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112 Realisierung des Meßsystems Realisierung des Meßsystems 113 Sowohl bei der Beaufschlagung mit einem Innendruck p = 100 bar, wie auch der Belastung mit einer Axialkraft Fx = 1200 N, ergibt sich eine Änderung der Eigenfrequenz, die die Dichtemessung empfindlich stört. Am magnetoelastischen Sensor ergibt sich aber jeweils eine Änderung der Induktivität über der Frequenzänderung von -45 µH/Hz bzw. - 43 µH!Hz. Die Frequenzänderung kann also kompensiert werden, gleichgültig, ob die Frequenzänderung durch Innendruck oder Axialkraft bewirkt wurde! 3.2.4 Messung der Temperatur Temperatur des Meßrohres Aii1 Meßrohr ist außerhalb des Gehäuses ein Pt-100 Temperaturfühler angebracht. Zur Umformung des Widerstandswertes des Pt-100 in eine elektrische Spannnung wird ein Modul aus der 5B Serie verwandt. Es beinhaltet die komplette Signalaufbereitung für Platin-Widerstandsthermomerter, Thermoelemente, DMS etc. Da die Module mit Überspannungsschutz, Temperaturkompensation und galvanischer Trennung zwischen Eingang und Ausgang ausgestattet sind, sind sie in der Prozeßmeßtechnik sehr verbreitet. Für die Umformung des Pt-100 Widerstandswertes in eine Spannung 0 ... 5 V ist damit kein weiterer Schaltungsaufwand erforderlich. Temperaturdifferenz zwischen Gehäuse und Meßrohr Bei der Charakterisierung des neu aufgebauten Massendurchflußmessers stand der magnetoelastische Sensor noch nicht zur Verfügung. Da die Axialspannung im Meßrohr vor allem durch eine Temperaturdifferenz zwischen Gehäuse und Meßrohr entsteht, wurde diese Temperaturdifferenz gemessen. Dazu wird ein zweiter Pt-100 Meßwiderstand am Meßrohr außerhalb des Gehäuses und ein weiterer Pt-100 am Gehäuse angebracht. Die beiden Pt-100 Widerstände werden in einer Brücke verschalten. Die Diagonalspannung wird mit einem Instrumentierverstärker INA 101 verstärkt. Meßwerterfassungskarte im PC erfasst. 3.2.6 Messung der Frequenz Zur Messung der Frequenz werden die auf der Meßwerterfassungskarte zur Verfügung stehenden Zähler und Quarzgeneratoren verwendet. Bild 3.40 zeigt die zusätzlich notwendige Hardware. Sensorsignal ~ o--~<strong>·</strong>~vsu Bild 3.40 Prinzip der Frequenzmessung Ein Sensorsignal, das die Rohrschwingung liefert, wird in ein Rechtecksignal gewandelt und geteilt. Nach einem Software Startimpuls generiert eine Logik ein Torsignal das einem Vielfachen der Periodendauer der Rohrschwingung entspricht. Während dieser Zeit läuft auf der Meßwerterfassungskarte ein Zähler, der aus dem internen 2 MHz Quarzoszillator getaktet wird. Der erreichte Zählerstand wird dann vom PC ausgelesen und in eine Frequenz umgerechnet. I 3.2.5 Messung der Durchflußreferenz Als Referenzmeßgerät stand ein Coriolis-Massendurchflußmesser zur Verfügung. Dieser verfügt über einen Stromausgang. Hier kann der aktuelle Durchflußwert als Strom abgegriffen werden. Der Strom wird wie schon die Temperatur in einem Modul aus der 5B Serie (5B 32) in eine Spannung 0 ... 5 V gewandelt. Auch diese Spannung wird mit der
114 Realisierung des Meßsystems Realisierung des Meßsystems 115 3.3 Signalverarbeitung 3.3.1 Aufbau des Gesamtsystems Das gesamte Meßsystem gliedert sich in zwei unabhängige Teile. Die in Kapitel 3.2 beschriebenen Messungen von Temperatur, Frequenz, Referenz etc. erfolgen mittels einer Meßwerterfassungskarte in einem PC 386. Die komplette Meßplatzsteuerung, die Datenverwaltung und die graphische Ausgabe der Meßergebnisse erfolgt unter der Benutzeroberfläche LabWindows. Bild 3.41 zeigt die Oberfläche des Massendurchfluß Meßprogrammes. Sensor 1 Sensor 2 Bild 3.42 Struktur des Meßsystems DSP PC f--+---- .1
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