DE102004031636B4

DE102004031636B4 - Verfahren und Einrichtung zum Betrieb einer induktiven Durchflussmesseinrichtung

Info

Publication number: DE102004031636B4
Application number: DE200410031636
Authority: DE
Inventors: Jörg Dipl.-Ing. Herwig; Dieter Keese; Klaus Schäfer; Hans W. Dipl.-Ing. Schwiderski; Ralf Dipl.-Phys. Bäcker; Harald Dipl.-Ing. Grothey; Karl-Heinz Rackebrandt
Original assignee: ABB AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2024-07-01
Also published as: DE102004031636A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer induktiven Durchflussmesseinrichtung, bei welchem über ein induktives Magnetsystem ein elektromagnetisches Signal in dem Messmedium erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerfrequenz mit der die in das Magnetsystem eingeleitete Erregerspannung beaufschlagt wird, so geregelt wird, dass der maximale Erregerstrom erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum Betrieb einer induktiven Durchflussmesseinrichtung gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 3.
Verfahren und Einrichtungen dieser Art beziehen sich gemäß der angegebenen Gattung auf so genannte induktive Durchflussmesseinrichtungen. Hierbei sind als Einzelkomponenten ein Messrohr vorgesehen, durch das das zu ermittelnde Medium hindurchgeleitet wird. Der Durchfluss desselben ist zu ermitteln. Um dieses Messrohr herum ist ein Magnetsystem angeordnet, welches elektromagnetische Signale über in der Wandung platzierte Elektroden in das strömende Medium einkoppelt. Entsprechende Sensoren erfassen dann das Messsignal, aus dem heraus der Durchfluss bestimmt wird. Messverfahren dieser Art sind als induktive Durchflussmessverfahren bekannt. Über das Magnetsystem wird in das Messrohr und dort wiederum in das Fluidum elektromagnetische Energie eingebracht.
Die Einbringung elektromagnetischer Energie ist dabei zur optimalen Signalerzeugung auf keinen Fall willkürlich zu wählen. Grundsätzlich aber gilt, dass zumindest oberhalb bestimmter Werte die die Empfindlichkeit der nachfolgenden Messeinrichtung betreffen Energie in das System eingespeist wird, dort auch ein entsprechendes Signal erzeugt wird. Bei Einrichtungen und Verfahren zum Betrieb solcher Einrichtungen der bekannten Art werden bei der Signalauswertung in verschiedener Weise Auswertungsoptimierungen vorgenommen. Hierzu gehören elektronisch mathematische Nachbearbeitungen des Messignales, Filterungen etc. Verfahren dieser Art sind oftmals aufwendig und optimieren das Messsignal nicht im Rahmen des möglichen.
Aus der US 5 639 970 A ist ein Verfahren und eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt, bei welchem die Erregerfrequenz durchfahrbar vorgesehen ist. Dabei wird das Frequenzverhalten des Systems gemessen, und der Erregerstrom entsprechend eingestellt.
Aus der US 4 483 201 A ist bekannt, die magnetische Feldstärke durch eine gesonderte Erregerspule zu erfassen.
Auch aus der US 5 090 250 A und der US 5 443 552 A ist bekannt, bei Durchflussmessgeräten unterschiedliche Erregerfrequenzen einzustellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren sowie eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, dass ein optimaleres Signal ab initio entsteht.
Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Im Hinblick auf eine Einrichtung wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 3 gelöst.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Ansprüchen 2 bzw 4 angegeben.
Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist hierbei, dass die Erregerfrequenz mit der die in das Magnetsystem eingeleitete Erregerspannung beaufschlagt wird, so geregelt wird, dass der maximale Erregerstrom erzeugt wird.
Da die Erregerspannung wie bereits gesagt eine Wechselspannung ist wird nunmehr die Erregerfrequenz automatisch innerhalb des Gerätes so geregelt, dass im System ein maximaler Erregerstrom entsteht. Dies kann in verschiedenen Messsituationen jeweils immer unterschiedlich sein.
Das bedeutet dass bei einer induktiven Durchflussmesseinrichtung das gesamte Elektromagnetsystem ein komplexes System ist, in dem nicht nur die elektrischen Mittel wie Spulen, Magnetkerne etc. eine Rolle spielen, sondern auch das strömende Fluidum die Gesamtparameter des gesamten Systemes beeinflusst beziehungsweise verändert.
Somit besteht der Kern der Erfindung hierbei im Speziellen darin, dass für jeden Anwendungsfall jeweils immer die Frequenz der Erregung auf maximalen Erregerstrom selbsttätig geregelt wird. Durch den so erreichten maximalen Erregerstrom erhalte ich eine minimale Treiberenergie. Dies bedeutet das man das Gesamtsystem energetisch so optimiert, dass für die Messaufgabe der optimale Wirkungsgrad eingestellt wird. Je nach Veränderung während der Messungen wird auf diese Weise in erfindungsgemäßer Weise die den maximalen Erregerstrom jeweils ermöglichende Erregerfrequenz eingestellt.
Rein technisch bedeutet dies, dass die Erregerfrequenz in einem bestimmten Frequenzfenster automatisch durchfahren wird, bis dieser besagte maximale Erregerstrom vorliegt. Liegt er vor, so wird in diesem Augenblick der dann vorliegende Signalwert für die Ermittlung des momentanen Durchflusses herangezogen.
Im Hinblick auf eine Einrichtung der genannten Art besteht der Kern der Erfindung darin, dass die Erregerfrequenz über Frequenzstellmittel automatisch in einstellbaren Grenzen durchfahrbar ist und dass der Strom im System gemessen und mit Hilfe von Auswertemitteln dann wenn der Strom maximal ist mit dem zugehörigen Frequenzwert korreliert wird und sodann eine relevante Messung vorgenommen wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Frequenzgrenzen im System einstellbar.
Die Abbildung zeigt schematisch ein Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung mit der auch die Funktionsweise dargelegt wird. Am besagten Messrohr 1 ist das Magnetsystem 2 angeordnet und demselben wird elektrische Energie zugeführt. Gespeist wird das Magnetsystem von Wechselspannung variabler Frequenz. Ein Frequenzsteller 4 fährt nun den Frequenzwert in einem entsprechenden Frequenzbereich durch und korreliert den jeweiligen Frequenzwert mit dem erzielten Stromwert im Magnetsystem. Dieser Strom wird über entsprechende Strommessmittel 5 gemessen. Dann wenn innerhalb des eingestellten Frequenzfensters eine Frequenz gefunden ist, bei der der Erregerstrom maximal ist, wird automatisch die Messung eingeleitet und innerhalb des Auswertesytemes dann die Signale ausgewertet, und der Durchfluss bestimmt. In diesem optimalen Messzeitpunkt ist der Wirkungsgrad des Messsystemes damit optimiert, weil mit dem maximalen Erregerstrom die minimale Treiberenergie erreicht ist und somit ein optimales Signal erzielt wird.

Claims

Verfahren zum Betrieb einer induktiven Durchflussmesseinrichtung, bei welchem über ein induktives Magnetsystem ein elektromagnetisches Signal in dem Messmedium erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerfrequenz mit der die in das Magnetsystem eingeleitete Erregerspannung beaufschlagt wird, so geregelt wird, dass der maximale Erregerstrom erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerfrequenz in einem bestimmten Frequenzfenster automatisch durchfahren wird, bis dieser besagte maximale Erregerstrom vorliegt
Einrichtung zum Betrieb einer induktiven Durchflussmesseinrichtung, bei welchem über ein induktives Magnetsystem ein elektromagnetisches Signal in dem Messmedium erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerfrequenz über Frequenzstellmittel automatisch in einstellbaren Grenzen durchfahrbar ist und dass der Strom im System gemessen und mit Hilfe von Auswertemitteln dann, wenn der Strom maximal ist, mit dem zugehörigen Frequenzwert korreliert wird und sodann eine relevante Messung vorgenommen wird
Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzgrenzen im System einstellbar sind.