangen und in ein elektrisches Empfangssignal umzuwandeln, und eine Elektronikeinheit, welche dazu ausgestaltet ist, ausgehend vom Empfangssignal das Anregesignal zu erzeugen, und aus dem Empfangssignal die zumindest eine Prozessgröße zu ermitteln, handelt.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung handelt es sich bei der schwingfähigen Einheit um eine Membran, um einen Einstab oder um eine Schwinggabel.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung beinhaltet, dass es sich bei der Prozessgröße um einen, insbesondere vorgebbaren, Füllstand, um die Dichte oder die Viskosität des Mediums handelt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können unterschiedlichste Ausgestaltungen eines vibronischen Sensors, insbesondere unterschiedliche Antriebs-/Empfangseinheiten, verwendet werden. Im Folgenden sind ohne Beschränkung der Allgemeinheit zwei besonders bevorzugte Ausgestaltungen für eine Antriebs-/Empfangseinheit angegeben.
In einer Ausgestaltung umfasst die Antriebs-/Empfangseinheit zumindest
eine in mechanische Schwingungen versetzbare Membran,
zwei senkrecht zu einer Grundfläche der Membran an der Membran befestigte Stangen, ein Gehäuse, wobei die Membran zumindest einen Teilbereich einer Wandung des Gehäuses bildet, und wobei die beiden Stangen ins Gehäuseinnere hineinreichen, zwei Magnete, wobei jeweils ein Magnet in dem der Membran abgewandten Endbereich jeweils einer der beiden Stangen befestigt ist, und
eine Spule mit Kern, welche innerhalb des Gehäuses oberhalb der Magnete befestigt ist, und welche Spule mit einem elektrischen Wechselstromsignal beaufschlagbar ist, wobei die Spule dazu ausgestaltet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, welches Magnetfeld die beiden Stangen mittels der beiden Magnete in mechanische Schwingungen versetzt, und wobei die beiden Stangen derart an der Membran befestigt sind, dass aus den Schwingungen der beiden Stangen Schwingungen der Membran resultieren.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Antriebs-/Empfangseinheit zumindest
eine in mechanische Schwingungen versetzbare Membran, zumindest drei senkrecht zu einer Grundfläche der Membran an der Membran befestigte Stangen,
ein Gehäuse, wobei die Membran zumindest einen Teilbereich einer Wandung des Gehäuses bildet, und wobei die Stangen ins Gehäuseinnere hineinreichen,
zumindest drei Magnete, wobei jeweils ein Magnet in dem der Membran abgewandten Endbereich an jeder der zumindest drei Stangen befestigt ist, und
eine Spule mit Kern, welche innerhalb des Gehäuses oberhalb der Magnete befestigt ist, und welche Spule mit einem elektrischen Wechselstromsignal beaufschlagbar ist, wobei die Spule dazu ausgestaltet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, welches Magnetfeld die Stangen mittels der Magnete in mechanische Schwingungen versetzt,
wobei die Stangen derart an der Membran befestigt sind, dass aus den Schwingungen der Stangen Schwingungen der Membran resultieren,
wobei zumindest eine der Stangen im Wesentlichen an einem Ort entlang der Grundfläche der Membran an der Membran befestigt ist,
an welchem Ort die zweite Ableitung der Auslenkung der Membran aus einer Ruheposition, als Funktion des Orts auf der Grundfläche im Wesentlichen null ist.
Besonders bevorzugt ist darüber hinaus eine Antriebs-/Empfangseinheit nach einer der beiden beispielhaft beschriebenen Ausgestaltungen mit vier Stangen. Hinsichtlich der beiden bevorzugten, beschriebenen Ausgestaltungen für die Antriebs-/Empfangseinheit wird vollumfänglich auf die Dokumente DE102015104533A1 und DE1020161 12308A1 Bezug genommen.
Ferner sei darauf verwiesen, dass die in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Ausgestaltungen mutatis mutandis auch auf die erfindungsgemäße Vorrichtung anwendbar sind und umgekehrt.
Die Erfindung sowie ihre vorteilhaften Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der Figuren Fig. 1 - Fig. 3 näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 : eine Darstellung eines vibronischen Sensors gemäß Stand der Technik,
Fig. 2: zwei mögliche Ausgestaltungen eines vibronischen Sensors mit bevorzugten
elektromagnetischen Antriebs-/Empfangseinheiten,
Fig. 3 Diagramme der Phasenverschiebung zwischen Anregesignal und Empfangssignal als Funktion der Frequenz des Anregesignals je für eine funktionsfähige und eine zum Teil defekte Spule für drei unterschiedliche Temperaturen, und Fig. 4 ein Diagramm Phasenverschiebung zwischen Anregesignal und Empfangssignal als Funktion des Anregesignals für unterschiedliche Temperaturen.
In Fig. 1 a ist ein vibronisches Füllstandsmessgerät 1 gezeigt. Eine Sensoreinheit 2 mit einer mechanisch schwingfähigen Einheit 3 in Form einer Schwinggabel taucht teilweise in ein Medium 4 ein, welches sich in einem Behälter 5 befindet. Die schwingfähige Einheit 3 wird mittels der Antriebs- /Empfangseinheit 6, in der Regel einer elektromechanischen Wandlereinheit, zu mechanischen Schwingungen angeregt, und kann beispielsweise ein piezoelektrischer Stapel- oder
Bimorphantrieb, aber auch eine elektromagnetische oder auch magnetostriktive Antriebs- /Empfangseinheit sein. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch andere Ausgestaltungen eines vibronischen Füllstandsmessgeräts möglich sind. Weiterhin ist eine Elektronikeinheit 7 dargestellt, mittels welcher die Signalerfassung, -auswertung und/oder -speisung erfolgt.
Fig. 1 b zeigt eine detailliertere Ansicht einer schwingfähigen Einheit 3 in Form einer Schwinggabel, wie sie beispielsweise für den von der Anmelderin unter der Bezeichnung LIQUIPHANT
vertriebenen vibronischen Sensor eingesetzt wird. Zu sehen ist eine Membran 8, und ein damit verbundene Schwingelemente 9. Das Schwingelement 9 weist zwei Schwingstäbe 10a, 10b auf, an welchen endseitig jeweils ein Paddel 1 1a, 11 b angeformt ist. Im Betrieb führt die Schwinggabel 3 Schwingungsbewegungen entsprechend der Schwingungsmode, mit welcher sie angeregt wird, aus. Jeder der beiden Schwingstäbe 10a, 10b verhält sich im Wesentlichen wie ein sogenannter Biegeschwinger. In der Grundschwingungsmode schwingen die beiden Schwingstäbe 10a, 10b beispielsweise gegenphasig zueinander.
Obgleich im Rahmen der vorliegenden Erfindung zahlreiche unterschiedliche Ausgestaltungen für die Antriebs-/Empfangseinheit 6 verwendet werden können, bezieht sich die nachfolgende
Beschreibung ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf elektromagnetische Antriebs- /Empfangseinheiten 6 mit zumindest einer Spule, wie sie in den Dokumenten DE102015104533A1 oder DE1020161 12308A1 beschrieben sind. Auf beide Patentanmeldungen wird ferner im Rahmen der vorliegenden Anmeldung vollumfänglich Bezug genommen.
In Fig. 2a ist eine schematische Ansicht einer derartigen Antriebs-/Empfangseinheit 6 gezeigt. Ein Gehäuse 12 schließt mit der unteren Wandung mit einer Membran 8 ab, welche der schwingfähigen Einheit 3 zuzuordnen ist. Für die hier gezeigte Ausgestaltung ist das Gehäuse 12 zylinderförmig und die scheibenförmige Membran 8 hat eine kreisrunde Querschnittsfläche A. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch andere Geometrien denkbar sind und unter die vorliegende Erfindung fallen. Senkrecht zur Grundfläche A der Membran 8 und ins Innere des Gehäuses 12 hineinreichend sind zwei Stangen 15a, 15b an der Membran 8 befestigt. Dabei handelt es sich insbesondere um eine kraftschlüssige Verbindung. Die Grundfläche A der Membran 8 liegt dann in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Stangen 15a, 15b.
In dem der Membran 8 abgewandten Endbereich der Stangen 15a, 15b ist jeweils ein Magnet 16a, 16b insbesondere ein SmCo- oder Alnico-Magnet, befestigt. Die Magnete 16a, 16b sind bevorzugt alle gleich ausgerichtet bzw. orientiert. Oberhalb der Magnete 16a, 16b ist eine Spule 17 angeordnet, welche einen um den Kern 18 gewickelten Draht umfasst. Der Kern 18 der Spule 17 ist Teil einer topfförmigen Ankereinheit 19 mit einem Boden 20 sowie einer Umfangswandung 21. Beispielsweise kann der Boden 20 ebenso wie die Grundfläche A der Membran 8 eine kreisförmige Querschnittsfläche aufweisen. Vom Boden 20 der topfförmigen Ankereinheit 19 reicht der Kern 18 der Spule 17 in Form eines Stutzens zentrisch ins Innere der Ankereinheit 19. Die Umfangswandung 21 hat in diesem Falle dann die Funktion einer magnetischen Feldrückführung inne. Die Stangen 15a, 15b mit den Magneten 16a und 16b berühren die Spule 17 und den Kern 18 nicht. Die Spule 17 wird im fortlaufenden Betrieb zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes mit einem
Wechselstromsignal beaufschlagt. Hierzu verfügt die Spule über zwei in Fig. 2a nicht gezeigte Anschlussdrähte.
Aufgrund des Wechselfeldes werden die Stangen 15a und 15b über die Magnete 16a und 16b horizontal, d. h. senkrecht oder quer zu ihrer Längsachse, ausgelenkt derart, dass sie in
Schwingungen versetzt werden. Einerseits haben die Stangen 15a und 15b dann eine
Hebelwirkung, durch welche die durch die horizontale Auslenkung erzeugte Biegung der Stangen 15a und 15b auf die Membran 8 übertragen wird derart, dass die Membran 8 in Schwingungen versetzt wird. Andererseits handelt es sich bei der Kombination aus den beiden Stangen 15a und 15b sowie der Membran 8 aber um einen eigenen Resonator.
Fig. 2b zeigt eine elektromechanische Wandlereinheit 6 ähnlich wie in Fig. 2a mit dem Unterschied, dass gemäß Fig. 2b drei Stangen 15a-15c sowie drei Magnete 16a-16c vorhanden sind, wie in der DE1020161 12308A1 offenbart. Die elektromechanische Wandlereinheit kann aber auch über vier oder mehr Stangen verfügen.
Im Falle der Ausgestaltungen aus Fig. 2 bilden die beiden Schwingstäbe 10a, 10b der mechanisch schwingfähige Einheit 3 sowie die Stangen 15a-15c der Wandlereinheit 6 jeweils mit der Membran 8 einen mechanischen Resonator. Dabei ist die Membran 8 bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, einstückig ausgestaltet. Insbesondere kann sie sowohl der schwingfähigen Einheit 3 als auch der Wandlereinheit 6 zugeordnet werden. Erfindungsgemäß wird eine Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors durchgeführt, bei welcher anhand einer ersten Frequenz für das Anregesignal, bei welchem eine erste
Phasenverschiebung zwischen dem Anregesignal und Empfangssignal kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert ist, ein Zustandsindikator für die Spule ermittelt wird.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zustandsüberwachung der Spule 17 ist in Fig. 3 illustriert. Die Zustandsüberwachung beruht darauf, dass die erste Phasenverschiebung DFi zwischen dem Anregesignal A und dem Empfangssignal E als Funktion der Frequenz f des
Anregesignals A durch den Zustand der Spule 17 direkt beeinflusst wird. In Fig. 3a-3c ist die erste Phasenverschiebung DFi (f) für drei unterschiedliche Temperaturen jeweils für eine voll funktionsfähige Spule 17 (a) und eine teilweise kurzgeschlossenen Spule 17 (b) gezeigt. Die Prozesstemperatur T beträgt für Fig. 3a T i=RT, für Fig. 3b T2=350°C und für Fig. 3c T3=400°C.
Ein Defekt an der Spule 17 führt zu einer Verschiebung der Phasenverschiebung Df bei einer vorgebbaren ersten Frequenz T für das Anregesignal A. Für die hier gezeigte Ausgestaltung ist die erste Frequenz T derart gewählt, dass DFi=0 gilt, also bei einem Nulldurchgang für die erste Phasenverschiebung DFi . Bei dieser Frequenz T wird der Nulldurchgang der erste
Phasenverschiebung DFi von der Prozesstemperatur T nicht beeinflusst. Bei einem Defekt an der Spule 17 ändert sich die Frequenz T auf den Wert fT. Der Nulldurchgang für die erste
Phasenverschiebung DFi befindet sich also nun beim Istwert fT, welcher vom Sollwert T abweicht. Anhand der Abweichung des Istwerts fT für die erste Frequenz vom Sollwert T kann also auf einen Defekt an der Spule 17 geschlossen werden. Die Größe der Abweichung zwischen Ist- und Sollwert gibt ferner Aufschluss über den Grad des Defekts an der Spule 17.
Die Möglichkeit einer zusätzlichen Temperaturbestimmung T anhand der ersten
Phasenverschiebung DF2 als Funktion der Frequenz f des Anregesignals ist schließlich in Fig. 4 illustriert. Die Temperatur T wird bei einer zweiten Frequenz f2 entsprechend einer zweiten
Phasenverschiebung DF2 bestimmt. Die zweite Frequenz f2 wird derart gewählt, dass sie im Bereich einer Resonanzbreite einer Resonanzschwingung der Spule 17 bei einer maximalen Temperatur T des Mediums, 4 welche bestimmbar ist, liegt. Aus der in Fig. 4 dargestellten Grafik ist ersichtlich, dass die zweite Frequenz f2, bei welcher die zweite Phasenverschiebung DF2 vorliegt, von der Temperatur T des Mediums abhängig ist. So kann die Temperatur T beispielsweise anhand einer Kennlinie, welche die zweite Frequenz f2 als Funktion der Temperatur T angibt, bestimmt werden.
Darüber hinaus ist es möglich, eine dritte Phasenverschiebung A<t>3 zu bestimmen, welche einer dritten Frequenz f3 für das Anregesignal A entspricht. Auch bei der dritten Phasenverschiebung DF3 kann, insbesondere anhand eines Vergleichs mit einer Kennlinie, eine Aussage über die Temperatur T des Mediums 4 gemacht werden. Die beiden bei den beiden Phasenverschiebungen DF2 und DF3 ermittelten Temperaturen können darüber hinaus, insbesondere zum Zweck eines
Plausibilitätschecks, miteinander verglichen werden. Zusammenfassend ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Zustandsüberwachung für einen vibronischen Sensor 1 und ggf. zusätzlich eine Bestimmung der Temperatur T des Mediums 4 auf besonders einfache Weise und insbesondere ohne Integration weiterer Komponenten in den vibronischen Sensor 1. Die Zustandsüberwachung kann parallel oder abwechselnd zum normalen Messbetrieb des Sensors 1 erfolgen. Insbesondere ist neben einer qualitativen Aussage über den Zustand des Sensors auch eine quantitative Aussage über das Ausmaß eines Defekts möglich.
Bezugszeichenliste
1 Vibronischer Sensor
2 Sensoreinheit
3 Schwingfähige Einheit
4 Medium
5 Behältnis
6 Antriebs-/Empfangseinheit
7 Elektronikeinheit
8 Membran der schwingfähigen Einheit
9 Schwingelement
10a, 10b Schwingstäbe
1 1 a, 1 1 b Paddel
12 Gehäuse der elektromechanischen Wandlereinheit
15a- 15c Stangen
16a- 16c Magnete
17 Spule
18 Kern der Spule
19 topfförmige Ankereinheit
20 Boden
21 Umfangsbewandung
T,Ti-T3 Temperatur des Mediums
A Anregesignal
E Empfangssignal
f Frequenz des Anregesignals
DF, DFi- DF3 Phasenverschiebung
a,b Signale bei verschiedenen Zuständen der Spule f, fi-f3 Frequenz des Anregesignals

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Spule (17), welche Spule (17) Teil einer Vorrichtung (1) zur Bestimmung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums (4) in einem Behälter (5) ist,
umfassend folgende Verfahrensschritte
Beaufschlagen der Spule (17) mit einem elektrischen Anregesignal (A) und
Empfangen eines elektrischen Empfangssignals (E) von der Spule (17),
Bestimmen einer ersten Frequenz (fi) für das Anregesignal (A), bei welchem eine erste Phasenverschiebung (DFi) zwischen dem Anregesignal (A) und
Empfangssignal (E) kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert ist, und
Ermitteln eines Zustandsindikators für die Spule (17) anhand der ersten Frequenz (fi)·
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
wobei die erste Phasenverschiebung (DFi) bei der ersten Frequenz (fi) null ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei es sich bei der ersten Frequenz (fi) um die Resonanzfrequenz der Spule (17) in der Grundschwingungsmode handelt.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
wobei ein Istwert für die erste Frequenz (fi‘) mit einem Sollwert für die erste Frequenz (fi) verglichen wird, und wobei der Zustandsindikator anhand einer Abweichung des Istwerts (fi‘) vom Sollwert (fi) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
wobei anhand der Abweichung zwischen dem Istwert (fi‘) und dem Sollwert (fi) eine Aussage über ein Ausmaß einer Beschädigung an der Spule (17) ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
wobei im Falle, dass die Abweichung des Istwerts (fi‘) von dem Sollwert (fi) kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, eine Meldung über eine durchzuführende Wartung generiert wird, und/oder
wobei im Falle, dass die Abweichung des Istwerts (fi‘) von dem Sollwert (fi) größer als der vorgebbare Wert ist, eine Meldung über einen Defekt der Spule (17) ausgegeben wird.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
wobei es sich bei dem Zustandsindikator um eine Aussage über das Vorliegen zumindest eines Windungsschlusses im Bereich der Spule (17) oder um eine Aussage über eine mangelhafte elektrische Kontaktierung oder um einen Kabelbruch im Bereich der Spule (17) oder der zumindest zwei Anschlussdrähte handelt.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
wobei anhand einer zweiten Phasenverschiebung (DF2) zwischen dem Anregesignal (A) und dem Empfangssignal (E) bei einer zweiten Frequenz (f2) eine Aussage über eine Temperatur (T) des Mediums (4) ermittelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
wobei die zweite Frequenz (f2) derart gewählt wird, dass sie im Bereich einer
Resonanzbreite einer Resonanzschwingung der Spule (17) bei einer maximalen Temperatur (T) des Mediums (4), welche bestimmbar ist, liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
wobei die Temperatur (T) des Mediums (4) anhand eines Vergleichs der zweiten Phasenverschiebung (DF2) bei der zweiten Frequenz mit zumindest einer Kennlinie der zweiten Frequenz als Funktion der Temperatur (T) ermittelt wird.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8-10,
wobei anhand einer dritten Phasenverschiebung (DF3) zwischen dem Anregesignal (A) und dem Empfangssignal (E) bei einer dritten Frequenz (f3) eine Aussage über eine Temperatur des Mediums ermittelt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 8 und 1 1 ,
wobei die mittels der zweiten (f2) und dritten Frequenz (f3) ermittelten Temperaturen (T) miteinander verglichen werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
wobei die zweite Frequenz (f2) größer ist als die erste Frequenz (fi), und wobei die dritte Frequenz (f3) kleiner ist als die erste Frequenz (fi).
14. Vorrichtung (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums (4) in einem Behältnis (5), umfassend zumindest eine Spule (17), welche Vorrichtung (1) dazu ausgestaltet ist, ein Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche durchzuführen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
wobei es sich bei der Vorrichtung (1) um einen vibronischen Sensor
umfassend
- eine mechanisch schwingfähige Einheit (4),
- eine Antriebs-/Empfangseinheit (6) mit zumindest einer Spule (17), welche Antriebs- /Empfangseinheit (6) dazu ausgestaltet ist, die mechanisch schwingfähige Einheit (4) mittels eines elektrischen Anregesignals (A) zu mechanischen Schwingungen anzuregen und die mechanischen Schwingungen von der schwingfähigen Einheit (4) zu empfangen und in ein elektrisches Empfangssignal (E) umzuwandeln, und
- eine Elektronikeinheit (7), welche dazu ausgestaltet ist, ausgehend vom
Empfangssignal (E) das Anregesignal (A) zu erzeugen, und aus dem Empfangssignal (E) die zumindest eine Prozessgröße zu ermitteln,
handelt.
PCT/EP2020/056724 2019-04-10 2020-03-12 Zustandsüberwachung eines vibronischen sensors WO2020207699A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/602,906 US11920972B2 (en) 2019-04-10 2020-03-12 Monitoring the state of a vibronic sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019109487.9 2019-04-10
DE102019109487.9A DE102019109487A1 (de) 2019-04-10 2019-04-10 Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020207699A1 true WO2020207699A1 (de) 2020-10-15

Family

ID=69810871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/056724 WO2020207699A1 (de) 2019-04-10 2020-03-12 Zustandsüberwachung eines vibronischen sensors

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11920972B2 (de)
DE (1) DE102019109487A1 (de)
WO (1) WO2020207699A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018128734A1 (de) * 2018-11-15 2020-05-20 Endress+Hauser SE+Co. KG Vibronischer Sensor mit Temperaturkompensation
DE102019112866A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Endress+Hauser SE+Co. KG Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors
DE102021133927A1 (de) * 2021-12-20 2023-06-22 Endress+Hauser SE+Co. KG Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit oder zur Plausibilitätsprüfung eines vibronischen Sensors

Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10014724A1 (de) 2000-03-24 2001-09-27 Endress Hauser Gmbh Co Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter
DE10050299A1 (de) 2000-10-10 2002-04-11 Endress Hauser Gmbh Co Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung der Viskosität eines Mediums in einem Behälter
DE10057974A1 (de) 2000-11-22 2002-05-23 Endress Hauser Gmbh Co Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung des Füllstands eines Mediums in einem Behälter bzw. zur Ermittlung der Dichte eines Mediums in einem Behälter
DE102004027397A1 (de) 2004-06-04 2005-12-22 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102005015547A1 (de) 2005-04-04 2006-10-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102006007199A1 (de) 2006-02-15 2007-08-16 Vega Grieshaber Kg Vibrationsgrenzschalteranordnung bzw. Verfahren zum Korrigieren eines Vibrationsgrenzschalter-Schaltpunktes
WO2007114950A2 (en) 2006-04-05 2007-10-11 Exxonmobil Research And Engineering Company Magnetic drive for high and low temperature mechanical oscillators used in senor applications
DE102006034105A1 (de) 2006-07-20 2008-01-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102006033819A1 (de) 2006-07-19 2008-01-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102007013557A1 (de) 2006-08-02 2008-02-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102007043811A1 (de) 2007-09-13 2009-03-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung der Viskosität und entsprechende Vorrichtung
DE102008032887A1 (de) 2008-07-14 2010-01-21 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße und Verfahren zur Prüfung einer Vorrichtung
DE102009026685A1 (de) 2009-06-03 2010-12-09 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung oder Überwachung eines vorbestimmten Füllstandes, einer Phasengrenze oder der Dichte eines Mediums
DE102009028022A1 (de) 2009-07-27 2011-02-03 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer pysikalischen Prozessgröße eines Mediums
DE102009029490A1 (de) 2009-09-16 2011-03-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Füllstandsmessgerät
WO2011038985A1 (de) * 2009-09-30 2011-04-07 Endress+Hauser Gmbh+Co.Kg Verfahren zur bestimmung und/oder überwachung mindestens einer physikalischen prozessgrösse
DE102010030982A1 (de) 2010-07-06 2012-01-12 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Regelung der Phase in einem Schwingkreis
DE102011075113A1 (de) * 2011-05-03 2012-11-08 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer physikalischen Prozessgröße
DE102015102834A1 (de) 2015-02-27 2016-09-01 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vibronischer Sensor
DE102015104533A1 (de) 2015-03-25 2016-09-29 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Elektromagnetische Antriebs-/Empfangseinheit für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik
DE102016112308A1 (de) 2016-07-05 2018-01-11 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Elektromagnetische Antriebs-/Empfangseinheit für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik
DE102016112743A1 (de) 2016-07-12 2018-01-18 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Vibronischer Sensor
DE102016117194A1 (de) * 2016-09-13 2018-03-15 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Kompensation einer Phasenverschiebung zumindest einer Komponente einer Elektronik eines vibronischen Sensors
DE102017114315A1 (de) 2017-06-28 2019-01-03 Endress+Hauser SE+Co. KG Temperaturbestimmung mit einem vibronischen Sensor
DE102017115147A1 (de) 2017-07-06 2019-01-10 Endress+Hauser SE+Co. KG Zustandsüberwachung einer Spule in einem Sensor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1387152B1 (de) * 2001-05-08 2016-04-13 Nohken Inc. Spulenimpedanzdetektion für objektdetektionsverfahren und -vorrichtung
DE102011090014A1 (de) * 2011-12-28 2013-07-04 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße

Patent Citations (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10014724A1 (de) 2000-03-24 2001-09-27 Endress Hauser Gmbh Co Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter
DE10050299A1 (de) 2000-10-10 2002-04-11 Endress Hauser Gmbh Co Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung der Viskosität eines Mediums in einem Behälter
DE10057974A1 (de) 2000-11-22 2002-05-23 Endress Hauser Gmbh Co Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung des Füllstands eines Mediums in einem Behälter bzw. zur Ermittlung der Dichte eines Mediums in einem Behälter
DE102004027397A1 (de) 2004-06-04 2005-12-22 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102005015547A1 (de) 2005-04-04 2006-10-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102006007199A1 (de) 2006-02-15 2007-08-16 Vega Grieshaber Kg Vibrationsgrenzschalteranordnung bzw. Verfahren zum Korrigieren eines Vibrationsgrenzschalter-Schaltpunktes
WO2007114950A2 (en) 2006-04-05 2007-10-11 Exxonmobil Research And Engineering Company Magnetic drive for high and low temperature mechanical oscillators used in senor applications
WO2007113011A1 (de) 2006-04-05 2007-10-11 Vega Grieshaber Kg Vibrationssensor mit einer in schwingung versetzbaren membran
DE102006033819A1 (de) 2006-07-19 2008-01-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102006034105A1 (de) 2006-07-20 2008-01-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102007013557A1 (de) 2006-08-02 2008-02-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102007043811A1 (de) 2007-09-13 2009-03-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung der Viskosität und entsprechende Vorrichtung
DE102008032887A1 (de) 2008-07-14 2010-01-21 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße und Verfahren zur Prüfung einer Vorrichtung
DE102009026685A1 (de) 2009-06-03 2010-12-09 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung oder Überwachung eines vorbestimmten Füllstandes, einer Phasengrenze oder der Dichte eines Mediums
DE102009028022A1 (de) 2009-07-27 2011-02-03 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer pysikalischen Prozessgröße eines Mediums
DE102009029490A1 (de) 2009-09-16 2011-03-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Füllstandsmessgerät
WO2011038985A1 (de) * 2009-09-30 2011-04-07 Endress+Hauser Gmbh+Co.Kg Verfahren zur bestimmung und/oder überwachung mindestens einer physikalischen prozessgrösse
DE102009045204A1 (de) 2009-09-30 2011-04-28 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer physikalischen Prozessgröße
DE102010030982A1 (de) 2010-07-06 2012-01-12 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Regelung der Phase in einem Schwingkreis
DE102011075113A1 (de) * 2011-05-03 2012-11-08 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer physikalischen Prozessgröße
DE102015102834A1 (de) 2015-02-27 2016-09-01 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vibronischer Sensor
DE102015104533A1 (de) 2015-03-25 2016-09-29 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Elektromagnetische Antriebs-/Empfangseinheit für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik
DE102016112308A1 (de) 2016-07-05 2018-01-11 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Elektromagnetische Antriebs-/Empfangseinheit für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik
DE102016112743A1 (de) 2016-07-12 2018-01-18 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Vibronischer Sensor
DE102016117194A1 (de) * 2016-09-13 2018-03-15 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Kompensation einer Phasenverschiebung zumindest einer Komponente einer Elektronik eines vibronischen Sensors
DE102017114315A1 (de) 2017-06-28 2019-01-03 Endress+Hauser SE+Co. KG Temperaturbestimmung mit einem vibronischen Sensor
DE102017115147A1 (de) 2017-07-06 2019-01-10 Endress+Hauser SE+Co. KG Zustandsüberwachung einer Spule in einem Sensor

Also Published As

Publication number Publication date
US11920972B2 (en) 2024-03-05
DE102019109487A1 (de) 2020-10-15
US20220196456A1 (en) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020207699A1 (de) Zustandsüberwachung eines vibronischen sensors
EP4111144B1 (de) Vibronischer multisensor
EP2464951B1 (de) Multivariabler sensor zur bestimmung und/oder überwachung des füllstands und der dichte und/oder der viskosität einer flüssigkeit im behälter
DE102019116150A1 (de) Vibronischer Multisensor
DE102019116151A1 (de) Vibronischer Multisensor
DE102019116152A1 (de) Vibronischer Multisensor
EP3649446B1 (de) Zustandsüberwachung einer spule in einem sensor
DE102015101891A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums
EP3387394A1 (de) VORRICHTUNG ZUR SICHEREN BESTIMMUNG UND/ODER ÜBERWACHUNG EINER PROZESSGRÖßE
EP1800093B1 (de) Vorrichtung zur bestimmung und/oder überwachung einer prozessgrösse eines mediums
EP1751507B1 (de) Vorrichtung zur bestimmung und/oder überwachung einer prozessgrösse eines mediums
DE102005036409A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102017111392A1 (de) Vibronischer Sensor mit Störsignal Kompensation
DE202021103688U1 (de) Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors
EP4062131A1 (de) Zustandsüberwachung eines vibronischen sensors
DE102013102712A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
EP3881035B1 (de) Vibronischer sensor mit temperaturkompensation
EP3969853B1 (de) Zustandsüberwachung eines vibronischen sensors
DE102021126092A1 (de) Vibronischer Multisensor
WO2020239329A1 (de) Vibronischer multisensor
WO2022078684A1 (de) Verfahren zum betreiben eines vibronischen sensors
WO2018108377A1 (de) Grenzstandschalter mit ausfallsicherheit

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20711158

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20711158

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1