DE19831505C2 - Durchflußmesser und Verfahren zur Massendurchflußermittlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchflußmesser mit einem ersten Meßrohr und einem zweiten Meßrohr, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und miteinander mecha­ nisch verbunden sind, mit einer Anregungseinrichtung ,zum Anregen der Meßrohre zu Schwingungen, mit einer De­ tektoreinrichtung zum Erfassen von Schwingungsparame­ tern und mit einer Auswerteeinrichtung, die aus Aus­ gangssignalen der Detektoreinrichtung für jedes Meßrohr ein Massendurchflußsignal ermittelt.

Ein derartiger Durchflußmesser ist aus der WO 97/26508 A1 be­ kannt. Mit einem derartigen Durchflußmesser hat man die Möglichkeit, sowohl den Massendurchfluß durch jedes Meßrohr zu ermitteln als auch die Differenz oder die Summe der beiden Massenströme. Fälle, in denen man so­ wohl den Absolutwert des Massenstromes durch jedes Meß­ rohr als auch die Differenz der Massenströme ermitteln möchte, finden sich beispielsweise im Bereich der Medi­ zin. Bei einer Blutwäsche von Dialyse-Patienten muß man die vom Körper abgeführte Flüssigkeitsmenge genau über­ wachen. Diese Menge tritt im Prozeß als ein Differenz­ fluß zwischen zugeführtem und abgeführtem Dialysatfluß auf, der im Verhältnis zum zugeführten Dialysatfluß klein ist. Gleichzeitig möchte man natürlich auch in Erfahrung bringen, welche absolute Menge Dialysat zuge­ führt worden ist.

Andere Anwendungsfälle finden sich in der Lackiertech­ nik wo man in einem Farb-Vorratsgefäß eine bestimmte Menge vorrätig halten muß. Man muß daher genauso viel Farbbestandteile nachführen, wie Farbe entnommen wird. Aus diesem Grunde muß die Massendifferenz bekannt sein. Andererseits möchte man natürlich auch wissen, welche Farbmenge absolut verbraucht worden ist.

Bei dem bekannten Durchflußmesser werden daher im Grun­ de genommen zwei unabhängige Meßsysteme verwendet, die nach dem Coriolis-Prinzip arbeiten. Jedes Meßrohr wird zu Schwingungen angeregt. An einer von der Anregungs­ stelle verschiedenen Stelle wird die Schwingung des entsprechenden Meßrohres ermittelt. Aus der Phasenlage der Schwingung zwischen der Anregungsstelle und der Meßstelle oder zwischen zwei voneinander entfernt ange­ ordneten Meßstellen läßt sich dann der Massendurchfluß ermitteln.

Die Schwingung wird hierbei gegenüber einem Gehäuse er­ zeugt und auch gegenüber einem Gehäuse erfaßt. Dieses Gehäuse dient gleichzeitig dazu, die Meßrohre festzu­ halten. Allerdings ergeben sich durch dieses Gehäuse gewisse Probleme. Die Schwingungen, die an den Meßroh­ ren erzeugt werden, übertragen sich auch auf das Gehäu­ se beziehungsweise auf eine mechanische Kopplung zwi­ schen den Rohren, die vorgesehen ist, um eine Schwin­ gungsbelastung an der Einspannstelle der Rohre im Ge­ häuse zu vermindern. Die mechanische Kopplung zwischen den Rohren bildet auch einen künstlichen Knotenpunkt für die Rohre, wenn diese in Gegenphase schwingen.

Die mechanische Kopplung zwischen den beiden Meßrohren ist unkritisch, solange die Bedingungen in beiden Meß­ rohren gleich sind, wenn also die durchströmende Masse etwa gleich ist. Dies ist bei normalen Durchflußmes­ sern, die lediglich die Differenz von Massenströmen er­ mitteln, der Fall, weil dann die beiden Meßrohre entwe­ der in Reihe oder parallel geschaltet sind, siehe hier­ zu beispielsweise die EP 0 244 692 A1. In diesem Fall kann man praktisch keine Störungen des Meßergebnisses beob­ achten.

Probleme ergeben sich aber dann, wenn die Meßrohre von Medien mit unterschiedlicher Dichte oder unterschiedli­ cher Durchflußgeschwindigkeit oder anderen unterschied­ lichen Bedingungen durchströmt werden. Es hat sich ge­ zeigt, daß bei derartigen Zuständen die Meßergebnisse nicht mit der gebotenen Zuverlässigkeit die wahren Ver­ hältnisse widerspiegeln.

Die DE 30 07 361 C3 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung wenigstens eines Materialflusses mit zwei Meßrohren, die getrennt voneinander versorgt werden können. Durch jedes der beide Meßrohre kann also ein anderer Massenstrom geführt werden. Wenn die beiden Meßrohre gleichsinnig durchflossen werden, kann man ei­ ne Summe der beiden Massenströme bilden. Wenn die Meß­ rohre gegensinnig durchflossen werden, kann man eine Differenz der Massenströme ermitteln. Beide Meßrohre sind mechanisch miteinander gekoppelt und mit einer ge­ meinsamen Sensoreinrichtung versehen, mit deren Hilfe man Phasenverschiebung und gegebenenfalls auch eine Amplitude ermitteln kann.

Die US 5 044 207 zeigt eine Massendurchflußmeßanordnung mit einem Meßrohr, das mit Hilfe einer Anregungseinrichtung in Schwingungen versetzt werden kann. Die Schwingungen werden an etwas entfernt liegende Stellen von Aufneh­ mern aufgenommen. Aus diesen Aufnehmersignalen wird die Phasenverschiebung ermittelt. Gleichzeitig wird auch die Amplitude der Schwingungen ermittelt und daraus ei­ ne Korrekturgröße gebildet. Diese Vorgehensweise kann auch bei Zwillings- und Vielfachrohrstrukturen angewen­ det werden, die parallel zueinander verlaufen und von parallelen Massenströmen durchströmt werden.

Die US 5 540 106 zeigt ein elektronisches Verfahren zum Messen einer Massendurchflußrate, bei der sich der Zu­ flußanschluß und der Abflußanschluß jeweils in zwei pa­ rallele Rohrleitungen aufspalten, die parallel durch den Durchflußmesser geführt sind. Die beiden Rohrlei­ tungen sind mechanisch miteinander verbunden. Man möch­ te hier extern eingebrachte Störungen herausfiltern können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Meßgenau­ igkeit in solchen Fällen zu verbessern, in denen nicht die gleichen Bedingungen in den Meßrohren herrschen.

Diese Aufgabe wird bei einem Durchflußmesser der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Auswerte­ einrichtung vorgesehen ist, die die Amplitude der Schwingung jedes Meßrohres ermittelt, und daß eine Kor­ rektureinrichtung mit der Auswerteeinrichtung verbunden ist, die für jedes Meßrohr einen Durchflußeingang und einen Amplitudeneingang aufweist und das Ausgangssignal eines Meßrohres mit Hilfe der Amplitude und des Durch­ flusses des jeweils anderen Meßrohres korrigiert.

Der Durchflußmesser arbeitet also zunächst so wie ein normaler Durchflußmesser nach dem Coriolis-Prinzip. Je­ des Meßrohr wird in Schwingungen versetzt. Eine Phasen­ differenz der Schwingungen an verschiedenen Orten eines jeden Meßrohres ist abhängig vom Massenstrom durch das Meßrohr. Diese Phasendifferenz (oder andere von nach dem Coriolis-Prinzip arbeitenden Meßrohren bekannte Größen) können verwendet werden, um den Massenstrom, d. h. die pro Zeit durchströmende Masse, zu ermitteln. Dieses Massendurchflußsignal eines jeden Meßrohres ist jedoch fehlerbehaftet. Die "Zusammensetzung" dieses Fehlers ist allerdings nun bekannt. In diesen Fehler fließen ein die Amplitude der Schwingung des anderen Meßrohrs und auch der Massendurchfluß durch das andere Meßrohr. Dementsprechend reicht es aus, der Korrek­ tureinrichtung diese beiden Größen zuzuführen, um einen Fehlerkorrekturwert zu bilden und das Massendurchfluß­ signal entsprechend zu korrigieren. Da die Beeinflus­ sung sowohl von dem einen Meßrohr auf das andere Meß­ rohr als auch von dem anderen Meßrohr auf das eine Meß­ rohr zu beobachten ist, müssen der Korrektureinrichtung neben den (fehlerbehafteten) Massendurchflußsignalen nur zwei weitere Signale zugeführt werden, nämlich die Amplituden der beiden Meßrohre.

Vorzugsweise umfaßt die Auswerteeinrichtung zusammenge­ faßt eine Amplitudenermittlungseinrichtung und die De­ tektoreinrichtung. Man benötigt für die Fehlerkorrektur nicht einmal mehr getrennte Sensoren. Man benötigt le­ diglich eine gegebenenfalls ergänzte Art der Signalauf­ bereitung. Man muß nicht mehr nur die Phasenverschie­ bung der Schwingung an verschiedenen Orten eines Meß­ rohres ermitteln, sondern kann ei­ nen oder mehrere Detektoren dazu verwenden, auch die Amplitude zu ermitteln.

Vorzugsweise weist die Detektoreinrichtung für jedes Meßrohr eine eigene Dektektoranordnung auf. Damit wird die Gefahr geringer, daß sich weitere Kopplungen über die Detektoreinrichtung einschleichen. In entsprechen­ der Weise kann auch die Anregungseinrichtung für jedes Meßrohr eine eigene Anregungsanordnung, beispielsweise einen Elektromagneten, aufweisen. Bei der Anregung ist die Gefahr gegenseitiger Kopplungen aber etwas gerin­ ger.

Mit Vorteil bildet die Korrektureinrichtung für jedes Meßrohr ein Produkt aus Durchfluß, Amplitude und einem Kopplungskoeffizienten des jeweils einen Meßrohres und koppelt dieses Produkt auf das Massendurchflußsignal des jeweils anderen Meßrohres zurück. Hierbei ist zwar ein gewisser Einschwingvorgang notwendig, bis man ein fehlerfreies Massendurchflußsignal gewinnt. Mit Hilfe der Rückkopplung läßt sich aber mit relativ geringem Aufwand eine Fehlerkorrektur erzielen.

In einer alternativen Ausgestaltung addiert die Korrek­ tureinrichtung für jedes Meßrohr ein Produkt aus Massendurchflußsignal, Amplitude und einem Kopplungs­ koeffizienten des einen Meßrohres zum Massendurchfluß­ signal des anderen Meßrohres und dividiert die Summe durch einen Faktor, die der Amplituden der Meßrohre aufweist. In diesem Fall handelt es sich um eine Vor­ wärts- oder Mitkopplung. Bei dieser Ausgestaltung er­ reicht man in jedem Betriebszustand ein von Kopplungs­ fehlern befreites Massendurchflußsignal.

Vorzugsweise ist die Korrektureinrichtung als elektro­ nische Schaltung ausgebildet. Mit Hilfe der elektroni­ schen Schaltung lassen sich die einzelnen Kopplungsfak­ toren leicht nachbilden und mit den jeweiligen Amplitu­ den verknüpfen.

Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Schaltung einen Speicher für die Kopplungskoeffizienten aufweist. Die Kopplungskoeffizienten können dann für jeden Durchfluß­ messer im voraus ermittelt und eingegeben werden. Sie stehen dann für den weiteren Betrieb permanent zur Ver­ fügung.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Massen­ durchflußermittlung durch zwei Meßrohre, die mechanisch gekoppelt sind und zu Schwingungen angeregt werden, wo­ bei aus Schwingungsparametern jedes Meßrohres ein Massendurchflußsignal ermittelt wird.

Die oben genannte Aufgabe wird bei diesem Verfahren da­ durch gelöst, daß für jedes Meßrohr das Massendurch­ flußsignal mit Hilfe eine Korrekturwerts korrigiert wird, in dem ein Kopplungskoeffizient und die Amplitude der Schwingung des jeweils anderen Meßrohres enthalten ist.

Wie oben im Zusammenhang mit dem Durchflußmesser ausge­ führt, kann man auf diese Weise die "Störungen", die durch die mechanische Kopplung der beiden Meßrohre, beispielsweise über das Gehäuse oder über Befestigung­ selemente am Gehäuse, von den beiden Meßrohren aufein­ ander ausgeübt werden, eliminieren. Diese Störungen sind nur so lange unkritisch, wie in beiden Meßrohren die gleichen Verhältnisse herrschen, also gleiche Mas­ senströme, gleiche Dichten oder gleiche Temperaturen.

Bei unterschiedlichen Bedingungen vergrößern diese Stö­ rungen einen Meßfehler. Da die Zusammensetzung dieses Meßfehlers nun ermittelt wurde, kann er wieder elimi­ niert werden. Der Meßfehler ist zum einen von der Amplitude des jeweils anderen Meßrohres und zum anderen von dem Massendurchfluß durch dieses Meßrohr abhängig. Die gerätebedingten Störungen lassen sich in einem kon­ stanten Kopplungskoeffizienten zusammenfassen.

Hierbei ist bevorzugt, wenn der Korrekturwert gebildet ist durch das Produkt aus Amplitude, Kopplungskoeffizi­ ent und korrigiertem Massendurchflußsignal, wobei der Korrekturwert mit entgegengesetztem Vorzeichen zum un­ korrigierten Massendurchflußsignal wie eine durch die mechanische Kopplung bewirkte Störung hinzu addiert wird. Bei diesem Korrekturverfahren handelt es sich al­ so um eine Rückkopplung. Die Frage, welchen Einfluß die Störung auf das Massendurchflußsignal hat, läßt sich vorher leicht ermitteln. Die Rückkopplung muß dann mit umgekehrten Vorzeichen arbeiten. Wenn die Störung bei­ spielsweise eine Auswirkung dahingehend hat, daß das Massendurchflußsignal vermindert wird, dann muß die Rückkopplung eine Addition bewirken.

In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Korrekturwert gebildet ist durch das Produkt aus unkorrigiertem Massendurchflußsignal, Amplitude und Kopplungskoeffizienten des einen Meßrohres, der dem un­ korrigierten Massendurchflußsignal des anderen Meßroh­ res hinzu addiert wird, wobei die Summe auf einen von beiden Amplituden abhängigen Wert normiert wird. In diesem Fall hat man eine Vorwärts- oder Mitkopplung. Diese hat den Vorteil, daß sie in jedem Betriebszustand ein fehlerfreies Signal liefert.

Vorteilhafterweise werden die Kopplungskoeffizienten und gegebenenfalls ihre Temperaturabhängigkeit durch eine Kalibrierung im voraus ermittelt. Man kann die Kopplungskoeffizienten dann bereits bei der Herstellung oder in einem daran anschließenden Schritt ermitteln und dann dem entsprechenden Durchflußmesser fest mitge­ ben. Die Kopplungskoeffizienten sind im Grunde genommen nur von mechanischen Einflüssen abhängig, die sich im Betrieb nicht ändern, wenn die Temperatur konstant bleibt. Wenn mit sich ändernden Temperaturen zu rechnen ist, dann kann man auch die Temperaturabhängigkeit der Kopplungskoeffizienten bei der Kalibrierung ermitteln und diese Abhängigkeit dann mathematisch beschreiben, beispielsweise durch ein Polynom.

Die Kalibrierung erfolgt zweckmäßigerweise dadurch, daß bei der Kalibrierung ein Meßrohr durchströmt und das andere nicht durchströmt ist. In diesem Fall kann man den Einfluß der Schwingung eines Meßrohres auf das an­ dere relativ genau ermitteln.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Durchflußmesser entlang der Linie B-B nach Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt A-A nach Fig. 1,

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild,

Fig. 4 eine schematische Darstellung für eine Feh­ lerkorrektur und

Fig. 5 eine schematische Darstellung für eine alter­ native Fehlerkorrektur.

Ein in den Fig. 1 und 2 dargestellter Durchflußmesser 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein erstes Meßrohr 3 und ein zweites Meßrohr 4 angeordnet sind. Die beiden Meßrohre sind durch mechanische Verbindungen 5, 6 me­ chanisch miteinander gekoppelt. Die Verbindungen 5, 6 sind nur schematisch dargestellt. Sie sind an sich be­ kannt und sollen verhindern, daß mechanische Schwingun­ gen die Befestigung der Meßrohre 3, 4 am Gehäuse 2 be­ lasten. Auch wenn die Verbindungen 5, 6 fehlen, erfolgt eine mechanische Kopplung zwischen den beiden Meßrohren 3, 4, und zwar in diesem Fall über das Gehäuse 2.

Jedes Meßrohr 3, 4 weist eine Anregungseinrichtung 7, 8 auf, beispielsweise einen Elektromagneten, der das ent­ sprechende Meßrohr 3, 4 in Schwingungen versetzt. Fer­ ner weist jedes Meßrohr 2 Sensoren 9, 10 bzw. 11, 12 auf, die das Schwingungsverhalten der Meßrohre 3, 4 in einem gewissen Abstand in Strömungsrichtung gesehen von der Anregungseinrichtung 7, 8 ermitteln.

Der Durchflußmesser 1 arbeitet nach dem Coriolis- Prinzip. Wenn das Meßrohr 3, 4 nicht durchströmt wird, dann pflanzt sich die von der Anregungseinrichtung 7, 8 erzeugte Schwingung entlang des Meßrohres 3, 4 nach beiden Seiten gleichmäßig fort. Dementsprechend werden die beiden in gleichem Abstand von der Anregungsein­ richtung 8 angeordneten Sensoren 9, 10 bzw. 11, 12 die Schwingung mit gleicher Phase ermitteln können.

Wenn hingegen ein Massenstrom durch das schwingende Meßrohr 3, 4 fließt, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas, dann erfolgt aufgrund der dadurch bewirk­ ten Coriolis-Kraft eine Phasenverschiebung zwischen den beiden Sensoren 9, 10 bzw. 11, 12. Aus dieser Phasen­ verschiebung läßt sich der Massenstrom bzw. der Massen­ durchfluß pro Zeit vermitteln. Es ist nicht unbedingt notwendig, daß zwei Sensoren 9, 10 bzw. 11, 12 vorhan­ den sind. Man kann auch die Phasenverschiebung zwischen der Anregungseinrichtung 7, 8 und einem Sensor ermit­ teln. Im Grunde genommen können auch alle anderen Grö­ ßen zur Ermittlung des Massenstromes herangezogen wer­ den, die von nach dem Coriolis-Prinzip arbeitenden Massendurchflußmessern her bekannt sind.

Während die Fig. 1 und 2 den mechanischen Aufbau zei­ gen, zeigt Fig. 3 schematisch den Funktionszusammen­ hang.

Die beiden Meßrohre 3, 4 werden jeweils von einem Mas­ senstrom Q1 bzw. Q2 durchflossen. Dementsprechend er­ mitteln die Sensoren 9, 10 bzw. 11, 12 die Auslenkung der Meßrohre 3, 4 an den jeweiligen Positionen. Mit Hilfe einer Auswerteeinrichtung 13, 14 werden Massen­ durchflußsignale Q1* bzw. Q2* gebildet, beispielsweise aus der oben angesprochenen Phasenverschiebung.

Wegen der mechanischen Kopplung zwischen den beiden Meßrohren 3, 4 sind die Massendurchflußsignale Q1*, Q2* allerdings mit einem Fehler behaftet. Dieser Fehler rührt daher, daß die Schwingungen des jeweils anderen Meßrohrs 4, 3 über die mechanische Kopplung auf das ei­ ne Meßrohr 3, 4 zurückwirken. Die Rückwirkung ist hier­ bei abhängig von dem das andere Meßrohr 4, 3 durchströ­ menden Massenstrom und von der Amplitude, mit der das Meßrohr 4, 3 schwingt. Je größer die Amplitude ist, de­ sto größer ist die Störung auf das andere Meßrohr. Das gleiche gilt auch für den Massenstrom, was man sich oh­ ne weiteres vorstellen kann. Solange die beiden Meßroh­ re 3, 4 von dem gleichen Medium durchströmt werden und auch den gleichen Massenstrom aufnehmen, eliminieren sich die beiden Störungen, machen sich also nicht stö­ rend bemerkbar. Wenn aber durch die beiden Meßrohre un­ terschiedliche Medienströme fließen, also solche, die Unterschiede beispielsweise in der Dichte oder in der Strömungsgeschwindigkeit aufweisen, dann ergeben sich teilweise erhebliche Abweichungen der Massendurchfluß­ signale Q1*, Q2* vom tatsächlichen Massendurchfluß Q1, Q2.

Wie aus den Fig. 4 und 5 zu erkennen ist, kann man die störungsbehafteten Massendurchflußsignale Q1*, Q2* fol­ gendermaßen darstellen:

Q1* = Q1 - Q2 . K21 . A2

Q2* = Q2 - Q1 . K12 . A1

Hierbei sind A1 und A2 die Amplituden, mit denen die Meßrohre schwingen, wenn die Massenströme Q1, Q2 hin­ durchfließen. Die Koeffizienten K12 und K21 sind Kopp­ lungskoeffizienten, mit denen Q1 auf Q2 einwirkt (K12) bzw. Q2 auf Q1 (K21).

Um diesen Fehler zu eliminieren, ermittelt die Auswer­ teeinrichtung 13, 14 also nicht nur das Massendurch­ flußsignal Q1*, Q2*, sondern auch die Amplitude A1, A2 der Schwingungen der Meßrohre 3, 4. Die Amplitude kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, daß ein Mit­ telwert aus den von den Sensoren 9, 10 bzw. 11, 12 er­ mittelten Auslenkungen eines jeden Meßrohres 3, 4 ge­ bildet wird.

Sowohl die Massendurchflußsignale Q1*, Q2* als auch die beiden Amplituden A1, A2 werden einer Korrektureinrich­ tung zugeführt, deren Arbeitsweise anhand der Fig. 4 und 5 erläutert werden soll.

Fig. 4 zeigt eine erste schematische Darstellung. Aus Gründen der Übersicht ist, genau wie in Fig. 3, ein Ka­ sten 16 eingezeichnet, der funktionsmäßig gewisse Ele­ mente zusammenfassen soll. Es liegt aber auf der Hand, daß damit weder verbunden ist, daß alle diese Elemente in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, noch daß diese Elemente jeweils als diskrete Bauteile ausge­ bildet sein müssen.

Wie bereits erläutert, steht am Ausgang der Auswerte­ einrichtung 13 ein fehlerbehaftetes Massendurchflußsi­ gnal Q1* und am Ausgang der Auswerteeinrichtung 14 ein fehlerbehaftetes Massendurchflußsignal Q2* zur Verfü­ gung. Der Fehler ergibt sich dadurch, daß über die Kopplungsfaktoren K12 und die Amplitude A1 bzw. den Kopplungsfaktor K21 und die Amplitude A2 eine Einwir­ kung auf den "wahren" Massendurchfluß Q1 bzw. Q2 er­ folgt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ange­ nommen, daß der Fehler von dem wahren Massendurchfluß Q1, Q2 subtrahiert wird.

Um diesen Fehler zu beseitigen, sind in der Korrek­ tureinrichtung 15 zwei Additionspunkte 17, 18 vorgese­ hen. Am Additionspunkt 17 wird das fehlerbehaftete Massendurchflußsignal Q1* und ein Korrekturfaktor ad­ diert, der gebildet ist durch ein nach dem Additions­ punkt 18 abgenommenes und damit "fehlerfreies" Massen­ durchflußsignal Q2. In gleicher Weise wird am Additi­ onspunkt 18 das fehlerbehaftete Massendurchflußsignal Q2* und ein Korrekturfaktor addiert, der gebildet ist durch das Produkt aus "fehlerfreiem" Massendurchflußsi­ gnal Q1, dem Kopplungsfaktor K12 und der Amplitude A1.

Es handelt sich hierbei also um eine Rückkopplung, mit der das Massendurchflußsignal Q1* bzw. Q2* korrigiert wird. Nach einer kurzen Anlaufphase stehen hinter den Additionspunkten 17, 18 tatsächlich ungestörte Massen­ durchflußsignale Q1 bzw. Q2 zur Verfügung, so daß die Korrektur entsprechend ablaufen kann.

Die Kopplungskoeffizienten K12 bzw. K21 können im vor­ aus bei einer Kalibrierung ermittelt werden. Sie sind im Grunde nur von mechanischen Parametern des Durch­ flußmessers 1 und dadurch von der Temperatur abhängig. Diese Temperaturabhängigkeit kann bei der Kalibrierung ebenfalls ermittelt werden und beispielsweise durch ein Polynom ausreichend beschreiben werden.

Zur Kalibrierung wird zunächst ein bekannter Massen­ strom Q1 durch das Meßrohr 3 geleitet. Das Meßrohr 4 wird nicht durchströmt. Es stellt sich dann ein fehler­ behaftetes Massendurchflußsignal Q2* = -Q1 . K12 . A1 ein, aus dem der Kopplungskoeffizient K12 berechnet werden kann, weil sowohl Q1 als auch A1 bekannt sind bzw. gemessen werden können. In gleicher Weise kann man auch den Kopplungsfaktor K21 bestimmen, wenn das Meß­ rohr 4 durchströmt wird und das Meßrohr 3 keine Durch­ strömung aufweist. Die Kopplungskoeffizienten K12, K21 können dann in einem Speicher abgelegt werden, der in der Korrektureinrichtung 15, die vorzugsweise als elek­ tronische Schaltung ausgebildet ist, vorhanden ist. Un­ ter dem Begriff der "elektronischen Schaltung" sollen auch miniaturisierte Schaltungen verstanden werden, al­ so beispielsweise solche, die in einem Mikrochip unter­ gebracht werden können.

Während das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 eine Feh­ lerkorrektur durch eine Rückkopplung bewirkt, zeigt Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Fehlerkor­ rektur durch eine Vorwärts- oder Mitkopplung bewirkt wird.

Die Verhältnisse am Ausgang des Kastens 16 sind die gleichen. Die Korrektureinrichtung 15 weist auch zwei Additionspunkte 17, 18 auf. Im Gegensatz zu der Ausfüh­ rung nach Fig. 4, wo die Korrekturwerte hinter den Ad­ ditionspunkten 17, 18 abgenommen wurden, wird nun ein Korrekturwert gebildet aus dem unkorrigierten Massen­ durchflußsignal Q1*, dem Kopplungskoeffizienten K12 und der Amplitude A1 bzw. dem unkorrigierten Massendurch­ flußsignal Q2*, dem Kopplungskoeffizienten K21 und der Amplitude A2. Die Kopplungskoeffizienten K12 bzw. K21 sind zuvor auf die gleiche Weise wie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben durch eine Kalibrierung ermit­ telt worden.

Hinter den Additionspunkten 17, 18 steht dann ein Si­ gnal zur Verfügung, das noch durch einen Term (1 - K21 . A2 . K12 . A1) dividiert werden muß, um den "wahren" Massendurchfluß Q1, Q2 zu erhalten.

In beiden Ausführungsformen ist es lediglich erforder­ lich, der Korrektureinrichtung 15 die beiden fehlerbe­ hafteten Massendurchflußsignale Q1* bzw. Q2* und die beiden Amplituden A1, A2 zuzuführen, um eine Korrektur durchführen zu können.

Claims (12)

1. Durchflußmesser mit einem ersten Meßrohr und einem zweiten Meßrohr, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und miteinander mechanisch verbunden sind, mit einer Anregungseinrichtung zum Anregen der Meßrohre zu Schwingungen, mit einer Detek­ toreinrichtung zum Erfassen von Schwingungsparame­ tern und mit einer Auswerteeinrichtung, die aus Ausgangssignalen der Detektoreinrichtung für jedes Meßrohr ein Massendurchflußsignal ermittelt, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Auswerteeinrichtung (13, 14) vorgesehen ist, die die Amplitude (A1, A2) der Schwingung jedes Meßrohres (3, 4) ermittelt, und daß eine Korrektureinrichtung (15) mit der Aus­ werteeinrichtung (13, 14) verbunden ist, die für jedes Meßrohr (3, 4) einen Durchflußeingang (Q1*, Q2*) und einen Amplitudeneingang (A1, A2) aufweist und das Ausgangssignal eines Meßrohres (3, 4) mit Hilfe der Amplitude (A2, A1) und des Durchflusses (Q2*, Q1*) des jeweils anderen Meßrohres (4, 3) korrigiert.

2. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (13, 14) zu­ sammengefaßt eine Amplitudenermittlungseinrichtung und die Detektoreinrichtung umfaßt.

3. Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung für jedes Meßrohr (3, 4) eine eigene Dektektoranordnung (9- 12) aufweist.

4. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrich­ tung (15) für jedes Meßrohr (3, 4) ein Produkt aus Durchfluß (Q1, Q2), Amplitude (A1, A2) und einem Kopplungskoeffizienten (K12, K21) des jeweils einen Meßrohres (3, 4) bildet und dieses Produkt Q1 . K12 . A1; Q2 . K21 . A2) auf das Massendurchfluß­ signal Q1* bzw. Q2* des jeweils anderen Meßrohres (4, 3) zurückkoppelt.

5. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrich­ tung (15) für jedes Meßrohr (3, 4) ein Produkt aus Massendurchflußsignal (Q1*, Q2*), Amplitude (A1, A2) und einem Kopplungskoeffizienten (K12, K21) des einen Meßrohres (3, 4) zum Massendurchflußsignal Q2*, Q1*) des anderen Meßrohres (4, 3) addiert und die Summe durch einen Faktor dividiert, der die Amplituden (A1, A2) der Meßrohre (3, 4) aufweist.

6. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrich­ tung (15) als elektronische Schaltung ausgebildet ist.

7. Durchflußmesser nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltung einen Speicher für die Kopplungskoeffizienten (K12, K21) aufweist.

8. Verfahren zur Massendurchflußermittlung durch zwei Meßrohre, die mechanisch gekoppelt sind und zu Schwingungen angeregt werden, wobei aus Schwin­ gungsparametern jedes Meßrohres ein Massendurch­ flußsignal ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Meßrohr das Massendurchflußsignal mit Hilfe eine Korrekturwerts korrigiert wird, in dem ein Kopplungskoeffizient und die Amplitude der Schwingung des jeweils anderen Meßrohres enthalten ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwert gebildet ist durch das Pro­ dukt aus Amplitude, Kopplungskoeffizient und korri­ giertem Massendurchflußsignal, wobei der Korrektur­ wert mit entgegengesetztem Vorzeichen zum unkorri­ gierten Massendurchflußsignal wie eine durch die mechanische Kopplung bewirkte Störung hinzu addiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwert gebildet ist durch das Pro­ dukt aus unkorrigiertem Massendurchflußsignal, Amplitude und Kopplungskoeffizienten des einen Meß­ rohres, der dem unkorrigierten Massendurchflußsi­ gnal des anderen Meßrohres hinzu addiert wird, wo­ bei die Summe auf einen von beiden Amplituden ab­ hängigen Wert normiert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungskoeffizienten und gegebenenfalls ihre Temperaturabhängigkeit durch eine Kalibrierung im voraus ermittelt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Kalibrierung ein Meßrohr durchströmt und das andere nicht durchströmt ist.