DE102020127382A1

DE102020127382A1 - Verfahren zum Überprüfen eines vibronischen Meßsystems

Info

Publication number: DE102020127382A1
Application number: DE102020127382.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Kirst
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-04-21
Also published as: US20230392972A1; WO2022078687A1

Abstract

Das zu überprüfende Meßsystem weist einen Meßwandler (MW) mit wenigstens einem Vibrationselement (10), mit wenigstens einem elektromechanischen Schwingungserreger (41) zum Wandeln elektrischer Leistung in dem Anregen und Aufrechterhalten erzwungener mechanischer Schwingungen des Vibrationselements (10) dienlicher mechanischer Leistung und mit wenigstens einem elektrodynamischen Schwingungssensor zum Erfassen von mechanischen Schwingungen des Vibrationselements, insb. dessen Nutzschwingungen, an einem ersten Schwingungsmeßpunkt und zum Bereitstellen wenigstens eines Schwingungsbewegungen des Vibrationselements (11) zumindest anteilig repräsentierenden elektrischen Schwingungssignals, sowie ein Wandler-Schutzgehäuse (100) für den Meßwandler auf, wobei sowohl der wenigstens eine Schwingungserreger als auch der erste Schwingungssensor sowie zumindest anteilig das Vibrationselement innerhalb des Wandler-Schutzgehäuses (100) angeordnet sind. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Bewirken eines auch den Meßwandler anteilig durchdringenden (Prüf-)Magnetfelds (H) ein (Prüf-)Magnet an einer Prüfposition (P1) außerhalb des Meßwandlers positioniert und wird das Vibrationselement zum Erzeugen eines Prüfsignals (p1), nämlich eines bei an der Prüfposition (P1) positioniertem (Prüf-)Magneten (61) bzw. bei vom (Prüf-)Magnetfeld (H) durchdrungenem Meßwandler vom Schwingungssensor (51) bereitgestellten Schwingungssignals vibrierenlassen. Darüberhinaus wird das Prüfsignal (p1) zum Ermitteln wenigstens eines Kennzahlwertes, der eine Schwingungen des Vibrationselements charakterisierende Schwingungskennzahl quantifiziert, verwendet. Der Kennzahlwert wird hernach mit einem oder mehreren (Kennzahl-)Schwellenwerten für die Schwingungskennzahl verglichen, um eine Störung des Meßsystems zu detektieren, falls der Kennzahlwert einen entsprechenden (Kennzahl-)Schwellenwert überschritten bzw. einen durch den (Kennzahl-)Schwellenwert begrenzten (Kennzahl-)Wertebereich verlassen hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein vibronisches Meßsystem, insb. ein Coriolis-Massedurchfluß-Meßgerät, zum Messen eines Massestroms eines fluiden Meßstoff.
In der industriellen Meßtechnik werden - insb. auch im Zusammenhang mit der Regelung und Überwachung von automatisierten verfahrenstechnischen Prozessen - zur hochgenauen Ermittlung einer oder mehrerer Meßgrößen, beispielsweise eines Massestroms und/oder einer Dichte, eines in einer Prozeßleitung, beispielsweise einer Rohrleitung, strömenden Meßstoffs, beispielsweise einer Flüssigkeiten, eines Gases oder einer Dispersion, oftmals jeweils mittels einer - zumeist mittels wenigstens eines Mikroprozessors gebildeten Meßelektronik - sowie einem mit nämlicher Meßsystem-Elektronik elektrisch verbundenen, im Betrieb vom zu messenden Meßstoff durchströmten Meßwandler vom Vibrationstyp gebildeten vibronischen Meßsyteme verwendet. Beispiele für solche, beispielsweise auch als Coriolis-Massedurchfluß-Meßgeräte, Coriolis-Massedurchfluß-Dichte-Meßgeräte und/oder Coriolis-Massedurchfluß-Viskositäts-Meßgeräte, ausgebildeten Meßsysteme sind u.a. in der EP-A 564 682 , EP-A 816 807 , der US-A 2002/0033043 , der US-A 2002/0157480 , der US-A 2006/0096390 , der US-A 2007/0062309 , der US-A 2007/0119264 , der US-A 2008/0011101 , der US-A 2008/0047362 , der US-A 2008/0190195 , der US-A 2008/0250871 , der US-A 2010/0005887 , der US-A 2010/0011882 , der US-A 2010/0257943 , der US-A 2011/0161017 , der US-A 2011/0178738 , der US-A 2011/0219872 , der US-A 2011/0265580 , der US-A 2011/0271756 , der US-A 2012/0123705 , der US-A 2013/0042700 , der US-A 2016/0071639 , der US-A 2016/0313162 , der US-A 2016/0187176 , der US-A 2017/0003156 , der US-A 2017/0261474 , der US-A 44 91 009 , der US-A 47 56 198 , der US-A 47 77 833 , der US-A 48 01 897 , der US-A 48 76 898 , der US-A 49 96 871 , der US-A 50 09 109 , der US-A 52 87 754 , der US-A 52 91 792 , der US-A 53 49 872 , der US-A 57 05 754 , der US-A 57 96 010 , der US-A 57 96 011 , der US-A 58 04 742 , der US-A 58 31 178 , der US-A 58 54 430 , der US-A 59 45 609 , der US-A 59 65 824 , der US-A 60 06 609 , der US-A 60 92 429 , der US-B 62 23 605 , der US-B 63 11 136 , der US-B 64 77 901 , der US-B 65 05 518 , der US-B 65 13 393 , der US-B 66 51 513 , der US-B 66 66 098 , der US-B 67 11 958 , der US-B 68 40 109 , der US-B 68 83 387 , der US-B 69 20 798 , der US-B 70 17 424 , der US-B 70 40 181 , der US-B 70 77 014 , der US-B 71 43 655 , der US-B 72 00 503 , der US-B 72 16 549 , der US-B 72 96 484 , der US-B 73 25 462 , der US-B 73 60 451 , der US-B 76 65 369 , der US-B 77 92 646 , der US-B 79 54 388 , der US-B 82 01 460 , der US-B 83 33 120 , der US-B 86 95 436 , der WO-A 00/19175 , der WO-A 00/34748 , der WO-A 01/02812 , der WO-A 01/02816 , der WO-A 01/71291 , der WO-A 02/060805 , der WO-A 2005/050145 , der WO-A 2005/093381 , der WO-A 2007/043996 , der WO-A 2008/013545 , der WO-A 2008/059262 , der WO-A 2009/148451 , der WO-A 2010/099276 , der WO-A 2013/092104 , der WO-A 2014/151829 , der WO-A 2016/058745 , der WO-A 2017/069749 , der WO-A 2017/123214 , der WO-A 2017/137347 , der WO-A 2017/143579 , der WO-A 2018/160382 ,der WO-A 2018/174841 , der WO-A 85/05677 , der WO-A 88/02853 , der WO-A 88/03642 , der WO-A 89/00679 , der WO-A 94/21999 , der WO-A 95/03528 , der WO-A 95/16897 , der WO-A 95/29385 , der WO-A 95/29386 , der WO-A 96/07081 , der WO-A 98/02725 , der WO-A 99/40 394 , WO-A 2018/028932 , der WO-A 2018/007176 , der WO-A 2018/007185 , der WO-A 2019/017891 , der WO-A 2019/068553 , der WO-A 2020/126282 , WO-A 2020/126283 , der WO-A 2020/126286 oder der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 102020121681.5 beschrieben.
Der Meßwandler eines jeden der darin gezeigten Meßsysteme umfaßt wenigstens ein Vibrationselement, das typischerweise als ein zumindest abschnittsweise gerades und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmtes, z.B. U-, V-, S-, Z- oder Ω-artig geformtes, (Meß-)Rohr mit einem von einer Rohrwand umgebenen Lumen zum Führen des Meßstoffs ausgebildet ist, oder das - wie u.a. auch in der WO-A 2018/160382 , der US-A 2016/0187176 oder der WO-A 2019/068553 gezeigt - beispielsweise auch als ein innerhalb eines Lumens eines vom Meßstoff durchströmten Rohrs plaziertes Verdrängerelement ausgebildet sein kann. Das wenigstens eine Vibrationselement ist dafür eingerichtet, vom Meßstoff kontaktiert, beispielsweise nämlich vom Meßstoff durchströmt und/oder umströmt, und währenddessen vibrieren gelassen zu werden, insb. derart, daß es Nutzschwingungen, nämlich mechanische Schwingungen um eine Ruhelage mit einer auch von der Dichte des Mediums mitbestimmten, mithin als Maß für die Dichte verwendbaren Nutzfrequenz ausführt. Bei herkömmlichen, nicht zuletzt Coriolis-Massedurchfluß-Meßgeräten mit als Meßrohr ausgebildetem Vibrationselement, dienen typischerweise Biegeschwingungen auf einer natürlichen Resonanzfrequenz als Nutzschwingungen, beispielsweise solche Biegeschwingungen, die einer dem Meßwandler immanenten natürlichen Biegeschwingungsgrundmode entsprechen, in dem die Schwingungen des Vibrationselements solche Resonanzschwingungen sind, die genau einen Schwingungsbauch aufweisen. Die Nutzschwingungen sind bei einem zumindest abschnittsweise gekrümmtem Meßrohr als Vibrationselement zudem typischerweise so ausgebildet, daß das nämliches Meßrohr um eine ein einlaßseitiges und ein außlaßseitiges Ende des Meßrohrs imaginär verbindenden gedachte Schwingungsachse nach Art eines an einem Ende eingespannten Auslegers pendelt, während hingegen bei Meßwandlern mit einem geraden Meßrohr als Vibrationselement die Nutzschwingungen zumeist Biegeschwingungen in einer einzigen gedachten Schwingungsebene sind. Es ist zudem bekannt, das wenigstens eine Vibrationselement, beispielsweise zwecks Durchführung wiederkehrender Überprüfungen des Meßwandlers während des Betriebs des Meßgeräts, gelegentlich auch zu zeitlich andauernden erzwungenen Schwingungen außer Resonanz anzuregen oder gelegentlich auch freie gedämpfte Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements zu ermöglichen sowie nämliche Schwingungen jeweils auszuwerten, etwa um, wie u.a. auch in der vorgenannten EP-A 816 807 , US-A 2011/0178738 oder US-A 2012/0123705 beschrieben, allfällige Beschädigungen des wenigstens einen Vibrationselements möglichst frühzeitig zu detektieren, die eine unerwünschte Verringerung der Meßgenauigkeit und/oder der Betriebssicherheit des jeweiligen Meßgeräts bewirken können.
Bei Meßwandlern mit zwei jeweils als Meßrohr ausgebildeten Vibrationselementen sind diese zumeist über ein sich zwischen den Meßrohren und einem einlaßseitigen Anschlußflansch erstreckenden einlaßseitig Verteilerstück sowie über ein sich zwischen den Meßrohren und einem auslaßseitigen Anschlußflansch erstreckenden auslaßseitig Verteilerstück in die jeweilige Prozeßleitung eingebunden. Bei Meßwandlern mit einem einzigen Meßrohr als Vibrationselement kommuniziert letzteres zumeist über ein einlaßseitig einmündendes Verbindungsrohr sowie über ein auslaßseitig einmündendes Verbindungsrohr mit der Prozeßleitung. Ferner umfassen Meßwandler mit einem einzigen Meßrohr als Vibrationselement jeweils wenigstens ein weiteres, nämlich als ein, beispielsweise rohr-, kasten- oder plattenförmigen, Gegenschwinger ausgebildetes, gleichwohl nicht vom Meßstoff kontaktiertes Vibrationselement, das unter Bildung einer ersten Kopplungszone einlaßseitig an das Meßrohr gekoppelt ist und der unter Bildung einer zweiten Kopplungszone auslaßseitig an das Meßrohr gekoppelt ist, und das im Betrieb im wesentlichen ruht oder entgegengesetzt zum Meßrohr oszilliert. Das dabei mittels Meßrohr und Gegenschwinger gebildete Innenteil des Meßwandlers ist zumeist allein mittels der zwei Verbindungsrohre, über die das Meßrohr im Betrieb mit der Prozeßleitung kommuniziert, in einem schutzgebenden Wandler-Schutzgehäuse gehaltert, insb. in einer Schwingungen des Innenteils relativ zum Wandler-Schutzgehäuse ermöglichenden Weise. Bei den beispielsweise in der US-A 52 91 792 , der US-A 57 96 010 , der US-A 59 45 609 , der US-B 70 77 014 , der US-A 2007/0119264 , der WO-A 01/02 816 oder auch der WO-A 99/40 394 gezeigten Meßwandlern mit einem einzigen, im wesentlichen geraden Meßrohr sind letzteres und der Gegenschwinger, wie bei herkömmlichen Meßwandlern durchaus üblich, zueinander im wesentlichen koaxial ausgerichtet, indem der Gegenschwinger als im wesentlichen gerader Hohlzylinder ausgebildet und im Meßwandler so angeordnet ist, daß das Meßrohr zumindest teilweise vom Gegenschwinger ummantelt ist. Als Materialien für solche Gegenschwinger kommen, insb. auch bei Verwendung von Titan, Tantal oder Zirkonium für das Meßrohr, zumeist vergleichsweise kostengünstige Stahlsorten, wie etwa Baustahl oder Automatenstahl, zum Einsatz.
Zum aktiven Anregen bzw. Aufrechterhalten von Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements, nicht zuletzt auch den vorbezeichneten Nutzschwingungen, weisen Meßwandler vom Vibrationstyp des weiteren wenigstens einen im Betrieb auf das wenigstens eine Vibrationselement einwirkenden elektromechanischen, typischerweise ebenfalls elektrodynamischen Schwingungserreger auf. Der mittels eines Paars elektrischer Anschlußleitungen, beispielsweise in Form von Anschlußdrähten und/oder inform von Leiterbahnen einer flexiblen Leiterplatte, mit der vorbezeichneten Meßsystem-Elektronik elektrisch verbundene Schwingungserreger dient im besonderen dazu, angesteuert von einem in der Meßsystem-Elektronik vorgesehenen Antriebselektronik generierten und entsprechend konditionierten, nämlich zumindest an sich verändernde Schwingungseigenschaften des wenigstens einen Vibrationselements angepaßten elektrischen Treibersignal eine mittels nämlichen Treibersignals eingespeiste elektrische Erregerleistung in eine an einem vom Schwingungserreger gebildeten Angriffspunkt auf das wenigstens eine Vibrationselement wirkende Antriebskraft zu wandeln. Die Antriebselektronik ist im besonderen auch dafür eingerichtet, das Treibersignal mittels interner Regelung so einzustellen, daß es eine der anzuregenden, gelegentlich auch zeitlich ändernden Nutzfrequenz entsprechende Signalfrequenz aufweist, ggf. als bei einer durch einen Erregerstrom, nämlich einen elektrischen Strom des Treibersignals vorgegebenen Schwingungsamplitude. Das Treibersignal kann beispielsweise im Betrieb des Meßgeräts gelegentlich auch abgeschaltet werden, beispielsweise zwecks Ermöglichen der vorbezeichneten freien gedämpften Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements oder beispielsweise, wie in der eingangs erwähnten WO-A 2017143579 vorgeschlagen, um die Antriebselektronik vor einer Überlastung zu schützen.
Schwingungserreger marktgängiger Meßwandler vom Vibrationstyp sind typischerweise nach Art einer nach dem elektrodynamischen Prinzip arbeitenden Tauchspule, nämlich einer Luftspule-Magnet-Anordnung aufgebaut, die mittels einer - bei Meßwandlern mit einem Meßrohr und einem daran gekoppelten Gegenschwinger gebildeten Vibrationselementen zumeist an letzterem fixierten - Luftspule, nämlich einer keinen magnetischen Kern, sondern vielmehr Luft einschließenden Spule sowie einen mit der wenigstens einen Luftspule wechselwirkenden als Anker dienenden - beispielsweise entsprechend an vorbezeichnetem Meßrohr fixierten - Permanentmagneten gebildet ist und bei der die jeweilige Luftspule zumindest teilweise in einem einen magnetischen Fluß führenden Luftspalt des Permanentmagneten positioniert ist. Permanentmagneten und Luftspule sind dabei üblicherweise so ausgerichtet, daß sie zueinander im wesentlichen koaxial verlaufen, und zudem dafür eingerichtet, relativ zueinander bzw. gegengleich bewegt zu werden, derart, daß bei durch die Luftspule fließendem Erregerstrom der Permanentmagnet und die in dessen Luftspalt befindliche Luftspule im wesentlichen translatorisch hin- und her bewegt werden. Darüberhinaus sind aber auch elektromagnetische Schwingungserreger bekannt, beispielsweise aus der eingangs erwähnten US-A 2002/0157480 oder US-A 58 54 430 . Zudem ist bei herkömmlichen Meßwandlern der Schwingungserreger zumeist so ausgebildet und plaziert, daß er im wesentlichen mittig an das wenigstens eine Meßrohr angreift. Alternativ zu einem eher zentral und direkt auf das wenigstens eine Vibrationselement wirkenden Schwingungserreger können, wie u.a. in der eingangs erwähnten US-A 60 92 429 , beispielsweise auch mittels zweier nicht im Zentrum des wenigstens einen Vibrationselement, sondern eher ein- bzw. auslaßseitig an diesem fixierten Schwingungserreger zum aktiven Anregung mechanischer Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements verwendet werden oder, wie u.a. in der US-B 62 23 605 oder der US-A 55 31 126 vorgeschlagen, beispielsweise auch mittels eines zwischen dem wenigstens einen Vibrationselement und dem Wandler-Schutzgehäuse wirkender Schwingungserreger verwendet werden.
Aufgrund der Nutzschwingungen des wenigstens einen Vibrationselements, werden - nicht zuletzt auch für den Fall, daß die Nutzschwingungen des wenigstens einen Vibrationselements quer zur Strömungsrichtung auf den strömenden Meßstoff wirkende Biegeschwingungen sind - im Meßstoff bekanntlich auch vom momentanen Massestrom abhängige Corioliskräfte induziert. Diese wiederum können vom Massestrom abhängige, sich den Nutzschwingungen überlagernde Coriolisschwingungen des Vibrationselements, ebenfalls mit Nutzfrequenz, bewirken, derart, daß zwischen einlaßseitigen und auslaßseitigen Schwingungsbewegungen des die Nutzschwingungen ausführenden und zugleich vom Medium durchströmten wenigstens einen Meßrohrs eine auch vom Massestrom abhängige, mithin auch als Maß für die Massestrommessung nutzbare Laufzeit- bzw. Phasendifferenz detektiert werden kann. Bei einem zumindest abschnittsweise gekrümmtem Meßrohr als Vibrationselement, bei dem für die Nutzschwingungen eine Schwingungsform, in der nämliches Meßrohr nach Art eines an einem Ende eingespannten Auslegers pendeln gelassen wird, gewählt ist, entsprechen die resultierenden Coriolisschwingungen beispielsweise jener - gelegentlich auch als Twist-Mode bezeichneten - Biegeschwingungsmode, in dem das Meßrohr Drehschwingungen um eine senkrecht zur erwähnten gedachten Schwingungsachse ausgerichtete gedachte Drehschwingungsachse ausführt, wohingegen bei einem geraden Meßrohr als Vibrationselement, dessen Nutzschwingungen als Biegeschwingungen in einer einzigen gedachten Schwingungsebene ausgebildet sind, die Coriolisschwingungen beispielsweise als zu den Nutzschwingungen im wesentlichen koplanare Biegeschwingungen sind.
Zum Erfassen sowohl einlaßseitiger als auch auslaßseitiger Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements, nicht zuletzt auch den den Nutzschwingungen entsprechenden, und zum Erzeugen wenigstens zweier von der zu messenden Massestrom beeinflußten elektrischen Schwingungssignalen weisen Meßwandler der in Rede stehenden Art desweiteren zwei oder mehr entlang des wenigstens einen Vibrationselements voneinander beabstandete, beispielsweise jeweils mittels eines eigenen Paars elektrischer Anschlußleitungen mit eine in der vorbezeichneten Meßsystem-Elektronik elektrisch verbundenen, Schwingungssensoren auf. Jeder der Schwingungssensoren ist eingerichtet, die vorbezeichneten Schwingungsbewegungen an einem jeweiligen Meßpunkt zu erfassen und jeweils in ein nämliche Schwingungsbewegungen repräsentierendes elektrisches Schwingungssignal zu wandeln, das eine Nutzkomponente, nämlich eine (spektrale) Signal- bzw. nämlich eine Wechselspannungskomponente mit einer der Nutzfrequenz entsprechenden (Signal-)Frequenz und einer von der Nutzfrequenz und einem im jeweiligen Schwingungssensor etablierten magnetischer Fluß abhängigen (Signal-)Amplitude enthält, und nämliches Schwingungssignal jeweils der Meßsystem-Elektronik, beispielsweise nämlich einer mittels wenigstens eines Mikroprozessors gebildeten Meß- und Steuer-Elektronik der Meßsystem-Elektronik, zur weiteren, ggf. auch digitalen Verarbeitung zur Verfügung zu stellen. Zudem sind die wenigstens zwei Schwingungssensoren so ausgestaltet und angeordnet, daß die vorbezeichnete Nutzkomponente der damit generierten Schwingungssignale zudem jeweils einen vom Massestrom abhängigen Phasenwinkel aufweisen, derart zwischen den Nutzkomponenten beider Schwingungssignale eine vom Massestrom abhängige Laufzeit- bzw. Phasendifferenz meßbar ist. Basierend auf nämlicher Phasendifferenz ermittelt die Meßsystem-Elektronik wiederkehrend den Massestrom repräsentierende Massedurchfluß-Meßwerte. In Ergänzung zur Messung des Massestroms kann - etwa basierend auf der Nutzfrequenz und/oder auf einer für die Anregung bzw. Aufrechterhaltung der Nutzschwingungen erforderlichen elektrischen Erregerleistung bzw. einer anhand dessen ermittelten Dämpfung der Nutzschwingungen - zusätzlich auch die Dichte und/oder die Viskosität des Mediums gemessen und von der Meßsystem-Elektronik zusammen mit dem gemessenen Massestrom in Form qualifizierter Meßwerte ausgegeben werden. Typischerweise sind die beiden Schwingungssensoren als elektrodynamische Schwingungssensoren ausgebildet, insb. nämlich gleichermaßen wie der wenigstens eine Schwingungserreger jeweils mittels einer - als Tauchspule dienlichen - Luftspule-Magnet-Anordnung gebildet, bei der ebenfalls jeweils eine Luftspule zumindest teilweise in einem einen magnetischer Fluß führenden Luftspalt eines zugehörigen Permanentmagneten positioniert („eingetaucht“) ist und bei der zudem Luftspule und Permanentmagnet eingerichtet sind, zwecks Generierens einer Induktionsspannung relativ zueinander bewegt zu werden, derart, daß die Luftspule im Luftspalt im wesentlichen translatorisch hin- und her bewegt wird. Der Permanentmagnet und die Luftspule sind dabei üblicherweise so ausgerichtet, daß sie zueinander im wesentlichen koaxial verlaufen.
Wie u.a. in den eingangs erwähnten US-A 2007/0113678 , US-A 2012/0123705 , US-A 2016/0349091 , US-A 2016/0123836 , US-A 2016/0138997 , US-B 73 92 709 , der US-B 75 62 586 , WO-A 03/021205 , der WO-A 2005/050145 , WO-A 2011/019345 , WO-A 2013/002759 , WO-A 2013/009307 , WO-A 2017/069749 , WO-A 93/01472 oder WO-A 99/39164 erörtert, können Meßwandler vom Vibrationstyp, mithin die damit gebildeten Meßsysteme während ihrer, zumeist mehrere Jahre umfassenden, Laufzeit einer Vielzahl von Belastungen ausgesetzt sein, die erhebliche Abweichungen des Meßsystems von einem dafür vorab, etwa bei einer Kalibrierung im Herstellerwerk und/oder bei einer Inbetriebnahme des Meßsystems, ermittelten Referenzzustand bewirken und damit einhergehend die Meßgenauigkeit des Meßsystems, mit der dieses die zu erfassenden Meßgröße, nicht zuletzt auch der Massenstrom und die Dichte, in die entsprechenden Meßwerte schlußendlich abbildet, signifikant herabsetzen können. Als Beispiele für solche, im Ergebnis Schwingungseigenschaften des wenigstens einen Vibrationselements insgesamt irreversible verändernde führende Belastungen, seien sie nun einmalig oder mehrfach wiederkehrend bzw. dauerhaft oder nur kurzzeitig auftretend, sind stellvertretend hohe (Über-)Temperaturen, Temperaturshocks oder andere thermisch bedingte Überbelastungen des wenigstens einen Vibrationselement, hohe Druckstöße im Meßstoff, seitens der Prozeßleitung auf den Meßwandler ausgeübte zu hohe Einspannkräfte und/oder Rüttelkräfte und damit einhergehende Rißbildung und/oder plastische Deformation im wenigstens einen Vibrationselement, seitens des im Meßwandler geführten Meßstoffs, beispielsweise durch Korrosion und/oder Abrasion, bewirkte Erodierung des wenigstens einen Vibrationselement, die Bildung von Belag auf der Meßstoff berührenden (Innen-)Seite des wenigstens einen Vibrationselements, Materialermüdung oder andere Abnutzungserscheinungen am wenigstens einen Vibrationselements zu nennen. Darüberhinaus können während der Laufzeit des Meßsystems auch der wenigstens eine Schwingungserreger wie auch jeder der Schwingungssensoren, etwa durch thermisch bedingte Überbelastung bzw. Alterung, für die Meßgenauigkeit relevanten Veränderungen unterworfen sein, etwa derart, daß im Ergebnis auch eine elektrische Impedanz des Meßwandlers verändert ist. In Folge solcher (Über-)Belastungen des Meßwandlers ist regelmäßig davon auszugehen, daß eine oder mehrere von dem Meßwandler jeweils immanenten Systemfunktionen (Übertragungsfunktionen), von denen jede jeweils eine Schwingungsantwort des Vibrationselements, beispielsweise nämlich eine funktionelle Abhängigkeit der Nutzschwingungen bzw. der Schwingungssignale vom Treibersignal bzw. eine oder mehrere funktionelle Abhängigkeiten der Nutzschwingungen bzw. der Schwingungssignale von dem Treibersignal und den jeweiligen Strömungs- und/oder Stoffparametern des Meßstoff, charakterisiert, im Vergleich zu einer dem jeweiligen ursprünglichen Meßwandler immanenten (Referenz-)Systemfunktion verändert ist. Als Beispiel für derartige Systemfunktionen des Meßwandlers ist u.a. eine Massenstrom-zu-Phasendifferenz-Systemfunktion, gemäß der die vorbezeichnete Phasendifferenz der Nutz-Signalkomponenten der Schwingungssignale vom Massenstrom abhängig ist, oder eine Dichte-zu-Resonanzfrequenz-Systemfunktion des Meßwandlers, gemäß der eine oder mehrere Resonanzfrequenzen des Vibrationselements von der Dichte des Meßstoffs abhängig sind, zu nennen. Gleichermaßen betroffen von solchen (Über-)Belastungen des Meßwandlers sind auch die vorbezeichneten Systemfunktionen des Meßwandlers involvierende Meßfunktionen des Meßsystems, gemäß der das Meßsystem insgesamt die jeweils zu erfassenden Meßgröße in die jeweiligen Meßwerte konvertiert, beispielsweise eine aus der vorbezeichneten Massenstrom-zu-Phasendifferenz-Systemfunktion des Meßwandlers und einer Phasendifferenz-zu-Massenstrom-Meßwert-Kennlinienfunktion, nämlich einer in der Meßsystem-Elektronik implementierten Kennlinienfunktion, gemäß der damit eine ermittelte Phasendifferenz in Massenstrom-Meßwerte umgerechnet werden, zusammengesetzte Massenstrom-zu-Meßwert-Meßfunktion des Meßsystems, gemäß der damit ermittelte Massenstrom-Meßwerte vom Massenstrom abhängig sind. Bei der Phasendifferenz-zu-Massenstrom-Meßwert-Kennlinienfunktion kann sich beispielsweise um eine (lineare) Parameterfunktion mit einem einer bei ruhendem Meßstoff gemessenen Phasendifferenz der Nutz-Signalkomponenten entsprechenden (Skalen-)Nullpunkt und einer (Meß-)Empfindlichkeit, die einer auf eine Änderung des Massenstroms bezogene Änderung der Phasendifferenz der Nutz-Signalkomponenten entspricht (Steigung der Kennlinienfunktion), handeln. Als weitere Beispiele für solche Systemfunktionen bzw. damit gebildete Meßfunktionen können u.a. auch eine Dichte-zu-Resonanzfrequenz- Systemfunktion des Meßwandlers bzw. eine diese sowie eine Resonanzfrequenz-zu-Dichte-Meßwert-Kennlinienfunktion der Meßsystem-Elektronik involvierende Dichte-zu-Meßwert-(Meß-)Funktion des Meßsystems und/oder eine Viskosität-zu-Dämpfung-Systemfunktion des Meßwandlers bzw. eine dies sowie eine Dämpfung-zu Viskosität-Meßwert-Kennlinienfunktion der Meßsystem-Elektronik involvierende Viskosität-zu-Meßwert-(Meß-)Funktion des Meßsystems genannt werden. Die Änderung der jeweiligen Systemfunktion kann sich dementsprechend beispielsweise als eine Drift eines oder mehrerer der jeweiligen Kennlinienparameter eine oder mehrerer der vorbezeichneten Kennlinienfunktionen, im Falle einer linearen Parameterfunktion beispielsweise von deren Nullpunkt und/oder deren Steigung, auswirken.
Die vorbezeichnete Änderung einer oder mehrerer der Systemfunktionen des Meßwandlers bzw. einer oder mehrerer der Meßfunktionen des Meßsystems können gelegentlich auch dazu führen, daß der Meßwandler bzw. das damit gebildete Meßsystem insgesamt soweit fehlerhaft arbeitet, daß eine für solche typischerweise Meßsysteme angestrebte hohe Meßgenauigkeit nicht mehr gewährleistet ist, mithin eine Funktionstüchtigkeit des Meßsystems in erheblichem Maße beeinträchtigt, ggf. sogar ausgesetzt ist bzw. eine dementsprechende Störung des betroffenen Meßsystems vorliegt. Zudem sind infolge solcher, nicht zuletzt auch die strukturelle Integrität des Meßwandlers insgesamt beeinflussende Überbelastungen unter Umständen sogar auch zu Leckage oder Explosion führende Zerstörungen des Vibrationselements bzw. des damit gebildeten Meßwandlers zu besorgen. Solche auch die Betriebssicherheit von Meßsystemen der in Rede stehenden Art betreffenden Veränderungen, können, etwa im Falle toxischer und/oder leicht entflammbarer Meßstoffe bzw. im Falle von unter hohem Druck stehenden Gasen, durchaus auch katastrophale Folgen für die gesamte Prozeßanlage sowie sich darin aufhaltende Personen haben.
Dem Rechnung tragend werden Meßsysteme der in Rede stehenden Art üblicherweise wiederkehrend entsprechenden Nachprüfungen unterzogen, etwa im Zuge einer turnusmäßigen vorausschauenden Instandhaltung, um bei Bedarf, nicht zuletzt nämlich bei Erkennen des Vorliegens einer Störung des Meßsystems möglichst rasch entsprechende Reparaturmaßnahmen einleiten zu können. Solche Reparaturmaßnahmen können im Falle einer dauerhaften Verringerung der Meßgenauigkeit beispielsweise eine einen Neuabgleich der Meßsystem-Elektronik herbeiführende Umprogrammierung bzw. im Falle einer Abnutzung oder mechanischen Beschädigung des Meßwandlers dessen Austausch oder, wie u.a. in der WO-A 2019/017891 erwähnt, einen Austausch des Vibrationselements umfassen. Zwecks möglichst frühzeitiger Erkennung solcher, insb. durch eine permanente Verringerung der Meßgenauigkeit und/oder eine Beeinträchtigung der Betriebssicherheit hervorgerufenen, Störungen von Meßsystemen der in Rede stehenden Art ist u.a. in der US-A 2012/0123705 , der US-A 2010/0011882 , der WO-A 2005/050145 , der WO-A 2013/002759 , der WO-A 2017/069749 , der WO-A 2011/019345 , der WO-A 96/05484 , der WO-A 99/39164 , der US-A 46 80 974 , der US-A 57 96 010 , der US-A 57 28 952 , der US-A 59 26 096 oder auch der DE102019124709.8 jeweils vorgeschlagen, wiederkehrend vor Ort das jeweilige Meßsystem einer entsprechenden Überprüfung zu unterziehen, insbesondere nämlich das Meßsystem - zusätzlich oder ausschließlich - eine Selbst-Diagnose mit bordeigenen Mitteln, nämlich allein mittels Meßwandler und angeschlossener Meßsystem-Elektronik durchführen zu lassen. Um die vorbezeichneten Veränderungen der Systemfunktionen bzw. damit einhergehende Beeinträchtigungen der Funktionstüchtigkeit des Meßsystems zu ermitteln kann im Zuge einer Überprüfung demnach beispielsweise das Vibrationselement ebenfalls mittels der Erregeranordnung aktiv zu, ggf. auch multimodalen und/oder auch zu den Nutzschwingungen simultanen, Vibrationen angeregt werden und können die die resultierende Schwingungsantworten repräsentierenden Schwingungssignale in der Meßsystem-Elektronik entsprechend ausgewertet, nämlich auf Störungen des Meßsystems hin untersucht werden. Beispielsweise können anhand der Schwingungssignale solche Paramaterwerte ermittelt werden, die die jeweilige Schwingungsantwort oder eine oder mehrere der vorbezeichneten Systemfunktionen jeweils charakterisieren, und mit dafür die entsprechend vorgegebenen Bezugswerten verglichen werden, beispielsweise um bei Überschreiten eines entsprechend vorgegebenen, ein noch akzeptables Toleranzmaß repräsentierenden, Schwellenwerts, mithin bei Diagnostizieren eines Fehlers, eine dies entsprechend signalisierende, ggf. auch Alarm deklarierte Systemstatus- bzw. Störungsmeldung zu generieren. Solche Schwingungsantworten charakterisierende Parameter können beispielsweise (Schwingungs-)Amplitudenverhältnisse oder (Schwingungs-)Frequenzverhältnisse sein. Die Systemfunktionen charakterisierende (System-)Parameter wiederum können beispielsweise eine oder mehrere modale Biegesteifigkeiten, eine oder mehrere modale Masseverteilungen oder auch eine oder mehrere modale Dämpfungen des wenigsten einen Rohrs sein. Die entsprechenden Bezugswerte können vorab, beispielsweise nämlich im Zuge einer (Erst-)Kalibrierung des Meßsystems vom Hersteller im Werk oder ggf. auch im Zuge einer Inbetriebnahme des Meßsystem vor Ort, mittels des noch im ursprünglichen (Referenz-)Zustand befindlichen Meßsystems selbst ermittelt und entsprechend in der Meßsystem-Elektronik gespeichert werden. Für die Überprüfung geeignete Schwingungsformen sind bei Meßsystemen der in Rede stehenden Art, nicht zuletzt auch bei Standard-Meßsystemen, solche natürliche Schwingungsmoden des Rohrs, die gleichermaßen symmetrisch sind wie die jeweils etablierte Nutzmode. Beispielsweise werden bei den in der US-A 46 80 974 , der US-A 57 96 010 , der US-A 57 28 952 , der WO-A 2017/069749 gezeigten Meßsystemen für die jeweilige Überprüfung ebenfalls Resonanzschwingungen einer oder mehrerer symmetrischer Schwingungsmoden, vorzugsweise nämlich Resonanzschwingungen von Schwingungsmoden erster und/oder dritter, ggf. auch fünfter Ordnung angeregt und ausgewertet; dies beispielsweise auch derart, daß freie, nämlich nach einer aktiven Anregung wieder abklingen gelassene Schwingungen ausgewertet werden. Alternativ oder in Ergänzung können aber auch, wie u.a. in der US-A 2012/0123705 vorgeschlagen, Schwingungen außer Resonanz, nämlich mittels des entsprechend bestromten Schwingungserregers erzwungene Schwingungen des Rohrs mit einer von jeder Resonanzfrequenz des Rohrs um mehr als 1 Hz bzw. mehr als 1% abweichenden Schwingungsfrequenz für die Überprüfung verwendet werden, beispielsweise um eine Abhängigkeit der jeweils zu überprüfenden Systemfunktion des Meßwandlers vom darin geführten Meßstoff gering zu halten bzw. zu eliminieren.
Gelegentlich können die so erhaltenen Schwingungssignale trotz vorhandener Störung auch nur geringfügig mit einer entsprechenden Änderung des Schwingungsantworten charakterisierende Parameters bzw. dessen Parameterwerten reagieren, beispielsweise im Falle einer nahezu gleichmäßigen bzw. symmetrischen Erodierung des Vibrationselements bzw. einer gleichmäßgigen bzw. homogenen Belagsbildung auf dem Vibrationselement, einhergehend mit einer vergleichsweise späten Detektion der Störung. Ausgehend vom vorbezeichneten Stand der Technik besteht eine Aufgabe der Erfindung daher darin, vibronische Meßsysteme der vorgenannten Art dahingehend zu verbessern, daß damit das Auftreten auch von Störungen bzw. Defekte des Meßsystems der vorgenannten Art, wie etwa die Meßgenauigkeit und/oder die Betriebssicherheit des Meßsystems herabsetzenden Verschleiß- bzw. Alterungserscheinungen des jeweiligen Meßwandlers, möglichst frühzeitig und zuverlässig detektiert, ggf. auch signalisiert werden kann; dies im besonderen auch bei Verwendung der für konventionelle Meßsysteme etablierten (Standard-)Meßwandler bzw. typischen Meßwandler-Designs wie auch unter gleichermaßen weitgehender Beibehaltung bewährten Technologien und Architekturen bereits etablierter Meßsystem-Elektroniken.
Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einem Verfahren zum Überprüfen eines, insb. dem Ermitteln wenigstens einer Meßgröße eines strömungsfähigen Meßstoffs dienlichen, vibronischen Meßsystems. Das Meßsystem umfaßt einen Meßwandler mit wenigstens einem, insb. rohrförmigen, Vibrationselement, mit wenigstens einem elektromechanischen, insb. elektrodynamischen, Schwingungserreger zum Wandeln elektrischer Leistung in dem Anregen und Aufrechterhalten erzwungener mechanischer Schwingungen des Vibrationselements dienlicher mechanischer Leistung und mit wenigstens einem elektrodynamischen ersten Schwingungssensor zum Erfassen von mechanischen Schwingungen des Vibrationselements, insb. dessen Nutzschwingungen, an einem, insb. vom Schwingungserreger entfernten, ersten Schwingungsmeßpunkt und zum Bereitstellen wenigstens eines Schwingungsbewegungen des Vibrationselements zumindest anteilig repräsentierenden, insb. elektrischen, Schwingungssignals, sowie ein Wandler-Schutzgehäuse für den Meßwandler, insb. mit einer Wandung aus einem nicht ferromagnetischen Metall, aufweist. Zudem sind sowohl der wenigstens eine Schwingungserreger als auch der erste Schwingungssensor sowie zumindest anteilig das Vibrationselement innerhalb des Wandler-Schutzgehäuses angeordnet. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt folgende Schritte:

• Positionieren eines ersten (Prüf-)Magneten an einer ersten Prüfposition außerhalb des Meßwandlers, beispielsweise außen am Wandler-Schutzgehäuse, zum Bewirken eines auch den Meßwandler, beispielsweise im Bereich des Vibrationselements und/oder des ersten Schwingungssensors, anteilig durchdringenden ersten (Prüf-)Magnetfelds;
• Vibrierenlassen des Vibrationselements zum Erzeugen eines ersten Prüfsignals, nämlich eines bei an der ersten Prüfposition positioniertem ersten (Prüf-)Magneten bzw. bei vom ersten (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler vom ersten Schwingungssensor bereitgestellten Schwingungssignals;
• Verwenden des ersten Prüfsignals zum Ermitteln wenigstens eines ersten Kennzahlwertes, der eine Schwingungen des Vibrationselements charakterisierende erste Schwingungskennzahl quantifiziert;
• Vergleichen des ersten Kennzahlwertes mit einem oder mehreren (Kennzahl-)Schwellenwerten für die erste Schwingungskennzahl;
• und Detektieren einer Störung des Meßsystems, beispielsweise nämlich des Meßwandlers, falls der erste Kennzahlwert einen, insb. ein nicht intaktes Meßsystem repräsentierenden, ersten (Kennzahl-)Schwellenwert überschritten bzw. einen durch den ersten (Kennzahl-)Schwellenwert begrenzten, insb. ein intaktes Meßsystem repräsentierenden, ersten (Kennzahl-)Wertebereich verlassen hat.

Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Positionieren des ersten (Prüf-)Magneten an der ersten Prüfposition ein wiederlösbares Fixieren des ersten (Prüf-)Magneten am Wandler-Schutzgehäuse umfaßt.
Nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, der Meßwandler zum Erfassen von mechanischen Schwingungen des Vibrationselements an einem, beispielsweise vom ersten Schwingungsmeßpunkt und/oder vom Schwingungserreger entfernten, zweiten Schwingungsmeßpunkt und zum Bereitstellen wenigstens eines Schwingungsbewegungen des Vibrationselements zumindest anteilig repräsentierenden, beispielsweise elektrischen, Schwingungssignals wenigstens einen, beispielsweise zum ersten Schwingungssensor baugleichen, elektrodynamischen zweiten Schwingungssensor aufweist, und daß der zweite Schwingungssensor innerhalb des Wandler-Schutzgehäuses angeordnet ist. Diese Ausgestaltung weiterbilden ist ferner vorgesehen, das das Verfahren ein Vibrierenlassen des Vibrationselements zum Erzeugen eines zweiten Prüfsignals, nämlich eines bei an der ersten Prüfposition positioniertem ersten (Prüf-)Magneten bzw. bei vom ersten (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler vom zweiten Schwingungssensor bereitgestellten Schwingungssignals, insb. nämlich zum simultanen Erzeugen der ersten und zweiten Prüfsignale, umfaßt, beispielsweise nämlich um auch das zweite Prüfsignal zum Ermitteln des ersten Kennzahlwertes zu verwenden.
Nach einer dritten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, der Meßwandler zum Erfassen von mechanischen Schwingungen des Vibrationselements an einem, beispielsweise vom ersten Schwingungsmeßpunkt und/oder vom Schwingungserreger entfernten, zweiten Schwingungsmeßpunkt und zum Bereitstellen wenigstens eines Schwingungsbewegungen des Vibrationselements zumindest anteilig repräsentierenden, beispielsweise elektrischen, Schwingungssignals wenigstens einen, beispielsweise zum ersten Schwingungssensor baugleichen, elektrodynamischen zweiten Schwingungssensor aufweist, und daß der zweite Schwingungssensor innerhalb des Wandler-Schutzgehäuses angeordnet ist. Diese Ausgestaltung weiterbilden ist ferner vorgesehen, das das Verfahren ein Vibrierenlassen des Vibrationselements zum Erzeugen sowohl eines ersten Meßsignals, nämlich eines bei nicht von einem (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler, gleichwohl von Meßstoff kontaktiertem Vibrationselement vom ersten Schwingungssensor bereitgestellten Schwingungssignals als auch eines zweiten Meßsignals, nämlich eines bei nicht von einem (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler, gleichwohl von Meßstoff kontaktiertem Vibrationselement vom zweiten Schwingungssensor bereitgestellten Schwingungssignals, beispielsweise derart, daß jedes der ersten und zweiten Meßsignale jeweils eine Nutzkomponente mit einem von einem Massestrom des Meßstoffs abhängigen Phasenwinkel und/oder mit einer von einer Dichte des Meßstoffs abhängige (Signal-)Frequenz aufweist, sowie ein Verwenden der ersten und zweiten Meßsignale zum Ermitteln des Meßwerts umfaßt.
Nach einer vierten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, das Vibrationselement, insb. wiederlösbar, am Wandler-Schutzgehäuse fixiert ist, insb. nämlich durch eine (Einschub-)Öffnung hindurch in das Wandler-Schutzgehäuse eingesetzt ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß der erste (Kennzahl-)Schwellenwert ein nicht korrekt im Wandler-Schutzgehäuse positioniertes Vibrationselement und/oder ein nicht korrekt am Wandler-Schutzgehäuse fixiertes Vibrationselement repräsentiert.
Nach einer fünften Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, das Ermitteln des wenigstens einen Kennzahlwertes ein Ermitteln eines Phasenwinkels des ersten Prüfsignals, beispielsweise nämlich eines Phasenwinkels einer elektrischen (Wechsel-)Spannung des ersten Prüfsignals, umfaßt.
Nach einer sechsten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, das Ermitteln des wenigstens einen Kennzahlwertes ein Ermitteln einer (Signal-)Amplitude des ersten Prüfsignals, beispielsweise nämlich einer Amplitude einer elektrischen (Wechsel-)Spannung des ersten Prüfsignals, umfaßt.
Nach einer siebenten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, das Ermitteln des wenigstens einen Kennzahlwertes ein Ermitteln einer (Signal-)Frequenz des ersten Prüfsignals, beispielsweise nämlich einer Frequenz einer elektrischen (Wechsel-)Spannung des ersten Prüfsignals, umfaßt.
Nach einer achten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, am Vibrationselement wenigstens ein, beispielsweise als Bestandteil einer anteilig am Vibrationselement fixierten Tauchspule ausgebildeter und/oder als (Erreger-)Magnet dienlicher, (Permanent-)Magnet fixiert ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die erste Prüfposition auch so gewählt ist, daß infolge des (Prüf-)Magnetfelds des an der ersten Prüfposition positionierten ersten (Prüf-)Magneten eine Kraft auf den am Vibrationselement fixierten (Permanent-)Magneten wirkt.
Nach einer neunten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, am Vibrationselement wenigstens eine, beispielsweise als Bestandteil einer anteilig am Vibrationselement fixierten Tauchspule ausgebildete und/oder als (Sensor-)Spule dienliche, elektrische Spule fixiert ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die erste Prüfposition so gewählt ist, daß das erste (Prüf-)Magnetfeld des an der ersten Prüfposition positionierten ersten (Prüf-)Magneten anteilig auch die (Sensor-)Spule durchsetzt, beispielsweise derart, daß eine in der (Sensor-)Spule induzierte elektrische (Wechsel-)Spannung ein vom ersten (Prüf-)Magnetfeld abhängige bzw. mitbestimmte Amplitude aufweist.
Nach einer zehnten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, das Vibrationselement mittels eines, insb. zumindest abschnittsweise gekrümmten und/oder zumindest abschnittsweise geraden, Rohrs gebildet ist.
Nach einer elften Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, das Meßsystem eine mit dem Meßwandler, nämlich sowohl mit dessen Schwingungserreger als auch mit dessen wenigstens einem Schwingungssensor, beispielsweise mittels elektrischer Verbindungsleitungen, elektrisch gekoppelte, beispielsweise mittels wenigstens eines Mikroprozessors gebildete und/oder in einem Elektronik-Schutzgehäuse untergebrachte, Meßsystem-Elektronik zum Ansteuern des Meßwandlers und zum Auswerten eines oder mehrerer vom Meßwandler gelieferter Schwingungssignale aufweist.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Verfahren weiters ein Positionieren des ersten (Prüf-)Magneten und/oder eines zweiten (Prüf-)Magneten an einer von der ersten Prüfposition entfernten zweiten Prüfposition außerhalb des Meßwandlers, beispielsweise außen am Wandler-Schutzgehäuse, zum Bewirken eines auch den Meßwandler, insb. im Bereich des Vibrationselements, anteilig durchdringenden zweiten (Prüf-)Magnetfelds.
Nach einer ersten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß eine die ersten und zweiten Prüfpositionen imgaginär verbinden gedachte Verbindungsachse durch den Schwingungserreger und/oder durch den ersten Schwingungssensor verläuft.
Nach einer zweiten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Verfahren weiters ein Vibrierenlassen des ersten Vibrationselements zum Erzeugen eines dritten Prüfsignals, nämlich eines bei vom zweiten (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler vom ersten Schwingungssensor bereitgestellten Schwingungssignals.
Nach einer dritten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Verfahren weiters ein Verwenden des dritten Prüfsignals zum Ermitteln wenigstens eines zweiten Kennzahlwertes, der eine Schwingungen des Vibrationselements charakterisierende zweite Schwingungskennzahl quantifiziert. Diese Ausgestaltung weiterbilden ist ferner vorgesehen, das das Verfahren ein Vergleichen des zweiten Kennzahlwertes mit einem oder mehreren für die zweite Schwingungskennzahl vorab ermittelten (Kennzahl-)Schwellenwerten, beispielsweise auch ein Detektieren einer Störung des Meßwandlers bzw. des damit gebildeten Meßsystems umfaßt, beispielsweise nämlich, falls der zweite Kennzahlwert einen ein nicht intaktes Meßsystem repräsentierenden zweiten (Kennzahl-)Schwellenwert überschritten bzw. einen durch den zweiten (Kennzahl-)Schwellenwert begrenzten, ein intaktes Meßsystem repräsentierenden zweiten (Kennzahl-)Wertebereich verlassen hat.
Nach einer zweiten Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Verfahren weiters ein Strömenlassen eines Meßstoffs durch den Meßwandler, beispielsweise derart, daß das vibrieren gelassene Vibrationselement von Meßstoff kontaktiert wird, insb. nämlich von Meßstof durchströmt wird, und/oder daß das vom ersten Schwingungssensor bereitgestellte Schwingungssignal einen von einem Massestrom des Meßstoffs abhängigen Phasenwinkel und/oder eine von einer Dichte des Meßstoffs abhängige (Signal-)Frequenz aufweist.
Nach einer ersten Ausgestaltung der zweiten Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Verfahren weiters ein Vibrierenlassen des ersten Vibrationselements zum Erzeugen eines ersten Meßsignals, nämlich eines bei nicht von einem (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler, gleichwohl von Meßstoff kontaktiertem ersten Vibrationselement vom ersten Schwingungssensor bereitgestellten Schwingungssignals, beispielsweise derart, daß das vom ersten Schwingungssensor bereitgestellte Schwingungssignal eine Nutzkomponente mit einem von einem Massestrom des Meßstoffs abhängigen Phasenwinkel und/oder mit einer von einer Dichte des Meßstoffs abhängige (Signal-)Frequenz aufweist, sowie ein Verwenden des ersten Meßsignals zum Ermitteln eines Meßwerts für eine Meßgröße, insb. nämlich einen Stoffparameter oder einen Strömungsparameter, des durch den Meßwandler strömenden Meßstoffs, insb. lediglich für den Fall, daß der erste Kennzahlwert den vorgegebenen ersten (Kennzahl-)Schwellenwert nicht überschritten bzw. den ersten (Kennzahl-)Wertebereich nicht verlassen hat.
Nach einer zweiten Ausgestaltung der zweiten Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Verfahren weiters ein Verwenden des ersten Meßsignals zum Ermitteln wenigstens eines (Signal-)Parameterwerts für einen das erste Meßsignal charakterisierenden Signalparameter, insb. nämlich eines Phasenwinkels, einer (Signal-)Frequenz oder einer (Signal-)Amplitude des ersten Meßsignals sowie ein Verwenden des wenigstens eines (Signal-)Parameterwerts für den das erste Meßsignal charakterisierenden Signalparameter zum Ermitteln des wenigstens einen Meßwerts.
Nach einer dritten Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Verfahren weiters ein Entfernern des ersten (Prüf-)Magneten vom Meßwandler zum Beenden des Überprüfens Meßsystems, insb. derart, daß der Meßwandler nicht mehr vom ersten (Prüf-)Magnetfelds durchdrungen ist.
Nach einer vierten Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Verfahren weiters ein Verwenden des ersten Prüfsignals zum Ermitteln wenigstens eines Parameterwerts für einen das erste Prüfsignal charakterisierenden Signalparameter, insb. nämlich eines Phasenwinkels, einer (Signal-)Frequenz oder einer (Signal-)Amplitude des ersten Prüfsignals. Nach einer Ausgestaltung der vierten Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Verfahren weiters ein Verwenden des Parameterwerts für den das erste Prüfsignal charakterisierenden Signalparameter zum Ermitteln des ersten Kennzahlwertes, insb. derart, daß der Parameterwert und/oder ein damit ermittelter Rechenwert als Kennzahlwert dient.
Nach einer fünften Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Verfahren weiters ein Erzeugen eines elektrischer (Erreger-)Leistung in den wenigstens einen Schwingungserreger einspeisenden elektrischen Treibersignals zum Vibrierenlassen des Vibrationselements. Nach einer Ausgestaltung der fünften Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Verfahren weiters ein Verwenden des Treibersignals zum Ermitteln wenigstens eines Parameterwerts für einen das Treibersignal charakterisierenden Signalparameter, beispielsweise nämlich eines Phasenwinkels, einer (Signal-)Frequenz oder einer (Signal-)Amplitude des Treibersignals, insb. nämlich auch ein Verwenden des Parameterwerts für den das Treibersignal charakterisierenden Signalparameter zum Ermitteln des ersten Kennzahlwertes.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht, darin mittels wenigstens eines von außen am Meßwandler positionierten (Prüf-)Magneten bzw. eines damit im Meßwandler etablierten (Prüf-)Magnetfelds wenigstens eine Systemfunktion (Übertragungsfunktion) des Meßwandlers vorübergehend gezielt zu verändern, beispielsweise nämlich durch eine Beeinflussung des wenigstens eine Schwingungssensors oder durch eine Beeinflussung von Schwingungsbewegungen des Vibrationselements, sowie mit dem unter dem Einfluß des (Prüf-)Magnetfelds stehenden Meßwandler ein oder mehrere Schwingungssignale zu generieren. Durch einen Vergleich der so erhaltenen Schwingungsantwort mit einer zuvor, etwa im Herstellerwerk und/oder bei der Inbetriebnahme des Meßsystems, für einen ebenfalls dem (Prüf-)Magnetfeld ausgesetzten Meßwandler ermittelten Referenz-Schwingungsantwort kann hernach sehr einfach ermittelt werden, ob bzw. inwieweit eine Störung des Meßwandlers bzw. des damit gebildeten Meßsystems vorliegt. Durch den Einfluß des (Prüf-)Magnetfelds können beispielsweise auch allfällig vorliegende nur geringfügige Veränderungen der Systemfunktion verstärkt und somit besser erkannt, mithin auch sich erst anbahnende Störungen frühzeitig detektiert werden.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen davon werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Gleiche bzw. gleichwirkende oder gleichartig fungierende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen; wenn es die Übersichtlichkeit erfordert oder es anderweitig sinnvoll erscheint, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen oder Weiterbildungen, insb. auch Kombinationen zunächst nur einzeln erläuterter Teilaspekte der Erfindung, ergeben sich ferner aus den Figuren der Zeichnung und/oder aus den Ansprüchen an sich.
Im einzelnen zeigen:

1 perspektivisch ein vibronisches Meßsystem mit in dessen Nähe positionierten (Prüf-)Magneten;
2 schematisch einen Meßwandler vom Vibrationstyp sowie einen Meßsystem-Elektronik eines Meßsystems gemäß 1;
3a schematisch einen für einen Meßwandler gemäß 2 geeigneten Schwingungssensor; und
3b einen von einem von einem Prüfmagnetfeld eines (Prüf-)Magneten durchdrungenen Schwingungssensor gemäß 3a.

In der 1 bzw. 2 ist ein in eine (hier nicht dargestellte) Prozeßleitung - wie z.B. eine Rohrleitung einer industriellen Anlage, beispielsweise einer Abfüllanlagen oder einer Betankungsvorrichtung - einfügbares vibronisches Meßsystem für fließfähige, insb. fluide bzw. schüttfähige, Meßstoffe, beispielsweise nämlich auch eines zumindest zeitweise 2- oder mehrphasigen bzw. inhomogenen Fluids, dargestellt. Das Meßsystem dient im besonderen dem Messen und/oder Überwachen einer Massestrom m bzw. dem Ermitteln von die Massestrom repräsentierenden Massestrom-Meßwerten eines in der vorbezeichneten Prozeßleitung geführten bzw. darin zumindest zeitweise strömen gelassenen fluiden Meßstoffs, beispielsweise nämlich eines Gases, einer Flüssigkeit oder einer Dispersion. Ferner kann das Meßsystem dazu dienen, alternativ oder zusätzlich auch eine Dichte ρ und/oder eine Viskosität η, des Meßstoffs zu messen, beispielsweise nämlich die Dichte repräsentierende Dichte-Meßwerte und/oder die Viskosität repräsentierende Viskositäts-Meßwerte zu ermitteln und auszugeben. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das Meßsystem zum Ermitteln von Massestrom-Meßwerten eines zu transferierenden, beispielsweise nämlich mit einer vorgegebenen bzw. vorgebbaren Menge von einem Lieferanten an einen Abnehmer zu übergebenden Meßstoffs zu verwenden, beispielsweise ein verflüssigtes Gas, wie z.B. ein Methan und/oder Ethan und/oder Propan und/oder Buthan enthaltendes Flüssiggas bzw. ein verflüssigtes Erdgas (LNG) oder auch ein mittels flüssiger Kohlenwasserstoffe gebildetes Stoffgemisch, beispielsweise nämlich ein Erdöl oder ein flüssiger Kraftstoff. Das Meßsystem kann dementsprechend beispielsweise auch als Bestandteil einer Übergabestelle für eichpflichtigen Güterverkehr, wie etwa einer Betankungsanlage, und/oder als ein Bestandteil einer Übergabestelle, beispielsweise auch nach Art der in der erwähnten der WO-A 02/060805 , der WO-A 2008/013545 , der WO-A 2010/099276 , der WO-A 2014/151829 , der WO-A 2016/058745 gezeigten Übergabestellen, ausgebildet sein. Das - beispielsweise als Coriolis-Massestrom-Meßgerät oder auch als zusätzlich die Dichte messendes Coriolis-Massestrom-/Dichte-Meßgerät und/oder als zusätzlich die Viskosität messendes Coriolis-Massestrom-/Viskosität-Meßgerät realisierte - Meßsystem umfaßt einen über ein Einlaßende #111 sowie ein Auslaßende #112 an die Prozeßleitung angeschlossenen physikalisch-elektrischen Meßwandler MW, der dafür eingerichtet ist, im Betrieb vom Meßstoff durchströmt zu werden.
Bei dem Meßwandler MW handelt es sich um einen Meßwandler vom Vibrationstyp, nämlich einen Meßwandler mit wenigstens einem Vibrationselement 10, mit wenigstens einem elektro-mechanischen, beispielsweis nämlich elektrodynamischen oder elektromagnetischen, Schwingungserreger 41 zum Anregen und Aufrechterhalten von mechanischen Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 10 sowie mit einem elektrodynamischen ersten Schwingungssensor 51; dies im besonderen in der Weise, daß - wie bei Meßwandlern vom Vibrationstyp bzw. damit gebildeten vibronischen Meßsystemen durchaus üblich - am Vibrationselement wenigstens eine, beispielsweise als Bestandteil einer anteilig am Vibrationselement fixierten Tauchspule ausgebildete, elektrische Spule und/oder wenigstens ein, beispielsweise als Bestandteil einer anteilig am Vibrationselement fixierten Tauchspule ausgebildeter, Permanentmagnet fixiert ist.
Das wenigstens eine Vibrationselement 10 ist zudem eingerichtet, von strömendem Meßstoff kontaktiert, beispielsweise nämlich von Meßstoff durchströmt und/oder umströmt, zu werden und währenddessen vibrieren gelassen zu werden, beispielsweise nämlich mit wenigstens einer dem Vibrationselement bzw. dem damit gebildeten Meßwandler innewohnenden Resonanzfrequenz.
Das Vibrationselement 10 kann - wie bei Meßwandlern der in Rede stehenden Art bzw. damit gebildeten vibronischen Meßsystemen üblich - beispielsweise mittels eines, insb. zumindest abschnittsweise geraden und/oder zumindest abschnittsweise kreisbogenförmigen, (Meß-)Rohr mit einem von einer, insb. metallischen, Rohrwand und einem davon umhüllten Lumen gebildet sein, wobei das (Meß-)Rohr zudem dafür eingerichtet ist, den zumindest zeitweise strömenden fluiden Meßstoff zu führen (bzw. von nämlichem Meßstoff durchströmt zu werden) und währenddessen entsprechend vibrieren gelassen zu werden. Das Vibrationselement 10 kann beispielsweise aber auch mittels eines innerhalb eines Lumens eines vom Meßstoff durchströmten Rohrs des Meßwandlers plazierten Verdrängerelements gebildet sein, wobei das Verdrängerelement dafür eingerichtet ist, von Meßstoff umströmt und währenddessen entsprechend vibrieren gelassen zu werden. Darüberhinaus kann der Meßwandler ein oder mehrere weitere, beispielsweise auch baugleiche Vibrationselemente aufweisen, die ebenfalls dafür eingerichtet sein können, von Meßstoff kontaktiert und währenddessen vibrieren gelassen zu werden.
Der wenigstens eine Schwingungssensor 51 wiederum ist dafür eingerichtet, mechanische Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 10 an einem, beispielsweise vom Schwingungserreger 41 entfernten, ersten Schwingungsmeßpunkt zu erfassen und ein Schwingungsbewegungen des Vibrationselements 11 zumindest anteilig repräsentierendes elektrisches Schwingungssignal s1 bereitzustellen und der wenigstens eine Schwingungserreger 41 ist dafür eingerichtet, dorthin eingespeiste elektrische Leistung in erzwungene mechanische Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 11 bewirkende mechanische Leistung zu wandeln. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine, beispielsweise als ein elektrodynamischer, elektromagnetischen oder piezoelektrischer ausgebildete, Schwingungserreger 41 - wie auch in 2 angedeutet und bei Meßwandlern vom Vibrationstyp bzw. damit gebildeten vibronischen Meßystemen durchaus üblich - so positioniert, daß eine damit generierte Kraft in Richtung einer durch einen Massenschwerpunkt des wenigstens einen Vibrationselements verlaufenden gedachten Kraftwirkungslinie auf das Vibrationselement 10 wirkt, und/oder daß der Schwingungserreger 41 - wie auch in 2 dargestellt - der einzige Schwingungen des Vibrationselements 10 bewirkende Schwingungserreger ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Schwingungserreger eine, beispielsweise als Bestandteil einer anteilig am Vibrationselement fixierten Tauchspule ausgebildete und/oder am Vibrationselement fixierte, elektrische (Erreger-)Spule und/oder einen, beispielsweise als Bestandteil der vorbetzeichneten Tauchspule ausgebildeten bzw. am Vibrationselement fixierten, (Erreger-)Magneten auf.
Das wenigstens eine Vibrationselement 10 ist - wie auch in 2 angedeutet bzw. aus einer Zusammenschau der 1 und 2 ohne weiteres ersichtlich - zumindest anteilig, beispielsweise nämlich auch vollständig, innerhalb eines Wandler-Schutzgehäuses 100 des Meßsystems untergebracht, und zwar zusammen mit dem wenigstens einen Schwingungserreger 41 und den einen oder mehreren Schwingungssensoren 51, 52, ggf. auch mit weiteren Komponenten des Meßwandlers MW; dies insb. derart, daß das wenigstens eine Vibrationselement 10 am Wandler-Schutzgehäuse 100 gehalten ist, beispielsweise nämlich starr mit dem Wandler-Schutzgehäuse 100 verbunden ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Wandler-Schutzgehäuse 100 eine Wandung aus einem nicht-ferromagnetischen Metall, beispielsweise nämlich einem (rostfreien) Edelstahl auf und/oder ist das Vibrationselement 10, beispielsweise wiederlösbar, am Wandler-Schutzgehäuse fixiert. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Vibrationselement durch eine, beispielsweise in der Wandung eingelassenen, (Einschub-)Öffnung hindurch in das Wandler-Schutzgehäuse eingesetzt ist bzw. entsprechend wieder aus dem Wandler-Schutzgehäuse wieder heraus genommen werden kann.
Bei dem Meßwandler MW kann es sich beispielsweise auch um einen konventionellen - beispielsweise nämlich auch aus den eingangs erwähnten EP-A 816 807 , US-A 2002/0033043 , US-A 2006/0096390 , US-A 2007/0062309 , US-A 2007/0119264 , US-A 2008/0011101 , US-A 2008/0047362 , US-A 2008/0190195 , US-A 2008/0250871 , US-A 2010/0005887 , US-A 2010/0011882 , US-A 2010/0257943 , US-A 2011/0161017 , US-A 2011/0178738 , US-A 2011/0219872 , US-A 2011/0265580 , US-A 2011/0271756 , US-A 2012/0123705 , US-A 2013/0042700 , US-A 2016/0313162 , US-A 2017/0261474 , US-A 44 91 009 , US-A 47 56 198 , US-A 47 77 833 , US-A 48 01 897 , US-A 48 76 898 , US-A 49 96 871 , US-A 50 09 109 , US-A 52 87 754 , US-A 52 91 792 , US-A 53 49 872 , US-A 57 05 754 , US-A 57 96 010 , US-A 57 96 011 , US-A 58 04 742 , US-A 58 31 178 , US-A 59 45 609 , US-A 59 65 824 , US-A 60 06 609 , US-A 60 92 429 , US-B 62 23 605 , US-B 63 11 136 , US-B 64 77 901 , US-B 65 05 518 , US-B 65 13 393 , US-B 66 51 513 , US-B 66 66 098 , US-B 67 11 958 , US-B 68 40 109 , US-B 69 20 798 , US-B 70 17 424 , US-B 70 40 181 , US-B 70 77 014 , US-B 72 00 503 , US-B 72 16 549 , US-B 72 96 484 , US-B 73 25 462 , US-B 73 60 451 , US-B 77 92 646 , US-B 79 54 388 , US-B 83 33 120 , US-B 86 95 436 , WO-A 00/19175 , WO-A 00/34748 , WO-A 01/02816 , WO-A 01/71291 , WO-A 02/060805 , WO-A 2005/093381 , WO-A 2007/043996 , WO-A 2008/013545 , WO-A 2008/059262 , WO-A 2010/099276 , WO-A 2013/092104 , WO-A 2014/151829 , WO-A 2016/058745 , WO-A 2017/069749 , WO-A 2017/123214 , WO-A 2017/143579 , WO-A 85/05677 , WO-A 88/02853 , WO-A 89/00679 , WO-A 94/21999 , WO-A 95/03528 , WO-A 95/16897 , WO-A 95/29385 , WO-A 98/02725 , WO-A 99/40 394 oder PCT/ EP2017/067826 bekannten - Meßwandler vom Vibrationstyp handeln. Nicht zuletzt für den vorbezeichneten Fall, daß das Meßsystem als ein Coriolis-Massestrom-Meßgerät ausgebildet ist, kann der Meßwandler ferner wenigstens einen, beispielsweise zum Schwingungssensor 51 baugleichen, elektrodynamischen zweiten Schwingungssensor 52 aufweisen der dafür eingerichtet ist, mechanische Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 10 an einem, insb. vom ersten Schwingungsmeßpunkt und/oder vom Schwingungserreger entfernten, zweiten Schwingungsmeßpunkt zu erfassen und wenigstens ein Schwingungsbewegungen des Vibrationselements 11 zumindest anteilig repräsentierendes elektrisches Schwingungssignal bereitzustellen.
Das Meßsystem kann ferner eine mit dem Meßwandler, nämlich mit sowohl mit dem Schwingungserreger 41 als auch den einen oder mehreren Schwingungssensoren 51 elektrisch gekoppelte - insb. mittels wenigstens eines Mikroprozessors gebildete und/oder im Betrieb mittels interner Energiespeicher und/oder von extern via Anschlußkabel mit elektrischer Energie versorgte - elektronische Meßsystem-Elektronik ME aufweisen. Das elektrische Koppeln bzw. Anschließen des Meßwandlers MW an die Meßsystem-Elektronik ME kann mittels entsprechender elektrischer Anschlußleitungen und entsprechender Kabeldurchführungen erfolgen. Die Anschlußleitungen können dabei zumindest anteilig als elektrische, zumindest abschnittsweise in von einer elektrischen Isolierung umhüllte Leitungsdrähte ausgebildet sein, z.B. in Form von „Twisted-pair“-Leitungen, Flachbandkabeln und/oder Koaxialkabeln. Alternativ oder in Ergänzung dazu können die Anschlußleitungen zumindest abschnittsweise auch mittels Leiterbahnen einer, insb. flexiblen, gegebenenfalls lackierten Leiterplatte gebildet sein. In vorteilhafter Weise kann die, beispielsweise auch programmierbare und/oder fernparametrierbare, Meßsystem-Elektronik ME ferner so ausgelegt sein, daß sie im Betrieb des Meßsytems mit einem diesem übergeordneten (hier nicht dargestellten) elektronischen Datenverarbeitungssystem, beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), einem Personalcomputer und/oder einer Workstation, via Datenübertragungssystem, beispielsweise einem Feldbussystem und/oder drahtlos per Funk, Meß- und/oder andere Betriebsdaten, beispielsweise auch Statusmeldungen, austauschen kann, wie etwa aktuelle Meßwerte oder der Steuerung des Meßsystems dienende Einstell- und/oder Diagnosewerte. Dementsprechend kann die Meßsystem-Elektronik ME beispielsweise eine solche Sende- und Empfangselektronik COM aufweisen, die im Betrieb von einer im vorbezeichneten Datenverarbeitungssystem vorgesehen, vom Meßsystem entfernten (zentrale) Auswerte- und Versorgungseinheit gespeist wird. Beispielsweise kann die Meßsystem-Elektronik ME (bzw. deren vorbezeichnete Sende- und Empfangselektronik COM) so ausgebildet sein, daß sie über eine, ggf. auch als 4-20 mA-Stromschleife konfigurierte Zweileiter-Verbindung 2L mit dem vorbezeichneten externen elektronischen Datenverarbeitungssystem elektrisch verbindbar ist und darüber sowohl die für den Betrieb des Meßsystems erforderliche elektrische Leistung von der vorbezeichneten Auswerte- und Versorgungseinheit des Datenverarbeitungssystems beziehen als auch Meßwerte zum Datenverarbeitungssystem übermitteln kann, beispielsweise durch (Last-)Modulation eines von der Auswerte- und Versorgungseinheit gespeisten Versorgungsgleichstroms Versorgungsgleichstromes. Zudem kann die Meßsystem-Elektronik ME auch so ausgebildet sein, daß sie nominell mit einer maximalen Leistung von 1 W oder weniger betrieben werden kann und/oder eigensicher ist. Die Meßsystem-Elektronik 20 kann zudem beispielsweise auch modular aufgebaut sein, derart, daß diverse Elektronik-Komponenten der Meßsystem-Elektronik ME, wie etwa eine Antriebselektronik Exc zum Ansteuern des Meßwandlers, eine Meß- und Steuerelektronik DSV zum Verarbeiten von vom Meßwandler bereitgestellten Meßsignalen und zum Ermitteln von Meßwerten anhand von Meßsignalen des Meßwandlers, eine interne Energieversorgungsschaltung VS zum Bereitstellen einer oder mehrerer interner Betriebsspannungen und/oder die vorbezeichnete, der Kommunikation mit einem übergeordneten Meßdatenverarbeitungssystem bzw. einem externen Feldbus dienliche Sende- und Empfangselektronik COM, jeweils auf einer eigenen Leiterplatte angeordnet und/oder jeweils mittels eines eigenen Mikroprozessores gebildet sind. Zum Visualisieren von Meßsystem intern erzeugten Meßwerten und/oder Meßsystem intern generierten Statusmeldungen, wie etwa eine Fehlermeldung oder einen Alarm, vor Ort kann das Meßsystem desweiteren ein, zumindest zeitweise auch mit der Meßsystem-Elektronik 20, beispielsweise nämlich deren vorbezeichneten Meß- und Steuerelektronik DSV, kommunizierendes Anzeige- und Bedienelement HMI aufweisen, wie etwa ein in vorbezeichnetem Elektronik-Schutzgehäuse 200 hinter einem darin entsprechend vorgesehenen Fenster plaziertes LCD-, OLED- oder TFT-Display sowie eine entsprechende Eingabetastatur und/oder ein Touchscreen. Zum Schutz der Meßsystem-Elektronik ME kann das Meßsystem zudem ein, beispielsweise auch modular aufgebautes, Elektronik-Schutzgehäuse 200 aufweisen und kann die Meßsystem-Elektronik ME zumindest teilweise, ggf. auch vollständig innerhalb nämlichen Elektronik-Schutzgehäuses 200 untergebracht sein. Das Elektronik-Schutzgehäuse 200 bzw. ein jeweiliges Gehäuse-Modul davon kann beispielsweise aus einem Metall, etwa Edelstahl oder Aluminium, und/oder mittels eines Gießverfahrens, wie z.B. einem Feinguß- oder einem Druckgußverfahren (HPDC), hergestellt sein; es kann aber beispielsweise auch mittels eines in einem Spritzgießverfahren hergestellten Kunststoffformteils gebildet sein. Darüberhinaus kann das Elektronik-Schutzgehäuse 200 bzw. können die vorbezeichneten Gehäuse-Module auch schlag- bzw. druckfest und/oder gegen Eindringen von Staub in schädigenden Mengen und/oder allseitigem Spritzwasser schützend ausgebildete sein, beispielsweise auch derart, daß es den Anforderungen der Schutzart IP 54 gemäß DIN EN 60529 (VDE 0470-1):2014-09 und/oder den Anforderungen der Zündschutzart „Druckfeste Kapslung (Ex-d)“ gemäß EN 60079-1:2007 genügt.
Zudem kann beispielsweise das vorbezeichnete Elektronik-Schutzgehäuse 200 - wie auch in 1 bzw. 2 dargestellt - unter Bildung eines Durchfluß-Meßgeräts, beispielsweise nämlich eines Coriolis-Massestrom-Meßgeräts, in Kompaktbauweise an nämliches Wandler-Schutzgehäuse 100 montiert sein.
Die Meßsystem-Elektronik ME kann u.a. dafür vorgesehen und entsprechend eingerichtet sein, ein - beispielsweise bipolares und/oder zumindest zeitweise periodisches, ggf. auch harmonisches - elektrisches Treibersignal e1 zu generieren und damit elektrische (Erreger-)Leistung in den wenigstens eine Schwingungserreger 41 einzuspeisen, derart, daß das wenigstens eine Vibrationselement 10 zumindest anteilig Nutzschwingungen, nämlich erzwungene mechanische Schwingungen mit einer Nutzfrequenz f_N ausführt, die geeignet sind, im strömendem Meßstoff von einer oder mehreren Meßgrößen, beispielsweise nämlich vom Massestrom und/oder der Dichte, abhängige, gleichwohl auf das Vibrationselement zurückwirkende Reaktionskräfte zu erzeugen. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die vorbezeichneten Nutzschwingungen im besonderen dafür geeignet, vom Massestrom abhängige, auf das Vibrationselement 10 zurückwirkende Corioliskräfte zu erzeugen, derart, daß den Nutzschwingungen Coriolisschwingungen, nämlich durch die Corioliskräfte zusätzlich erzwungene, vom Massestrom m des Meßstoffs abhängige mechanische Schwingungen mit der Nutzfrequenz f_N überlagert sind. Bei der Nutzfrequenz f_N handelt es sich um eine durch das elektrische Treibersignal e1 vorgegebenen, beispielsweise der vorbezeichneten Resonanzfrequenz f_R des Meßwandlers entsprechenden, Schwingungsfrequenz der erzwungenen mechanischen Schwingungen des Vibrationselements (f_N = f_R). Das Treibersignal e1 kann dementsprechend beispielsweise ein die vorbezeichnete, die Nutzfrequenz f_N bestimmende Signalkomponente e1_N bildendes harmonisches elektrisches Signal oder beispielsweise auch ein sich aus mehreren (spektrale) Signalkomponenten zusammensetzendes, gleichwohl eine die Nutzfrequenz f_N bestimmende spektrale Nutzkomponente e1_N enthaltendes, mehrfrequentes elektrisches Signal sein. Bei den mittels Schwingungserregers 41 und daran angeschlossener Meßsystem-Elektronik ME angeregten Nutzschwingungen kann es ferner beispielsweise um Biegeschwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 10 um ein zugehörige Ruhelage handeln, wobei als Nutzfrequenz f_N beispielsweise eine auch von der Dichte und/oder der Viskosität des im Meßwandler geführten bzw. dessen Vibrationselement 10 kontaktierenden Meßstoffs abhängige momentane Resonanzfrequenz einer lediglich einen einzigen Schwingungsbauch aufweisenden Biegeschwingungsgrundmode des wenigstens einen Vibrationselements 10 und/oder eine niedrigste momentane Resonanzfrequenz des wenigstens einen Vibrationselements 10 ausgewählt, nämlich mittels des Treibersignals e1 eingestellt sein kann. Zum Erzeugen des Treibersignals e1 bzw. zum Einstellen der Nutzfrequenz f_N kann die Meßsystem-Elektronik ME beispielsweise eine entsprechende, insb. mittels einer oder mehreren dem Ermitteln und Einstellen der Nutzfrequenz f_N dienlichen Phasenregelschleifen (PLL - phase locked loop) gebildete, Antriebselektronik Exc aufweisen. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Antriebselektronik Exc einen digitalen Frequenzausgang auf. Zudem ist die Antriebselektronik Exc ferner auch dafür eingerichtet, an nämlichem Frequenzausgang eine Frequenzfolge, nämlich eine Folge von die für das Treibersignal e1 eingestellte Signalfrequenz, beispielsweise nämlich die momentan eingestellte Nutzfrequenz (bzw. die Signalfrequenz von dessen Signalkomponente eN1), quantifizierenden digitalen Frequenzwerten auszugeben.
Wie bereits erwähnt, ist der Meßwandler MW ferner auch mit einem oder mehreren elektrodynamischen Schwingungssensoren 51, 52 ausgestattet, um mechanische Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 10, nicht zuletzt auch erzwungene mechanische Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 10 bzw. dessen Nutzschwingungen, an einem, insb. vom Schwingungserreger 41 entfernten, ersten Schwingungsmeßpunkt zu erfassen und ein Schwingungsbewegungen des Vibrationselements 11 zumindest anteilig repräsentierendes elektrisches Schwingungssignal s1 bereitzustellen. Im besonderen ist der wenigstens eine Schwingungssensor 51 dafür vorgesehen, zumindest im normalen (Meß-)Betrieb des Meßsystems ein als erstes Meßsignal m1 dienliches, nämlich bei vibrieren gelassenem und von Meßstoff kontaktiertem Vibrationselement generiertes Schwingungssignal s1 bereitzustellen (s1 → m1); dies im besonderen in der Weise, daß - wie auch in 3 angedeutet - nämliches Schwingungssignal s1 wenigstens eine (von der Zeit t abhängige) erste Nutzkomponente s1_N, nämlich eine Wechselspannungskomponente mit einer der Nutzfrequenz f_N entsprechenden (Signal-)Frequenz aufweist; dies beispielsweise derart, daß die (Signal-)Frequenz von der Dichte des Meßstoffs abhängig ist und/oder daß die Nutzkomponente s1_N einen vom Massestrom des Meßstoffs abhängigen Phasenwinkel aufweist. Analog dazu kann auch der vorbezeichnete Schwingungssensor 52 entsprechend dafür eingerichtet sein, Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements an einem vom ersten Schwingungsmeßpunkt entfernten zweiten Schwingungsmeßpunkt zu erfassen und entsprechend in ein, im normalen (Meß-)betrieb des Meßsystems als Meßsignal m2 dienliches elektrisches zweites Schwingungssignal s2 des Meßwandlers zu wandeln (s2 → m2); insbesondere derart, daß - wie auch in 3 angedeutet - nämliches Schwingungssignal s2 wenigstens eine (von der Zeit t abhängige) zweite Nutzkomponente s2_N, nämlich eine Wechselspannungskomponente mit einer der Nutzfrequenz f_N entsprechenden Frequenz aufweist. Indem es sich bei dem Schwingungssensor 51 bzw. den Schwingungssensoren 51, 52 jeweils um einen elektrodynamischen Schwingungssensor handelt, weisen dementsprechend die Nutzkomponente s1_N eine von der Nutzfrequenz f_N sowie von einem ersten magnetischen Fluß Φ1, nämlich einem magnetischen Fluß durch den Schwingungssensor 51 abhängige Amplitude U1_N (bzw. abhhängigen Spannungspegel) und die Nutzkomponente s2_N eine von der Nutzfrequenz f_N sowie von einem zweiten magnetischen Fluß Φ2, nämlich einem magnetischen Fluß durch den Schwingungssensor 52 abhängige Amplitude U2_N (bzw. abhängigen Spannungspegel) auf.
Jeder der einen oder mehreren Schwingungssensoren 51 (51, 52) kann, wie in 3a und 3b schematisch dargestellt und wie bei Meßwandlern der in Rede stehenden Art durchaus üblich, beispielsweise jeweils mittels einer Tauchspule gebildet sein. Dementsprechend ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner vorgesehen, daß der Schwingungssensor 51 einen, beispielsweise nämlich unter Bildung des ersten Schwingungsmeßpunkts mechanisch mit dem wenigstens einen Vibrationselement verbundenen, als Sensor-Magneten dienlichen Permanentmagneten sowie eine, beispielsweise mechanisch mit dem wenigstens einen Vibrationselement 11 und/oder mit dem Wandler-Schutzgehäuse 100 verbundene, als Sensor-Spule dienliche Luftspule aufweist. Gleichermaßen kann auch der zweite Schwingungssensor einen, beispielsweise nämlich unter Bildung des zweiten Schwingungsmeßpunkts mechanisch mit dem wenigstens einen Vibrationselement 11 verbundenen, als Sensor-Magneten dienlichen Permanentmagneten sowie eine, beispielsweise mechanisch mit dem wenigstens einen Vibrationselement und/oder mit dem Wandler-Schutzgehäuse 100 verbundene, als Sensor-Spule dienliche Luftspule aufweisen. Der Sensor- bzw. Permanentmagnet des Schwingungssensors 51 bildet einen den magnetischer Fluß Φ1 führenden (ersten) Luftspalt innerhalb dem die Sensor- bzw. Luftspule des Schwingungssensors 51 zumindest teilweise positioniert ist. Entsprechend kann der Sensor- bzw. Permanentmagnet des Schwingungssensors 52 einen den magnetischer Fluß Φ2 führenden (zweiten) Luftspalt bilden innerhalb dem die Sensor- bzw. Luftspule des Schwingungssensors 52 zumindest teilweise positioniert ist. Ferner können der Sensor-Magnet und die Sensor-Spule des Schwingungssensors 51 eingerichtet sein, durch Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements relativ zueinander bewegt zu werden und eine als Schwingungssignal s1 dienliche erste Induktionsspannung (u_i1), nämlich eine in der Sensorspule des Schwingungssensors 51 induzierte elektrische (Wechsel-)Spannung zu generieren. Gleichermaßen können auch der Sensormagnet und die Sensorspule des Schwingungssensors 52 eingerichtet sein, durch Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Vibrationselements 11 relativ zueinander bewegt zu werden und eine als Schwingungssignal s2 dienliche zweite Induktionsspannung (u_i2) zu generieren, beispielsweise derart, daß die vorbezeichneten ersten und zweiten Induktionsspannungen entsprechend dem Induktionsgesetzt (für Bewegungsinduktion): $u_{i 1} = \frac{d Ψ 1}{d t} ~ N 1 \cdot Φ 1 \cdot 2 π \cdot f_{N} \cdot cos (2 π \cdot f_{N} \cdot t) \to s 1$
$u_{i 2} = \frac{d Ψ 2}{d t} ~ N 2 \cdot Φ 2 \cdot 2 π \cdot f_{N} \cdot cos (2 π \cdot f_{N} \cdot t) \to s 2$
bzw. jeweils von einem jeweiligen Verkettungs- bzw. Induktionsfluß (Ψ1 = N1 · Φ1 bzw. Ψ2 = N2 · Φ2), nämlich einem gesamtem magnetischen Fluß innerhalb der jeweiligen Sensorspule, mithin vom jeweiligen magnetischen Fluß Φ1 bzw. Φ2 und einer jeweils zugehörigen Windungszahl (N1 bzw. N2) abhängig sind. Die vom Meßwandler 10 generierten Schwingungssignale sind im weiteren Verlauf der Meßsystem-Elektronik ME, beispielsweise via elektrischer Verbindungsleitungen, zugeführt um dort, beispielsweise mittels digitaler Signalverarbeitung (DSV), entsprechend verarbeitet, beispielsweise nämlich vorverstärkt, gefiltert und digitalisiert und hernach entsprechend ausgewertet zu werden.
Für den vorbezeichneten Fall, daß wenigstens zwei Schwingungssensoren 51, 52 vorgesehen sind, sind diese nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zudem so angeordnet, daß im Falle einer Anregung der vorbezeichneten Coriolisschwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 11 jede der Nutzkomponenten s1_N, s2_N der Schwingungssignale s1 bzw. s2 zudem jeweils auch einen vom Massestrom m des durch den Meßwandler 10 strömenden Meßstoff abhängigen, beispielsweise relativ zum Treibersignal e1 bzw. dessen Nutzkomponente e1_N meßbaren, Phasenwinkel aufweist; dies im besonderen in der Weise, daß, wie auch in 3 angedeutet, zwischen der Nutzkomponente s1_N des Schwingungssignals s1 und der Nutzkomponente s2_N des Schwingungssignals s2 eine von nämlicher Massestrom m abhängige Phasendifferenz Δφ12 (Δφ12 = f(m)), nämlich eine Differenz zwischen dem Phasenwinkel der ersten Nutzkomponente s1_N und dem Phasenwinkel der zweiten Nutzkomponente s2_N existiert bzw. daß die Schwingungssignale s1, s2 einer Änderung des Massestroms des im Meßwandler geführten Meßstoffs mit einer Änderung nämlicher Phasendifferenz Δφ12 (Δφ12*) folgen. Die Schwingungssensoren 51, 52 können, wie derartigen Meßwandlern durchaus üblich bzw. auch in 2 angedeutet, dementsprechend beispielsweise jeweils im gleichen Abstand zu einem Massenschwerpunkt des wenigstens einen Vibrationselements 11, beispielsweise also zum Massenschwerpunkt des wenigstens einen Rohrs bzw. zum Massenschwerpunkt des wenigstens einen Verdrängerelements, positioniert sein, derart, daß in Strömungsrichtung gesehen der Schwingungssensors 51 einlaßseitig am wenigstens einen Vibrationselement 11 bzw. in dessen Nähe und der Schwingungssensor 52 auslaßseitig am wenigstens einen Vibrationselement 11 bzw. in dessen Nähe angeordnet sind. Zudem können die beiden Schwingungssensoren 51, 52 auch die einzigen dem Erfassen von Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselement 11 dienlichen Schwingungssensoren sein, derart, daß der Meßwandler außer nämlichen Schwingungssensoren 51, 52 keinen weiteren Schwingungssensor aufweist. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Meßwandler zum Erfassen einer Temperatur des Meßwandlers an einem Temperatur-Meßpunkt wenigstens einen Temperatursensor 71 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. Alternativ oder in Ergänzung kann der Meßwandler beispielsweise auch wenigstens einen dem Erfassen von mechanischen Spannungen innerhalb der Meßwandlers dienlichen und ein entsprechendes Dehnungsmeßsignal bereitstellenden Dehnungssensor und/oder einen oder mehrere dem Erfassen von ggf. auch störenden Magnetfeldern innerhalb des Meßwandlers dienliche und jeweils ein entsprechendes Magnetfeldmeßsignal bereitstellenden Magnetfeldsensoren aufweisen.
Die Meßsystem-Elektronik ME kann, wie bereits erwähnt, außer für die Erzeugung des Treibersignals e1 ferner auch dafür vorgesehen bzw. eingerichtet sein, die Schwingungssignale s1, s2 zu empfangen und auszuwerten, nämlich anhand der Schwingungssignale s1, s2, beispielsweise nämlich anhand der vorbezeichneten Phasendifferenz Δφ12 zwischen den ersten und zweiten Nutzkomponenten, den Massestrom repräsentierende Massestrom-Meßwerte zu ermitteln, beispielsweise nämlich auch in Form von Analogwerten und/oder in Form von Digitalwerten auszugeben. Dementsprechend kann die Meßsystem-Elektronik 20 ferner auch dafür eingerichtet sein, anhand der Schwingungssignale s1, s2 zunächst die Phasendifferenz Δφ12 zu ermitteln. Zudem kann die Meßsystem-Elektronik ME auch eingerichtet sein, von wenigstens einem der anliegenden Schwingungssignale s1, s2 den jeweiligen vorbezeichnete Phasenwinkel von dessen jeweiliger Nutzkomponente s1_N, s2_N, beispielsweise relativ zum Treibersignal e1 bzw. dessen vorbezeichneter Nutzkomponente e1_N, zu ermitteln und/oder anhand wenigstens eines der Schwingungssignale s1, s2 die Nutzfrequenz f_N zu ermitteln, beispielsweise auch im Betrieb zumindest eine Phasenfolge, nämlich eine Sequenz von den Phasenwinkel einer der ersten und zweiten Nutzkomponenten entsprechend quantifizierenden digitalen Phasenwerten und/oder eine Frequenzfolge, nämlich eine Sequenz von die Nutzfrequenz f_N quantifizierenden digitalen Frequenzwerten zu generieren, derart, daß die Phasenfolge einem zeitlichen Verlauf des Phasenwinkel der entsprechenden Nutzkomponente bzw. die Frequenzfolge einem zeitlichen Verlauf der Nutzfrequenz entspricht. Die Ermittlung der Phasenwinkel bzw. die Generierung der vorbezeichneten Phasenfolge kann beispielsweise, wie bei Coriolis-Massedurchfluß-Meßgeräten durchaus üblich, mittels einer in der Meßsystem-Elektronik ME entsprechend durchgeführten Quadraturdemodulation (Q/I-Demodulation) des jeweiligen Schwingungssignals mit einem die Nutzfrequenz aufweisenden ersten harmonischen Referenzsignal (Q) und einem dazu um 90° phasenverschobenen zweiten harmonischen Referenzsignal (I) realisiert sein. Dafür kann die Meßsystem-Elektronik ME ferner eingerichtet sein, anhand des Schwingungssignals s1 eine erste Nutzkomponentenfolge, nämlich eine Sequenz von die Amplitude U1_N1 der ersten Nutzkomponente s1_N quantifizierenden digitalen Amplitudenwerten U1_N1[m] (m ∈ N - natürliche Zahlen) zu generieren und kann die Meßsystem-Elektronik zudem eingerichtet sein, anhand des Schwingungssignals s2 eine zweite Nutzkomponentenfolge, nämlich eine Sequenz von die Amplitude U2_N der zweiten Nutzkomponente s2_N quantifizierenden digitalen Amplitudenwerten U2_N1[n] (n ∈ N) zu generieren, beispielsweise nämliche derart, daß die Amplitudenwerten U1_N1[m] zu äquidistant aufeinanderfolgenden Zeitpunkten t_m = m • T_s1, mithin mit einer Aktualisierungsrate f_s1 = 1 / (t_m+1 - t_m) = 1 / T_s1 bzw. die die Amplitudenwerten U2_N[n] zu äquidistanten aufeinanderfolgenden Zeitpunkten t_n = n • T_s2, mithin mit einer Aktualisierungsrate f_s2 = 1 / (t_n+1 - t_n) = 1 / T_s2 ermitteltet, derart daß die erste Nutzkomponentenfolge einem zeitlichen Verlauf der Amplitude U1_N der ersten Nutzkomponente s1_N bzw. die zweite Nutzkomponentenfolge einem zeitlichen Verlauf der Amplitude U2_N1 der zweiten Nutzkomponente s2_N zumindest näherungsweise entsprechen. Die vorbezeichneten Aktualisierungsraten f_s1, f_s2 können beispielsweise so gewählt sein, daß sie gleich groß sind (f_s1 = f_s2) und/oder daß ein Amplitudenwert U1_N1[m] jeweils im wesentlichen zeitlich zu einem korrespondierenden Amplitudenwert U2_N1[n] ermittelt werden (t_m = t_n).
Nicht zuletzt für den erwähnten Fall, daß die mittels Treibersignals e1 bewirkten Nutzschwingungen Resonanzschwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 11 sind, kann die Nutzfrequenz f_N der Schwingungssignale s1, s2 als Maß für die Dichte und/oder die Viskosität des Meßstoffs dienen und kann dementsprechend mittels der Meßsystem-Elektronik ME die Dichte und/oder die Viskosität basierend auf der vorbezeichneten Frequenzfolge ermittelt werden. Nicht zuletzt für den vorbezeichneten Fall, daß der Meßwandler einen Temperatursensor 71 und/oder einen Dehnungssensor aufweist, ist die Meßsystem-Elektronik 20 nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner auch dafür eingerichtet, das vom Temperatursensor generierte Temperaturmeßsignal bzw. das vom Dehnungssensor generierte Dehnungsmeßsignal zu empfangen und zu verarbeiten, insb. nämlich zu digitalisieren und auszuwerten; dies beispielsweise derart, daß die Meßsystem-Elektronik ME anhand des wenigstens einen Temperaturmeßsignals eine Temperatur des Verdrängerelements und/oder ein Temperatur des Meßstoffs ermittelt.
Zum Verarbeiten der vom Meßwandler gelieferten Schwingungssignale s1, s2, ggf. auch des vorbezeichneten Temperatur- und/oder Dehnungs- und/oder Magnetfeldmeßsignals, beispielsweise nämlich auch zum Ermitteln der Massestrom-Meßwerte und ggf. auch zum Ermitteln der Dichte-Meßwerte und/oder der Viskositäts-Meßwerte, kann die Meßsystem-Elektronik ME, wie bereits angedeutet, ferner eine entsprechende Meß- und Steuerelektronik DSV aufweisen, die, wie in 2 schematisch dargestellt, mit dem Meßwandler 10 bzw. dessen einem oder mehreren Schwingungssensoren 51, 52 elektrisch verbunden ist, beispielsweise derart, daß von der Meß- und Steuerelektronik DSV ein erster Meßsignaleingang der Meßsystem-Elektronik ME für das Schwingungssignal s1 sowie wenigstens ein zweiter Meßsignaleingang der Meßsystem-Elektronik 20 für das Schwingungssignal s2 gebildet sind. Die Meß- und Steuerelektronik DSV kann vorteilhaft dafür eingerichtet sein, die zugeführten Schwingungssignale s1, s2, und ggf. auch die Temperatur- und/oder Dehnungsmeßsignale digital zu verarbeiten, beispielsweise nämlich mittels wenigstens einem Mikroprozessor und/oder wenigstens einem digitalen Signalprozessor (DSP) und/oder mittels eines programmierbaren Logikbausteins (FPGA) und/oder mittels eines kundenspezifisch programmierten Logikbausteins (ASIC) gebildet sein. Die im Betrieb des Meßsystems in einem oder mehreren der vorbezeichneten Mikroprozessoren bzw. digitalen Signalprozessoren der Meßsystem-Elektronik ME ausgeführten Programm-Codes können jeweils z.B. in einem oder mehreren nicht flüchtigen Datenspeichern (EEPROM) der Meßsystem-Elektronik ME persistent gespeichert sein und beim Starten derselben in einen in der Meßsystem-Elektronik ME bzw. der Meß- und Steuerelektronik DSV vorgesehenen, z.B. im Mikroprozessor integrierten, flüchtigen Datenspeicher (RAM) geladen werden. Die Schwingungssignale s1, s2 sind für eine Verarbeitung im Mikroprozessor bzw. im digitalen Signalprozessor mittels entsprechender Analog-zu-digital-Wandler (A/D) selbstverständlich zunächst in entsprechende Digitalsignale umzuwandeln, beispielsweise nämlich indem die jeweilige Signalspannung der Schwingungssignale s1, s2 digitalisiert wird, vgl. hierzu beispielsweise die eingangs erwähnten US-B 63 11 136 oder US-A 2011/0271756 . Dementsprechend ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in der Meßsystem-Elektronik ME, beispielsweise nämlich in der vorbezeichneten Meß- und Steuerelektronik DSV, ein erster Analog-zu-Digital-Wandler für das Schwingungssignal s1 sowie ein zweiter Analog-zu-Digital-Wandler für das Schwingungssignal s2 und/oder ist in der in der Meßsystem-Elektronik ME wenigstens ein nicht flüchtiger elektronischer Datenspeicher EEPROM vorgesehen, der dafür eingerichtet ist, digitale Daten, beispielsweise nämlich auch ohne eine angelegte Betriebsspannung, vorzuhalten. Mittels der Meß- und Steuerelektronik DSV kann zudem auch die vorbezeichnete Phasenfolge und/oder die vorbezeichnete Frequenzfolge generiert werden, beispielsweise nämlich auch an einem entsprechenden digitalen Phasenausgang bzw. an einem entsprechenden digitalen Frequenzausgang ausgeben und so für eine weitere Verarbeitung in der Meßsystem-Elektronik ME bereitgestellt werden. Für den Fall, daß die Meßsystem-Elektronik ME mittels der vorbezeichnete Antriebselektronik Exc sowie mittels der vorbezeichneten Meß- und Steuerelektronik DSV gebildet ist, kann deren Phasenausgang mit einem Phaseneingang eines in der Antriebselektronik Exc vorgesehenen, beispielsweise auch einen Bestandteil der vorbezeichneten Phasenregelschleife (PLL) bildenden, Phasenkomparators elektrisch verbunden sein und kann zudem nämlicher Phasenkomparator eingerichtet sein, eine anhand der Phasenfolge eine Phasendifferenz zwischen der vorbezeichneter Signalkomponente e1_N des Treibersignals e1 und wenigstens einer der Nutzkomponenten s1_N, s2_N festzustellen und/oder ein Ausmaß nämlicher Phasendifferenz zu ermitteln. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Steuerelektronik DSV ferner auch dafür eingerichtet, die vorbezeichneten ersten und zweiten Nutzkomponentenfolgen zu erzeugen und zumindest eine der Nutzkomponentenfolgen an einem digitalen Amplitudenausgang auszugeben. Der vorbezeichnete Amplitudenausgang der Meß- und Steuerelektronik DSV kann ferner beispielswiese auch mit einem eine Amplitude der Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 11 erfassenden Amplitudeneingang der Antriebselektronik Exc elektrisch verbunden sein und die Antriebselektronik Exc kann zudem dafür eingerichtet sein, basierend auf der Amplitudenfolge das Treibersignal e1 so zu generieren, daß die Schwingungen des wenigstens einen Vibrationselements 10 bzw. dessen Nutzschwingungen eine dafür vorgegeben Schwingungsamplitude erreichen bzw. nicht dauerhaft über- oder unterschreiten.
Wie bereits erwähnt, können Meßwandler vom Vibrationstyp, mithin die damit gebildeten vibronischen Meßsysteme während ihrer Laufzeit einer Vielzahl von Belastungen ausgesetzt sein, die erhebliche Abweichungen des Meßwandlers bzw. des Meßsystems von einem dafür vorab ermittelten Referenzzustand, beispielsweise einem jeweiligen anfänglichen Auslieferungszustand und/oder einem Zustand bei der Inbetriebnahme des Meßsystems vor Ort, bewirken können; dies im besonderen auch in der Weise, daß das wenigsten eine Vibrationselement, etwa aufgrund von Überbelastungen, derartige Beschädigungen erfährt, daß sich dessen Schwingungseigenschaften ändern, bzw. daß der Meßwandler insgesamt beschädigt ist, weil dadurch u.a. auch eine oder mehrere von dem Meßwandler immanenten Systemfunktionen (Übertragungsfunktionen) bzw. im Meßsystem entsprechend gebildete Meßfunktionen im Vergleich zu einer jeweiligen (Referenz-)Systemfunktion des ursprünglichen Meßwandlers bzw. (Referenz-)Meßfunktion des Meßsystems dementsprechend verändert sind. Änderungen der Schwingungseigenschaften des wenigstens einen Vibrationselements können beispielsweise auf Änderungen einer oder mehrerer modaler, nämlich jeweils eine der vorbezeichneten Schwingungsmoden bestimmende Biegesteifigkeit, Masse und/oder Dämpfung zurückzuführen sein und darin resultieren, daß eine oder mehrere (Eigen-)Schwingungsformen von deren jeweiligen Pendant bei im Referenzzustand befindlichem Meßwandler abweichen; dies regelmäßig auch derart, daß eine ursprüngliche - typischerweise im wesentlichen homogene bzw. gleichmäßige - Verteilung der vorbezeichneten (System-)Parameter (modale) Biegesteifigkeit, (modale) Masse und (modale) Dämpfung verändert wird, nämlich zunehmend ungleichmäßiger verteilt wird. Darüberhinaus können während der Laufzeit des Meßsystems auch der wenigstens eine Schwingungserreger wie auch jeder der Schwingungssensoren, etwa durch thermisch bedingte (Über-)Belastung bzw. Alterung, für die Meßgenauigkeit relevanten Veränderungen unterworfen sein, etwa derart, daß im Ergebnis auch eine elektrische Impedanz des Meßwandlers verändert ist. (Über-)Belastungen die zu einer Beschädigung der Rohranordnung bzw. des Meßwandlers insgesamt führen können, können beispielsweise hohe (Über-)Temperaturen oder Temperaturshocks, zu hohe Drücke oder Druckstöße im Meßstoff, seitens der Prozeßleitung auf den Meßwandler ausgeübte zu hohe Einspannkräfte und/oder zu starke Rüttelkräfte, schädliche Eigenschaften des im Meßwandler geführten Meßstoffs oder auch Materialermüdungen sein und u.a. in einer signifikanten Reduzierung der Wandstärke der Rohrwandung, etwa aufgrund von vom Meßstoff bewirkter Korrosion und/oder Abrasion der Rohrwandung des wenigstens einen Rohrs, oder in einer signifikanten Reduzierung eines Strömungsquerschnitts der Rohranordnung, etwa infolge einer zumindest teilweisen Verstopfung der Rohranordnung und/oder infolge eines festen Belags auf der Meßstoff berührenden Innenseite der Rohrwandung, in einer plastische Deformation des wenigstens einen Rohrs oder auch in einer Rißbildung innerhalb der Rohranordnung, beispielsweise nämlich der Rohrwandung, resultieren, mithin sogar dazu führen, daß der Meßwandler u.U. auch nicht mehr sicher ist. Von derartigen Beschädigungen des Meßwandlers betroffene Systemfunktionen können beispielsweise einer oder mehreren für die Messung der wenigstens einen Meßgröße relevanten (modalen) Schwingungsantworten des wenigstens einen Vibrationselements, beispielsweise nämlich einer funktionellen Abhängigkeit einer Amplitude der vorbezeichneten Nutzschwingungen vom Treibersignal bzw. einer funktionellen Abhängigkeit einer Amplitude der vorbezeichneten Coriolisschwingungen vom Treibersignal und Massestrom, entsprechen bzw. eine eine oder mehrere der vorbezeichneten Schwingungsantworten involvierende Meßfunktion, gemäß der das Meßsystem letztlich die jeweils zu erfassenden Meßgröße in die jeweiligen Meßwerte konvertiert, charakterisieren. Als Beispiele für solche Systemfunktionen des Meßwandlers können dementsprechend etwa eine Massenstrom-zu-Phasendifferenz-Systemfunktion, nämlich eine Systemfunktion des Meßwandlers, gemäß der die vorbezeichnete Phasendifferenz der ersten Nutz-Signalkomponenten der Schwingungssignale vom Massenstrom abhängig ist, eine oder mehrere Resonanzfrequenzen des wenigstens einen Vibrationselements als (System-)Parameter enthaltende Systemfunktionen, wie etwa eine Dichte-zu-Resonanzfrequenz-Systemfunktion, beispielsweise nämlich eine Systemfunktion des Meßwandlers, gemäß der die vorbezeichnete Resonanzfrequenz f1 von der Dichte abhängig ist, oder Dämpfungen von Schwingungen als (System-)Parameter enthaltende Systemfunktionen, wie etwa eine Viskoistät-zu-Dämpfung-Funktion, beispielsweise nämlich eine Systemfunktion des Meßwandlers, gemäß der eine Dämpfung der Nutzschwingungen von der Viskosität abhängig ist, aufgeführt werden. Betroffen können dementsprechend aber auch jene Meßfunktionen des Meßsystems sein, die auf einer oder mehreren der vorbezeichneten Systemfunktionen des Meßwandlers basieren, beispielsweise eine die Massenstrom-zu-Phasendifferenz- Systemfunktion sowie die vorbezeichnete Phasendifferenz-zu-Massenstrom-Meßwert-Kennlinienfunktion der Meßsystem-Elektronik involvierende Massenstrom-zu-Meßwert-Funktion, nämlich eine Meßfunktion des Meßsystems, gemäß der damit ermittelte Massenstrom-Meßwerte vom Massenstrom abhängig sind, und/oder eine die vorbezeichnete Dichte-zu-Resonanzfrequenz-Systemfunktion des Meßwandlers sowie die vorbezeichnete Resonanzfrequenz-zu-Dichte-Meßwert-Kennlinienfunktion der Meßsystem-Elektronik involvierende Dichte-zu-Meßwert-Funktion des Meßsystems, und/oder auch eine die vorbezeichnete Viskoistät-zu-Dämpfung-Systemfunktion des Meßwandlers sowie die vorbezeichnete Dämpfung-zu-Viskosität-Meßwert-Kennlinienfunktion Meßsystem-Elektronik involvierende Viskosität-zu-Meßwert-Kennlinienfunktion des Meßsystems sein. Die Beschädigungen des Meßwandlers bzw. dessen Rohranordnung können insbesondere dazu führen, daß ein oder mehrere Systemfunktionen bzw. eine entsprechende Meßfunktion charakterisierende (System-)Parameter, beispielsweise ein (Skalen-)Nullpunkt und/oder eine auf eine Änderung des Massenstroms bezogene Änderung der Phasendifferenz der ersten Nutz-Signalkomponenten entsprechen (Meß-)Empfindlichkeit (Steigung der Kennlinienfunktion) der vorbezeichneten Phasendifferenz-zu-Massenstrom-Meßwert-Kennlinienfunktion, entsprechenden zeitlichen Änderungen unterliegen, insb. nämlich eine Drift aufweisen. In Folge solcher, ggf. auch mehrfach und/oder für einen längeren Zeitraum wiederkehrend auftretenden (Über-)Belastungen des Meßwandlers kann dieser im Laufe der Betriebszeit so weit geschädigt werden, daß dessen Funktionstüchtigkeit bzw. eine Funktionstüchtigkeit des Meßsystems insgesamt in erheblichem Maße bzw. völlig eingeschränkt ist; dies beispielsweise auch derart, daß im Ergebnis eine Störung bzw. eine, ggf. auch zu Meßfehlern bei der Ermittlung der Meßwerte führenden Fehlfunktion des Meßsystems vorliegt, etwa weil eine Integrität zumindest eines der Schwingungssignale bzw. daraus gewonnener Meßwerte signifikant herabgesetzt, mithin eine Meßgenauigkeit des Meßsystems, mit der dieses die zu erfassenden Meßgröße in die entsprechenden Meßwerte schlußendlich abbildet, gegenüber einer anfänglichen bzw. nominellen Meßgenauigkeit des ursprünglichem bzw. intaktem Meßsystems signifikant verringert ist. Um allfällige Veränderungen des Meßwandlers, beispielsweise von dessen mechanischen Eigenschaften und/oder von dessen elektrischen Eigenschaften, bzw. einen darauf zurückzuführenden Defekt nämlichen Meßwandlers bzw. des damit gebildeten Meßsystems möglichst frühzeitig und möglichst verläßlich erkennen und ggf. vermelden zu können, ist daher ferner vorgesehen, das Meßsystem gelegentlich, beispielsweise auch wiederkehrend bzw. regelmäßig, in einen Prüfbetrieb zu versetzen und währenddessen daraufhin zu überprüfen, ob eine solche Störung bzw. Fehlfunktion des Meßsystems vorliegt.
Zum Überprüfen des Meßsystems wird erfindungsgemäß ein erster (Prüf-)Magnet 61 an einer ersten Prüfposition P1 außerhalb des Meßwandlers, beispielsweise nämlich außen am vorbezeichneten Wandler-Schutzgehäuse 100, mit einer entsprechend spezifizierten (Prüf-)Ausrichtung positioniert um damit ein - hinsichtlich seines magnetischen Flusses und/oder seiner magnetischen Flussdichte B1 definierten - erstes (Prüf-)Magnetfeld H1 zu bewirken, derart, daß das - dadurch notwendigerweise anteilig außerhalb des Meßwandlers etablierte - (Prüf-)Magnetfeld H1 anteilig auch den Meßwandler durchdringt; dies insbesondere in der Weise, daß das (Prüf-)Magnetfeld H1 innerhalb des Meßwandlers auch im Bereich des Vibrationselements und/oder des Schwingungssensors 51 ausgebildet ist. Für den vorbezeichneten Fall, daß am Vibrationselement 10 wenigstens eine, etwa als Bestandteil einer anteilig am Vibrationselement 10 fixierten Tauchspule ausgebildete, elektrische Spule, fixiert ist, kann die Prüfposition P1 beispielsweise so gewählt sein, daß - wie auch in 3b angedeutet - das (Prüf-)Magnetfeld H des an der Prüfposition P1 positionierten (Prüf-)Magneten 61 anteilig auch eine oder mehrere der vorbezeichneten vorbezeichneten Spulen, beispielsweise nämlich die vorbezeichnete (Sensor-)Spule des Schwingungssensors 51, durchsetzt; dies beispielsweise auch derart, daß die vorbezeichnete Induktionsspannung U_i1 eine auch vom (Prüf-)Magnetfeld H mitbestimmte bzw. vom entsprechenden magnetischen Fluß des Prüfmagneten P1 abhängige Amplitude aufweist. Alternativ dazu oder in Ergänzung kann für den vorbezeichneten Fall, daß am Vibrationselement wenigstens ein, etwa als Bestandteil einer anteilig am Vibrationselement fixierten Tauchspule ausgebildeter, (Permanent-)Magnet fixiert ist, die Prüfposition P1 auch so gewählt sein, daß infolge des (Prüf-)Magnetfelds H1 des an der Prüfposition P1 positionierten (Prüf-)Magneten eine Kraft auf den vorbezeichneten am Vibrationselement 10 fixierten (Permanent-)Magneten, beispielsweise nämlich den vorbezeichneten (Erreger-)Magneten des Schwingungserregers 41 und/oder den vorbezeichneten (Sensor-)Magneten des Schwingungssensors 51, wirkt. Der (Prüf-)Magnet 61 kann beispielsweise dadurch an der Prüfposition P1 positioniert werden, indem der (Prüf-)Magnet 61 wiederlösbar am Wandler-Schutzgehäuse 100 fixiert wird. Dafür können außen am Wandler-Schutzgehäuse 100 entsprechende, die Prüfposition P1 definierende Positionierhilfen vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer in dessen Wandung eingebrachten, insb. eingeformten, bzw. auf die Wandung aufgebrachten Markierung oder mittels eines an der Wandung fixierten ggf. auch ein Gewinde aufweisenden Stehbolzens.
Zum Erzeugen eines ersten Prüfsignals p1, nämlich eines bei an der ersten Prüfposition P1 positioniertem ersten (Prüf-)Magneten 61 bzw. bei vom ersten (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler vom ersten Schwingungssensor bereitgestellten Schwingungssignals (s1 → p1) wird das Vibrationselement 11 entsprechend vibrieren gelassen, beispielsweise nämlich mittels des Schwingungserregers 41 aktiv zu als Prüfschwingungen dienlichen Resonanzschwingungen und/oder zu als Prüfschwingungen dienlichen mechanischen Schwingungen außer Resonanz angeregt. Beispielsweise können auch den vorbezeichneten Nutzschwingungen entsprechende mechanische Schwingungen und/oder davon abweichende erzwungene mechanische Schwingungen auf Resonanz als Prüfschwingungen dienen. Das Prüfsignal p1 kann im weiteren anhand von einem oder mehreren charakterisierende Signalparameter, beispielsweise nämlich einen Phasenwinkel, eine (Signal-)Frequenz oder eine (Signal-)Amplitude des Prüfsignals p1, bzw. die Signalparameter entsprechenden quantifizierenden Parameterwerten auf sein Verhalten bzw. allfällige Abweichung von entsprechenden Vorgaben untersucht werden. Dementsprechend wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Prüfsignal zum Ermitteln wenigstens eines Parameterwerts für einen nämliches Prüfsignal p1 charakterisierenden Signalparameter, insb. nämlich eines Phasenwinkels, einer (Signal-)Frequenz oder einer (Signal-)Amplitude des Prüfsignals p1, verwendet.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, das Prüfsignal p1, beispielsweise nämlich auch die daraus gewonnenen Parameterwerte für den wenigsten einen das Prüfsignal p1 charakterisierenden Signalparameter, dafür zu verwenden, wenigstens einen ersten Kennzahlwert zu ermitteln, der eine Schwingungen des Vibrationselements charakterisierende erste Schwingungskennzahl, beispielsweise nämlich eine Auslenkung des Vibrationselements, eine für die Schwingungen des Vibrationselements relevante Federsteifigkeit des Vibrationselements oder eine Dämpfung der Schwingungen des Vibrationselements bzw. eine davon abgeleitete physikalische (Meß- oder Beobachtungs-)Größe, quantifiziert, sowie nämlichen ersten Kennzahlwert mit einem oder mehreren für die erste Schwingungskennzahl, beispielsweise durch entsprechende Vergleichsmessungen mit einem oder mehreren intakten (Referenz-)Meßsystemen und/oder einem oder mehreren nicht intakten (Referenz-)Meßsystemen vorab ermittelten, (Kennzahl-)Schwellenwerten zu vergleichen. Nämliche (Kennzahl-)Schwellenwerte können zudem beispielsweise vom Hersteller des Meßsystems oder bei der Inbetriebnahme des Meßsystems vor Ort entsprechend vorgegeben bzw. gesetzt, beispielsweise nämlich im vorbezeichneten nicht flüchtigen elektronischer Datenspeicher EEPROM der Meßsystem-Elektronik ME abgespeichert werden. Basierend auf einem solchen Vergleich des wenigsten einen Kennzahlwerts mit einem oder mehreren (Kennzahl-)Schwellenwerten wird erfindungsgemäß eine Störung des Meßsystems, insb. nämlich des Meßwandlers, für den Fall detektiert, daß nämlicher Kennzahlwert einen, beispielsweise ein nicht (mehr) intaktes Meßsystem repräsentierenden, ersten (Kennzahl-)Schwellenwert überschritten und/oder daß nämlicher Kennzahlwert einen durch den ersten (Kennzahl-)Schwellenwert begrenzten, beispielsweise ein intaktes Meßsystem repräsentierenden, ersten (Kennzahl-)Wertebereich verlassen hat. Für den vorbezeichneten Fall das erste Vibrationselement durch eine (Einschub-)Öffnung hindurch in das Wandler-Schutzgehäuse eingesetzt bzw. wiederlösbar am Wandler-Schutzgehäuse fixiert ist kann der erste (Kennzahl-)Schwellenwert auch so spezifiziert bzw. festgelegt sein, daß er ein nicht korrekt im Wandler-Schutzgehäuse positioniertes Vibrationselement und/oder ein nicht korrekt am Wandler-Schutzgehäuse fixiertes Vibrationselement repräsentiert.
Wie bereits angedeutet, kann das Ermitteln des wenigstens einen Kennzahlwertes ein Ermitteln eines Phasenwinkels des Prüfsignals p1, beispielsweise nämlich eines Phasenwinkels einer elektrischen (Wechsel-)Spannung des Prüfsignals p1, und/oder ein Ermitteln einer (Signal-)Amplitude des Prüfsignals p1, beispielsweise nämlich einer Amplitude einer elektrischen (Wechsel-)Spannung des Prüfsignals p1, und/oder ein Ermitteln einer (Signal-)Frequenz des Prüfsignals p1, beispielsweise nämlich einer Frequenz einer elektrischen (Wechsel-)Spannung des ersten Prüfsignals, umfassen. Zusätzlich zum Prüfsignal kann zudem auch das vorbezeichnete Treibersignal e1 dazu verwendet werden, den ersten Kennzahlwert zu ermitteln; dies im besonderen auch für den vorbezeichneten Fall, daß die erste Schwingungskennzahl einer Federsteifigkeit des Vibrationselements oder einer Dämpfung von Schwingungen des Vibrationselements bzw. eine damit in Zusammenhang stehende (Meß- oder Beobachtungs-)Größe repräsentiert. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist daher ferner vorgesehen, das Treibersignal e1 zum Ermitteln wenigstens eines Parameterwerts für einen das Treibersignal charakterisierenden Signalparameter, beispielsweise nämlich eines Phasenwinkels, einer (Signal-)Frequenz oder einer (Signal-)Amplitude des Treibersignals e1, zu verwenden. Nämlicher wenigstens eine Parameterwert für den das Treibersignal e1 charakterisierenden Signalparameter kann im weiteren zum Ermitteln des ersten Kennzahlwertes verwendet werden, beispielsweise derart, daß ein damit ermittelter Rechenwert als erster Kennzahlwert dient und/oder derart, daß sowohl der Parameterwert für den das Prüfsignal p1 charakterisierenden Signalparameter als auch des Parameterwerts für den das Treibersignal e1 charakterisierenden Signalparameter zum Ermitteln des ersten Kennzahlwertes, insb. derart, daß ein damit ermittelter Rechenwert als erster Kennzahlwert dient. Für den anderen vorbezeichneten Fall, daß der Meßwandler zusätzlich zum Schwingungssensor 51 auch den Schwingungssensor 52 aufweist, wird das Vibrationselements nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vibrieren gelassen um ein, beispielsweise auch simultan zum Prüfsignal p1, zweites Prüfsignal p2, nämlich ein bei an der Prüfposition P1 positioniertem (Prüf-)Magneten 61 bzw. bei vom (Prüf-)Magnetfeld H durchdrungenem Meßwandler vom Schwingungssensor 52 bereitgestellten Schwingungssignals (s2 → p2) zu erzeugen. Das Prüfsignal p2 wiederum kann, ggf. auch zusammen mit dem Prüfsignal p1, zum Ermitteln des ersten Kennzahlwertes verwendet werden, beispielsweise derart, daß der erste Kennzahlwert anhand eines mittels der beiden Prüfsignale p1, p2 gebildeten Summensignals und/oder eines Differenzsignals ermittelt wird.
Zur Ermittlung des ersten Kennzahlwertes für die erste Schwingungskennzahl können zusätzlich zum ersten (Prüf-)Magnetfeld H1 ferner auch ein oder mehrere sowohl vom (Prüf-)Magnetfeld H als auch voneinander abweichende (Prüf-)Magnetfelder verwendet werden. Dafür ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner vorgesehen, zum Bewirken eines auch den Meßwandler, beispielsweise auch im Bereich des Vibrationselements, anteilig durchdringenden zweiten (Prüf-)Magnetfelds H' den (Prüf-)Magneten 61 und/oder, wie auch in 1 angedeutet, einen zweiten (Prüf-)Magneten 62 an einer von der Prüfposition P1 entfernten, beispielsweise auch gleichermaßen wie die Prüfposition P1 gekennzeichneten, zweiten Prüfposition P2 außerhalb des Meßwandlers zu positionieren, beispielsweise nämlich ebenfalls außen am Wandler-Schutzgehäuse 100 aufzusetzen bzw. anzubringen. Die Prüfposition P2 kann beispielsweise so gewählt sein, daß, wie in 2 gezeigt bzw. aus einer Zusammenschau der 1 und 2 ohne weiteres ersichtlich, eine die beiden Prüfpositionen P1, P2 imaginär verbinden gedachte Verbindungsachse parallel zum Vibrationselement und/oder zu einer den Schwingungssensor 51 und den Schwingungserreger 41 imaginär verbinden gedachte Verbindungsachse verläuft. Die Prüfposition P2 kann beispielsweise aber auch so gewählt sein, daß die Prüfpositionen P1, P2 imaginär verbinden gedachte Verbindungsachse durch den Schwingungserreger 41 und/oder durch den ersten Schwingungssensor, mithin durch das Vibrationselement verläuft bzw. die vorbezeichnete den Schwingungssensor 51 und den Schwingungserreger 41 imaginär verbinden gedachte Verbindungsachse schneidet oder dazu windschief ist. Zumindest nachdem das (Prüf-)Magnetfeld H' etabliert ist, wird das Vibrationselement, ggf. erneut vibrieren gelassen, um so ein drittes Prüfsignal p3, nämlich ein bei vom zweiten (Prüf-)Magnetfeld H2 durchdrungenem Meßwandler vom Schwingungssensor 51 bereitgestelltes Schwingungssignal s1 (s1 → p3) zu erzeugen. Das Prüfsignal p3 kann hernach dafür verwendet werden, wenigstens einen zweiten Kennzahlwert, nämlich einen eine Schwingungen des Vibrationselements charakterisierende zweite Schwingungskennzahl quantifizieren Kennzahlwertes zu ermitteln. Der zweite Kennzahlwert wiederum kann beispielsweise bei der Ermittlung des ersten Kennzahlwerts berücksichtigt bzw. darin einfließen gelassen werden. Alternativ oder in Ergänzung kann der zweite Kennzahlwert auch mit einem oder mehreren für die zweite Schwingungskennzahl vorab ermittelten (Kennzahl-)Schwellenwerten verglichen werden, beispielsweise um eine Störung des Meßwandlers bzw. des damit gebildeten Meßsystems zu detektieren; dies beispielsweise auch derart, daß eine Störung detektiert wird, falls der zweite Kennzahlwert einen vorgegebenen, insb. ein nicht intaktes Meßsystem repräsentierenden, zweiten (Kennzahl-)Schwellenwert überschritten bzw. einen durch den zweiten (Kennzahl-)Schwellenwert begrenzten, insb. ein intaktes Meßsystem repräsentierenden, zweiten (Kennzahl-)Wertebereich verlassen hat; dies im besonderen auch für den Fall, daß der erste Kennzahlwert den ersten (Kennzahl-)Schwellenwert nicht überschritten bzw. den durch den ersten (Kennzahl-)Schwellenwert begrenzten zweiten (Kennzahl-)Wertebereich nicht verlassen hat.
Für den vorbezeichneten Fall, daß der Meßwandler einen oder mehrere Magnetfeldsensoren aufweist kann mittels des wenigstens einen (Prüf-)Magneten 61 bzw. dem damit im Meßwandler etablierten (Prüf-)Magnetfeld ferner auch das Ansprechverhalten nämlicher Magnetfeldsensoren auf das (Prüf-)Magnetfeld bzw. das Ansprechverhalten der Meßsystem-Elektronik ME auf Änderungen des jeweiligen Magnetfeldmeßsignals mit überprüft werden. Alternativ oder in Ergänzung kann mittels des wenigstens einen (Prüf-)Magneten 61 bzw. dem damit im Meßwandler etablierten (Prüf-)Magnetfeld ferner auch ein magnetischer Widerstand bzw. eine Induktivität des Schwingungserregers und/oder der Schwingungssensoren überprüft bzw. auf allfällige Veränderungen im Vergleich zu einem ursprünglichen magnetischer (Refernz-)Widerstand bzw. einer ursprünglichen (Referenz-Induktivität hin untersucht werden.
Zum Beenden des Überprüfens des Meßsystems wird der (Prüf-)Magnet 61 bzw. werden die (Prüf-)Magnete 61, 62 wieder von der Prüfposition P1 bzw. von der vorbezeichneten Prüfposition P2 entfernt, derart, daß der Meßwandler nicht mehr von einem (Prüf-)Magnetfeld durchdrungen ist. Für den vorbezeichneten anderen Fall, daß das Schwingungssignal s1 im (normalen) Meßbetrieb auch als Meßsignal m1 dienen, nämlich zum Ermitteln von Meßwerten für die wenigstens eine Meßgröße des durch den Meßwandler strömenden Meßstoffs verwendet werden soll, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, das vom Schwingungssensor 51 bereitgestellte Schwingungssignal s1 auch bei von Meßstoff kontaktiertem Vibrationselement lediglich bei nicht von einem (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler als Meßsignal m1 zu verwenden bzw. Meßwerte für die wenigstens eine Meßgröße lediglich bei nicht von einem (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler anhand des Schwingungssignal s1 zu ermitteln; dies im besonderen auch nach Beenden des Überprüfens des Meßsystems bzw. lediglich für den Fall, daß der erste Kennzahlwert den vorgegebenen ersten (Kennzahl-)Schwellenwert nicht überschritten bzw. den ersten (Kennzahl-)Wertebereich nicht verlassen hat.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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WO 2019/017891 A [0002, 0011]
WO 2019/068553 A [0002, 0003]
WO 2020/126282 A [0002]
WO 2020/126283 A [0002]
WO 2020/126286 A [0002]
DE 102020121681 [0002]
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US 5531126 A [0006]
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US 2016/0123836 A [0009]
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US 7392709 B [0009]
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WO 03/021205 A [0009]
WO 2011/019345 A [0009, 0011]
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WO 2013/009307 A [0009]
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US 4680974 A [0011]
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US 5926096 A [0011]
DE 102019124709 [0011]
EP 2017/067826 [0040]

Claims

Verfahren zum Überprüfen eines, insb. dem Ermitteln wenigstens einer Meßgröße eines strömungsfähigen Meßstoffs dienlichen, vibronischen Meßsystems, welches Meßsystem - einen Meßwandler (MW) -- mit wenigstens einem, insb. rohrförmigen, Vibrationselement (10), - mit wenigstens einem elektromechanischen, insb. elektrodynamischen, Schwingungserreger zum Wandeln elektrischer Leistung in dem Anregen und Aufrechterhalten erzwungener mechanischer Schwingungen des Vibrationselements (10) dienlicher mechanischer Leistung -- und mit wenigstens einem elektrodynamischen ersten Schwingungssensor zum Erfassen von mechanischen Schwingungen des Vibrationselements, insb. dessen Nutzschwingungen, an einem, insb. vom Schwingungserreger entfernten, ersten Schwingungsmeßpunkt und zum Bereitstellen wenigstens eines Schwingungsbewegungen des Vibrationselements (11) zumindest anteilig repräsentierenden elektrischen Schwingungssignals, - sowie ein Wandler-Schutzgehäuse (100) für den Meßwandler, insb. mit einer Wandung aus einem nicht ferromagnetischen Metall, aufweist, wobei sowohl der wenigstens eine Schwingungserreger als auch der erste Schwingungssensor sowie zumindest anteilig das Vibrationselement innerhalb des Wandler-Schutzgehäuses (100) angeordnet sind; welches Verfahren umfaßt: - Positionieren eines ersten (Prüf-)Magneten an einer ersten Prüfposition außerhalb des Meßwandlers, insb. außen am Wandler-Schutzgehäuse, zum Bewirken eines auch den Meßwandler, insb. im Bereich des Vibrationselements und/oder des ersten Schwingungssensors, anteilig durchdringenden ersten (Prüf-)Magnetfelds; - Vibrierenlassen des Vibrationselements zum Erzeugen eines ersten Prüfsignals, nämlich eines bei an der ersten Prüfposition positioniertem ersten (Prüf-)Magneten bzw. bei vom ersten (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler vom ersten Schwingungssensor bereitgestellten Schwingungssignals; - Verwenden des ersten Prüfsignals zum Ermitteln wenigstens eines ersten Kennzahlwertes, der eine Schwingungen des Vibrationselements charakterisierende erste Schwingungskennzahl quantifiziert; - Vergleichen des ersten Kennzahlwertes mit einem oder mehreren (Kennzahl-)Schwellenwerten für die erste Schwingungskennzahl; - und Detektieren einer Störung des Meßsystems, insb. nämlich des Meßwandlers, falls der erste Kennzahlwert einen, insb. ein nicht intaktes Meßsystem repräsentierenden, ersten (Kennzahl-)Schwellenwert überschritten bzw. einen durch den ersten (Kennzahl-)Schwellenwert begrenzten, insb. ein intaktes Meßsystem repräsentierenden, ersten (Kennzahl-)Wertebereich verlassen hat.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Positionieren des ersten (Prüf-)Magneten an der ersten Prüfposition ein wiederlösbares Fixieren des ersten (Prüf-)Magneten am Wandler-Schutzgehäuse umfaßt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, - wobei der Meßwandler zum Erfassen von mechanischen Schwingungen des Vibrationselements an einem, insb. vom ersten Schwingungsmeßpunkt und/oder vom Schwingungserreger entfernten, zweiten Schwingungsmeßpunkt und zum Bereitstellen wenigstens eines Schwingungsbewegungen des Vibrationselements (11) zumindest anteilig repräsentierenden elektrischen Schwingungssignals wenigstens einen, insb. zum ersten Schwingungssensor baugleichen, elektrodynamischen zweiten Schwingungssensor aufweist, - und wobei der zweite Schwingungssensor innerhalb des Wandler-Schutzgehäuses (100) angeordnet ist.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, weiters umfassend: Vibrierenlassen des Vibrationselements zum Erzeugen eines zweiten Prüfsignals, nämlich eines bei an der ersten Prüfposition positioniertem ersten (Prüf-)Magneten bzw. bei vom ersten (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler vom zweiten Schwingungssensor bereitgestellten Schwingungssignals, insb. nämlich zum simultanen Erzeugen der ersten und zweiten Prüfsignale.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, weiters umfassend: Verwenden des zweiten Prüfsignals zum Ermitteln des ersten Kennzahlwertes.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend: Positionieren des ersten (Prüf-)Magneten und/oder eines zweiten (Prüf-)Magneten an einer von der ersten Prüfposition entfernten zweiten Prüfposition außerhalb des Meßwandlers, insb. außen am Wandler-Schutzgehäuse, zum Bewirken eines auch den Meßwandler, insb. im Bereich des Vibrationselements, anteilig durchdringenden zweiten (Prüf-)Magnetfelds (H').
Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine die ersten und zweiten Prüfpositionen imgaginär verbinden gedachte Verbindungsachse durch den Schwingungserreger und/oder durch den ersten Schwingungssensor verläuft.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, weiters umfassend: Vibrierenlassen des ersten Vibrationselements zum Erzeugen eines dritten Prüfsignals (p3), nämlich eines bei vom zweiten (Prüf-)Magnetfeld (H') durchdrungenem Meßwandler vom ersten Schwingungssensor (51) bereitgestellten Schwingungssignals.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, weiters umfassend: Verwenden des dritten Prüfsignals zum Ermitteln wenigstens eines zweiten Kennzahlwertes, der eine Schwingungen des Vibrationselements charakterisierende zweite Schwingungskennzahl quantifiziert.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, weiters umfassend: Vergleichen des zweiten Kennzahlwertes mit einem oder mehreren für die zweite Schwingungskennzahl vorab ermittelten (Kennzahl-)Schwellenwerten.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, weiters umfassend: Detektieren einer Störung des Meßsystems, insb. nämlich des Meßwandlers, falls der zweite Kennzahlwert einen, insb. ein nicht intaktes Meßsystem repräsentierenden, zweiten (Kennzahl-)Schwellenwert überschritten bzw. einen durch den zweiten (Kennzahl-)Schwellenwert begrenzten, insb. ein intaktes Meßsystem repräsentierenden, zweiten (Kennzahl-)Wertebereich verlassen hat.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend: Strömenlassen eines Meßstoffs durch den Meßwandler, insb. derart, daß das vibrieren gelassene Vibrationselement von Meßstoff kontaktiert wird, insb. nämlich von Meßstoff durchströmt wird, und/oder daß das vom ersten Schwingungssensor bereitgestellte Schwingungssignal einen von einem Massestrom des Meßstoffs abhängigen Phasenwinkel und/oder eine von einer Dichte des Meßstoffs abhängige (Signal-)Frequenz aufweist.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, weiters umfassend: - Vibrierenlassen des ersten Vibrationselements zum Erzeugen eines ersten Meßsignals, nämlich eines bei nicht von einem (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler, gleichwohl von Meßstoff kontaktiertem ersten Vibrationselement vom ersten Schwingungssensor bereitgestellten Schwingungssignals, insb. derart, daß das erste Meßsignal eine Nutzkomponente mit einem von einem Massestrom des Meßstoffs abhängigen Phasenwinkel und/oder mit einer von einer Dichte des Meßstoffs abhängige (Signal-)Frequenz aufweist; - und Verwenden des ersten Meßsignals zum Ermitteln eines Meßwerts für eine Meßgröße, insb. nämlich einen Stoffparameter oder einen Strömungsparameter, des durch den Meßwandler strömenden Meßstoffs, insb. lediglich für den Fall, daß der erste Kennzahlwert den vorgegebenen ersten (Kennzahl-)Schwellenwert nicht überschritten bzw. den ersten (Kennzahl-)Wertebereich nicht verlassen hat.
Verfahren nach Anspruch 3 und 13, weiters umfassend: - Vibrierenlassen des Vibrationselements zum Erzeugen eines zweiten Meßsignals, nämlich eines bei nicht von einem (Prüf-)Magnetfeld durchdrungenem Meßwandler, gleichwohl von Meßstoff kontaktiertem Vibrationselement vom zweiten Schwingungssensor bereitgestellten Schwingungssignals, insb. derart, daß das zweite Meßsignal eine Nutzkomponente mit einem von einem Massestrom des Meßstoffs abhängigen Phasenwinkel und/oder mit einer von einer Dichte des Meßstoffs abhängige (Signal-)Frequenz aufweist; - und Verwenden des zweiten Meßsignals zum Ermitteln des Meßwerts.
Verfahren nach Anspruch 13 und 14, wobei jedes der ersten und zweiten Meßsignale jeweils eine Nutzkomponente mit einem vom Massestrom des Meßstoffs abhängigen Phasenwinkel aufweist, insb. derart, daß zwischen der Nutzkomponente des ersten Meßsignals und der Nutzkomponente des zweiten Meßsignals eine vom Massestrom des Meßstoffs abhängige Phasendifferenz, nämlich eine Differenz zwischen dem Phasenwinkel des ersten Meßsignals und dem Phasenwinkel des zweiten Meßsignals existiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 15, weiters umfassend: - Verwenden des zweiten Meßsignals zum Ermitteln wenigstens eines (Signal-)Parameterwerts für einen das zweite Meßsignal charakterisierenden Signalparameter, insb. nämlich eines Phasenwinkels, einer (Signal-)Frequenz oder einer (Signal-)Amplitude des zweiten Meßsignals, - und Verwenden des wenigstens eines (Signal-)Parameterwerts für den das zweite Meßsignal charakterisierenden Signalparameter zum Ermitteln des wenigstens einen Meßwerts.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, weiters umfassend: - Verwenden des ersten Meßsignals zum Ermitteln wenigstens eines (Signal-)Parameterwerts für einen das erste Meßsignal charakterisierenden Signalparameter, insb. nämlich eines Phasenwinkels, einer (Signal-)Frequenz oder einer (Signal-)Amplitude des ersten Meßsignals - und Verwenden des wenigstens eines (Signal-)Parameterwerts für den das erste Meßsignal charakterisierenden Signalparameter zum Ermitteln des wenigstens einen Meßwerts.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend: Entfernern des ersten (Prüf-)Magneten vom Meßwandler zum Beenden des Überprüfens Meßsystems, insb. derart, daß der Meßwandler nicht mehr vom ersten (Prüf-)Magnetfelds durchdrungen ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Vibrationselement, insb. wiederlösbar, am Wandler-Schutzgehäuse fixiert ist, insb. nämlich durch eine (Einschub-)Öffnung hindurch in das Wandler-Schutzgehäuse eingesetzt ist.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der erste (Kennzahl-)Schwellenwert ein nicht korrekt im Wandler-Schutzgehäuse positioniertes Vibrationselement und/oder ein nicht korrekt am Wandler-Schutzgehäuse fixiertes Vibrationselement repräsentiert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ermitteln des wenigstens einen Kennzahlwertes ein Ermitteln eines Phasenwinkels des ersten Prüfsignals, insb. nämlich eines Phasenwinkels einer elektrischen (Wechsel-)Spannung des ersten Prüfsignals, umfaßt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ermitteln des wenigstens einen Kennzahlwertes ein Ermitteln einer (Signal-)Amplitude des ersten Prüfsignals, insb. nämlich einer Amplitude einer elektrischen (Wechsel-)Spannung des ersten Prüfsignals, umfaßt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ermitteln des wenigstens einen Kennzahlwertes ein Ermitteln einer (Signal-)Frequenz des ersten Prüfsignals, insb. nämlich einer Frequenz einer elektrischen (Wechsel-)Spannung des ersten Prüfsignals, umfaßt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend: Verwenden des ersten Prüfsignals zum Ermitteln wenigstens eines Parameterwerts für einen das erste Prüfsignal charakterisierenden Signalparameter, insb. nämlich eines Phasenwinkels, einer (Signal-)Frequenz oder einer (Signal-)Amplitude des ersten Prüfsignals.
Verfahren nach Anspruch 24, weiters umfassend: Verwenden des Parameterwerts für den das erste Prüfsignal charakterisierenden Signalparameter zum Ermitteln des ersten Kennzahlwertes, insb. derart, daß der Parameterwert und/oder ein damit ermittelter Rechenwert als Kennzahlwert dient.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend: Erzeugen eines elektrischer (Erreger-)Leistung in den wenigstens einen Schwingungserreger (41) einspeisenden elektrischen Treibersignals (e1) zum Vibrierenlassen des Vibrationselements (10).
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, weiters umfassend: Verwenden des Treibersignals zum Ermitteln wenigstens eines Parameterwerts für einen das Treibersignal (e1) charakterisierenden Signalparameter, insb. nämlich eines Phasenwinkels, einer (Signal-)Frequenz oder einer (Signal-)Amplitude des Treibersignals.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, weiters umfassend: Verwenden des Parameterwerts für den das Treibersignal (e1) charakterisierenden Signalparameter zum Ermitteln des ersten Kennzahlwertes, insb. derart, daß ein mit dem Parameterwert ermittelter Rechenwert als erster Kennzahlwert dient.
Verfahren nach Anspruch 24 und 27, weiters umfassend: Verwenden sowohl des Parameterwerts für den das erste Prüfsignal charakterisierenden Signalparameter als auch des Parameterwerts für den das Treibersignal charakterisierenden Signalparameter zum Ermitteln des ersten Kennzahlwertes, insb. derart, daß ein damit ermittelter Rechenwert als erster Kennzahlwert dient.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei am Vibrationselement wenigstens ein, insb. als Bestandteil einer anteilig am Vibrationselement fixierten Tauchspule ausgebildeter und/oder als (Erreger-)Magnet dienlicher, (Permanent-)Magnet fixiert ist.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die erste Prüfposition auch so gewählt ist, daß infolge des (Prüf-)Magnetfelds (H) des an der ersten Prüfposition (P1) positionierten ersten (Prüf-)Magneten (61) eine Kraft auf den am Vibrationselement fixierten (Permanent-)Magneten wirkt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei am Vibrationselement wenigstens eine, insb. als Bestandteil einer anteilig am Vibrationselement fixierten Tauchspule ausgebildete und/oder als (Sensor-)Spule dienliche, elektrische Spule fixiert ist.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die erste Prüfposition so gewählt ist, daß das erste (Prüf-)Magnetfeld des an der ersten Prüfposition positionierten ersten (Prüf-)Magneten anteilig auch die (Sensor-)Spule durchsetzt, insb. derart, daß eine in der (Sensor-)Spule induzierte elektrische (Wechsel-)Spannung ein vom ersten (Prüf-)Magnetfeld abhängige bzw. mitbestimmte Amplitude aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Vibrationselement mittels eines, insb. zumindest abschnittsweise gekrümmten und/oder zumindest abschnittsweise geraden, Rohrs gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Meßsystem eine mit dem Meßwandler (MW), nämlich sowohl mit dessen Schwingungserreger als auch mit dessen wenigstens einem Schwingungssensor, insb. mittels elektrischer Verbindungsleitungen, elektrisch gekoppelte, insb. mittels wenigstens eines Mikroprozessors gebildete und/oder in einem Elektronik-Schutzgehäuse untergebrachte, Meßsystem-Elektronik (ME) zum Ansteuern des Meßwandlers und zum Auswerten eines oder mehrerer vom Meßwandler gelieferter Schwingungssignale aufweist.