Workshop "Meßtechnik für stationäre und transiente ...

In der vereinfachten
Darstellung nach Bild
2 geschieht die An-
steuerung der Elek- - Empfangerelektroden
troden der Sender-
ebene durch das
Schließen einer der
Schalter SI - S4. Die
an den Empfänger-
elektroden auftreten-
den Ströme werden
durch Operationsver-
stärker in Spannun-
gen umgeformt und
von SamplelHold- versrnrker sfi - I \ Sarnpleihold-
Schaltungen
Schaltungen abgeta-
SM- Nach der AD- Bild 2 Prinzipdarstellung Gittersensor I Signalerfassung
Wandlung werden
die Signale an einen Datenerfassungsrechner geleitet und dort für jede Empfängerelektrode
individuell gespeichert. Diese Prozedur erfolgt nacheinander für jede der
Sendeelektroden. Auf diese Weise wird die Verteilung der elektrischen Leitfähigkeit
über dem Rohrleitungsquerschnitt zeilenweise ermittelt. Nachdem die letzte Sendeelektrode
aktiviert wurde, liegt eine zweidimensionale Matrix von Spannungswerten
vor, die die Leitfähigkeiten an allen Kreuzungspunkten der Elektroden von Sendeund
Empfängerebene widerspiegelt.
Der Sensor wird kalibriert, indem die Rohrleitung nacheinander jeweils vollständig
mit Flüssigkeit bzw. vollständig mit Gas gefüllt wird und die entsprechenden Leit-
fähigkeitsmatrizen abgespeichert werden. Während der eigentlichen Messung wer-
den die Leitfähigkeitsmatrizen in volumetrische Gasanteile umgerechnet, indem man
die einzelnen Meßwerte auf die Kalibrierwerte bezieht.
3.2 Unterdrückung von Übersprechen
Bei der Messung ist es unerläßlich, ein Übersprechen zwischen den nebeneinander
angeordneten Elektroden sowohl der Sender- als auch der Empfängerebene zu un-
terbinden. In dem Moment, wo eine Elektrode der Senderebene mit dem Span-
nungsimpuls beaufschlagt wird, fließt neben dem Nutzsignal ein großer Teil des
Stroms zu den benachbarten Sendeelektroden ab. Im allgemeinen wird dadurch an
diesen Elektroden ein elektrisches Potential hervorgerufen, das zu einem uner-
wünschten Strornfluß von diesen Elektroden zu den Empfängerelektroden führt. Die-
ser Effekt führt zur Abnahme des Kontrasts, d.h. der örtlichen Auflösung quer zur
Ausrichtung der Sendeelektroden. Daneben treten auch Ströme zwischen den paral-
lel angeordneten Empfängerelektroden auf, wenn deren elektrischen Potentiale
durch die von den Senderelektroden eintreffenden Ströme verändert werden, WO-
durch sich der Kontrast quer zur Ausrichtung der Empfängerelektroden verschlech-
tert.
Beide Effekte werden durch eine niederohmische Beschaltung sowohl der Sender-
als auch der Empfängerelektroden verhindert. Während der Ansteuerung einer be-
stimmten Sendeelektrode wird das Potential an allen übrigen Senderelektroden