FORTSCHRITT-· BERICHTE

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50 Berechnung und Modellierung
Berechnung und Modellierung 51
normierte Amplitude der Rohrschwingung
100+-------+---------,--+--------l-------+
......... .
· Arbeitspunkt
0,01 +---------+------+-+---------+------+
Phasenverschiebung A cp
Bild 2.23
1,0°
0,5°
0
260 265
/ m = 20 kg/min
m = 1s kg/min
1
_,;m= 10 kg/min
/ m = s kg/min
/m. = o kg/min
270 275 Hz 280
Amplitude der Rohrschwingung und Meßeffekt t:.ip (Phasenverschiebung zwischen
U2 und U3) mit dem Massendurchfluß dm/dt als Parameter
figkeiten der Einspannungen des Meßrohres. In einer Simulation wurde eine Unsymmetrie
in der Einspannsteifigkeit zugrunde gelegt, die bei Stahl einem Temperaturunterschied von
10°C zwischen den Gehäusehälften entsprichti Es ergibt sich eine Verfälschung des Nullpunktes
von 8 µ 0 • Durch diesen Effekt sind in der Praxis somit keine Verfälschungen des
Nullpunktes zu erwarten. Auch diese Aussage konnte im Experiment bestätigt werden.
Der Durchflußmesser wurde dazu mit einer Heizfolie einseitig erwärmt (t:..T= 18 K). Die
Nullpunktdrift war dabei unterhalb der Auflösungsgrenze des Phasenmeßsystems.
Einflüsse durch Dämpfung
Coriolis-Massendurchflußmesser werden üblicherweise direkt an die entsprechenden Rohrleitungen
des Prozesses montiert. Gehäusemasse, sowie Steifigkeit der Montagestütze
bilden ein PT 2
-Glied mit einer Resonanzfrequenz von typischerweise etwa 10 Hz. Durch
die zumeist steifen Verbindungen von Durchflußmesser und Prozeßleitung ist die Dämpfung
dieser Schwingung relativ gering. Die Güte der Schwingung liegt im Bereich
Q=5„ .100. Es kann nun in der Praxis vorkommen, daß sich die Dämpfung z.B. temperaturabhängig
oder montageabhängig ändert. Wird eine Seite des Durchflußmessers stark
gedämpft, kann hier die Schwingungsgüte Q nurmehr 1 oder weniger betragen. Kräftiges
Umfassen des Durchflußmessers mit den Händen reicht dafür bereits aus. In Bild 2.24
wurde ein Durchflußmesser simuliert, der auf einer Seite mit relativ geringer Dämpfung,
entsprechend einer Güte von Q = 5 montiert ist. Auf der anderen Seite wird die Dämpfung
der Einspannung variiert. Es werden die Fälle Q = 50, entsprechend einer harten Halterung,
bis hin zu Q=0,5 (kritische Dämpfung), entspechend einer weichen Halterung
betrachtet. Es treten hierbei Verfälschungen des Nullpunktes von über 0,01° auf. Diese
Aussage wurde Experiment bestätigt. Desweiteren führte bei einem bekannten Einrohrsystem
kräftiges Umfassen mit den Händen zu einer Nullpunktdrift von ebenfalls 0,01°.
Bei einer maximalen Phasenverschiebung von t:.ip von 0,8° entspricht dies bereits einem
Fehler von über 1 % bezogen auf den Meßbereichsendwert. Diese Nullpunktverschiebung
kann nicht vom Meßeffekt unterschieden werden; sie stellt damit die entscheidende Fehlerquelle
dar!
normierte Amplitude der Rohrschwingung
100
0,01
1
Phasendiffi erenz Acp
0,02°
0,01°
Bild 2.24
0
260
. -
~z:_::unb
265
-
/. Q = 0,5
/ Q = 1
t / Q = 2
'
t '\Q = 50
~-~
270 275 Hz
Nullpunktverschiebung durch Veränderung der Dämpfung Q einer Einspannung;
Ausgangspunkt ist eine Dämpfung von Q=5 auf beiden Seiten;
-
-
280