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1. WO2020126286 - CORIOLIS-MASSENDURCHFLUß-MEßGERÄT MIT MAGNETFELDDETEKTOR

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 Meßwandler (MW), der wenigstens ein Vibrationselement (10), 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 Meßwandler, nämlich sowohl mit dessen Erregeranordnung als auch dessen Sensoranordnung elektrisch gekoppelte, insb. mittels wenigstens eines Mikroprozessors gebildete, elektronische Umformerschaltung (US);

- wobei das wenigstens eine Vibrationselement eingerichtet ist, vom strömenden Meßstoff

kontaktiert und währenddessen 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 (e1 ) 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 Meßwandlers 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 (S1 NI ), 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 (U1 N) 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 (S2NI ), nämlich eine Wechselspannungskomponente mit einer der Nutzfrequenz entsprechenden Frequenz,

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

- und wobei die Sensoranordnung zum Erfassen eines zumindest anteilig auch außerhalb der ersten und zweiten Schwingungssensoren etablierten Magnetfeldes (HO; H0+H1 ) wenigstens einen, insb. mittels eines Hall-Sensors und/oder eines Reedschalters gebildeten, ersten

Magnetfelddetektor (61 ) aufweist, der eingerichtet ist, Änderungen des Magnetfeldes (HO; H0+H1 ) an einem sowohl vom ersten Meßpunkt als auch vom zweiten Meßpunkt entfernten dritten Meßpunkt in ein, insb. nämliche Änderungen bewertendes und/oder die Änderungen

quantifizierendendes und/oder elektrisches, erstes Magnetfeldsignal (f1 ) der Sensoranordnung zu wandeln, das eine von einem dritten magnetischen Fluß (F3), nämlich einem magnetischen Fluß durch den ersten Magnetfelddetektor und/oder von einer Flächendichte (B3) nämlichen magnetischen Flusses (F3) abhängige Amplitude (U3) aufweist, derart, daß das erste

Magnetfeldsignal auf zumindest eine Änderung des dritten magnetischen Flusses (F3) und/oder dessen Flächendichte (B3) mit einer Änderung der Amplitude (U3) folgt;

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

Schwingungsmeßsignale als auch das erste Magnetfeldsignal (f1 ) zu empfangen und

auszuwerten, nämlich

-- anhand der ersten und zweiten Schwingungsmeßsignale den Massenstrom repräsentierende, insb. digitale, Massenstrom-Meßwerte zu ermitteln

-- sowie anhand des ersten Magnetfeldsignals zumindest qualitativ zu ermitteln, ob innerhalb des Meßwandlers ein externes, insb. durch ein außerhalb des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts erzeugtes elektrisches Feld und/oder durch einen außerhalb des

Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts positionierten Magneten verursachtes, Magnetfeld (H1 ) etabliert ist, insb. nämlich zu ermitteln, ob eine, insb. eine Funktionstüchtigkeit der

Sensoranordnung vermindernde und/oder eine Fehlfunktion der Sensoranordnung bewirkende

und/oder eine Integrität zumindest eines der ersten und zweiten Schwingungsmeßsignale bzw. der Massenstrom-Meßwerte herabsetzende, Störung des Meßwandlers durch nämliches externes Magnetfeld (H1 ) vorliegt.

2. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Magnetfeldsignal (f1 ) ein, insb. werte- und zeitkontinuierliches, Analogsignal ist, insb. mit einer vom dritten magnetischen Fluß und/oder von dessen Flächendichte (B3) abhängigen Spannung.

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

Umformerschaltung eingerichtet ist, anhand des ersten Magnetfeldsignals Kennzahlenwerte für wenigstens eine, insb. eine Beeinflussung der Sensoranordnung durch das externe Magnetfeld und/oder eine Beeinflussung zumindest eines der ersten und zweiten magnetischen Flüsse charakterisierende, Magnetfeld-Kennzahl (MK1 ) zu berechnen, insb. derart, daß nämliche

Magnetfeld-Kennzahl von einer Abweichung des ersten magnetischen Flusses vom zweiten magnetischen Fluß abhängig ist und/oder nämliche Abweichung bewertet und/oder quantifiziert oder daß nämliche Magnetfeld-Kennzahl von einer Abweichung des ersten magnetischen Flusses von einem vorab ermittelten Bezugswert abhängig ist und/oder nämliche Abweichung bewertet und/oder quantifiziert.

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

Umformerschaltung eingerichtet ist, einen oder mehrere Kennzahlenwerte für die

Magnetfeld-Kennzahl jeweils mit einem oder mehreren für die Magnetfeld-Kennzahl, insb. vom Hersteller des Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräts und/oder bei der Herstellung des

Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät, ermittelten Bezugswerten, 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.

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

Umformerschaltung eingerichtet ist, zu ermitteln, ob eine oder mehrere Kennzahlenwerte für die Magnetfeld-Kennzahl (MK1 ) größer als der wenigstens eine Bezugswert für die

Magnetfeld-Kennzahl ist, insb. nämlich falls ein oder mehrere Kennzahlenwerte für die

Magnetfeld-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.

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

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

7. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach Anspruch 3 und 6, 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 Magnetfeld-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.

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

Umformerschaltung eingerichtet ist, einen oder mehrere Kennzahlenwerte für die

Magnetfeld-Kennzahl jeweils mit einem oder mehreren im Datenspeicher gespeicherten

Bezugswerten für die Magnetfeld-Kennzahl zu vergleichen.

9. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Magnetfeldetektor am ersten Schwingungssensor (51 ) angebracht oder in dessen Nähe, insb.

nämlich weniger als 5 cm entfernt, positioniert ist.

10. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Magnetfelddetektor am wenigstens einen Vibrationselement fixiert ist.

1 1. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend: ein Aufnehmer-Gehäuse (100), wobei das wenigstens eine Vibrationselement (10), die

Erregeranordnung sowie zumindest teilweise die Sensoranordnung innerhalb des

Aufnehmer-Gehäuses (100) untergebracht sind, insb. derart, daß das wenigstens eine

Vibrationselement (10) am Aufnehmer-Gehäuse (100) fixiert ist und/oder daß der erste

Magnetfelddetektor innerhalb des Aufnehmer-Gehäuses (100) untergebracht und daran fixiert ist.

12. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend: ein Elektronik-Gehäuse (200), wobei die Umformerschaltung, insb. nämlich sowohl die

Umformerschaltung als auch der erste Magnetfelddetektor innerhalb des Elektronik-Gehäuses (100) untergebracht, ist.

13. 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.

14. 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 (B1 ) 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.

15. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Magnetfelddetektor mittels wenigstens einer am wenigstens einen Vibrationselement fixierten Luftspule gebildet ist.

16. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Magnetfelddetektor mittels wenigstens eines Hall-Sensors gebildet ist.

17. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Magnetfelddetektor mittels wenigstens eines Reedschalters gebildet ist.

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

- wobei die Sensoranordnung zum Erfassen des Magnetfeldes (H) wenigstens einen, insb. zum ersten Magnetfelddetektor baugleichen, zweiten Magnetfelddetektor (62) aufweist, der eingerichtet ist, Änderungen des Magnetfeldes an einem vom dritten Meßpunkt entfernten, insb. auch vom ersten Meßpunkt und/oder vom zweiten Meßpunkten entfernten, vierten Meßpunkt in ein, insb. nämliche Änderungen bewertendes und/oder die Änderungen quantifizierendendes und/oder elektrisches, zweites Magnetfeldsignal (f2) der Sensoranordnung zu wandeln, das eine von einem vierten magnetischen Fluß (F4), nämlich einem magnetischen Fluß durch den zweiten

Magnetfelddetektor und/oder von einer Flächendichte (B4) nämlichen magnetischen Flusses (F4) abhängige Amplitude (U4) aufweist, derart, daß das zweite Magnetfeldsignal (f2) auf zumindest eine Änderung des vierten magnetischen Flusses (F4) und/oder dessen Flächendichte (B4) mit einer Änderung der Amplitude (U4) folgt;

- und wobei die Umformerschaltung eingerichtet ist, auch das zweite Magnetfeldsignal (f2) zu empfangen und auszuwerten, nämlich anhand auch des zweiten Magnetfeldsignals zu ermitteln, ob das externe Magnetfeld (H1 ) vorliegt.

19. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch,

- wobei der zweite Magnetfeldetektor am zweiten Schwingungssensor (52) angebracht oder in dessen Nähe, insb. nämlich weniger als 5 cm entfernt, positioniert ist; und/oder

- wobei das zweite Magnetfeldsignal ein Analogsignal ist, insb. mit einer vom vierten magnetischen Fluß und/oder von dessen Flächendichte (B4) abhängigen Spannung.

20. 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.

21. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Meß- und Steuerelektronik einen dritten Analog-zu-Digital-Wandler für das erste Magnetfeldsignal.

22. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch und Anspruch 18, wobei die Meß- und Steuerelektronik einen vierten Analog-zu-Digital-Wandler für das zweite

Magnetfeldsignal.

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

24. 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.

25. Meßwandler 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.

26. 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.