FORTSCHRITT-· BERICHTE

166 Zusammenfassung
Zusammenfassung
167
des Tilgerrohres verschieben und an das Meßrohr anpassen läßt. Zum anderen wurde die
Frequenz der angeregten Schwingung direkt beeinflußt. Dadurch ergibt sich eine erzwungene
Schwingung bei einer Frequenz, bei der die Phasenlage zwischen den Rohren
genau dem gewünschten Wert entspricht. Über einen weiten Temperatur-, Dichte-, und
Viskositätsbereich des zu messenden Fluids ist damit eine geringe Gehäuseschwingung
gewährleistet.
konventioneller Massedurchflußmesser erreicht werden.
Verbesserungen sind noch nötig bei der benötigten Erregerleistung, den maximal möglichen
Bereichen für Mediumstemperatur und -dichte, sowie dem Abstimmungskriterium
der Tilgerrohrregelung.
Der neue Durchflußmesser besitzt folgende Kenndaten:
Berechnungen und Simulationen. Bei einem Coriolis-Massendurchflußmesser, speziell
mit nur einem einzigen, geraden Rohr, sind zahlreiche Störeffekte zu berücksichtigen.
Hier wirken sich sämtliche Prozeßparameter, wie Druck, Dichte, Temperatur direkt auf
die Nullpunktstabilität und den Kalibrierfaktor aus. Die Temperatur führt zudem indirekt
zu einem weiteren entscheidenden Störeinfluß, einer axialen Verspannung des Meßrohres.
Desweiteren sind schwingungstechnische Zusammenhänge, wie das Einbinden des
Meßrohres in eine nicht ideal starre Umgebung zu berücksichtigen.
Für die notwendigen Berechnungen wurde der Durchflußmesser zunächst als Kontinuum
modelliert und analytisch bzw. numerisch berechnet. Damit kann das Meßrohr dimensioniert,
und die Auswirkung der Prozeßparameter auf den Kalibrierfaktor bestimmt werden.
Zur Untersuchung von weitergehenden Einflußgrößen, wie z.B. Unsymmetrien in der
Masse- oder der Temperaturverteilung oder auch zur Untersuchung der schwingungstechnischen
Eigenschaften der gewählten Anordnung wurde ein vereinfachtes Ersatzschaltbild
geschaffen, das mit dem Simulationsprogramm SPICE simuliert wurde.
Signalverarbeitung. Bei einem Coriolis-Massendurchflußmesser ist der Meßeffekt in
erster Näherung linear und exakt reproduzierbar, jedoch sehr klein. Um dennoch präzise
Meßwerte in vergleichsweise kurzen Meßzeiten zu erhalten, wurde die Signalverarbeitung
auf einem Signalprozessorsystem implementiert. Die speziellen Eigenschaften des
Signalprozessors machten die Entwicklung eines neuen Algorithmus zur Phasenmessung
erforderlich. Dieser Algorithmus erreicht die Genauigkeiten bekannter Verfahren, bei
gleichzeitig deutlich geringerem Berechnungsaufwand. Im Hinblick auf den Signalprozessor
sind die Rechenvorschriften dieses Algorithmus optimal.
Ergebnisse. Das aufgebaute System ist ein komplettes Meßsystem für die Massedurchflußmessung.
Dabei wurden auf dem Gebiet der Mechanik, der Signalverarbeitung und
der Kompensation von Störgrößen neue Wege beschritten, die unabhängig voneinander in
die Entwicklung zukünftiger Massedurchflußmesser einfließen können. Bei den wichtigsten
Kenngrößen wie Nullpunktstabilität oder Meßunsicherheit konnten in etwa die Werte
Material Meßrohr:
Außendurchmesser Meßrohr:
Wandstärke Meßrohr:
Länge Meßrohr: .
Material Gehäuse:
Abmessungen Gehäuse:
Gesamtgewicht:
maximaler Durchfluß:
maximale Betriebstemperatur:
Leistungsaufnahme Antrieb:
Meßunsicherheit:
Nullpunktstabilität:
Nullpunktfehler bei Dichteänderung:
Nullpunktfehler bei Viskositätsänderung:
VA-Stahl 1.4301
8mm
0,7mm
400mm
St 37
460 X 70 X 50 (mm)
12 kg
30 kg/min
5° .. . 80°
::::;; 2W
0,2 3 v.M.
0,01 3 v.E.
::::;; 0,1 3
::::;; 0,1 3