WO2006092350A1

WO2006092350A1 - VERFAHREN UND ENTSPRECHENDE VORRICHTUNG ZUR BESTIMMUNG UND/ODER ÜBERWACHUNG EINER PROZESSGRÖßE

Info

Publication number: WO2006092350A1
Application number: PCT/EP2006/050519
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Brutschin; Jürgen Meier; Alexander Müller; Franco Ferraro; Albrecht Kahlert
Original assignee: Endress+Hauser Gmbh+Co.Kg
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2006-09-08
Also published as: DE102005009580A1; DE102005009580B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums (1) in einem Behälter (2) , wobei eine mechanisch schwingfähige Einheit (5) zu mechanischen Schwingungen angeregt wird, wobei die mechanischen Schwingungen der mechanisch schwingfähigen Einheit (5) empfangen werden, wobei mindestens eine erste Kenngröße der empfangenen mechanischen Schwingungen bestimmt wird, und wobei aus der ersten Kenngröße mindestens eine erste Aussage über die Prozessgröße bestimmt wird. Die Erfindung sieht vor, dass mindestens eine zweite Kenngröße der empfangenen mechanischen Schwingungen bestimmt wird, dass aus der zweiten Kenngröße eine zweite Aussage über die Prozessgröße bestimmt wird, und dass die erste Aussage und die zweite Aussage miteinander verglichen werden. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine entsprechende Vorrichtung. Bei der ersten Kenngröße handelt es sich um die Amplitude der empfangenen mechanischen Schwingungen, und bei der zweiten Kenngröße deren Frequenz .

Description

Beschreibung

Verfahren und entsprechende Vorrichtung zur Bestimmung und/ oder Überwachung einer Prozessgröße

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung und/oder

Überwachung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums in einem Behälter, wobei eine mechanisch schwingfähige Einheit zu mechanischen Schwingungen angeregt wird, wobei die mechanischen Schwingungen der mechanisch schwingfähigen Einheit empfangen werden, wobei mindestens eine erste Kenngröße der empfangenen mechanischen Schwingungen bestimmt wird, und wobei aus der ersten Kenngröße mindestens eine erste Aussage über die Prozessgröße bestimmt wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums in einem Behälter, mit einer mechanisch schwingfähigen Einheit, mit einer Antriebs-/Empfangseinheit, welche die mechanisch schwingfähige Einheit zu mechanischen Schwingungen anregt, und welche die mechanischen Schwingungen der mechanisch schwingfähigen Einheit empfängt, und mit einer Auswerteeinheit, welche aus den empfangenen mechanischen Schwingungen mindestens eine erste Kenngröße bestimmt. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um den Füllstand, die Dichte oder die Viskosität des Mediums in einem Behälter. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Schüttgut oder um eine Flüssigkeit in einem Tank handeln.

[0002] Bekannt sind Messgeräte zur Bestimmung und/oder Überwachung beispielsweise des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter, bei welchen eine sog. Schwinggabel oder ein sog. Einstab zu Schwingungen angeregt wird. Durch den Kontakt der schwingfähigen Einheit mit dem Medium ändern sich die Schwingungseigenschaften z.B. in Bezug auf die Amplitude, die Frequenz oder die Phase. So ist beispielsweise die Amplitude im Fall der Bedeckung der Schwinggabel durch das Medium geringer als in dem Fall, dass die Gabel frei schwingt. Somit ist es möglich, aus den empfangenen Schwingungen auf den Füllstand zu schließen. Problematisch ist jedoch, dass sich die Schwingungseigenschaften nicht nur durch den Grad der Bedeckung ändern, sondern dass auch Fremdvibrationen oder die Beschaffenheit der mechanisch schwingfähigen Einheit Einfluss haben. Durch Fremdvibrationen - z.B. von einem Rührwerk oder durch das Einfüllen eines Schüttguts in den Behälter - erhöht sich die Amplitude der Schwingungen. Weiterhin kann sich an der Schwinggabel Ansatz bilden, so dass die Masse der Schwinggabel erhöht und dadurch die Amplitude verringert wird. Umgekehrt kann es durch das Medium aber auch zu Abrasion an der Schwinggabel kommen, wodurch wiederum die Amplitude der Schwingungen beeinflusst ist. [0003] Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, den Einfluss von Prozessbedingungen auf die Bestimmung oder Überwachung der Prozessgröße auszuschließen.

[0004] Die Erfindung löst die Aufgabe zum einen durch ein Verfahren und zum anderen durch eine Vorrichtung.

[0005] Das Verfahren löst die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass mindestens eine zweite Kenngröße der empfangenen mechanischen Schwingungen bestimmt wird, dass aus der zweiten Kenngröße eine zweite Aussage über die Prozessgröße bestimmt wird, und dass die erste Aussage und die zweite Aussage miteinander verglichen werden. Die Erfindung besteht somit darin, dass zwei Kenngrößen der mechanischen Schwingungen bestimmt werden. Dabei handelt es sich beispielsweise um die Amplitude und die Frequenz der Schwingungen. Aus beiden Größen lässt sich eine Aussage in Bezug auf die zu bestimmende Prozessgröße gewinnen. Im Idealfall sollten beide Aussagen identisch sein. Unterscheiden sie sich jedoch, so muss eine Prozessbedingung vorliegen, die dafür ursächlich verantwortlich ist. Aus den Schwingungen werden also zwei Aussage über die Prozessgröße gewonnen. Durch diese Redundanz wird die Zuverlässigkeit der Bestimmung und/oder Überwachung der Prozessgröße erhöht und gleichzeitig kann das Vorliegen von ungewollten Prozessbedingungen angezeigt werden.

[0006] Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahren sieht vor, dass für die erste Aussage und die zweite Aussage jeweils ein Toleranzbereich vorgegeben wird, und dass in dem Fall, dass sich die erste und die zweite Aussage innerhalb der Toleranzbereiche entsprechen, die Prozessgröße über die erste oder die zweite Kenngröße bestimmt und/oder überwacht wird. Je nach der Ausgestaltung der Messvorrichtung sind Streuungen der Kenngrößen möglich und zulässig. Diese werden über die jeweiligen Toleranzbereiche abgedeckt. Decken sich die Aussagen, die mit den Kenngrößen verbunden sind, innerhalb dieser Toleranzbereiche, so lässt sich über jede der beiden Kenngrößen die Prozessgröße bestimmen und/oder überwachen. Dieser Fall ist der Normalfall, d.h. die Prozessbedingungen sind so, dass sie keine oder vernachlässigbare Auswirkungen auf die mechanischen Schwingungen haben. Für diesen Normalfall erzeugen die beiden Kenngrößen also eine reine Redundanz.

[0007] Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass ein Fehler- zustandsbereich vorgeben wird, dass in dem Fall, dass sich über die Toleranzbereiche hinaus die erste und die zweite Aussage voneinander unterscheiden und die Abweichungen der Aussagen voneinander innerhalb des Fehlerzustandsbereichs liegen, die Prozessgröße über die zweite Kenngröße bestimmt und/oder überwacht wird. Eine damit verbundene Ausgestaltung beinhaltet, dass in dem Fall, dass die Abweichungen der Aussagen voneinander außerhalb des Fehlerzustandsbereichs liegt, eine Alarmmeldung ausgegeben wird. Diese Ausgestaltung befasst sich damit, dass die Pro- zessbedingungen bereits Auswirkungen auf die mechanisch schwingfähige Einheit und somit auf deren Schwingungen haben. Dies ist somit der Fall, dass die Aussagen der beiden Kenngrößen voneinander abweichen. Beispielsweise ergibt sich aus der ersten Kenngröße die Aussage: freies Schwingen. Zeigt jedoch die zweite Kenngröße an, dass die schwingfähige Einheit bedeckt ist, so muss eine Prozessbedingung vorgegeben sein, die sich auf die Schwingungen auswirkt. Die nächste Frage ist nun, ob die Abweichungen der Aussagen der beiden Kenngrößen innerhalb oder außerhalb eines Feh- lerzustandsbereichs liegen. Liegen sie innerhalb des Fehlerzustandsbereichs, so wird dies zwar beispielsweise durch eine entsprechend Meldung gekennzeichnet, wenn dies vom Benutzer gewünscht wird, aber es kann beispielsweise immer noch eine Messung stattfinden. Um jedoch die Zuverlässigkeit der Messung zu gewährleisten, wird für die Bestimmung der Prozessgröße nicht die erste, sondern die zweite Kenngröße herangezogen. Ein praktisches Beispiel mag diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulichen: Bei einem Schüttgut als Medium handelt es sich bei der ersten Kenngröße um die Amplitude und bei der zweiten Kenngröße um die Frequenz. Wird die mechanisch schwingfähige Einheit vom Medium bedeckt, so ändert sich üblicherweise die Frequenz der Schwingungen nicht, aber die Amplitude wird geringer. Somit ist in dem Fall, dass die Amplitude unter einen vorgegebenen Grenzwert fällt, üblicherweise Bedeckung durch das Medium gegeben. Für diesen Fall ändert sich die Frequenz üblicherweise nicht, so dass ein Vergleich zwischen den Aussagen der beiden Kenngrößen nicht erforderlich ist. Weiterhin wird bei verminderter Amplitude das Bedeckt-Signal gegeben, so dass also die Überfüllsicherung gewährleistet ist. In dem anderen Fall, dass die Amplitude oberhalb des vorgegebenen Grenzwerts liegt, lassen sich unterschiedliche Konstellationen betrachten: Ist die Frequenz der empfangenen Schwingungen gleich der Luftfrequenz (= Schwingungen in Luft, also unbedeckt durch das Medium), so ist alles in Ordnung und die schwingfähige Einheit schwingt frei. Die Aussage der Frequenz kann sich jedoch von der „Frei"- Aussage der Amplitude unterscheiden. Es ist möglich, dass die bestimmte Frequenz unterhalb oder oberhalb der Luftfrequenz liegt. In dem Fall, dass die Frequenz vermindert ist, spricht dies für eine Dämpfung der Schwingungen, wie sie durch Bedeckung durch das Medium oder durch Ansatz an der schwingfähigen Einheit möglich ist. Die damit verbunden Aussagen wären „teilweise Bedeckung" bzw. „starke Bedeckung". Liegt die Abweichung der Frequenz bzw. die damit verbundene Aussage über die teilweise Bedeckung innerhalb eines vorgebbaren Bereichs, so kann aufgrund der zweiten Kenngröße damit immer noch die Prozessgröße zuverlässig bestimmt und/oder überwacht werden. Geht die Frequenzänderung nur bis zu einem vorgegebenen Wert, so kann die schwingfähige Einheit immer noch frei schwingen, wobei die Reduktion der Frequenz auf Ansatz zurückzuführen ist. Gleichzeitig lässt sich auch eine diesbezügliche Meldung über Ansatz und die damit verbundene Empfehlung einer Reinigung generieren. Liegt die Frequenz tiefer, jedoch noch innerhalb des Fehlerzu- standsbereichs, so ist dafür das Medium ursächlich verantwortlich und somit wird aufgrund der zweiten Kenngröße Frequenz die Bedecktmeldung ausgegeben. Die gleichzeitige Erhöhung der Amplitude ist dabei auf Fremdvibrationen zurückzuführen. Liegt jedoch die Frequenz unterhalb dieses Fehlerzustandsbereichs, so ist eine Alarmmeldung auszugeben und eine eigentliche Messung ist nicht mehr möglich.

[0009] Im umgekehrten Fall, dass die Frequenz oberhalb der Luftfrequenz liegt, ergibt sich aus der Frequenz die Aussage, dass die schwingfähige Einheit mehr als frei schwingt. Eine solche Erhöhung der Frequenz ist daher vermutlich das Ergebnis von Korrosion oder Abrasion an der mechanisch schwingfähigen Einheit. Dies lässt sich signalisieren, wobei gleichzeitig auch die Anzeige: „Sensor frei" möglich ist, wenn die Frequenz wiederum nicht oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt. Ist die Frequenz noch höher, so handelt es sich bei den Schwingungen vermutlich um das Ergebnis elektromagnetischer Einstrahlungen auf die Empfangsleitung, über welcher die detektierten Schwingungen resp. die daraus gewonnenen elektrischen Signale übertragen werden. Solche Einstrahlungen sind jedoch besonders dann dominant, wenn das eigentliche Signal sehr gering ist, d.h. wenn die mechanisch schwingfähige Einheit bedeckt ist. Somit wird in diesem Fall die Prozessgröße derartig bestimmt, dass der Füllstand erreicht wurde.

[0010] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung derartig gelöst, dass die Auswerteeinheit aus den empfangenen mechanischen Schwingungen mindestens eine zweite Kenngröße bestimmt, und dass die Auswerteeinheit die erste Kenngröße und/ oder eine aus der ersten Kenngröße bestimmte erste Aussage über die Prozessgröße mit der zweiten Kenngröße und/oder einer aus der zweiten Kenngröße bestimmten zweiten Aussage über die Prozessgröße vergleicht. Die Erfindung besteht somit darin, dass aus den mechanischen Schwingungen zumindest zwei Kenngrößen - z.B. Amplitude und Frequenz - bestimmt werden. Beide erlauben Aussagen in Bezug auf die Prozessgröße und somit sollten sich im Idealfall beide Kenngrößen bzw. beide Aussagen entsprechen. Unterscheiden sich die Kenngrößen resp. die damit verbundenen Aussagen, so muss eine Änderung in den Prozessbedingungen gegeben sein, die Auswirkungen auf die Schwingungen der schwingfähigen Einheit hat. Dabei kann es sich um Fremdvibrationen, Ansatz an der schwingfähigen Einheit, Abrasion oder Korrosion handeln. Dadurch, dass zwei Kenngrößen herangezogen werden, ergibt sich ein Mehr an Information, welches für die sichere Bestimmung der Prozessgröße genutzt werden kann bzw. aus welcher sich Warnmeldungen und Alarmmeldungen ableiten lassen. Stimmen also beide Kenngrößen in Bezug auf die damit verbundenen Aussagen miteinander überein, so ist alles in Ordnung, und für den Fall der Abweichungen müssen entsprechende Reaktionen ausgebildet werden.

[0011] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass in der Auswerteeinheit für die erste Aussage oder die erste Kenngröße ein erster Toleranzbereich und für die zweite Aussage oder die zweite Kenngröße ein zweiter Toleranzbereich abgespeichert ist, wobei der zweite Toleranzbereich dem ersten Toleranzbereich oder der ersten Kenngröße oder der ersten Aussage zugeordnet ist, und dass die Auswerteeinheit über die erste oder zweite Kenngröße die Prozessgröße in dem Fall überwacht und/oder bestimmt, dass die zweite Aussage oder die zweite Kenngröße innerhalb des zweiten Toleranzbereichs liegt. Die Kenngrößen sind Messwerte und unterliegen somit gewissen Schwankungen. Daher werden vorteilhafterweise für die Kenngrößen jeweils Toleranzbereiche vorgegeben. Handelt es sich beispielsweise bei der mechanisch schwingfähigen Einheit um eine sog. Schwinggabel, so ist eine Abweichung der Frequenz relativ zur Luftfrequenz von beispielsweise 15% durchaus zulässig und im Rahmen des Tolerierbaren. Dabei ist die erste Kenngröße die Führungsgröße und ihr ist ein entsprechender Toleranzbereich für die zweite Kenngröße zugeordnet. D.h. je nach dem Wert der ersten Kenngröße bestimmt sich auch der Bereich, innerhalb dessen die zweite Kenngröße liegen darf. Liegt die zweite Kenngröße innerhalb des zulässigen und der ersten Kenngröße bzw. deren Toleranzbereich zugeordneten Toleranzbereichs, so führen beide Kenngrößen zum gleichen Ergebnis und die Prozessgröße kann aus einer der beiden Kenngrößen bestimmt werden.

[0012] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass in der

Auswerteeinheit für die zweite Aussage oder die zweite Kenngröße ein zweiter Fehler- zustandsbereich hinterlegt ist, wobei der zweite Fehlerzustandsbereich dem zweiten Toleranzbereich oder dem ersten Toleranzbereich oder der ersten Kenngröße oder der ersten Aussage zugeordnet ist, dass die Auswerteeinheit über die zweite Kenngröße die Prozessgröße in dem Fall überwacht und/oder bestimmt, dass die zweite Aussage oder die zweite Kenngröße außerhalb des zweiten Toleranzbereichs und innerhalb des zweiten Fehlerzustandsbereichs liegt. Eine damit verbundene Ausgestaltung sieht vor, dass die Auswerteeinheit eine Alarmmeldung in dem Fall ausgibt, dass die zweite Aussage oder die zweite Kenngröße außerhalb des zweiten Fehlerzustandsbereichs liegt. Der zweiten Kenngröße ist nicht nur ein Toleranzbereich, sondern auch ein Fehlerzustandsbereich zugeordnet. Unterscheiden sich die beiden Kenngrößen in Bezug auf ihre Aussagen, so liegt zumindest die zweite Kenngröße bzw. die damit verbundene Aussage außerhalb des Toleranzbereichs. Liegt die Abweichung jedoch innerhalb des Fehlerzustandsbereichs, so ist eine Prozessbedingung gegeben, die sich auf die Schwingungen auswirkt, die jedoch nicht so stark ist, dass nicht dennoch eine Bestimmung der Prozessgröße möglich wäre. Für diesen Fall ist es jedoch sinnvoller, die Prozessgröße aus der zweiten Kenngröße abzuleiten, weil diese Kenngröße weniger unter der Prozessbedingung Änderungen erfährt als die erste Kenngröße. Gleichzeitig kann jedoch dennoch eine Meldung bzgl. der Veränderung der Prozessbedingung, z.B. Ansatz, Abrasion oder Korrosion als Warnmeldung ausgegeben werden, wenn dieses durch den Benutzer erwünscht wird. Für die Auswertung der Prozessgröße aus der zweiten Kenngröße sind daher die entsprechend erforderlichen Grenzen und Werte in der Auswerteeinheit zu hinterlegen, d.h. die Auswerteeinheit muss auch in der Lage sein, aus zwei unterschiedliche Kenngrößen die Prozessgröße zu bestimmen. Liegt die Abweichung jedoch außerhalb des Fehlerzustandsbereichs, so ist ein Alarm auszugeben und eine Auswertung der Prozessgröße aus der zweiten Kenngröße ist ebenfalls möglich.

[0013] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass es sich bei der ersten Kenngröße um die Amplitude der empfangenen mechanischen Schwingungen handelt, und dass es sich bei der zweiten Kenngröße um die Frequenz der empfangenen mechanischen Schwingungen handelt. Es handelt sich also besonders um eine Vorrichtung, welche aus der Amplitude die Prozessgröße bestimmt. Bei dem Medium kann es sich daher vorzugsweise um ein Schüttgut handeln. Bei Bedeckung der schwingfähigen Einheit durch das Schüttgut ändert sich die Frequenz üblicherweise nicht, sondern die Amplitude wird nur verringert. Die Frequenz kann jedoch als zweite Kenngröße, d.h. als Korrektiv eingesetzt werden. Dies besonders in dem Fall, dass die Amplitude oberhalb eines bestimmten Werts liegt, also das freie Schwingen anzeigt.

[0014] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei der Prozessgröße um den Füllstand oder die Dichte oder die Viskosität des Mediums handelt. Dies sind übliche Prozessgrößen. Bei Schüttgütern handelt es sich bevorzugt um den Füllstand des Mediums.

[0015] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei dem Medium um ein Schüttgut handelt.

[0016] Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

[0017] Fig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

[0018] Fig. 1 zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands des Mediums 1, bei welchem es sich hier um ein Schüttgut handeln soll, in einem Behälter 2. Die Vorrichtung besteht aus einer mechanisch schwingfähigen Einheit 5, welche hier eine Schwinggabel mit zwei Gabelzinken ist. Diese Schwinggabel 5 wird über eine Antriebs-/Empfangseinheit 6 - hierbei handelt es sich beispielsweise um ein piezoelektrisches Element - zu mechanischen Schwingungen angeregt. Die Schwingungen werden wiederum detektiert und von der Auswerteeinheit 7 ausgewertet. Hier ist die Auswerteeinheit 7 separat gezeichnet, sie kann jedoch auch mit der mechanisch schwingfähigen Einheit 5 eine kompakte Gesamteinheit bilden. Über die Eingabeeinheit 8 ist es für den Bediener möglich, das erfindungsgemäße Verfahren ein- oder auszuschalten, d.h. der Benutzer kann die Diagnosefunktion der Auswerteeinheit 7 aktivieren oder deaktivieren.

[0019] Die Auswerteeinheit 7 bestimmt aus den empfangenen mechanischen

Schwingungen zwei Kenngrößen: erste Kenngröße ist die Amplitude, zweite Kenngröße ist die Frequenz. Bei Schüttgütern ändert sich üblicherweise nur die Amplitude, so dass dies die Führungsgröße ist. Liegt die Amplitude unterhalb eines vorgegeben Werts, so ist dies üblicherweise auf die Bedeckung durch das Medium 1 zurückzuführen, so dass die Frequenz nicht zusätzlich betrachtet werden muss, d.h. es wird die Bedecktmeldung für den Füllstand als Prozessgröße ausgegeben.

[0020] Liegt jedoch die Amplitude oberhalb des Grenzwerts, so kann dies auch das Ergebnis von besonderer Prozessbedingungen sein, bzw. es lassen sich aus den Schwingungen zusätzliche Aussagen als Diagnose ableiten. Für die weitere Betrachtung sei also stets vorausgesetzt, dass die Amplitude oberhalb des Grenzwerts liegt, dass sich also aus der Amplitude die Aussage „freies Schwingen" bzw. „Füllstand ist nicht erreicht" ergibt. Liegt die Frequenz innerhalb einer gewissen Bandbreite, die sich aus der Luftfrequenz, also aus der durch das Medium unbedeckten Schwingung in Luft ergibt, so ist auch die Aussage aus der Frequenz, dass der sich durch die Ausgestaltung der Vorrichtung bzw. sich aus der Einbauhöhe ergebende Füllstand nicht erreicht ist. Somit stimmen beide Aussagen miteinander überein, bzw. die Kenngrößen entsprechen sich. Für die Kenngrößen sind jeweils Toleranzbereiche vorgegeben. In diesem Fall der Übereinstimmung kann die Prozessgröße aus jeder der beiden Kenngrößen bestimmt werden.

[0021] Unterscheiden sich die beiden Aussagen, so liegt es nahe, dass dies durch die Prozessbedingungen verursacht worden ist. Wird die Luftfrequenz außerhalb des Toleranzbereichs von der Frequenz unterschritten, so deutet dies auf eine Art von Bedeckung der mechanisch schwingfähigen Einheit 5 durch das Medium 1. Dies steht somit im Gegensatz zur Aussage, die sich aus der Amplitude ergibt. Ist die Abweichung der Frequenz nur gering, so kann geschlussfolgert werden, dass sich Ansatz an der mechanisch schwingfähigen Einheit 5 befindet, dass jedoch nichts- destotrotz der Füllstand noch nicht erreicht worden ist. Somit ist die Aussage über die Prozessgröße, dass der Füllstand unterhalb des Grenzwertes liegt, und die Aussage für den Benutzer ist, dass eben ggf. eine Reinigung der mechanisch schwingfähigen Einheit 5 erforderlich ist. Ob dieser Hinweis ausgegeben wird, kann jedoch von der Vorgabe des Benutzers abhängen, welche dieser über die Eingabeeinheit 8 bekannt gibt. Liegt die Frequenz der Schwingungen noch tiefer, so muss davon ausgegangen werden, dass die ermittelte Amplitude auf Fremdvibrationen zurückzuführen ist, und dass gleichzeitig doch der Fall der Bedeckung durch das Medium 1 gegeben ist. Liegt die Frequenz sogar unterhalb des Fehlerzustandsbereichs, so ist ein Alarm auszugeben.

[0022] Liegt die Frequenz oberhalb des Toleranzbereichs, so ergibt sich daraus die

Aussage, dass die mechanisch schwingfähige Einheit 5 mehr als frei schwingt. Für eine solche Erhöhung der Schwingfrequenz ist üblicherweise Korrosion oder Abrasion verantwortlich zu machen. Dies ist ein Fall, der, falls es im Interesse des Benutzers liegt, mit einer Geräteausfallmeldung versehen wird, da ein solcher Abbau der schwingfähigen Einheit 5 nur durch eine Ersetzung ausgeglichen werden kann. Nichtsdestotrotz lässt sich aus einer solchen erhöhten Frequenz auf den Freizustand schließen. Ist die Frequenz jedoch oberhalb eines oberen Grenzwerts, so liegt es nahe, dass die Schwinggabel 5 bedeckt ist und dass die Amplitude und die Frequenz das Ergebnis einer rückgekoppelten und verstärkten elektromagnetischen Einstrahlung auf die Empfangsleitung sind. Daher sollte hier für die Prozessgröße die Bedecktmeldung ausgegeben werden.

[0023] Dieses Beispiel lässt sich daher wie folgt zusammenfassen:

[0024] Unterschreitet die Amplitude als erste Kenngröße einen vorgegebenen Grenzwert, so kann auch direkt aus ihr die Prozessgröße bestimmt werden.

[0025] Überschreitet die Amplitude den Grenzwert, so wird die Frequenz als zweite

Kenngröße wichtig. Liegt die Frequenz innerhalb eines Toleranzbereichs - dies kann beispielsweise in Relation zur Luftfrequenz als 100% +-15% betragen -, so ergeben sich aus Amplitude und Frequenz die gleichen Aussagen und die Prozessbedingungen sind in Ordnung und auch die Prozessgröße kann zuverlässig aus einer der beiden Kenngrößen bestimmt werden. Liegt die Frequenz außerhalb des Toleranzbereichs, so ist es sicherer, die Prozessgröße aus der Frequenz zu bestimmen. Die Frequenz erlaubt dabei zusätzliche Aussage über die Prozessbedingungen wie Ansatz oder Korrosion bzw. Abrasion. Weiterhin liegt die hohe Amplitude vermutlich im Auftreten von Fremdvibrationen begründet. Für die Frequenz ist dabei davon auszugehen, dass eine Änderung bis 70% bis 200% immer noch mit einem Freizustand zu vereinbaren ist, wobei Ansatz bzw. Korrosion gegeben ist. Frequenzen außerhalb dieser Werte deuten jedoch auf den Bedecktzustand hin.

[0026] Bezugszeichenliste

[0027]

Tabelle 1

Medium

Behälter mechanisch schwingfähige Einheit Antriebs-/Empfangseinheit

Auswerteeinheit

Eingabeeinheit

Claims

Ansprüche

[0001] Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums (1) in einem Behälter (2), wobei eine mechanisch schwingfähige Einheit (5) zu mechanischen Schwingungen angeregt wird, wobei die mechanischen Schwingungen der mechanisch schwingfähigen Einheit (5) empfangen werden, wobei mindestens eine erste Kenngröße der empfangenen mechanischen Schwingungen bestimmt wird, und wobei aus der ersten Kenngröße mindestens eine erste Aussage über die Prozessgröße bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Kenngröße der empfangenen mechanischen Schwingungen bestimmt wird, dass aus der zweiten Kenngröße eine zweite Aussage über die Prozessgröße bestimmt wird, und dass die erste Aussage und die zweite Aussage miteinander verglichen werden.

[0002] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste

Aussage und die zweite Aussage jeweils ein Toleranzbereich vorgegeben wird, und dass in dem Fall, dass sich die erste und die zweite Aussage innerhalb der Toleranzbereiche entsprechen, die Prozessgröße über die erste oder die zweite Kenngröße bestimmt und/oder überwacht wird.

[0003] Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehlerzu- standsbereich vorgeben wird, dass in dem Fall, dass sich über die Toleranzbereiche hinaus die erste und die zweite Aussage voneinander unterscheiden und die Abweichungen der Aussagen voneinander innerhalb des Fehlerzu- standsbereichs liegen, die Prozessgröße über die zweite Kenngröße bestimmt und/oder überwacht wird.

[0004] Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass die Abweichungen der Aussagen voneinander außerhalb des Fehlerzu- standsbereichs liegt, eine Alarmmeldung ausgegeben wird.

[0005] Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums (1) in einem Behälter (2), mit einer mechanisch schwingfähigen Einheit (5), mit einer Antriebs-/Empfangseinheit (6), welche die mechanisch schwingfähige Einheit (5) zu mechanischen Schwingungen anregt, und welche die mechanischen Schwingungen der mechanisch schwingfähigen Einheit (5) empfängt, und mit einer Auswerteeinheit (7), welche aus den empfangenen mechanischen Schwingungen mindestens eine erste Kenngröße bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (7) aus den empfangenen mechanischen Schwingungen mindestens eine zweite Kenngröße bestimmt, und dass die Auswerteeinheit (7) die erste Kenngröße und/oder eine aus der ersten Kenngröße bestimmte erste Aussage über die Prozessgröße mit der zweiten Kenngröße und/oder einer aus der zweiten Kenngröße bestimmten zweiten Aussage über die Prozessgröße vergleicht.

[0006] Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (7) für die erste Aussage oder die erste Kenngröße ein erster Toleranzbereich und für die zweite Aussage oder die zweite Kenngröße ein zweiter Toleranzbereich abgespeichert ist, wobei der zweite Toleranzbereich dem ersten Toleranzbereich oder der ersten Kenngröße oder der ersten Aussage zugeordnet ist, und dass die Auswerteeinheit (7) über die erste oder zweite Kenngröße die Prozessgröße in dem Fall überwacht und/oder bestimmt, dass die zweite Aussage oder die zweite Kenngröße innerhalb des zweiten Toleranzbereichs liegt.

[0007] Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (7) für die zweite Aussage oder die zweite Kenngröße ein zweiter Fe hlerzustandsbereich hinterlegt ist, wobei der zweite Fehlerzustandsbereich dem zweiten Toleranzbereich oder dem ersten Toleranzbereich oder der ersten Kenngröße oder der ersten Aussage zugeordnet ist, dass die Auswerteeinheit (7) über die zweite Kenngröße die Prozessgröße in dem Fall überwacht und/oder bestimmt, dass die zweite Aussage oder die zweite Kenngröße außerhalb des zweiten Toleranzbereichs und innerhalb des zweiten Fehlerzustandsbereichs liegt.

[0008] Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (7) eine Alarmmeldung in dem Fall ausgibt, dass die zweite Aussage oder die zweite Kenngröße außerhalb des zweiten Fehlerzustandsbereichs liegt.

[0009] Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der ersten Kenngröße um die Amplitude der empfangenen mechanischen Schwingungen handelt, und dass es sich bei der zweiten Kenngröße um die Frequenz der empfangenen mechanischen Schwingungen handelt.

[0010] Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der

Prozessgröße um den Füllstand oder die Dichte oder die Viskosität des Mediums (1) handelt.

[0011] Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem

Medium (1) um ein Schüttgut handelt.