In Bearbeitung

Bitte warten ...

Einstellungen

Einstellungen

Gehe zu Anmeldung

1. WO2020126283 - CORIOLIS-MASSENDURCHFLUß-MEßGERÄT

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät, insb. Coriolis-Massendurchfluß-/Dichte-Meßgerät, zum

Messen eines Massenstroms eines fluiden Meßstoff - insb. eines Gases, einer Flüssigkeit oder einer

Dispersion welches Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät umfaßt:

- einen Meßaufnehmer, der wenigstens ein Vibrationselement, eine Erregeranordnung sowie eine Sensoranordnung aufweist und der eingerichtet ist, den Meßstoff zu führen, nämlich zumindest zeitweise vom Meßstoff durchströmt zu werden;

- sowie eine mit dem Meßaufnehmer, nämlich sowohl mit dessen Erregeranordnung als auch dessen Sensoranordnung elektrisch gekoppelte, insb. mittels wenigstens eines Mikroprozessors gebildete, elektronische Umformerschaltung;

- wobei das wenigstens eine Vibrationselement eingerichtet ist, von strömendem Meßstoff

kontaktiert und währenddessen, insb. mit wenigstens einer Resonanzfrequenz, vibrieren gelassen zu werden;

- wobei die Erregeranordnung eingerichtet ist, dorthin eingespeiste elektrische Leistung in

erzwungene mechanische Schwingungen des Vibrationselements bewirkende mechanische Leistung zu wandeln;

- wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, ein elektrisches Treibersignal zu generieren und damit elektrische Leistung in die Erregeranordnung einzuspeisen, derart, daß das

Vibrationselement zumindest anteilig Nutzschwingungen, nämlich erzwungene mechanische Schwingungen mit wenigstens einer Nutzfrequenz, nämlich einer durch das elektrische

Treibersignal vorgegebenen, insb. einer Resonanzfrequenz des Meßaufnehmers entsprechenden, Schwingungsfrequenz ausführt, die geeignet sind, im strömendem Meßstoff vom Massenstrom abhängige Corioliskräfte zu bewirken;

- wobei die Sensoranordnung zum Erfassen mechanischer Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements, insb. dessen Nutzschwingungen, einen elektrodynamischen ersten

Schwingungssensor (51 ) und wenigstens einen, insb. zum ersten Schwingungssensor (51 ) baugleichen, elektrodynamischen zweiten Schwingungssensor (52) aufweist,

-- wobei der erste Schwingungssensor (51 ) eingerichtet ist, Schwingungsbewegungen des

wenigstens einen Vibrationselements an einem ersten Meßpunkt in ein elektrisches erstes Schwingungsmeßsignal der Sensoranordnung zu wandeln, derart, daß nämliches erstes

Schwingungsmeßsignal wenigstens eine erste Nutzkomponente, nämlich eine

Wechselspannungskomponente

mit einer der Nutzfrequenz entsprechenden Frequenz,

und mit einer von der Nutzfrequenz und einem ersten magnetischen Fluß (F1 ), nämlich einem magnetischen Fluß durch den ersten Schwingungssensor (51 ) abhängigen Amplitude aufweist,

und wobei der zweite Schwingungssensor (52) eingerichtet ist, Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements an einem vom ersten Meßpunkt entfernten zweiten Meßpunkt in ein elektrisches zweites Schwingungsmeßsignal der Sensoranordnung zu wandeln, derart, daß nämliches zweites Schwingungsmeßsignal wenigstens eine zweite Nutzkomponente, nämlich eine Wechselspannungskomponente

mit einer der Nutzfrequenz entsprechenden Frequenz,

und mit einer von der Nutzfrequenz und einem zweiten magnetischen Fluß (F2), nämlich einem Magnetischer Fluß durch den zweiten Schwingungssensor (52) abhängigen Amplitude aufweist;

- und wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, die ersten und zweiten

Schwingungsmeßsignale zu empfangen und auszuwerten, nämlich anhand der ersten und zweiten Schwingungsmeßsignale

-- sowohl den Massenstrom repräsentierende, insb. digitale, Massenstrom-Meßwerte zu ermitteln

-- als auch Kennzahlenwerte für wenigstens eine, insb. eine Funktionstüchtigkeit der

Sensoranordnung und/oder eine zeitliche Veränderung der Sensoranordnung und/oder eine Abweichung der Sensoranordnung von einem Referenzzustand charakterisierende,

Sensoren-Kennzahl zu berechnen, derart, daß nämliche Sensoren-Kennzahl eine, insb. mittlere oder momentane, Änderungsrate, mit der sich zumindest eine der Amplituden der ersten und zweiten Nutzkomponenten, insb. nämlich ein Unterschied zwischen den Amplitude der ersten und zweiten Nutzkomponenten, zeitlich ändert, repräsentiert, insb. nämlich von der

Änderungsrate abhängig ist und/oder die Änderungsrate quantifiziert.

2. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,

- wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, einen zumindest die Ermittlung der

Kennzahlenwerte zumindest für die erste Sensoren-Kennzahl (SK1 ) initiierenden Start-Befehl zu empfangen und auszuwerten, nämlich einen Eingang des Start-Befehls zu detektieren und daraufhin eine Ermittlung der Kennzahlenwerte für die erste Sensoren-Kennzahl (SK1 ) in Gang zu setzen; und/oder.

- wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, einen die Ermittlung der Kennzahlenwerte für die erste Sensoren-Kennzahl (SK1 ) zumindest vorübergehend unterbindenden Stop-Befehl zu empfangen und auszuwerten, nämlich einen Eingang des Stop-Befehls zu detektieren und

daraufhin eine Ermittlung der Kennzahlenwerte für die erste Sensoren-Kennzahl SK1 zumindest vorübergehend anzuhalten.

3. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die

Sensoren-Kennzahl eine, insb. hinsichtlich eines jeweiligen Betrags, größte von zwei, insb. mittleren oder momentanen, Änderungsraten repräsentiert, mit der die Amplituden der ersten und zweiten Nutzkomponenten zeitlich ändern (Sensor-Änderungsrate).

4. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die

Sensoren-Kennzahl eine, insb. mittlere oder momentane, Änderungsrate repräsentiert, mit der ein Unterschied, insb. nämlich eine Differenz, zwischen der Amplitude der ersten Nutzkomponente und der Amplitude der zweiten Nutzkomponente zeitlich ändert (Sensor-Asymmetrieänderungsrate).

5. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die

Sensor-Kennzahl eine, insb. mittlere oder momentane, Änderungsrate repräsentiert, mit der eine, insb. auf eine der Amplituden der ersten und zweiten Nutzkomponente normierte oder auf eine Summe der Amplituden ersten und zweiten Nutzkomponente normierte oder auf einen Mittelwert der Amplituden der ersten und zweiten Nutzkomponente normierte, Differenz zwischen den Amplituden der ersten und zweiten Nutzkomponenten zeitlich ändert.

6. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die

Umformerschaltung eingerichtet ist, einen oder mehrere Kennzahlenwerte für die

Sensoren-Kennzahl jeweils mit einem oder mehreren für die Sensoren-Kennzahl, insb. vom

Hersteller des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts und/oder bei der Herstellung des

Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät, ermittelten Bezugswerten (BK1 i, BKI 2), insb. einem oder mehreren eine verminderte Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung repräsentierenden

Bezugswerten und/oder einem oder mehreren eine Fehlfunktion der Sensoranordnung

repräsentierenden Bezugswerten und/oder einem oder mehreren ein nicht mehr intaktes

Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät repräsentierenden Bezugswerten, zu vergleichen.

7. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die

Umformerschaltung eingerichtet ist, zu ermitteln, ob eine oder mehrere Kennzahlenwerte für die Sensoren-Kennzahl größer als der wenigstens eine Bezugswert für die Sensoren-Kennzahl ist, insb. nämlich falls ein oder mehrere Kennzahlenwerte für die Sensoren-Kennzahl größer als ein oder mehrere eine verminderte Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung repräsentierende Bezugswerte und/oder größer als ein oder mehrere eine Fehlfunktion der Sensoranordnung repräsentierende Bezugswerte ist und/oder größer als ein oder mehrere ein nicht mehr intaktes

Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät repräsentierenden Bezugswerten ist, eine dies signalisierende Meldung auszugeben.

8. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,

- wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, aus dem ersten Schwingungsmeßsignal eine erste Nutzkomponentenfolge, nämlich eine Sequenz von die Amplitude der ersten

Nutzkomponente (S1 N) quantifizierenden digitalen Amplitudenwerten (U1 N [k]) erzeugen, insb. derart, daß eine Frequenz von weniger als 1 Hz aufweisende spektrale Anteile der zeitlich ändernden Amplitude der ersten Nutzkomponente in der ersten Nutzkomponentenfolge enthalten sind und/oder daß eine Frequenz von mehr als 5 Hz und weniger als 40 Hz aufweisende spektrale Anteile der zeitlich ändernden Amplitude der ersten Nutzkomponente in der ersten

Nutzkomponenten-Sequenz nicht enthalten sind,

- und wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, aus dem zweiten Schwingungsmeßsignal eine zweite Nutzkomponentenfolge, nämlich eine Sequenz von die Amplitude der zweiten

Nutzkomponente (S2N) quantifizierenden digitalen Amplitudenwerten (U2N [k]) erzeugen, insb. derart, daß eine Frequenz von weniger als 1 Hz aufweisende spektrale Anteile der zeitlich ändernden Amplitude der zweiten Nutzkomponente in der zweiten Nutzkomponenten-Sequenz enthalten sind und/oder daß eine Frequenz von mehr als 5 Hz und weniger als 40 Hz aufweisende spektrale Anteile der zeitlich ändernden Amplitude der zweiten Nutzkomponente in der zweiten Nutzkomponenten-Sequenz nicht enthalten sind.

9. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die

Umformerschaltung eingerichtet ist, Kennzahlenwerte für die Sensoren-Kennzahl unter Verwendung der ersten und zweiten Nutzkomponentenfolgen zu berechnen.

10. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die

Umformerschaltung eingerichtet ist, anhand des, insb. digitalisierten, ersten

Schwingungsmeßsignals Kennzahlwerte für wenigstens eine erste Nutzkomponenten-Kennzahl, nämlich eine die erste Nutzkomponente charakterisierende und/oder von der Amplitude der ersten Nutzkomponente abhängige Kennzahl, insb. nämlich einen Spitzenwert der ersten Nutzkomponente und/oder einen Effektivwert der ersten Nutzkomponente und/oder einen Gleichrichtwert der ersten Nutzkomponente und/oder eine Schwingungsbreite der ersten Nutzkomponente, zu ermitteln, insb. nämlich Kennzahlwerte für die wenigstens eine Sensoren-Kennzahl unter Verwendung von für die erste Nutzkomponenten-Kennzahl ermittelte Kennzahlwerten zu berechnen.

1 1. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die

Umformerschaltung eingerichtet ist, anhand des, insb. digitalisierten, zweiten

Schwingungsmeßsignals Kennzahlwerte für wenigstens eine zweite Nutzkomponenten-Kennzahl, nämlich eine die zweite Nutzkomponente charakterisierende und/oder von der Amplitude der zweiten Nutzkomponente abhängige Kennzahl, insb. nämlich einen Spitze-Spitze-Wert der zweiten Nutzkomponente und/oder einen Effektivwert der zweiten Nutzkomponente und/oder einen

Gleichrichtwert der zweiten Nutzkomponente und/oder eine Schwingungsbreite der zweiten

Nutzkomponente, zu ermitteln, insb. nämlich Kennzahlwerte für die wenigstens eine Sensoren-Kennzahl unter Verwendung von anhand von für die zweite Nutzkomponenten-Kennzahl ermittelten Kennzahlwerten zu berechnen.

12. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die

Umformerschaltung einen nicht-flüchtigen elektronischen Datenspeicher aufweist, der dafür eingerichtet ist, digitale Daten, insb. auch ohne eine angelegte Betriebsspannung, vorzuhalten, insb. nämlich einen oder mehrere vorab ermittelte Bezugswerte für die Sensoren-Kennzahl zu speichern.

13. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach Anspruch 10 und Anspruch 12, wobei die

Umformerschaltung eingerichtet ist, einen oder mehrere Kennzahlenwerte für die erste

Nutzkomponenten-Kennzahl im Datenspeicher zu speichern, insb. zusammen mit einem Zahlenwert für eine einen Zeitpunkt des Ermittelns des jeweiligen Kennzahlenwerts entsprechenden

Zeitvariable.

14. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach Anspruch 1 1 und Anspruch 12, wobei die

Umformerschaltung eingerichtet ist, einen oder mehrere Kennzahlenwerte für die zweite

Nutzkomponenten-Kennzahl im Datenspeicher zu speichern, insb. zusammen mit einem Zahlenwert für eine einen Zeitpunkt des Ermittelns des jeweiligen Kennzahlenwerts entsprechenden

Zeitvariable.

15. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei im elektronischen Datenspeicher ein oder mehrere, insb. vom Hersteller des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts und/oder bei der Herstellung des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts und/oder im Betrieb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts vorab ermittelte, Bezugswerte für die Sensoren-Kennzahl, insb. nämlich ein oder mehrere eine verminderte Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung repräsentierende Bezugswerte und/oder nämlich ein oder mehrere eine Fehlfunktion der

Sensoranordnung repräsentierende Bezugswerte, gespeichert sind.

16. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die

Umformerschaltung eingerichtet ist, einen oder mehrere Kennzahlenwerte für die

Sensoren-Kennzahl jeweils mit einem oder mehreren im Datenspeicher gespeicherten

Bezugswerten für die Sensoren-Kennzahl zu vergleichen.

17. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die

Sensoranordnung zum Erfassen einer Temperatur des Meßaufnehmers an einem

Temperatur-Meßpunkt wenigstens einen Temperatursensor (61 ) aufweist, der eingerichtet ist, ein Temperaturmeßsignal, nämlich ein die Temperatur am Temperatur-Meßpunkt repräsentierendes

Meßsignal, insb. mit einer von der Temperatur abhängigen elektrischen Spannung und/oder einem von der Temperatur abhängigen elektrischen Strom, bereitzustellen.

18. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach Anspruch 17, wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, auch das Temperaturmeßsignal zu empfangen und auszuwerten, nämlich die Kennzahlenwerte für die wenigstens eine Sensoren-Kennzahl (SK1 ) auch anhand des

Temperaturmeßsignals zu berechnen.

19. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die

Umformerschaltung eingerichtet ist, anhand der ersten und zweiten Schwingungsmeßsignale Kennzahlenwerte für wenigstens eine, insb. eine Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung und/oder eine zeitliche Veränderung der Sensoranordnung und/oder eine Abweichung der

Sensoranordnung von einem Referenzzustand charakterisierende, zweite Sensoren-Kennzahl (SK2) zu berechnen, derart, daß nämliche zweite Sensoren-Kennzahl einen Unterschied zwischen der Amplitude der ersten und zweiten Nutzkomponente repräsentiert, insb. nämlich von dem

Unterschied abhängig ist und/oder den Unterschied quantifiziert.

20. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät Anspruch 12 und 19, wobei im elektronischen

Datenspeicher ein oder mehrere, insb. vom Hersteller des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts und/oder bei der Herstellung des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts und/oder im Betrieb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts vorab ermittelte, Bezugswerte für die zweite

Sensoren-Kennzahl, insb. nämlich ein oder mehrere eine verminderte Funktionstüchtigkeit der Sensoranordnung repräsentierende Bezugswerte und/oder nämlich ein oder mehrere eine

Fehlfunktion der Sensoranordnung repräsentierende Bezugswerte, gespeichert sind.

21. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die

Umformerschaltung eingerichtet ist, einen oder mehrere Kennzahlenwerte für die zweite

Sensoren-Kennzahl jeweils mit einem oder mehreren im Datenspeicher gespeicherten

Bezugswerten für die zweite Sensoren-Kennzahl zu vergleichen.

22. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der Ansprüche 19 bis 21 , wobei die zweite Sensor-Kennzahl (SK2) eine, insb. auf eine der Amplituden der ersten und zweiten Nutzkomponente normierte oder auf eine Summe der Amplituden ersten und zweiten Nutzkomponente normierte oder auf einen Mittelwert der Amplituden der ersten und zweiten Nutzkomponente normierte, Differenz zwischen den Amplituden der ersten und zweiten Nutzkomponenten repräsentiert.

23. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach Anspruch 17 in Verbindung mit einem der

Ansprüche 19 bis 22,

- wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, die Kennzahlenwerte für die zweite Sensoren-Kennzahl auch anhand des Temperaturmeßsignals zu berechnen; und/oder

- wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, Bezugswerte für die zweite Sensor-Kennzahl anhand des Temperaturmeßsignals zu berechnen.

24. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Meß- und Steuerelektronik einen ersten Analog-zu-Digital-Wandler für das erste Schwingungsmeßsignal sowie einen zweiten Analog-zu-Digital-Wandler für das zweite Schwingungsmeßsignal aufweist.

25. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei jede der ersten und zweiten Nutzkomponenten jeweils einen vom Massenstrom abhängigen Phasenwinkel aufweist.

26. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die

Umformerschaltung eingerichtet ist, die Massenstrom-Meßwerte anhand einer Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten Nutzkomponenten, nämlich einer Differenz zwischen dem

Phasenwinkel der ersten Nutzkomponente und dem Phasenwinkel der zweiten Nutzkomponente zu berechnen.

27. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Schwingungssensor mittels einer ersten Tauchspule und der zweite Schwingungssensor mittels einer zweiten Tauchspule gebildet ist.

28. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,

- wobei der erste Schwingungssensor einen, insb. unter Bildung des ersten Meßpunkts mechanisch mit dem wenigstens einen Vibrationselement verbundenen, ersten Permanentmagneten sowie eine erste Luftspule aufweist,

-- wobei der erste Permanentmagnet einen den ersten Magnetischer Fluß (B 1 ) führenden ersten Luftspalt bildet und die erste Luftspule zumindest teilweise innerhalb nämlichen ersten Luftspalts positioniert ist,

und wobei der erste Permanentmagnet und die erste Luftspule eingerichtet sind, durch

Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements relativ zueinander bewegt zu werden und eine als erstes Schwingungsmeßsignal dienliche erste Induktionsspannung zu generieren; und

- wobei der zweite Schwingungssensor einen, insb. unter Bildung des zweiten Meßpunkts

mechanisch mit dem wenigstens einen Vibrationselement verbundenen, zweiten

Permanentmagneten sowie eine zweite Luftspule aufweist,

-- wobei der zweite Permanentmagnet einen den zweiten Magnetischer Fluß (B2) führenden zweiten Luftspalt bildet und die zweite Luftspule zumindest teilweise innerhalb nämlichen zweiten Luftspalts positioniert ist,

und wobei der zweite Permanentmagnet und die zweite Luftspule eingerichtet sind, durch Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements relativ zueinander bewegt zu werden und eine als zweites Schwingungsmeßsignal dienliche zweite Induktionsspannung zu generieren.

29. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Erregeranordnung zum Anregen von Schwingungen des wenigstens eine Meßrohrs einen, insb. elektrodynamischen und/oder einzigen, Schwingungserreger (41 ) aufweist.

30. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das wenigstens eine Vibrationselement mittels wenigstens eines, insb. zumindest abschnittsweise geraden und/oder zumindest abschnittsweise kreisbogenförmigen, Rohrs mit einem von einer, insb. metallischen, Rohrwand und einem davon umhüllten Lumen gebildet und dafür eingerichtet ist, von Meßstoff durchströmt und währenddessen vibrieren gelassen zu werden.