WO2023217877A1 - Zustandsüberwachung eines vibronischen sensors - Google Patents

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WO2023217877A1
WO2023217877A1 PCT/EP2023/062448 EP2023062448W WO2023217877A1 WO 2023217877 A1 WO2023217877 A1 WO 2023217877A1 EP 2023062448 W EP2023062448 W EP 2023062448W WO 2023217877 A1 WO2023217877 A1 WO 2023217877A1
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Benjamin MONSE
Tobias Müller
Kaj Uppenkamp
Armin Wernet
Ralf Leisinger
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Endress+Hauser SE+Co. KG
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    • G01F23/2966—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves
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    • G08B21/20—Status alarms responsive to moisture
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    • G01D3/08—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for safeguarding the apparatus, e.g. against abnormal operation, against breakdown

Definitions

  • the invention relates to a method, in particular a computer-implemented method for operating a device for determining and/or monitoring at least one process variable of a medium, a computer program for carrying out the method according to the invention and a computer program product on which a computer program according to the invention is stored.
  • the medium is preferably in a container, for example in a container or in a pipeline.
  • the field device can be a level measuring device, flow measuring device, pressure and temperature measuring device, pH and/or pH redox potential measuring device, or even a conductivity measuring device, which is used to record the corresponding process variables, such as a fill level, a flow, the pressure, the temperature, a pH value, a redox potential, or a conductivity.
  • Flow measuring devices are in particular Coriolis, ultrasonic, vortex, thermal and/or magnetically inductive flow measuring devices.
  • Level measuring devices are in particular microwave level measuring devices, ultrasonic level measuring devices, time domain reflectometric level measuring devices (TDR), radiometric level measuring devices, capacitive level measuring devices, conductive
  • Pressure measuring devices are preferably so-called absolute, relative or differential pressure devices, while a temperature measuring device
  • a temperature measuring device may have a thermocouple or a temperature-dependent resistor to determine the temperature.
  • a field device comprises at least one sensor unit that comes into contact with the process at least partially and at least temporarily, and electronics, which is used, for example, for signal acquisition, evaluation and/or supply.
  • the electronics can either be attached directly to the sensor unit, or they are placed at a spatial distance from the field device and can be connected to the field device.
  • the respective field device works as reliably as possible and can be exposed to a wide variety of environmental conditions, such as larger fluctuations in temperature and/or humidity.
  • the present invention is based on the object of providing a possibility with which a field device can work reliably under a wide variety of environmental conditions, while at the same time ensuring easy operability.
  • the input and/or output signal of the component is/are detected and the respective values are compared with reference values for the first and/or second state. Based on the comparison, for example a deviation from the limit value beyond a predeterminable threshold value, the presence of an electrically conductive substance in the area of the component can be concluded.
  • the method according to the invention serves to improve the functional safety and reliability of a field device in a simple manner.
  • a field device that is designed to carry out a method according to the invention achieves a higher level of security or higher availability. Structural measures on the respective field device are not necessary. Both a diagnosis and predictive maintenance can be carried out.
  • the electronic component with the binary input and/or output is freely accessible, while several, in particular all, other electronic components are potted.
  • it is advantageous that a high level of reliability of the electronics is possible while at the same time the electronics can be operated easily and cost-effectively via the component with the binary input and/or output.
  • the first and/or second value for the input and/or output signal is/are recorded as a function of time.
  • a temporal evaluation of the signal curve can be carried out, and in particular a temporal correlation and pattern recognition can also be carried out.
  • the component is a switching element which can be switched between a first and a second switching state.
  • it is a push button switch, an opener, closer or changeover contact.
  • the first and second values for the input and/or output signals of the switching element correspond to the first and second switching states of the switching element.
  • the component is a digital interface.
  • first and second values of the input and/or output signals of the interface correspond to a first and second state of the interface.
  • the electrically conductive substance is a conductive liquid, for example water, in particular penetrating moisture.
  • the method can be used to detect the presence of moisture or condensation in the area of the component.
  • a difference between the first and/or second value for the input and/or output signal exceeds or falls below a predeterminable first threshold value. From a certain deviation from the predeterminable reference value, in principle a target value for the input and/or output signal, a reliable one can be achieved Functionality of the component can no longer be guaranteed. Such a comparison can lead to a more reliable assessment than a direct comparison of individual values.
  • a further embodiment means that a process which the component is used to carry out is not carried out as long as the electrically conductive substance is present in the area of the component, i.e. as long as the value for the input and/or output signal exceeds or exceeds the predeterminable limit value falls below.
  • a specific action or a specific process is therefore not carried out as long as the substance, for example moisture, is present in the area of the component, for example in the area of the switching element or the interface. In this way, the unwanted execution of a certain process due to the presence of the substance can be avoided.
  • a switching element can, for example, be a switching process and an interface can be a signal transmission.
  • the process which the component is used to carry out is carried out when the difference between the first and/or second value for the input and/or output signal is the predeterminable first limit value or a predeterminable second Limit value does not exceed or fall below.
  • the predeterminable first limit value is exceeded or fallen below, the process is no longer carried out. Only when the first limit value, or, for example in the case of hysteresis, a predeterminable second limit value, is no longer exceeded or fallen below, is the process carried out again.
  • the object on which the invention is based is further achieved by a computer program for determining at least one process variable of a medium with computer-readable program code elements which, when executed on a computer, cause the computer to carry out a method according to the invention.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a computer program product with a computer program according to the invention and at least one computer-readable medium on which at least the computer program is stored.
  • the method can in particular be implemented on a microcontroller.
  • the method is also used to detect an electrically conductive substance in the area of the component in the event that a housing of a corresponding device is not tight, for example because a cover has been removed or the like. In this case, it does not matter that the component under consideration is not cast, encapsulated, or surrounded by a housing, in particular tightly.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a field device with a sensor unit and electronics with a component with a binary input and/or output
  • Fig. 3 is a schematic representation of a digital interface
  • Fig. 4 shows the time course of the input and/or output signal as a function of time for a component in the form of a digital interface.
  • FIG. 1 shows a field device 1 with a sensor unit 2 and electronics 3, which has a component 4 with a binary input and/or output.
  • the component is an externally accessible component of the electronics 3 acts, while one or all other components of the electronics 3 can be cast, encapsulated, or surrounded by a housing.
  • the method according to the invention is based on a comparison of values for the input E and/or output signal A with reference values R corresponding to a first and second state Z.
  • a first exemplary embodiment of the method according to the invention is illustrated below with reference to FIG. 2.
  • component 4 is a switching element which switches back and forth between a first switching state and a second switching state.
  • the presence of a conductive substance S can be determined , in particular water, for example dew, in the area of the switching element 4 are closed.
  • the signal curves of the input E and output signals A are also shown again in FIG. 2c in an enlarged view at time to.
  • FIG. 2 also shows an optionally additionally usable reference value R2.
  • the output signal A is not constant in the case of the presence of the conductive substance S in the second switching state (t>to), but has various jumps.
  • An additional comparison with a second reference value R2 therefore makes it possible to take hysteresis or the like into account when changing back to the first switching state and also to prevent unwanted switching in this respect.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a digital interface 5 with an external control element or a communication unit 6, an analog-to-digital converter 7 and a computing unit 8.
  • Such an interface 5 can also have a component 4 with digital input and/or output be within the meaning of the present invention.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, insbesondere computerimplementiertes Verfahren, zum Betreiben einer Vorrichtung (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums, ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Computerprogrammprodukt mit einem erfindungsgemäßen Computerprogramm. Die Vorrichtung (1) umfasst eine Sensoreinheit (2) und eine Elektronik (3) mit zumindest einer Komponente (4) mit einem binären Eingang und/oder Ausgang, wobei zumindest ein erster und ein zweiter Wert für ein Eingangs- (E) und/oder Ausgangssignal (A) der Komponente einem ersten und/oder zweiten Zustand der Komponente (4) entsprechen. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte: - Erfassen eines ersten (E1, A1) und/oder zweiten Werts (E2, A2) für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal (E, A) entsprechend dem ersten und/oder zweiten Zustand, - Vergleichen des ersten (E1, A1) und/oder zweiten Werts (E2, A2) mit einem ersten (R1) und/oder zweiten vorgebbaren Referenzwert (R2) für den ersten und/oder zweiten Zustand, und - Erkennen des Vorhandenseins einer elektrisch leitfähigen Substanz (S) im Bereich der Komponente (4) anhand des Vergleichs.

Description

Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, insbesondere ein computerimplementiertes Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums, ein Computerprogramm zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Computerprogrammprodukt, auf welchem ein erfindungsgemäßes Computerprogramm gespeichert ist. Das Medium befindet sich vorzugsweise in einem Behältnis, beispielsweise in einem Behälter oder in einer Rohrleitung.
Feldgeräte dienen der Überwachung und/oder Bestimmung mindestens einer, beispielsweise chemischen oder physikalischen, Prozessgröße eines Mediums. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden im Prinzip alle Messgeräte als Feldgerät bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten, also auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein elektronische Komponenten, die auf der Feldebene angeordnet sind. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von Firmen der Endress + Hauser-Gruppe hergestellt und vertrieben.
Beispielsweise kann es sich bei dem Feldgerät um ein Füllstandsmessgerät, Durchflussmessgerät, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH- und/oder pH- Redoxpotentialmessgerät, oder auch um ein Leitfähigkeitsmessgerät, handeln, welches der Erfassung der jeweils entsprechenden Prozessgrößen, wie einem Füllstand, einem Durchfluss, dem Druck, der Temperatur, einem pH-Wert, eines Redoxpotentials, oder einer Leitfähigkeit dient. Die jeweils zugrunde liegenden Messprinzipien sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt, und werden an dieser Stelle nicht einzeln angeführt. Bei Durchflussmessgeräten handelt es sich insbesondere um Coriolis-, Ultraschall-, Vortex-, thermische und/oder magnetisch induktiven Durchflussmessgeräte. Füllstandsmessgeräte wiederum sind insbesondere Mikrowellen-Füllstandsmessgeräte, Ultraschall-Füllstandsmessgeräte, zeitbereichsreflektometrische Füllstandsmessgeräte (TDR), radiometrische Füllstandsmessgeräte, kapazitive Füllstandsmessgeräte, konduktive
Füllstandsmessgeräte und/oder vibronische Füllstandsmessgeräte ausgestaltet. Bei Druckmessgeräten dagegen handelt es sich bevorzugt um sogenannte Absolut-, Relativ- oder Differenzdruckgeräte, während ein Temperaturmessgerät beispielsweise ein Thermoelement oder einen temperaturabhängigen Widerstand zur Ermittlung der Temperatur aufweisen kann.
Ein Feldgerät umfasst zumindest eine zumindest teilweise und zumindest zeitweise mit dem Prozess in Berührung kommende Sensoreinheit und eine Elektronik, welche beispielsweise der Signalerfassung, -auswertung und/oder -speisung dient. Die Elektronik ist entweder direkt an der Sensoreinheit anbringbar, oder sie wird in räumlicher Distanz zu dem Feldgerät platziert und ist mit dem Feldgerät verbindbar. Für zahlreiche Anwendungen, insbesondere für sicherheitskritische Anwendungen, ist es erforderlich, dass das jeweilige Feldgerät möglichst zuverlässig arbeitet und dabei unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen ausgesetzt sein kann, wie zum Beispiel größeren Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsschwankungen.
Um eine hohe Zuverlässigkeit bei solchen Umgebungsbedingungen zu gewährleisten, wird die Elektronik deshalb häufig vergossen, um beispielsweise das Eindringen von Feuchtigkeit zu vermeiden. Bei vollständig vergossenen Elektroniken stellt sich auf der anderen Seite jedoch teilweise die Frage nach einfacher Bedienbarkeit.
Entsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit bereitzustellen, mit welcher ein Feldgerät bei unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen zuverlässig arbeiten kann, und gleichzeitig eine einfache Bedienbarkeit zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, insbesondere computerimplementiertes Verfahren, zum Betreiben einer Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums, wobei die Vorrichtung eine Sensoreinheit und eine Elektronik umfasst, wobei die Elektronik zumindest eine Komponente mit einem binären Eingang und/oder Ausgang aufweist, und wobei ein Eingangs- und/oder Ausgangssignal der Komponente einen ersten oder zweiten Zustand entsprechend einem ersten oder zweiten vorgebbaren Referenzwert für das Eingangs- oder Ausgangssignal der Komponente aufweist/aufweisen. Das Verfahren beinhaltet dabei die folgenden Verfahrensschritte:
- Erfassen eines ersten und/oder zweiten Werts für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal entsprechend dem ersten und/oder zweiten Zustand, - Vergleichen des ersten und/oder zweiten Werts mit einem ersten und/oder zweiten vorgebbaren Referenzwert für den ersten und/oder zweiten Zustand, und
- Erkennen des Vorhandenseins einer elektrisch leitfähigen Substanz im Bereich der Komponente anhand des Vergleichs.
Erfindungsgemäß wird/werden das Eingangs- und/oder Ausgangssignal der Komponente erfasst und die jeweiligen Werte mit Referenzwerten für den ersten und/oder zweiten Zustand verglichen. Anhand des Vergleichs, beispielsweise einer Abweichung vom Grenzwert über einen vorgebbaren Schwellwert hinaus, kann auf das Vorhandensein einer elektrisch leitfähigen Substanz im Bereich der Komponente geschlossen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Verbesserung der funktionalen Sicherheit und Verlässlichkeit eines Feldgeräts auf einfache Art und Weise. Insbesondere kann erreicht werden, dass ein Feldgerät, welches dazu ausgestaltet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, ein höheres Sicherheitslevel bzw. eine höhere Verfügbarkeit erreicht. Bauliche Maßnahmen an dem jeweiligen Feldgerät sind nicht notwendig. Es lässt sich sowohl eine Diagnose erstellen als auch eine vorausschauende Wartung (engl. predictive maintenance) durchführen.
Beispielsweise ist es denkbar, die Komponente der Elektronik mit dem binären Eingang und/oder Ausgang frei zugänglich ist, während mehrere, insbesondere alle, anderen Komponenten der Elektronik vergossen sind. In diesem Falle ist es von Vorteil, dass eine hohe Zuverlässigkeit der Elektronik bei gleichzeitig einfach und kostengünstig realisierbarer Bedienung der Elektronik über die Komponente mit dem binären Ein- und/oder Ausgang möglich ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird/werden der erste und/oder zweite Wert für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal als Funktion der Zeit erfasst. Auf diese Weise kann eine zeitliche Auswertung des Signalverlaufs durchgeführt, und insbesondere auch eine zeitliche Korrelation und auch eine Mustererkennung vorgenommen werden. Dies erlaubt wiederum eine verbesserte und erweiterte Diagnose. In einer weiteren Ausgestaltung handelt es sich bei der Komponente um ein Schaltelement, welches zwischen einem ersten und einem zweiten Schaltzustand schaltbar ist. Beispielsweise handelt es sich um einen Tastschalter, um einen Öffner, Schließer oder Wechsler.
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn der erste und zweite Wert für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal des Schaltelements dem ersten und zweiten Schaltzustand des Schaltelements entspricht. Durch den erfindungsgemäßen Vergleich der Werte für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal mit den jeweiligen vorgebbaren Referenzwerten kann dann beispielsweise ein nicht gewolltes Schalten des Schaltelements erkannt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens handelt es sich bei der Komponente um eine digitale Schnittstelle.
In diesem Zusammenhang ist es wiederum von Vorteil, wenn der erste und zweite Wert des Eingangs- und/oder Ausgangssignals der Schnittstelle einem ersten und zweiten Zustand der Schnittstelle entspricht.
Noch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass es sich bei der elektrisch leitfähigen Substanz um eine leitfähige Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, insbesondere um eindringende Feuchtigkeit, handelt. Mit dem Verfahren kann also das Vorhandensein von Nässe oder einer Betauung im Bereich der Komponente erkannt werden.
Es ist von Vorteil, wenn eine Meldung über das Vorhandensein der elektrisch leitfähigen Substanz im Bereich der Komponente ausgegeben wird. In dieser Hinsicht ist sowohl eine Diagnose als auch eine vorausschauende Wartung (eng. predictive maintenance) denkbar.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird ermittelt, ob eine Differenz zwischen dem ersten und/oder zweiten Wert für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal einen vorgebbaren ersten Schwellwert über- oder unterschreitet. Ab einer bestimmten Abweichung von dem vorgebbaren Referenzwert, im Prinzip einem Sollwert für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal, kann eine zuverlässige Funktionsfähigkeit der Komponente nicht mehr garantiert werden. Ein solcher Vergleich kann zu einer zuverlässigeren Beurteilung führen als ein direkter Vergleich einzelner Werte.
Eine weitere Ausgestaltung beinhaltet, dass ein Vorgang, zu dessen Durchführung die Komponente dient, nicht ausgeführt wird, solange die elektrisch leitfähige Substanz im Bereich der Komponente vorhanden ist, d.h. solange der Wert für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal den vorgebbaren Grenzwert über- oder unterschreitet. Eine bestimmte Aktion oder ein bestimmter Prozess wird also so lange nicht durchgeführt, wie die Substanz, beispielsweise Feuchtigkeit, sich im Bereich der Komponente, beispielsweise im Bereich des Schaltelements oder der Schnittstelle, vorhanden ist. Auf diese Weise kann also die ungewollte Durchführung eines bestimmten Vorgangs aufgrund des Vorhandenseins der Substanz vermieden werden. Bei einem Schaltelement kann es sich in dieser Hinsicht beispielsweise um einen Schaltvorgang und bei einer Schnittstelle um eine Signalübertragung handeln.
Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang von Vorteil, wenn der Vorgang, zu dessen Durchführung die Komponente dient, ausgeführt wird, wenn die Differenz zwischen dem ersten und/oder zweiten Wert für das Eingangs- und/oder Ausgangssignals den vorgebbaren ersten Grenzwert oder einen vorgebbaren zweiten Grenzwert nicht über- oder unterschreitet. Sobald der vorgebbare erste Grenzwert über- oder unterschritten wird, wird der Vorgang nicht mehr ausgeführt. Erst wenn der erste Grenzwert, oder, beispielsweise im Falle einer Hysterese, ein vorgebbarer zweiter Grenzwert, nicht mehr über- oder unterschritten wird, wird der Vorgang wieder ausgeführt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Computerprogramm zur Bestimmung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums mit computerlesbaren Programmcodeelementen, die, wenn sie auf einem Computer ausgeführt werden, den Computer dazu veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Computerprogrammprodukt mit einem erfindungsgemäßen Computerprogramm und zumindest einem computerlesbaren Medium, auf dem zumindest das Computerprogramm gespeichert ist.
Das Verfahren kann insbesondere auf einem Microcontroller implementiert sein.
Das Verfahren findet vorzugsweise Verwendung für eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums, wobei die Vorrichtung eine Sensoreinheit und eine Elektronik umfasst, welche Elektronik zumindest teilweise vergossen, gekapselt, oder von einem Gehäuse, insbesondere dicht, umgeben ist, und wobei zumindest eine Komponente mit einem binären Eingang und/oder Ausgang, beispielsweise ein Schaltelement oder eine digitale Schnittstelle, nicht vergossen, gekapselt, oder von einem Gehäuse, insbesondere dicht, umgeben ist. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft möglich, das Sicherheitslevel des Feldgeräts über das erfindungsgemäße Verfahren zu erhöhen, ohne dass zu diesem Zweck bauliche Maßnahmen realisiert werden müssen. So lässt sich ein kostengünstiges Feldgerät mit hohem Sicherheitslevel realisieren. Das Verfahren findet ebenfalls Verwendung zum Erkennen von einer elektrisch leitfähigen Substanz im Bereich der Komponente im Falle, dass ein Gehäuse einer entsprechenden Vorrichtung nicht dicht ist, beispielsweise, weil ein Deckel entfernt wurde oder ähnliches. In diesem Fall kommt es nicht darauf an, dass die jeweils betrachtete Komponente gerade nicht vergossen, gekapselt, oder von einem Gehäuse, insbesondere dicht, umgeben ist.
Die Erfindung sowie deren Vorteile werden anhand der nachfolgenden Figuren Fig. 1 bis Fig. 4 gezeigt sind, genauer beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Abbildung eines Feldgeräts mit einer Sensoreinheit und einer Elektronik mit einer Komponente mit einem binären Eingang- und/oder Ausgang;
Fig.2 den zeitlichen Verlauf des Eingangs- und/oder Ausgangssignals als Funktion der Zeit für eine Komponente in Form eines Schaltelements;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer digitalen Schnittstelle; und Fig. 4 den zeitlichen Verlauf des Eingangs- und/oder Ausgangssignals als Funktion der Zeit für eine Komponente in Form einer digitalen Schnittstelle.
In Fig. 1 ist ein Feldgerät 1 mit einer Sensoreinheit 2 und einer Elektronik 3 gezeigt, welche eine Komponente 4 mit einem binären Eingang und/oder Ausgang aufweist.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, das Vorhandensein einer elektrisch leitfähigen Substanz S im Bereich der Komponente 4 zu erkennen, beispielsweise eine Betauung der Komponente 4. Beispielsweise ist es denkbar, dass es sich bei der Komponente um eine von außen zugängliche Komponente der Elektronik 3 handelt, während eine oder alle weiteren Komponenten der Elektronik 3 vergossen, verkapselt, oder von einem Gehäuse umgeben sein können.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf einem Vergleich von Werten für das Eingangs- E und/oder Ausgangssignal A mit Referenzwerten R entsprechend jeweils einem ersten und zweiten Zustand Z. Eine erste beispielhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Folgenden anhand von Fig. 2 illustriert. Im Falle der Fig. 2 handelt es sich bei der Komponente 4 um ein Schaltelement, welches zwischen einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand hin und her schaltet.
In Fig. 2a ist das Eingangssignal E als Funktion der zeit t dargestellt. Zum Zeitpunkt to wird ein Schaltvorgang ausgelöst. Zu diesem Zeitpunkt to wechselt das Eingangssignal E von einem ersten Wert Ei auf einen zweiten Wert E2. Das Ausgangssignal A ist in Fig. 2b dargestellt, ebenfalls als Funktion der Zeit t. Auch das Ausgangssignal A wechselt zum Zeitpunkt to von einem ersten Ai auf einen zweiten Wert A2. Dabei entspricht der erste Wert jeweils einem ersten Schaltzustand und der zweite Wert jeweils einem zweiten Schaltzustand. Der erfasste Wert A2 für das Ausgangssignal A entsprechend dem zweiten Zustand des Schaltelements ist aber größer als ein vorgebbarer Referenzwert Ri für den Wert des Ausgangssignals A. Aus dieser Abweichung bzw. aus dem Vergleich mit dem Referenzwert Ri kann auf das Vorhandensein von einer leitfähigen Substanz S, insbesondere Wasser, beispielsweise einer Betauung, im Bereich des Schaltelements 4 geschlossen werden. Die Signalverläufe des Eingangs- E und Ausgangssignals A sind in vergrößerter Ansicht zum Zeitpunkt to auch nochmals in Fig. 2c dargestellt.
In Fig. 2 ist zudem noch ein optional zusätzlich verwendbarer Referenzwert R2 dargestellt. Wie anhand von Fig. 2b ersichtlich, ist das Ausgangssignal A im Falle des Vorhandenseins der leitfähigen Substanz S im zweiten Schaltzustand (t>to) nicht konstant, sondern weist diverse Sprünge auf. Ein zusätzlicher Vergleich mit einem zweiten Referenzwert R2 ermöglicht es demnach, zudem Hysterese oderähnliches, beim Wechsel zurück in den ersten Schaltzustand mit zu berücksichtigen und auch in dieser Hinsicht ein ungewolltes Schalten zu verhindern.
In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer digitalen Schnittstelle 5 mit einem externen Bedienelement oder einer Kommunikationseinheit 6, einem Analog-Digital- Wandler 7 und einer Recheneinheit 8. Eine solche Schnittstelle 5 kann auch eine Komponente 4 mit digitalem Ein- und/oder Ausgang im Sinne der vorliegenden Erfindung sein.
Ähnlich wie im Falle von Fig. 2 sind für eine Komponente 4 in Form einer digitalen Schnittstelle 5 in Fig. 4 das Eingangssignal E und das Ausgangssignal A jeweils als Funktion der Zeit t dargestellt. Das Eingangssignal E wechselt periodisch von einem ersten Zustand, welcher einem ersten Wert Ei für das Eingangssignal E entspricht, und einem zweiten Zustand, welcher einem zweiten Wert E2für das Eingangssignal E entspricht, hin und her (Fig. 4a). Ähnlich verhält es sich mit dem Ausgangssignal A (Fig. 4b). Jedoch wird in jedem Fall der vorgebbare erste Referenzwert Ri jeweils nicht überschritten, weswegen darauf geschlossen wird, dass keine leitfähige Substanz S im Bereich der Schnittstelle 5 vorhanden ist.
Bezugszeichen
1 Feldgerät
2 Sensoreinheit 3 Elektronik
4 Komponente
5 Digitale Schnittstelle
6 Externes Bedienelement, Kommunikationseinheit
7 Analog-Digital-Wandler 8 Recheneinheit
E Eingangssignal A Ausgangssignal R Referenzwert S Substanz

Claims

Patentansprüche Verfahren, insbesondere computerimplementiertes Verfahren, zum Betreiben einer Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums, wobei die Vorrichtung (1 ) eine Sensoreinheit (2) und eine Elektronik (3) mit zumindest einer Komponente (4) mit einem binären Eingang und/oder Ausgang umfasst, und wobei zumindest ein erster und ein zweiter Wert für ein Eingangs- (E) und/oder Ausgangssignal (A) der Komponente einem ersten und/oder zweiten Zustand der Komponente (4) entsprechen, umfassend folgende Verfahrensschritte:
- Erfassen eines ersten (Ei , Ai) und/oder zweiten Werts (E2, A2) für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal (E, A) entsprechend dem ersten und/oder zweiten Zustand,
- Vergleichen des ersten (Ei , Ai) und/oder zweiten Werts (E2, A2) mit einem ersten (Ri) und/oder zweiten vorgebbaren Referenzwert (R2) für den ersten und/oder zweiten Zustand, und
- Erkennen des Vorhandenseins einer elektrisch leitfähigen Substanz (S) im Bereich der Komponente (4) anhand des Vergleichs. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der erste (Ei , Ai) und/oder zweite Wert (E2, A2) für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal (E, A) als Funktion der zeit (t) erfasst wird/werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei der Komponente (4) um ein Schaltelement handelt, welches zwischen einem ersten und einem zweiten Schaltzustand schaltbar ist. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der erste (Ei , Ai) und zweite Wert (E2, A2) für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal (E, A) des Schaltelements dem ersten und zweiten Schaltzustand des Schaltelements entspricht. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, io wobei es sich bei der Komponente (4) um eine digitale Schnittstelle (5) handelt. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der erste (Ei , Ai) und zweite Wert (E2, A2) für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal (E, A) der Schnittstelle (5) einem ersten und zweiten Zustand der Schnittstelle (5) entspricht. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei es sich bei der elektrisch leitfähigen Substanz (S) um eine leitfähige Flüssigkeit, insbesondere Wasser, insbesondere um eindringende Feuchtigkeit, handelt. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Meldung über das Vorhandensein der elektrisch leitfähigen Substanz (S) im Bereich der Komponente (4) ausgegeben wird. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei ermittelt wird, ob eine Differenz zwischen dem ersten (Ei , Ai) und/oder zweiten Wert (E2, A2) für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal (E, A) einen vorgebbaren ersten Grenzwert über- oder unterschreitet. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Vorgang, zu dessen Durchführung die Komponente (4) dient, nicht ausgeführt wird, solange die elektrisch leitfähige Substanz (S) im Bereich der Komponente (4) vorhanden ist. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Vorgang, zu dessen Durchführung die Komponente (4) dient, ausgeführt wird, wenn die Differenz zwischen dem ersten (Ei , Ai) und/oder zweiten Wert (E2, A2) für das Eingangs- und/oder Ausgangssignal (E, A) den vorgebbaren ersten Grenzwert oder einen vorgebbaren zweiten Grenzwert über- oder unterschreitet. Computerprogramm zur Bestimmung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums mit computerlesbaren Programmcodeelementen, die, wenn sie auf einem Computer ausgeführt werden, den Computer dazu veranlassen, ein Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm nach Anspruch 11 und zumindest einem computerlesbaren Medium, auf dem zumindest das Computerprogramm gespeichert ist.
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