DE102010003733A1 - Method for detecting gas bubble in liquid medium, involves comparing electrical reception signals indicating vibration of liquid medium to determine whether gas bubbles are present in liquid medium - Google Patents

Method for detecting gas bubble in liquid medium, involves comparing electrical reception signals indicating vibration of liquid medium to determine whether gas bubbles are present in liquid medium Download PDF

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Abstract

The method involves vibrating a liquid medium (4) in a container (3) by providing mechanical vibrations using oscillation units (11,21). The electrical reception signals indicating vibration of the liquid medium are produced and the signals are compared to determine whether gas bubbles (5) are present in the liquid medium. The size of gas bubbles in the liquid medium is determined, if gas bubbles are present in the liquid medium. An independent claim is included for system for detecting gas bubble in liquid medium.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Gasblasen in einem flüssigen Medium. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein entsprechendes Messsystem. Das Medium befindet sich beispielsweise in einem Behälter oder einer Rohrleitung.The present invention relates to a method for detecting gas bubbles in a liquid medium. Furthermore, the invention relates to a corresponding measuring system. The medium is located for example in a container or a pipeline.

Es sind vielerlei Prozesse bekannt, bei welchen sich unter bestimmten Randbedingungen Gasblasen in einer Flüssigkeit ausbilden. Dies geschieht beispielsweise bei Fermentationsprozessen oder beim Sieden von Flüssigkeiten. Gasblasen können im einfachsten Fall auch durch in die Flüssigkeit eingeleitetes Gas entstehen. Das Auftreten von Gasblasen kann charakteristisch für ein bestimmtes Stadium im Prozess sein, sodass der Prozess durch Detektion der Gasblasen überwacht werden kann. Andererseits können auftretende Gasblasen die Bestimmung von Prozessgrößen erschweren oder gar die Messwerte verfälschen. In letzterem Fall ist die Detektion von Gasblasen notwendig, um die Korrektheit des bestimmten Messwertes zu überprüfen.There are many known processes in which form under certain conditions gas bubbles in a liquid. This happens, for example, in fermentation processes or when boiling liquids. In the simplest case, gas bubbles can also be created by gas introduced into the liquid. The occurrence of gas bubbles may be characteristic of a particular stage in the process so that the process can be monitored by detection of the gas bubbles. On the other hand, occurring gas bubbles can make the determination of process variables difficult or even falsify the measured values. In the latter case, the detection of gas bubbles is necessary to check the correctness of the measured value.

Es ist beispielsweise aus der US 2573390 bekannt, in einer Flüssigkeit vorhandenes Gas dadurch zu detektieren, dass die Abschwächung von in das Medium eingestrahlten Schallwellen untersucht wird. Die Transmissionseigenschaften einer Flüssigkeit werden stark von darin enthaltenem Gas beeinflusst. Der Nachteil dieser Detektionsmethode ist, dass die dafür benötigten Sende- und Empfangsgeräte relativ hohe Kosten mit sich bringen.It is for example from the US 2573390 It is known to detect gas present in a liquid by examining the attenuation of sound waves radiated into the medium. The transmission properties of a liquid are strongly influenced by the gas contained therein. The disadvantage of this detection method is that the required transmitting and receiving devices bring relatively high costs.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, mit welchem/welcher in einem flüssigen Medium vorhandene Gasblasen auf kostengünstige Weise detektiert werden können.The object of the invention is to provide a method and a corresponding device with which / which can be detected in a liquid medium existing gas bubbles in a cost effective manner.

Die Aufgabe wird von einem Verfahren dadurch gelöst, dass eine erste Vorrichtung und eine zweite Vorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Prozessgröße des Mediums in das Medium eingebracht werden, welche mindestens aufweisen:

  • – eine schwingfähige Einheit,
  • – eine Antriebs-/Empfangseinheit, welche die schwingfähige Einheit zu mechanischen Schwingungen anregt, Schwingungen von der schwingfähigen Einheit empfängt und aus den empfangenen Schwingungen ein elektrisches Empfangssignal erzeugt,
  • – und eine Regel-/Auswerteeinheit, welche aus dem elektrischen Empfangssignal die Prozessgröße bestimmt,
dass die schwingfähige Einheit der ersten Vorrichtung derart zu Schwingungen angeregt wird, dass ein erstes Empfangssignal erzeugt wird, aus welchem mindestens eine Größe ableitbar ist, welche unabhängig von einem in dem Medium enthaltenen Anteil an Gasblasen ist, dass die schwingfähige Einheit der zweiten Vorrichtung derart zu Schwingungen angeregt wird, dass ein zweites Empfangssignal erzeugt wird, aus welchem mindestens eine Größe ableitbar ist, welche abhängig von dem im Medium enthaltenen Anteil an Gasblasen ist, dass das erste Empfangssignal und das zweite Empfangssignal oder eine jeweils aus diesem abgeleitete Größe miteinander verglichen werden und hiermit bestimmt wird, ob Gasblasen in dem Medium vorhanden sind und/oder dass zumindest aus dem zweiten Empfangssignal und/oder einer von diesem abgeleiteten Größe der in dem Medium enthaltene Anteil an Gasblasen bestimmt wird.The object is achieved by a method in that a first device and a second device for determining at least one process variable of the medium are introduced into the medium, which have at least:
  • An oscillatable unit,
  • A drive / receiving unit which excites the oscillatable unit to mechanical vibrations, receives vibrations from the oscillatable unit and generates an electrical reception signal from the received oscillations,
  • And a control / evaluation unit which determines the process variable from the received electrical signal,
in that the oscillatable unit of the first device is made to oscillate such that a first received signal is generated, from which at least one quantity can be derived which is independent of a proportion of gas bubbles contained in the medium, such that the oscillatable unit of the second device is so Vibrations is excited, that a second received signal is generated, from which at least one variable is derived, which is dependent on the proportion of gas bubbles contained in the medium that the first received signal and the second received signal or each derived therefrom size are compared with each other and It is hereby determined whether gas bubbles are present in the medium and / or that the proportion of gas bubbles contained in the medium is determined at least from the second received signal and / or a variable derived therefrom.

Die erste Vorrichtung bestimmt sozusagen aus dem Empfangssignal einen Referenzwert, welcher unabhängig ist von auftretenden Gasblasen. Ein mit der zweiten Vorrichtung bestimmter Messwert variiert in Abhängigkeit von auftretenden Gasblasen. Durch den Vergleich der beiden Messwerte ist somit erkennbar, ob Gasblasen im Medium vorhanden sind. Anstelle des Vergleichs zweier aus den Empfangssignalen abgeleiteter Größen können die Empfangssignale der beiden vibronischen Vorrichtungen auch direkt miteinander verglichen werden. Bevorzugt wird der Gasblasengehalt über die Relation der Schwingfrequenzen bestimmt.The first device so to speak determined from the received signal, a reference value, which is independent of gas bubbles occurring. A measured value determined with the second device varies as a function of occurring gas bubbles. By comparing the two measured values, it is thus possible to detect whether gas bubbles are present in the medium. Instead of comparing two quantities derived from the received signals, the received signals of the two vibronic devices can also be compared directly with each other. Preferably, the gas bubble content is determined by the relation of the vibration frequencies.

In einer Ausführung weisen die erste und die zweite Vorrichtung gleiche schwingfähige Einheiten auf. In einer alternativen Ausführung unterscheiden sich die beiden Vorrichtung in der Ausgestaltung der schwingfähigen Einheiten.In one embodiment, the first and the second device have the same oscillatable units. In an alternative embodiment, the two devices differ in the design of the oscillatory units.

Bei den beiden Vorrichtungen handelt es sich um vibronische Messgeräte, deren schwingfähige Einheiten durch elektromechanische Wandlereinheiten, beispielsweise piezoelektrische Elemente, zu resonanten Schwingungen angeregt werden. Die von der schwingfähigen Einheit empfangenen mechanischen Schwingungen werden in ein elektrisches Empfangssignal umgewandelt, aus welchem eine oder mehrere Größen ableitbar sind, die von den Eigenschaften des Medium abhängen, in welchem die schwingfähige Einheit schwingt. Insbesondere ist dies die Dichte des Mediums. Die schwingfähigen Einheiten können hierbei verschiedene Ausgestaltungen – z. B. Membran, Membran mit Gabel, oder Stab – annehmen. In Abhängigkeit der gewählten Anregungsfrequenz, der angeregten Schwingungsmode, und/oder der Amplitude der Anregungsspannung kann je nach Ausgestaltung der schwingfähigen Einheit unterschiedlich stark darauf Einfluss genommen werden, ob eine aus dem Empfangssignal abgeleitete Größe bei einer von flüssigem Medium bedeckten schwingfähigen Einheit von darin enthaltenen Gasblasen abhängig ist. Das Empfangssignal selbst weist immer eine Abhängigkeit von vorhandenen Gasblasen auf, da die durch Gasblasen veränderte Mediumsdichte die Schwingfrequenz beeinflusst.The two devices are vibronic measuring devices whose oscillatory units are excited to resonant oscillations by electromechanical transducer units, for example piezoelectric elements. The mechanical vibrations received by the oscillatable unit are converted into an electrical reception signal from which one or more quantities are derivable, depending on the characteristics of the medium in which the oscillatable unit vibrates. In particular, this is the density of the medium. The oscillatory units can in this case various embodiments -. B. membrane, membrane with fork, or rod - assume. Depending on the selected excitation frequency, the excited vibration mode, and / or the amplitude of the excitation voltage can be influenced differently depending on the configuration of the oscillatory unit, whether a derived from the received signal size at a liquid medium covered by a vibratable unit of gas bubbles contained therein is dependent. The received signal itself always has a dependency on existing gas bubbles, since the medium density modified by gas bubbles influences the oscillation frequency.

Beispielsweise ist eine aus dem Empfangssignal abgeleitete Größe ein Schaltzustand, der das Erreichen eines bestimmten Füllstandes signalisiert. Dieser wird daraus bestimmt, ob die schwingfähige Einheit mit Medium bedeckt ist oder nicht. Der Schaltzustand einer so genannten Schwinggabel, bei welcher die schwingfähige Einheit aus einer Membran und zwei gabelartig darauf angeordneten Stäben besteht, ist bei niederfrequenter Anregung in der Grundmode unempfindlich gegenüber Anlagerung von Gasblasen oder deren Auftreten im Medium und daher zur Bestimmung eines gasblasenunabhängigen Referenzwertes besonders geeignet. Ein mit einem so genannten Membranschwinger, bei welchem die schwingfähige Einheit lediglich aus einer Membran besteht, bestimmter Schaltzustand ist hingegen sehr stark abhängig von auftretenden Gasblasen.For example, a quantity derived from the received signal is a switching state which signals the reaching of a certain fill level. This is determined by whether or not the vibratable unit is covered with medium. The switching state of a so-called tuning fork, in which the oscillatable unit consists of a membrane and two bars arranged like a fork on low-frequency excitation in the fundamental mode is insensitive to deposition of gas bubbles or their occurrence in the medium and therefore particularly suitable for determining a gas bubble independent reference value. On the other hand, a switching state with a so-called membrane oscillator, in which the oscillatable unit consists only of a membrane, is very much dependent on the occurrence of gas bubbles.

Eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, dass zumindest eine der von der ersten Vorrichtung und von der zweiten Vorrichtung bestimmten Prozessgrößen übereinstimmen, und dass die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung derart in dem Medium angeordnet werden, dass die Werte der von der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung zu bestimmenden Prozessgröße am Ort der ersten Vorrichtung und am Ort der zweiten Vorrichtung übereinstimmen. Die Anordnung der beiden Vorrichtungen ist von der jeweiligen Anwendung abhängig. Entstehen Gasblasen beispielsweise nur an einer bestimmten begrenzten Stelle, werden die beiden Vorrichtungen in geringem Abstand zueinander und zum Entstehungsort der Gasblasen angeordnet, sodass die schwingfähigen Einheiten der beiden Vorrichtungen in einem von den Gasblasen gleichermaßen beeinflussten Bereich des Mediums schwingen. Dies ist beispielsweise bei der Bestimmung und dem Vergleich der bestimmten Werte für die Dichte des Mediums wichtig. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass neben der Detektion von Gasblasen bzw. der Bestimmung des in der Flüssigkeit vorhandenen Anteils an Gasblasen auch die Werte der mit den beiden vibronischen Vorrichtungen bestimmten Prozessgrößen überwachbar sind, da diese redundant bestimmt werden.A first embodiment of the inventive solution provides that at least one of the process variables determined by the first device and the second device coincide, and that the first device and the second device are arranged in the medium such that the values of the first device and the second device to be determined process variable at the location of the first device and at the location of the second device match. The arrangement of the two devices depends on the particular application. If, for example, gas bubbles only occur at a certain limited location, the two devices are arranged at a small distance from one another and to the point of origin of the gas bubbles, so that the oscillatable units of the two devices oscillate in an area of the medium influenced equally by the gas bubbles. This is important, for example, in determining and comparing the particular values for the density of the medium. An advantage of the method according to the invention is that, in addition to the detection of gas bubbles or the determination of the proportion of gas bubbles present in the liquid, the values of the process variables determined with the two vibronic devices can also be monitored since these are determined redundantly.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Prozessgröße ein Grenzfüllstand des Mediums in einem Behälter, die Dichte und/oder die Viskosität des Mediums bestimmt.According to a further embodiment of the method according to the invention, a limit value of the medium in a container, the density and / or the viscosity of the medium is determined as the process variable.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die von der ersten Vorrichtung und von der zweiten Vorrichtung bestimmten Grenzfüllstände miteinander verglichen und daraus das Vorhandensein von Gasblasen bestimmt. Die Ausbildung von Gasblasen wird anhand einer Plausibilitätsprüfung ermittelt.In a further embodiment of the invention, the boundary levels determined by the first device and by the second device are compared with one another and from this the presence of gas bubbles is determined. The formation of gas bubbles is determined by means of a plausibility check.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung werden die Resonanzfrequenzen der ersten schwingfähigen Einheit und der zweiten schwingfähigen Einheit bestimmt und daraus der in dem Medium enthaltene Anteil an Gasblasen bestimmt.According to a further embodiment, the resonance frequencies of the first oscillatable unit and of the second oscillatable unit are determined and from this the proportion of gas bubbles contained in the medium is determined.

Weiter wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe von einem Messsystem zur Detektion von Gasblasen in einem flüssigen Medium dadurch gelöst, dass eine erste und eine zweite Vorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Prozessgröße des Mediums in das Medium eingebracht sind, welche mindestens aufweisen:

  • – eine schwingfähige Einheit,
  • – eine Antriebs-/Empfangseinheit, welche die schwingfähige Einheit zu mechanischen Schwingungen anregt, Schwingungen von der schwingfähigen Einheit empfängt und aus den empfangenen Schwingungen ein elektrisches Empfangssignal erzeugt,
  • – und eine Regel-/Auswerteeinheit, welche aus dem elektrischen Empfangssignal die Prozessgröße bestimmt,
dass die Antriebs-/Empfangseinheit der ersten Vorrichtung die schwingfähige Einheit derart zu Schwingungen anregt, dass die schwingfähige Einheit ein erstes Empfangssignal erzeugt, aus welchem mindestens eine Größe ableitbar ist, welches unabhängig von einem in dem Medium enthaltenen Anteil an Gasblasen ist, dass die Antriebs-/Empfangseinheit der zweiten Vorrichtung die schwingfähige Einheit derart zu Schwingungen anregt, dass die schwingfähige Einheit ein zweites Empfangssignal erzeugt, aus welchem mindestens eine Größe ableitbar ist, welche abhängig von dem im Medium enthaltenen Anteil an Gasblasen ist, und dass dem Messsystem eine Vergleichsmessstelle zugeordnet ist, welche das erste Empfangssignal und das zweite Empfangssignal oder eine jeweils aus diesem abgeleitete Größe miteinander vergleicht und hieraus bestimmt, ob Gasblasen in dem Medium vorhanden sind und/oder welche zumindest aus dem zweiten Empfangssignal und/oder einer aus diesem abgeleiteten Größe den Anteil der in dem Medium enthaltenen Gasblasen bestimmt.Furthermore, the object underlying the invention is achieved by a measuring system for detecting gas bubbles in a liquid medium in that a first and a second device for determining at least one process variable of the medium are introduced into the medium, which have at least:
  • An oscillatable unit,
  • A drive / receiving unit which excites the oscillatable unit to mechanical vibrations, receives vibrations from the oscillatable unit and generates an electrical reception signal from the received oscillations,
  • And a control / evaluation unit which determines the process variable from the received electrical signal,
the drive / receiving unit of the first device excites the oscillatable unit to vibrate in such a way that the oscillatable unit generates a first received signal from which at least one variable can be derived which is independent of a proportion of gas bubbles contained in the medium - / Receiving unit of the second device, the oscillatory unit to vibrate such that the oscillatable unit generates a second received signal from which at least one size is derivable, which is dependent on the proportion of gas bubbles contained in the medium, and that the measuring system assigned a Vergleichmessstelle is, which compares the first received signal and the second received signal or a respective derived therefrom size with each other and determines whether gas bubbles are present in the medium and / or which at least from the second received signal and / or derived therefrom the Antei l determines the gas bubbles contained in the medium.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die schwingfähige Einheit der ersten Vorrichtung als Membran, als Membran mit einer darauf angeordneten Gabel, oder als rohrförmiger Stab ausgestaltet. Eine Vorrichtung zur Bestimmung von Prozessgrößen mit einem rohrförmigen Stab als schwingfähige Einheit, ein so genannter Einstab, ist beispielsweise in der EP 1616156 A1 beschrieben. Ein vibronisches Messgerät mit einer aus einer Membran und zwei darauf angeordneten Stäben gebildeten Schwinggabel ist z. B. aus der EP 1261437 B1 bekannt. Ein Membranschwinger ist z. B. in der DE 10 2005 044 725 A1 offenbart.According to a first embodiment of the device according to the invention, the oscillatable unit of the first device is designed as a membrane, as a membrane with a fork arranged thereon, or as a tubular rod. A Apparatus for the determination of process variables with a tubular rod as a vibratory unit, a so-called single rod, is for example in the EP 1616156 A1 described. A vibronic measuring device with a tuning fork formed from a membrane and two rods arranged thereon z. B. from the EP 1261437 B1 known. A membrane transducer is z. B. in the DE 10 2005 044 725 A1 disclosed.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die schwingfähige Einheit der zweiten Vorrichtung als Membran, als Membran mit einer darauf angeordneten Gabel, oder als rohrförmiger Stab ausgestaltet.According to a further embodiment, the oscillatable unit of the second device is designed as a membrane, as a membrane with a fork arranged thereon, or as a tubular rod.

Bei einer Ausgestaltung sind bei einem in einen Behälter eingebrachten Medium die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung auf der gleichen Höhe im Behälter angeordnet. Bei einer alternativen Ausgestaltung ist bei einem in einen Behälter eingebrachten Medium die erste Vorrichtung oberhalb der zweiten Vorrichtung angeordnet. Die letztgenannte Ausgestaltung bezieht sich insbesondere auf den Fall, dass die beiden Vorrichtungen als Prozessgröße und für die Gasblasendetektion auszuwertende Größe den Grenzfüllstand bestimmen. Die für die Gasblasen sensitive Vorrichtung ist unterhalb oder zumindest auf gleicher Höhe wie die den Grenzfüllstand unabhängig von vorhandenen Gasblssen bestimmende Vorrichtung angeordnet, um eine Plausibilitätsprüfung für die bestimmten Grenzfüllstände durchführen zu können. Die zweite Vorrichtung bestimmt für den Fall, dass Gasblasen im Medium auftreten, denselben Wert für den Grenzfüllstand als in dem Fall, dass der Grenzfüllstand unterschritten ist. Generell ist eine Aussage über vorhandene Gasblasen nur möglich, wenn beide Vorrichtungen von dem flüssigen Medium bedeckt sind bzw. deren schwingfähige Einheiten in das Medium eingetaucht sind.In one embodiment, in a medium introduced into a container, the first device and the second device are arranged at the same height in the container. In an alternative embodiment, in a medium introduced into a container, the first device is arranged above the second device. The last-mentioned embodiment relates in particular to the case where the two devices determine the limit level as the process variable and the size to be analyzed for gas bubble detection. The device which is sensitive to the gas bubbles is arranged below or at least at the same level as the device determining the limit level, independently of existing gas bubbles, in order to be able to carry out a plausibility check for the specific limit levels. The second device determines, in the event that gas bubbles occur in the medium, the same value for the limit level as in the case that the limit level is exceeded. In general, a statement about existing gas bubbles is only possible if both devices are covered by the liquid medium or their oscillatable units are immersed in the medium.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the following figures.

1 zeigt schematisch ein aus Membranschwinger und Schwinggabel bestehendes Messsystem; 1 schematically shows a consisting of membrane oscillator and tuning fork measuring system;

2 zeigt ein Amplitude-Zeit-Diagramm des Empfangssignals eines Membranschwingers für unterschiedliche Medien; 2 shows an amplitude-time diagram of the received signal of a membrane vibrator for different media;

3 zeigt schematisch ein aus zwei Schwinggabeln bestehendes Messsystem. 3 shows schematically a consisting of two vibrating forks measuring system.

In 1 ist schematisch ein Behälter 3 mit einem darin angeordneten Messsystem, bestehend aus einer Schwinggabel 1 mit zwei auf einer Membran angeordneten Stäben, welche zusammen mit dieser die schwingfähige Einheit 11 der Schwinggabel 1 bilden, und einem Membranschwinger 2, bei welchem eine Membran 21 die schwingfähige Einheit bildet, dargestellt. Die Schwinggabel 1 und der Membranschwinger 2 dienen beispielsweise der Bestimmung des Füllstands, der Dichte, und/oder der Viskosität des Mediums 4, in welches sie eingebracht sind. Als Füllstand des Mediums 4 ist hierbei das Erreichen eines Grenzfüllstands bestimmbar, d. h. das Erreichen derjenigen Füllstandshöhe im Behälter 3, auf welcher die Schwinggabel 1 oder der Membranschwinger 2 angeordnet sind. Bei inhomogener Gasblasenverteilung sind Membranschwinger 2 und Schwinggabel 1 derart in dem Behälter 3 angeordnet, dass deren schwingfähige Einheiten 11, 21 in einem gleichermaßen von Gasblasen 5 durchsetzten Volumen schwingen, beispielsweise nebeneinander und oberhalb einer Gaszuleitung.In 1 is schematically a container 3 with a measuring system arranged therein, consisting of a tuning fork 1 with two rods arranged on a membrane, which together with this the oscillatory unit 11 the tuning fork 1 form, and a membrane transducer 2 in which a membrane 21 the oscillatory unit forms shown. The tuning fork 1 and the membrane transducer 2 serve, for example, the determination of the level, the density, and / or the viscosity of the medium 4 into which they are introduced. As level of the medium 4 In this case, the achievement of a limit level can be determined, ie the achievement of that level height in the container 3 on which the tuning fork 1 or the membrane transducer 2 are arranged. Inhomogeneous gas bubble distribution are membrane oscillators 2 and tuning fork 1 such in the container 3 arranged that their oscillatory units 11 . 21 in one equally of gas bubbles 5 interspersed volume swing, for example, side by side and above a gas supply line.

Schwinggabel 1, Membranschwinger 2, und der hier nicht dargestellte Einstab sind vibronische Messgeräte, bei welchen eine schwingfähige Einheit 11, 21 von einer Antriebs-/Empfangseinheit zu mechanischen Schwingungen angeregt wird. Die von der schwingfähigen Einheit 11, 21 ausgeführten Schwingungen hängen von den Eigenschaften des Mediums ab, in welchem die schwingfähige Einheit 11, 21 schwingt. Die Antriebs-/Empfangseinheit empfängt diese Schwingungen und wandelt sie in elektrische Signale um, aus denen in der Regel-/Auswerteeinheit, beispielsweise ein Mikrocontroller μC, Prozessgrößen wie Dichte oder Viskosität des Mediums 4 bestimmt werden. Insbesondere hängt die Resonanzfrequenz der schwingfähigen Einheit 11, 21 von der Dichte des umliegenden Mediums ab. Die Resonanzfrequenz in Luft ist hierbei größer als die im flüssigen Medium 4. Indem die Resonanzfrequenz ausgewertet wird, kann daher beispielsweise bestimmt werden, ob die schwingfähige Einheit 11, 21 in einem gasförmigen Medium oder in einem flüssigen Medium 4 schwingt.tuning fork 1 , Membrane transducer 2 , and the Einstab not shown here are vibronic measuring devices, in which a unit capable of oscillating 11 . 21 is excited by a drive / receiving unit to mechanical vibrations. The of the oscillatory unit 11 . 21 executed oscillations depend on the properties of the medium in which the oscillatory unit 11 . 21 swings. The drive / receiving unit receives these vibrations and converts them into electrical signals from which in the control / evaluation unit, for example a microcontroller .mu.C, process variables such as density or viscosity of the medium 4 be determined. In particular, the resonance frequency of the oscillatory unit depends 11 . 21 from the density of the surrounding medium. The resonance frequency in air is greater than that in the liquid medium 4 , By evaluating the resonant frequency, it can therefore be determined, for example, whether the oscillatable unit 11 . 21 in a gaseous medium or in a liquid medium 4 swings.

In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die für Gasblasen 5 empfindliche Vorrichtung ein Membranschwinger 2. Membranschwinger 2 werden hochfrequent, meist im Ultraschallbereich, zu Schwingungen angeregt und sind gegenüber sich an der Membran 21 anlagernden Gasblasen 5 sehr empfindlich. So lassen sich bereits Gasblasen 5 minimalen Durchmessers detektieren, welche mit dem bloßen Auge nicht sichtbar sind. Im Medium 4 enthaltene Gasblasen 5 verringern dessen Dichte und bewirken somit, ebenso wie an der Membran 21 angelagerte Gasblasen 5, eine Änderung der Resonanzfrequenz der Membran 21. Um eine zuverlässige Unterscheidung zwischen einer Frequenzänderung auf Grund von angelagerten Gasblasen 5 und einer auf einer Änderung der Umgebungsparameter basierenden Frequenzänderung, die zur Bestimmung der Prozessgröße ausgewertet wird, zu erreichen, ist in unmittelbarer Nähe des Membranschwingers 2 die Schwinggabel 1 angeordnet, deren Messwerte bei niederfrequenter Anregung der Grundmode von Gasblasen 5 nicht beeinträchtigt werden. Bevorzugt werden die Empfangssignale der Schwinggabel 1 mit denen des Membranschwingers 2 in einer separaten Elektronikeinheit 6 verglichen. In einer anderen Ausgestaltung werden von der jeweiligen Regel-/Auswerteeinheit μC der Schwinggabel 1 bzw. des Membranschwingers 2 aus dem Empfangssignal abgeleitete Größen, wie beispielsweise der jeweils bestimmte Grenzfüllstand, miteinander verglichen.In this preferred embodiment, the gas bubbles 5 sensitive device a diaphragm transducer 2 , membrane oscillator 2 are high-frequency, usually in the ultrasonic range, excited to vibrate and are opposite to the membrane 21 annealing gas bubbles 5 very sensitive. That's how gas bubbles can be made 5 detect minimum diameter, which are not visible to the naked eye. In the medium 4 contained gas bubbles 5 reduce its density and thus cause, as well as on the membrane 21 attached gas bubbles 5 , a change in the resonance frequency of the membrane 21 , To make a reliable distinction between a frequency change due to accumulated gas bubbles 5 and to achieve a change in frequency based on a change in the environmental parameters, which is evaluated to determine the process variable, is in the immediate vicinity of the membrane vibrator 2 the tuning fork 1 arranged, whose Measured values at low-frequency excitation of the basic mode of gas bubbles 5 not be affected. The reception signals of the tuning fork are preferred 1 with those of the membrane vibrator 2 in a separate electronics unit 6 compared. In another embodiment of the respective control / evaluation unit μC of the tuning fork 1 or the membrane vibrator 2 From the received signal derived variables, such as the particular limit level, compared with each other.

Bei anfangs von flüssigem Medium 4 bedeckter schwingfähiger Einheit 11 der Schwinggabel 1 und bedeckter Membran 21 sind folgende Fälle möglich:

  • 1) fres (Schwinggabel) konstant und fres (Membranschwinger) konstant
  • 2) fres (Schwinggabel) konstant und fres (Membranschwinger) steigt
  • 3) fres (Schwinggabel) steigt und fres (Membranschwinger) steigt
At the beginning of liquid medium 4 covered swinging unit 11 the tuning fork 1 and covered membrane 21 the following cases are possible:
  • 1) f res (tuning fork) constant and f res (diaphragm transducer) constant
  • 2) f res (tuning fork) constant and f res (membrane transducer) increases
  • 3) f res (tuning fork) increases and f res (membrane transducer) increases

Im Normalfall, d. h. wenn sich die Mediumseigenschaften oder der Füllstand nicht ändern, bleiben beide Resonanzfrequenzen konstant. Steigen sowohl die Resonanzfrequenz der Schwinggabel 1 als auch des Membranschwingers 2 an, bedeutet dies ein Absinken des Füllstands des flüssigen Mediums 4 auf eine Höhe unterhalb der Höhe, auf welcher die beiden Vorrichtungen 1, 2 angeordnet sind, d. h. deren schwingfähige Einheiten 11, 21 schwingen nicht mehr im flüssigen Medium 4, sondern in Luft. Steigt nur die Resonanzfrequenz des Membranschwingers 2 an, während diejenige der Schwinggabel 1 konstant bleibt, ist auf die Ausbildung von Gasblasen 5 in dem flüssigen Medium 4 zu schließen. Anhand der Ausprägung der auftretenden Frequenzänderung kann darüber hinaus die Menge bzw. der in dem Medium 4 enthaltene Anteil an Gasblasen 5 bestimmt werden. Eine weitere Ausführungsvariante des Verfahrens zur Bestimmung des Gasblasenanteils besteht darin, die Schwingfrequenz des Membranschwingers 2 nach dessen Anregung mit einem Hochspannungssweep auszuwerten. Hierbei werden an der Membran 21 anhaftende Gasblasen 5 durch die Anregung bei hohen Spannungen abgeschüttelt, sodass die Schwingfrequenz sinkt. Lagern sich nach dem Hochspannungssweep erneut Gasblasen 5 an der Membran 21 an, steigt die Schwingfrequenz wieder an. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Schwingfrequenz wieder ansteigt, ist ein Maß dafür, wie hoch der Gasblasengehalt im Medium 4 ist. Währenddessen wird mit der Schwinggabel 1 überwacht, ob beide Vorrichtungen 1, 2 noch vom Medium 4 bedeckt sind.Normally, ie if the medium properties or the level does not change, both resonance frequencies remain constant. Rising both the resonant frequency of the tuning fork 1 as well as the membrane vibrator 2 On, this means a decrease in the level of the liquid medium 4 at a height below the level at which the two devices 1 . 2 are arranged, ie their oscillatory units 11 . 21 no longer swing in the liquid medium 4 but in the air. Only increases the resonance frequency of the membrane oscillator 2 while that of the tuning fork 1 remains constant, is on the formation of gas bubbles 5 in the liquid medium 4 close. On the basis of the manifestation of the occurring frequency change, the amount or in the medium 4 contained fraction of gas bubbles 5 be determined. A further embodiment variant of the method for determining the gas bubble fraction is the oscillation frequency of the membrane oscillator 2 after its excitation evaluate with a high voltage sweep. This will be on the membrane 21 adherent gas bubbles 5 Shaken off by the excitation at high voltages, so that the oscillation frequency decreases. Store again after the high voltage sweep gas bubbles 5 on the membrane 21 on, the oscillation frequency increases again. The speed with which the oscillation frequency increases again is a measure of how high the gas bubble content in the medium 4 is. Meanwhile, with the tuning fork 1 monitors whether both devices 1 . 2 still from the medium 4 are covered.

Graphisch nicht dargestellt aber ebenfalls möglich ist die Kombination einer Schwinggabel mit einem Einstab oder die Kombination eines Einstabes mit einem Membranschwingers zu einem erfindungsgemäßen Messsystem.Not graphically illustrated but also possible is the combination of a tuning fork with a single rod or the combination of a single rod with a membrane vibrator to a measuring system according to the invention.

2 zeigt die Empfangssignale eines Membranschwingers 2, welcher in drei unterschiedlichen Medien jeweils mit einem Frequenzsweep, d. h. mit diskreten aufeinander folgenden Frequenzen innerhalb eines bestimmten Frequenzbandes, zu Schwingungen angeregt wurde. Die Anregung der schwingfähigen Einheit erfolgt hierbei derart, dass zwischen dem Anregungssignal und dem Empfangssignal eine vorgegebene Phasenverschiebung vorliegt. Die dargestellten Empfangssignale sind phasenselektive Signale, d. h. sie ergeben sich aus dem entsprechenden Empfangssignal durch Abtasten zu ausgewählten Zeitpunkten, welche von der vorgegebenen Phasenverschiebung zwischen Anregungssignal und Empfangssignal abhängen. 2 shows the received signals of a diaphragm transducer 2 , which was excited in three different media in each case with a frequency sweep, ie with discrete successive frequencies within a certain frequency band to vibrate. The excitation of the oscillatable unit takes place in such a way that a predetermined phase shift exists between the excitation signal and the received signal. The received signals shown are phase-selective signals, ie they result from the corresponding received signal by sampling at selected times, which depend on the predetermined phase shift between the excitation signal and the received signal.

Bei den drei Medien, für welche die Empfangssignale dargestellt sind, handelt es sich um Luft, Wasser und Mineralwasser, also gasblasenhaltiges Wasser. Es ist deutlich zu erkennen, dass das Amplitudenmaximum bei der Schwingung in Wasser bei niedrigeren Frequenzen auftritt als die Amplitudenmaxima bei der Schwingung in Luft und Mineralwasser, und dass die zu den Amplitudenmaxima in Luft und Mineralwasser gehörigen Frequenzen sehr nahe beieinander liegen. Dies verdeutlicht, dass die Resonanzfrequenz eines in einem flüssigen Medium schwingenden Membranschwingers, dessen Membran von Gasblasen bedeckt ist, deutlich in Richtung der Resonanzfrequenz in Luft verschoben ist. Ist bekannt, dass sich die Membran im flüssigen Medium befindet, ist aus einer in der Nähe der Resonanzfrequenz in Luft liegenden Resonanzfrequenz des Membranschwingers ableitbar, dass Gasblasen im Medium enthalten sind. Erfindungsgemäß ist ein zusätzliches vibronisches Messgerät nahe dem Membranschwinger angeordnet, welches die Information über das die Membran umgebende Medium bereitstellt.The three media for which the received signals are shown are air, water and mineral water, ie water containing gas bubbles. It can be clearly seen that the amplitude maximum in the vibration in water occurs at lower frequencies than the amplitude maxima in the vibration in air and mineral water, and that the frequencies associated with the amplitude maxima in air and mineral water are very close to each other. This illustrates that the resonant frequency of a membrane oscillator vibrating in a liquid medium, whose membrane is covered by gas bubbles, is clearly shifted in the direction of the resonance frequency in air. If it is known that the membrane is located in the liquid medium, it can be deduced from a resonant frequency of the membrane oscillator in the vicinity of the resonance frequency that gas bubbles are contained in the medium. According to the invention, an additional vibronic measuring device is arranged close to the membrane oscillator, which provides the information about the medium surrounding the membrane.

3 offenbart eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Messsystems, das aus zwei identisch aufgebauten Vorrichtungen in Form von Schwinggabeln 1, 1' besteht. Die beiden Schwinggabeln 1, 1' sind auf zwei verschiedenen Höhen im Behälter 3 angeordnet. 3 discloses a schematic representation of a measuring system according to the invention, which consists of two identically constructed devices in the form of vibration forks 1 . 1' consists. The two swinging forks 1 . 1' are at two different heights in the tank 3 arranged.

Die schwingfähige Einheit 11 der weiter unten im Behälter 3 befindlichen Schwinggabel 1 wird von ihrer Antriebs-/Empfangseinheit derart zu Schwingungen angeregt, dass deren Empfangssignal von sich im flüssigen Medium 4 ausbildenden Gasblasen 5 beeinflusst wird oder dass aus deren Empfangssignal eine für Gasblasen 5 sensitive Größe ableitbar ist. Dies ist durch eine hochfrequente Anregung im tiefen Ultraschallbereich und/oder durch Anregung einer höheren Mode als die Grundmode möglich.The oscillatable unit 11 the further down in the container 3 located tuning fork 1 is excited by their drive / receiving unit to vibrate such that their received signal by itself in the liquid medium 4 forming gas bubbles 5 is affected or from the received signal for gas bubbles 5 sensitive size is derivable. This is possible by a high-frequency excitation in the deep ultrasonic range and / or by exciting a higher mode than the fundamental mode.

Die schwingfähige Einheit 11' der weiter oben im Behälter 3 angeordneten Schwinggabel 1' wird von ihrer Antriebs-/Empfangseinheit zu von vorhandenen Gasblasen 5 weitgehend unabhängigen Schwingungen angeregt, d. h. mit niedrigen Frequenzen unterhalb ca. 1,4 kHz und in der Grundmode. Durch die relativ niedrigen Anregungsfrequenzen wird gewährleistet, dass der von dieser Schwinggabel 1' bestimmte Füllstand unabhängig von vorhandenen Gasblasen ist. Durch die Anordnung der Schwinggabeln 1, 1' auf unterschiedlichen Höhen im Behälter 3 ist eine Plausibilitätsprüfung möglich. Die weiter oben angeordnete Schwinggabel 1' muss auf jeden Fall ebenfalls in Luft schwingen, wenn die weiter unten angeordnete Schwinggabel 1 in Luft schwingt. Meldet die untere Schwinggabel 1 „frei” während die obere Schwinggabel 1' „bedeckt” meldet, sind Gasblasen 5 in der Flüssigkeit 4 vorhanden. The oscillatable unit 11 ' the one higher up in the container 3 arranged tuning fork 1' From its drive / receiving unit it becomes to gas bubbles present 5 stimulated largely independent oscillations, ie with low frequencies below about 1.4 kHz and in the fundamental mode. Due to the relatively low excitation frequencies it is ensured that the of this tuning fork 1' certain level is independent of existing gas bubbles. By the arrangement of the vibration forks 1 . 1' at different heights in the tank 3 a plausibility check is possible. The higher forked tuning fork 1' must swing in any case also in air, if the lower forked tuning fork 1 swinging in the air. Reports the lower tuning fork 1 "Free" while the upper tuning fork 1' "Covered" reports are gas bubbles 5 in the liquid 4 available.

In einer nicht dargestellten alternativen Ausgestaltung des Messsystems werden zwei Membranschwinger miteinander kombiniert, wobei einer mit einer hohen Anregespannung, bevorzugt bei circa 200 Vss, und der zweite mit einer vergleichsweise niedrigen Anregespannung zu Schwingungen angeregt wird. Der mit einer hohen Anregespannung betriebene Membranschwinger misst unabhängig von sich an der Membran anlagernden Gasblasen, da er anhaftende Gasblasen abschüttelt. An der mit niedriger Spannung angeregten Membran bleiben dahingegen die Gasblasen haften, sodass mit diesem Membranschwinger Gasblasen detektiert werden. Vorzugsweise wird der von den beiden Membranschwingern bestimmte Grenzfüllstand verglichen und zur Detektion der Gasblasen verwendet. Alternativ wird einer der beiden Membranschwinger erst mit einem Hochspannungssweep und dann mit niedrigerer Spannung angeregt, sodass an der Membran anhaftende Gasblasen abgelöst werden und sich dann erneut Gasblasen an der Membran ansiedeln können. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Wiederanlagerung an der Membran geschieht, ist ein Maß für die Gasblasenkonzentration und wird über die damit einhergehende Änderung in der Schwingfrequenz bestimmt. Der zweite Membranschwinger bestimmt währenddessen den Bedeckungszustand der beiden Membranschwinger, sodass die Aussage über die Gasblasenkonzentration nur dann getroffen wird, wenn beide Membranschwinger von Medium bedeckt sind.In an alternative embodiment of the measuring system, not shown, two membrane oscillators are combined with each other, wherein one with a high starting voltage, preferably at about 200 Vpp, and the second is excited to vibrate with a comparatively low starting voltage. The membrane oscillator, which is operated with a high starting voltage, measures gas bubbles which accumulate on the membrane, since it shakes off adhering gas bubbles. By contrast, the gas bubbles adhere to the low-tension excited membrane, so that gas bubbles are detected with this membrane oscillator. Preferably, the limit level determined by the two membrane oscillators is compared and used to detect the gas bubbles. Alternatively, one of the two membrane oscillators is excited first with a high-voltage sweep and then with a lower voltage, so that gas bubbles adhering to the membrane are released and then gas bubbles can settle again on the membrane. The rate at which re-deposition occurs at the membrane is a measure of gas bubble concentration and is determined by the concomitant change in vibration frequency. Meanwhile, the second membrane oscillator determines the covering state of the two membrane oscillators, so that the statement about the gas bubble concentration is made only if both membrane oscillators are covered by medium.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung sind zwei Einstäbe zu einem Messsystem kombiniert.In a further alternative embodiment, two rods are combined to form a measuring system.

Ein Vorteil aller möglichen Ausgestaltungen der beiden Vorrichtungen des Messsystems ist, dass neben der Gasblasendetektion auch andere Prozessgrößen mit denselben Vorrichtungen bestimmt werden können.An advantage of all possible embodiments of the two devices of the measuring system is that in addition to the gas bubble detection, other process variables can be determined with the same devices.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Schwinggabeltuning fork
1111
Schwingfähige Einheit der SchwinggabelOscillatory unit of the tuning fork
22
Membranschwingermembrane oscillator
2121
Membranmembrane
33
Behältercontainer
44
Flüssiges MediumLiquid medium
55
Gasblasengas bubbles
66
Elektronikeinheitelectronics unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2573390 [0003] US 2573390 [0003]
  • EP 1616156 A1 [0015] EP 1616156 A1 [0015]
  • EP 1261437 B1 [0015] EP 1261437 B1 [0015]
  • DE 102005044725 A1 [0015] DE 102005044725 A1 [0015]

Claims (10)

Verfahren zur Detektion von Gasblasen (5) in einem flüssigen Medium (4), dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Vorrichtung (1) und eine zweite Vorrichtung (2) zur Bestimmung mindestens einer Prozessgröße des Mediums (4) in das Medium (4) eingebracht werden, welche mindestens aufweisen: – eine schwingfähige Einheit (11, 21), – eine Antriebs-/Empfangseinheit, welche die schwingfähige Einheit (11, 21) zu mechanischen Schwingungen anregt, Schwingungen von der schwingfähigen Einheit (11, 21) empfängt und aus den empfangenen Schwingungen ein elektrisches Empfangssignal erzeugt, – und eine Regel-/Auswerteeinheit, welche aus dem elektrischen Empfangssignal die Prozessgröße bestimmt, dass die erste schwingfähige Einheit (11) der ersten Vorrichtung (1) derart zu Schwingungen angeregt wird, dass ein erstes Empfangssignal erzeugt wird, aus welchem mindestens eine Größe ableitbar ist, welche unabhängig von einem in dem Medium (4) enthaltenen Anteil an Gasblasen (5) ist, dass die zweite schwingfähige Einheit (21) der zweiten Vorrichtung (2) derart zu Schwingungen angeregt wird, dass ein zweites Empfangssignal erzeugt wird, aus welchem mindestens eine Größe ableitbar ist, welche abhängig von dem im Medium (4) enthaltenen Anteil an Gasblasen (5) ist, dass das erste Empfangssignal und das zweite Empfangssignal oder eine jeweils aus diesem abgeleitete Größe miteinander verglichen werden und hiermit bestimmt wird, ob Gasblasen (5) in dem Medium (4) vorhanden sind und/oder dass zumindest aus dem zweiten Empfangssignal und/oder einer von diesem abgeleiteten Größe der in dem Medium (4) enthaltene Anteil an Gasblasen (5) bestimmt wird.Method for detecting gas bubbles ( 5 ) in a liquid medium ( 4 ), characterized in that a first device ( 1 ) and a second device ( 2 ) for determining at least one process variable of the medium ( 4 ) into the medium ( 4 ), which comprise at least: - an oscillatable unit ( 11 . 21 ), - a drive / receiving unit which the oscillatable unit ( 11 . 21 ) excites to mechanical vibrations, vibrations from the oscillatory unit ( 11 . 21 ) and generates an electrical received signal from the received oscillations, and a control / evaluation unit which determines from the electrical received signal the process variable that the first oscillatable unit ( 11 ) of the first device ( 1 ) is excited to oscillate in such a way that a first received signal is generated, from which at least one variable can be derived, which is independent of one in the medium ( 4 ) contained in gas bubbles ( 5 ) is that the second oscillatable unit ( 21 ) of the second device ( 2 ) is excited to oscillate such that a second received signal is generated from which at least one variable is derivable, which depends on the in the medium ( 4 ) contained in gas bubbles ( 5 ) is that the first received signal and the second received signal or a respective derived therefrom variable are compared with each other and hereby determined whether gas bubbles ( 5 ) in the medium ( 4 ) are present and / or that at least from the second received signal and / or a derived therefrom of the size in the medium ( 4 ) contained fraction of gas bubbles ( 5 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der von der ersten Vorrichtung (1) und von der zweiten Vorrichtung (2) bestimmten Prozessgrößen übereinstimmen, und dass die erste Vorrichtung (1) und die zweite Vorrichtung (2) derart in dem Medium (4) angeordnet werden, dass die Werte der von der ersten Vorrichtung (1) und der zweiten Vorrichtung (2) zu bestimmenden Prozessgröße am Ort der ersten Vorrichtung (1) und am Ort der zweiten Vorrichtung (2) übereinstimmen.A method according to claim 1, characterized in that at least one of the first device ( 1 ) and the second device ( 2 ) match certain process variables, and that the first device ( 1 ) and the second device ( 2 ) in the medium ( 4 ) that the values of the first device ( 1 ) and the second device ( 2 ) process variable to be determined at the location of the first device ( 1 ) and at the location of the second device ( 2 ) to match. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Prozessgröße ein Grenzfüllstand, die Dichte und/oder die Viskosität bestimmt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that a limit level, the density and / or the viscosity is determined as the process variable. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von der ersten Vorrichtung (1) und von der zweiten Vorrichtung (2) bestimmten Grenzfüllstände miteinander verglichen werden und daraus das Vorhandensein von Gasblasen (5) ermittelt wird.Method according to claim 3, characterized in that that of the first device ( 1 ) and the second device ( 2 ) are compared with each other and the presence of gas bubbles ( 5 ) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfrequenzen der ersten schwingfähigen Einheit (11) und der zweiten schwingfähigen Einheit (21) bestimmt werden und daraus der in dem Medium (4) enthaltene Anteil an Gasblasen (5) bestimmt wird.Method according to one of claims 1-4, characterized in that the resonance frequencies of the first oscillatable unit ( 11 ) and the second oscillatory unit ( 21 ) and from which in the medium ( 4 ) contained fraction of gas bubbles ( 5 ) is determined. Messsystem zur Detektion von Gasblasen (5) in einem flüssigen Medium (4), dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Vorrichtung (1) und eine zweite Vorrichtung (2) zur Bestimmung mindestens einer Prozessgröße des Mediums (4) in das Medium (4) eingebracht sind, welche mindestens aufweisen: – eine schwingfähige Einheit (11, 21), – eine Antriebs-/Empfangseinheit, welche die schwingfähige Einheit (11, 21) zu mechanischen Schwingungen anregt, Schwingungen von der schwingfähigen Einheit (11, 21) empfängt und aus den empfangenen Schwingungen ein elektrisches Empfangssignal erzeugt, – und eine Regel-/Auswerteeinheit, welche aus dem elektrischen Empfangssignal die Prozessgröße bestimmt, dass die Antriebs-/Empfangseinheit der ersten Vorrichtung (1) die erste schwingfähige Einheit (11) der ersten Vorrichtung (1) derart zu Schwingungen anregt, dass die erste schwingfähige Einheit (11) ein erstes Empfangssignal erzeugt, aus welchem mindestens eine Größe ableitbar ist, welche unabhängig von einem in dem Medium (4) enthaltenen Anteil an Gasblasen (5) ist, dass die Antriebs-/Empfangseinheit der zweiten Vorrichtung (2) die zweite schwingfähige Einheit (21) der zweiten Vorrichtung (2) derart zu Schwingungen anregt, dass die zweite schwingfähige Einheit (21) ein zweites Empfangssignal erzeugt, aus welchem mindestens eine Größe ableitbar ist, welche abhängig von dem im Medium (4) enthaltenen Anteil an Gasblasen (5) ist, und dass dem Messsystem eine Vergleichsmessstelle zugeordnet ist, welche das erste Empfangssignal und das zweite Empfangssignal oder eine jeweils aus diesem abgeleitete Größe miteinander vergleicht und hieraus bestimmt, ob Gasblasen (5) in dem Medium (4) vorhanden sind und/oder welche zumindest aus dem zweiten Empfangssignal und/oder einer aus diesem abgeleiteten Größe den Anteil der in dem Medium (4) enthaltenen Gasblasen (5) bestimmt.Measuring system for the detection of gas bubbles ( 5 ) in a liquid medium ( 4 ), characterized in that a first device ( 1 ) and a second device ( 2 ) for determining at least one process variable of the medium ( 4 ) into the medium ( 4 ), which comprise at least: - an oscillatable unit ( 11 . 21 ), - a drive / receiving unit which the oscillatable unit ( 11 . 21 ) excites to mechanical vibrations, vibrations from the oscillatory unit ( 11 . 21 ) and generates an electrical received signal from the received oscillations, and a control / evaluation unit which determines from the electrical received signal the process variable that the drive / receiving unit of the first device ( 1 ) the first oscillatable unit ( 11 ) of the first device ( 1 ) so that the first oscillatable unit ( 11 ) generates a first received signal, from which at least one variable can be derived, which is independent of one in the medium ( 4 ) contained in gas bubbles ( 5 ) is that the drive / receiving unit of the second device ( 2 ) the second oscillatable unit ( 21 ) of the second device ( 2 ) in such a way that the second oscillatable unit ( 21 ) generates a second received signal, from which at least one variable can be derived, which depends on that in the medium ( 4 ) contained in gas bubbles ( 5 ), and that the measuring system is associated with a comparison measuring point, which compares the first received signal and the second received signal or a respective derived therefrom variable with each other and determines whether gas bubbles ( 5 ) in the medium ( 4 ) are present and / or which at least from the second received signal and / or a derived therefrom size of the proportion of in the medium ( 4 ) contained gas bubbles ( 5 ) certainly. Messsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste schwingfähige Einheit (11) als Membran, als Membran mit einer darauf angeordneten Gabel, oder als rohrförmiger Stab ausgestaltet ist.Measuring system according to claim 6, characterized in that the first oscillatable unit ( 11 ) is designed as a membrane, as a membrane with a fork disposed thereon, or as a tubular rod. Messsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite schwingfähige Einheit (21) als Membran, als Membran mit einer darauf angeordneten Gabel, oder als rohrförmiger Stab ausgestaltet ist. Measuring system according to claim 6 or 7, characterized in that the second oscillatable unit ( 21 ) is designed as a membrane, as a membrane with a fork disposed thereon, or as a tubular rod. Messsystem nach einem der Ansprüche 6–8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem in einen Behälter (3) eingebrachten Medium (4) die erste Vorrichtung (1) und die zweite Vorrichtung (2) auf der gleichen Höhe im Behälter (3) angeordnet sind.Measuring system according to one of claims 6-8, characterized in that in a container ( 3 ) introduced medium ( 4 ) the first device ( 1 ) and the second device ( 2 ) at the same height in the container ( 3 ) are arranged. Messsystem nach einem der Ansprüche 6–8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem in einen Behälter (3) eingebrachten Medium (4) die erste Vorrichtung (1) oberhalb der zweiten Vorrichtung (2) angeordnet ist.Measuring system according to one of claims 6-8, characterized in that in a container ( 3 ) introduced medium ( 4 ) the first device ( 1 ) above the second device ( 2 ) is arranged.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110806244A (en) * 2014-05-20 2020-02-18 Ssi 技术有限公司 Reduction of inflation interference through curved paths and sensor enclosure
WO2020239329A1 (en) * 2019-05-27 2020-12-03 Endress+Hauser SE+Co. KG Vibronic multisensor
DE102021133787A1 (en) 2021-12-20 2023-06-22 Endress+Hauser SE+Co. KG Detection of foreign bodies in flowing measurement media

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2573390A (en) 1946-07-11 1951-10-30 Schlumberger Well Surv Corp Gas detector
EP0769685A2 (en) * 1995-10-17 1997-04-23 Endress + Hauser GmbH + Co. System for monitoring a predetermined level of a fluid in a container
US5966983A (en) * 1997-09-22 1999-10-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Assembly for sensing and/or monitoring a predetermined level in a vessel
EP1261437B1 (en) 2000-03-08 2005-05-11 Endress + Hauser GmbH + Co. KG Device for determining and/or monitoring a predetermined level in a container
EP1616156A1 (en) 2003-04-24 2006-01-18 Endress + Hauser GmbH + Co. KG Device for determining and/or monitoring at least one physical or chemical process variable of a medium in a container
DE102005044725A1 (en) 2005-09-19 2007-03-29 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Medium`s e.g. liquid, process variable e.g. viscosity, determining and monitoring device, has two diaphragms coupled with each other, where one diaphragm contacts with medium as oscillatable component part of oscillatable unit
WO2009037050A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-26 Endress+Hauser Gmbh+Co.Kg Method for determining and/or monitoring viscosity, and corresponding apparatus
DE102008050445A1 (en) * 2008-10-08 2010-04-15 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Device for determining and / or monitoring a process variable of a medium

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2573390A (en) 1946-07-11 1951-10-30 Schlumberger Well Surv Corp Gas detector
EP0769685A2 (en) * 1995-10-17 1997-04-23 Endress + Hauser GmbH + Co. System for monitoring a predetermined level of a fluid in a container
US5966983A (en) * 1997-09-22 1999-10-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Assembly for sensing and/or monitoring a predetermined level in a vessel
EP1261437B1 (en) 2000-03-08 2005-05-11 Endress + Hauser GmbH + Co. KG Device for determining and/or monitoring a predetermined level in a container
EP1616156A1 (en) 2003-04-24 2006-01-18 Endress + Hauser GmbH + Co. KG Device for determining and/or monitoring at least one physical or chemical process variable of a medium in a container
DE102005044725A1 (en) 2005-09-19 2007-03-29 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Medium`s e.g. liquid, process variable e.g. viscosity, determining and monitoring device, has two diaphragms coupled with each other, where one diaphragm contacts with medium as oscillatable component part of oscillatable unit
WO2009037050A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-26 Endress+Hauser Gmbh+Co.Kg Method for determining and/or monitoring viscosity, and corresponding apparatus
DE102008050445A1 (en) * 2008-10-08 2010-04-15 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Device for determining and / or monitoring a process variable of a medium

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110806244A (en) * 2014-05-20 2020-02-18 Ssi 技术有限公司 Reduction of inflation interference through curved paths and sensor enclosure
CN110806244B (en) * 2014-05-20 2021-03-09 Ssi 技术有限责任公司 Fluid sensor and method of preventing air bubbles in a sensing system
WO2020239329A1 (en) * 2019-05-27 2020-12-03 Endress+Hauser SE+Co. KG Vibronic multisensor
DE102019114174A1 (en) * 2019-05-27 2020-12-03 Endress+Hauser SE+Co. KG Vibronic multi-sensor
DE102021133787A1 (en) 2021-12-20 2023-06-22 Endress+Hauser SE+Co. KG Detection of foreign bodies in flowing measurement media

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DE102010003733B4 (en) 2020-08-13

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