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1. WO2020126287 - VERFAHREN ZUM ERMITTELN EINES PHYSIKALISCHEN PARAMETERS EINER MIT GAS BELADENEN FLÜSSIGKEIT

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

[ DE ]

Patentansprüche

1 . Verfahren zum Ermitteln eines physikalischen Parameters einer Flüssigkeit, welche eine Gasbeladung aufweist, wobei das Gas insbesondere in Form von suspendierten Blasen in der Flüssigkeit vorliegt, mittels eines Messaufnehmers mit mindestens einem Messrohr zum Führen des Mediums,

wobei das mindestens eine Messrohr einen einlassseitigen Endabschnitt und einen auslassseitigen Endabschnitt aufweist,

wobei der Messaufnehmer mindestens eine einlassseitige Fixiervorrichtung und eine auslassseitige Fixiervorrichtung aufweist, mit denen das Messrohr jeweils in einen der Endabschnitte fixiert ist, wobei das Messrohr zwischen den beiden

Fixiervorrichtungen zum Schwingen in mindestens einem Biegeschwingungsmode anregbar ist, wobei das Verfahren (100) die folgenden Schritte umfasst:

Anregen des Messrohrs mit einer Eigenfrequenz eines Biegeschwingungsmodes (1 10), insbesondere des Biegeschwingungsnutzmodes bzw. fi-Modes,

Ermitteln einer unterdrückten Anregungsfrequenz (130), bei welcher die

Schwingungsamplitude des Messrohrs minimal ist bzw. verschwindet;

Identifizieren der unterdrückten Anregungsfrequenz mit der Resonanzfrequenz der mit Gas beladenen Flüssigkeit (140);

Ermitteln eines Dichtekorrekturterms (150) als Funktion der Resonanzfrequenz zur Korrektur eines vorläufigen Dichtemesswerts und/oder eines

Massedurchflusskorrekturterms als Funktion der Resonanzfrequenz zur Korrektur eines vorläufigen Massedurchflussmesswerts, und/oder Ermitteln der Schallgeschwindigkeit der mit Gas beladenen Flüssigkeit im Messrohr als Funktion der Resonanzfrequenz.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die unterdrückte Anregungsfrequenz ermittelt wird durch Abtasten eines Frequenzbereichs.

3. Verfahren nach Anspruch 2 wobei das Abtasten des Frequenzbereichs, das Ausgeben von Erregersignalen mit einer Folge von Anregungsfrequenzen in dem Frequenzbereich zum Anregen von Messrohrschwingungen und das Erfassen der frequenzabhängigen Schwingungsamplituden umfasst.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die unterdrückte Anregungsfrequenz ermittelt wird mittels:

Anregen von Schwingungen mit einem Anregungssignal in Form von weißem Rauschen;

Erfassen der resultierenden zeitabhängigen Auslenkung des Messrohrs;

Transformieren der zeitabhängigen Auslenkung des Messrohrs in den

Frequenzraum, insbesondere mittels einer FFT;

Ermitteln der Frequenz eines Amplitudenminimums; und

Identifizieren der ermittelten Frequenz mit der unterdrückten Anregungsfrequenz.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

weiterhin umfassend:

Ermitteln eines vorläufigen Dichtemesswerts und/oder eines vorläufigen

Massedurchflussmesswerts bei der Eigenfrequenz des angeregten Biegeschwingungs-modes, und Ermitteln eines korrigierten Dichtemesswerts und/oder eines korrigierten Massedurchflussmesswerts unter Verwendung des Dichtekorrekturterms und/oder des Massedurchflusskorrekurterms, wobei

der Dichtekorrekturterm und/oder der Massedurchflusskorrekurterm eine Funktion der Resonanzfrequenz und der Eigenfrequenz des angeregten Biege-schwingungsmodes sind bzw. ist, bei welcher der vorläufige Dichtemesswert und/oder der vorläufige Massedurchflussmesswert ermittelt wurden bzw. wurde.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtekorrekturterm K, für einen vorläufigen Dichtewert und/oder der Massedurchflusskorrekturterm eine Funktion eines Quotienten aus der Resonanzfrequenz der mit Gas beladenen Flüssigkeit und der Eigenfrequenz des angeregten

Biegeschwingungsmodes Modes sind bzw. ist, bei welcher der vorläufige

Dichtemesswert und/oder Massedurchflussmesswert ermittelt wurden bzw. wurde.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtekorrekturterm K, für die vorläufigen Dichtewerte p auf Basis der Eigenfrequenz des i-Modes folgende Form aufweist:


wobei


wobei reine medienunabhängige Konstante ist, fres die Resonanzfrequenz der mit Gas beladenen Flüssigkeit ist, i die Eigenfrequenz des angeregten

Biegeschwingungsmodes ist, pcorr, ,o/ die korrigierte und die vorläufige Dichte sind, und b eine Skalierungskonstante ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei gilt:

r/b < 1 , insbesondere r/b < 0,9,

wobei insbesondere gilt: b = 1.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei g ein vom Durchmesser des Messrohrs abhängiger Proportionalitätsfaktor zwischen einer

Resonanzfrequenz fres der mit Gas beladenen Flüssigkeit und der Schallgeschwindigkeit der mit Gas beladenen Flüssigkeit ist, wobei gilt,

^ _ fres

9

und ein gemäß der Gleichung ermittelter Wert der Schallgeschwindigkeit ausgegeben wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorläufigen Dichtewerte auf Basis der Eigenfrequenz des des f-Modes mittels eines Polynoms in 1/i, insbesondere in (1 /f 2 bestimmt werden, wobei die Koeffizienten des Polynoms modenabhängig sind.

1 1 . Verfahren nach Anspruch 7, wobei für einen Dichtefehler Ep eines vorläufigen Dichtewerts auf Basis der Eigenfrequenz des f-Modes gilt:

Epi := Kt ~ 1,

wobei ein Massedurchflussfehler Em eines vorläufigen Massedurchflusswerts proportional zu dem Dichtefehler Epi des ersten vorläufigen Dichtewerts ist, also:


wobei der Proportionalitätsfaktor k nicht weniger als 1 ,9 und nicht mehr als 2, 1 beträgt,

wobei der Proportionalitätsfaktor k insbesondere 2 beträgt,

wobei für den Massedurchflusskorrekturterm Kmfür den Massendurchfluss gilt:

Km -= 1 + Em,

wobei der korrigierte Massendurchfluss mCOrr ermittelt wird als


wobei rhy der vorläufige Massedurchflusswert ist.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der fr

Mode und der f3-Mode angeregt werden, und deren Eigenfrequenzen ermittelt werden, und wobei in Abhängigkeit von den ermittelten Eigenfrequenzen ein Frequenzbereich festgelegt wird, in dem nach der unterdrückten Anregungsfrequenz zu suchen ist.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Referenzdichte, insbesondere für die flüssige Phase das Mediums bereitgestellt wird, und wobei in Abhängigkeit von der Referenzdichte und ggf. der Eigenfrequenz des fr Modes ein Frequenzbereich festgelegt wird, in dem nach der unterdrückten

Anregungsfrequenz zu suchen ist.