CN103180695B - 具有振动类型的测量变换器的测量系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于测量在管路中流动的介质的密度和/或质量流量的测量系统。测量系统包括用于激活测量变换器并用于评估从测量变换器传送的振荡测量信号的振动类型的测量变换器。测量变换器包括:变换器壳体,其添加具有正好四个相互间隔开的流动开口的入口侧分流器和具有正好四个相互间隔开的流动开口的出口侧壳体端部;正好四个测量管,其连接到分流器,用于沿平行连接的流动路径引导流动的介质;机电激励器机构,其用于产生和/或维持四个测量管的机械振荡;以及振动传感器装置,其对测量管的振动作出反应,用于产生代表测量管的振动的振荡测量信号。变送器电子设备包括用于激励器机构的驱动电路和测量电路,测量电路在应用由振动传感器装置传送的至少一个振荡测量信号时产生代表介质的密度的密度测量值和/或代表质量流量的质量流量测量值。为了产生密度测量值和/或质量流量测量值,本发明的测量系统的测量电路校正从测量变换器传送的振荡测量信号的至少一个特征变量的变化。该变化尤其是可以由测量变换器中应力状态的变化和/或测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差引起的。
Description
技术领域
本发明涉及用于测量在管路中可流动地引导的介质,尤其是气体、液体、粉末或其它可流动物质的振动类型的测量变换器,尤其是用于测量至少有时以大于2200t/h,尤其是大于2500t/h的质量流量在管路中流动的介质的密度和/或质量流量,尤其是还用于测量在一定时间间隔内累计的质量流量。另外,本发明涉及具有这种测量变换器的测量系统。
背景技术
在用于测量在管路中流动的介质的物理参数,比如,例如,质量流量、密度和/或粘度的过程测量和自动技术中通常使用测量系统(尤其是作为紧凑地构造的管线式测量设备开发的测量系统),这种测量系统借助于介质流过的振动类型的测量变换器以及连接至其的测量电路和驱动电路在介质中引起反作用力,比如,例如对应于质量流量的科里奥利力、对应于介质密度的惯性力和/或对应于介质粘度的摩擦力等,并且由于这些反作用力而产生代表介质的特定质量流量、粘度和/或密度的测量信号。这种测量变换器,尤其是作为科里奥利质量流量计或科里奥利质量流量/密度计实现的测量变换器例如在EP-A1001254、EP-A553939、US-A4,793,191、US-A2002/0157479、US-A2006/0150750、US-A2007/0151368、US-A5,370,002、US-A5,796,011、US-B6,308,580、US-B6,415,668、US-B6,711,958、US-B6,920,798、US-B7,134,347、US-B7,392,709或WO-A03/027616中进行了详细和详尽地描述。
每个测量变换器都包括变换器壳体,该变换器壳体具有:1)入口侧第一壳体端部至少部分地借助于具有正好两个相互间隔开的圆柱形或锥形或者圆锥形流动开口的第一分流器形成、和2)出口侧第二壳体端部至少部分地借助于具有准确地两个相互间隔开的流动开口的第二分流器形成。在US-A5,796,011、US-B7,350,421或US-A2007/0151368中所示的某些测量变换器的情形中,变换器壳体包括至少形成变换器壳体的中间节段的相当壁厚的圆柱形管状节段。
为了引导至少有时流动的介质,测量变换器在每种情形中还包括由金属,尤其是钢或钛制成的正好两个测量管,这两个测量管被连接使得介质能够平行流动并且定位在变换器壳体内并借助于前述的分流器可振荡地保持在变换器壳体中。通常,相同地构造并相对于彼此平行地延伸的测量管中的第一测量管以入口侧第一测量管端部通入入口侧第一分流器的第一流动开口并且以出口侧第二测量管端部通入出口侧第二分流器的第一流动开口,并且测量管中的第二测量管以入口侧第一测量管端部通入第一分流器的第二流动开口且以出口侧第二测量管端部通入第二分流器的第二流动开口。每个分流器在每种情形中另外包括具有密封表面的法兰,用于将测量变换器不透流体地连接到管路的管状节段,该管状节段分别用于分别地将介质供应到测量变换器以及将介质从测量变换器移除。
为了产生上述反作用力,使测量管在操作期间振动,这由用于在所谓的期望模式中产生或视情况而定维持测量管的机械振荡,尤其是弯曲振荡的激励器机构驱动。以期望模式振荡,通常,尤其是在测量变换器作为科里奥利质量流量计和/或密度计应用的情形中,至少部分地发展为侧向弯曲振荡且在介质流过测量管的情形中,由于其中引入的科里奥利力的结果,发展为在所谓的科里奥利模式中叠加的另外的相等频率振荡。因此,此处通常电动力学激励器机构在直的测量管的情形中以这样的方式实施,使得以此,两个测量管在期望模式中,至少部分地,尤其是也主要地可激励为对于在共享振荡平面中区别地—因而通过同时地沿共享作用线但在相反方向上作用的激励力引入的相反相等的,因此相反相位的弯曲振荡。
为了记录借助于激励器机构激励的测量管的振动,尤其是弯曲振荡并为了产生代表振动的振荡测量信号,测量变换器另外地在每一种情形中具有对测量管的相对运动起作用的通常同样的电动力学的振动传感器装置。通常,振动传感器装置借助于区别地记录测量管的振荡(因此仅记录测量管的相对运动)的入口侧振荡传感器以及借助于区别地记录测量管的振荡的出口侧振荡传感器而形成。通常彼此相同地构造的每一个振荡传感器借助于保持在第一测量管上的永磁体和保持在第二测量管上并由永磁体的磁场穿透的圆柱形线圈形成。
在操作中,上述的借助于两个测量管以及附接至其的激励器机构和振动传感器装置形成的测量变换器的内部部分至少有时借助于机电激励器机构激励,以按期望模式在至少一个主要的、期望的振荡频率下执行机械振荡。用于在期望模式中的振荡的振荡频率在该情形中通常被选择为内部部分的自然的、瞬时的谐振频率,其依次基本上取决于测量管的尺寸、形状和材料以及还取决于介质的瞬时密度两者;在给定情形中,该期望的振荡频率也可以明显地受介质的瞬时粘度影响。作为被测量的介质的波动密度的结果和/或作为在操作期间发生的介质变化的结果,在测量变换器的操作期间期望的振荡频率自然地至少在校准的且因此预定的期望频带内变化,其相应地具有预定的上限频率和预定的下限频率。
为了限定测量管的自由振荡长度并与此相关的为了调节期望频率的频带,上述类型的测量变换器另外最常见地包括至少一个入口侧联接元件以及至少一个出口侧联接元件,该至少一个入口侧联接元件固定到两个测量管并与两个分流器间隔开,用于形成用于两个测量管的相反相等振动,尤其是弯曲振荡的入口侧振荡节点,该至少一个出口侧联接元件固定到两个测量管并与两个分流器间隔开并且也与入口侧联接元件间隔开,用于形成用于两个测量管的相反相等振动,尤其是弯曲振荡的出口侧振荡节点。在直的测量管的情形中,在这种情形中,入口侧联接元件和出口侧联接元件(因此属于内部部分的联接元件)之间的最小距离对应于测量管的自由振荡长度。借助于联接元件,另外,还有内部部分的振荡品质因子,以及还有测量变换器的灵敏度,总体上能够以这样的方式被影响,使得对于需要的测量变换器的最小灵敏度,提供至少一个最小的自由振荡长度。
与此同时,振动类型的测量变换器的领域中的发展已经达到了这样一个水平,其中所述类型的现代测量变换器对于流量测量技术的宽应用范围而言可以满足关于测量结果的精度和重复性的最高要求。因此,这种测量变换器实际上对于从几l/h(克每小时)直到某些t/min(吨每分钟)的质量流量,对于液体在高达100巴或对于气体甚至超过300巴的压力下应用。在该情形中,实现的测量精度通常约为实际值的99.9%,或者超过99.9%,或者约0.1%的测量误差,其中保证的测量范围的下限可相当容易地为测量范围端值的约1%。由于其使用机会的高的带宽,振动类型的工业级测量变换器在位于1mm和250mm之间的标称直径范围中的标称直径(对应于要连接到测量变换器的管路的口径或者在连接法兰处测量的测量变换器的口径)且在最大标称质量流量2200t/h下可用,在每一种情形中,压力损失小于1巴。测量管的口径在每一种情形中例如位于80mm和100mm之间的范围。
尽管以下事实,即,与此同时,用于具有非常高的质量流量以及与此相关的远远超过100mm的非常大的口径的管路中的测量变换器已经变得可用,但是也对于约300mm或更大的仍较大的管路口径或者2500t/h或更大的质量流量来说,例如,对于在石油化学工业或石油、天然气、燃料等的运输和传输的领域中的应用来说,在获得高精度和低压力损失的测量变换器方面仍有很大的兴趣。在从现有技术,尤其是从EP-A1001254、EP-A553939、US-A4,793,191、US-A2002/0157479、US-A2007/0151368、US-A5,370,002、US-A5,796,011、US-B6,308,580、US-B6,711,958、US-B7,134,347、US-B7,350,421或WO-A03/027616已知的已经建立的测量变换器设计的相应地规模加大的情形中,这导致以下事实,即,几何尺寸将额外地大,尤其是对应于两个法兰的密封表面之间的距离的安装长度,且在弯曲的测量管的情形中,测量变换器的最大侧向延伸,尤其是用于期望的振荡特性、需要的机械承载能力(尤其是对于防止对于测量管的振荡行为重要的测量变换器的可能变形所需要的承载能力)的尺寸,以及最大容许的压力损失。连同此,还有测量变换器的空载质量不可避免地增加,其中大标称直径的常规测量变换器已经具有约400kg的空载质量。对例如根据US-B7,350,421或US-A5,796,011构造的具有两个弯曲的测量管的测量变换器关于其按比例加大到更大的标称直径进行的调查例如已经表明,对于大于300mm的标称直径,按比例加大的常规测量变换器的空载质量将远远超过500kg,伴随大于3000mm的安装长度和大于1000mm的最大侧向延伸。结果是,可以认为,工业等级的、可大量生产的、具有远远超过300mm的标称直径的常规设计和材料的测量变换器由于技术可执行性以及还由于经济考虑而在可预见的将来是不能够预期的。
发明内容
从上面叙述的现有技术出发,因此,本发明的目的是提供一种具有高灵敏度和高振荡品质因子的振动型测量变换器的测量系统,其在大于2200t/h的大质量流量的情形中还引起仅小于1巴的小压力损失并且还具有在超过250mm的大标称直径下尽可能紧凑地与尽可能小的安装重量相关联的构造。而且,借助于测量变换器形成的测量系统应具有对测量变换器中的应力条件的可能变化来说尽可能小的横向灵敏度,例如,作为测量变换器内的温度变化或温度梯度的结果和/或作为在外部作用在测量变换器上的力,比如,例如经由连接的管路引入的夹紧力的结果。
为了实现该目的,本发明涉及一种用于测量至少有时在管路中流动的介质的密度和/或质量流量,例如,还有在时间间隔内总计的总质量流量,和/或粘度的测量系统,所述介质例如为气体、液体、粉末或其它可流动物质,例如以大于2200t/h的质量流量流动的介质。
测量系统,例如,作为管线式测量设备和/或紧凑地构造的测量设备实现的测量系统,包括用于产生振荡测量信号,例如用于记录密度和/或质量流量和/或粘度的振荡测量信号的振动类型的测量变换器。
测量变换器包括变换器壳体,例如,基本上管状的和/或外部圆柱形的变换器壳体,所述变换器壳体的入口侧第一壳体端部借助于在每一种情形中具有正好四个相互间隔开的流动开口,例如,圆柱形的或圆锥形的流动开口的入口侧第一分流器形成,并且所述变换器壳体的出口侧第二壳体端部借助于在每一种情形中具有正好四个相互间隔开的流动开口,例如,圆柱形的或圆锥形的流动开口的出口侧第二分流器形成,
正好四个测量管,其输送流动的介质并连接到分流器,例如,相同地构造的分流器,用于形成被连接以用于平行流动的流动路径,例如,仅借助于所述分流器可振荡地保持在变换器壳体中的四个这样的测量管和/或彼此相同地构造的四个这样的测量管和/或至少相对于彼此成对地平行的四个这样的测量管和/或直的四个这样的测量管,所述测量管中的第一测量管,例如,圆柱形的第一测量管以入口侧第一测量管端部通入第一分流器的第一流动开口内并以出口侧第二测量管端部通入第二分流器的第一流动开口内,所述测量管中的第二测量管,例如,圆柱形的第二测量管以入口侧第一测量管端部通入第一分流器的第二流动开口内并以出口侧第二测量管端部通入第二分流器的第二流动开口内,所述测量管中的第三测量管,例如,圆柱形的第三测量管以入口侧第一测量管端部通入第一分流器的第三流动开口内并以出口侧第二测量管端部通入第二分流器的第三流动开口内,并且所述测量管中的第四测量管,例如,圆柱形的第四测量管以入口侧第一测量管端部通入第一分流器的第四流动开口内并以出口侧第二测量管端部通入第二分流器的第四流动开口内,
机电激励器机构,其用于产生和/或维持四个测量管的机械振荡,例如,弯曲振荡,并借助于第一振荡激励器,例如,电动力学第一振荡激励器和/或区别地激励第一测量管相对于第二测量管的振荡的第一振荡激励器而形成,其中激励器机构实施为使得与激励器机构有关的第一测量管和第二测量管在操作期间可激励以在共享的虚第一振荡平面中执行相反相等的弯曲振荡,并且第三测量管和第四测量管在操作期间被激励以在共享的虚第二振荡平面,例如,与第一振荡平面基本上平行的第二振荡平面中执行相反相等的弯曲振荡,以及
振动传感器装置,其用于产生代表测量管的振动,例如,弯曲振荡的振荡测量信号并且对测量管的振动,尤其是借助于激励器机构激励的弯曲振荡作出反应,例如为电动力学振动传感器装置和/或借助于相互相同地构造的振荡传感器形成的振动传感器装置。
而且,测量系统包括变送器电子设备,其与测量变换器电联接,例如,布置在与变换器壳体机械地连接的电子设备壳体中的变送器电子设备,用于激活测量变换器,尤其是其激励器机构,并用于评估从测量变换器传送的振荡测量信号。
变送器电子设备包括用于激励器机构的驱动电路,以及
测量电路,其例如借助于微计算机和/或数字信号处理器形成。测量电路在应用由振动传感器装置传送的至少一个振荡测量信号时产生代表介质的密度的密度测量值和/或代表其质量流量的质量流量测量值。在本发明的测量系统的情形中,用于产生密度测量值和/或质量流量测量值的测量电路还适合于校正由测量变换器传送的振荡测量信号的至少一个特征变量(例如,信号频率)的变化,例如,其信号频率的变化和/或借助于振动传感器装置产生的两个振荡测量信号之间的相位差的变化,其中所述变化1)由测量变换器中的应力状态的变化,例如,伴随测量变换器的热相关的变形和/或由外力实现的变形的应力状态的变化,和/或2)由测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态,例如,之前在测量系统的制造者侧校准过程中和/或在安装位置执行校准中确定的参考应力状态的偏差引起,例如,该偏差伴随测量变换器的热相关的变形和/或由外力引起的测量变换器的变形。
根据本发明的第一实施方式,另外规定,要借助于测量电路校正的测量变换器中应力状态的所述变化(尤其是影响测量管的振荡行为和/或引起测量变换器的至少一个谐振频率的变化的变化)和/或测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态的所述偏差(尤其是影响测量管的振荡行为和/或引起测量变换器的至少一个谐振频率的变化的这种偏差)由测量变换器的变形(例如,热相关的变形和/或由外力引起的变形),例如,一个测量管或多个测量管的应变而产生。
根据本发明的第二实施方式,另外规定,测量电路借助于由振动传感器装置产生并代表例如测量管的两个或多模态振动,尤其是弯曲振荡并且具有例如不同信号频率的两个或更多个信号分量的至少一个振荡测量信号,确定测量变换器中应力条件的变化和/或测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差。可替代地或补充地,另外规定,测量电路借助于由振动传感器装置产生的至少一个振荡测量信号,例如,代表测量管的两个或多模态振动,尤其是弯曲振荡并且具有例如不同信号频率的两个或更多个信号分量的信号,校正从测量变换器传送的振荡测量信号的至少一个特征变量的变化(该变化由测量变换器中应力状态的变化或由测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差产生)。
根据本发明的第三实施方式,另外规定,四个测量管,尤其是相同口径和/或相同长度的测量管中的每一个具有达到大于60mm,尤其是大于80mm的口径。
根据本发明的第四实施方式,另外规定,第一分流器具有法兰,尤其是大于50kg的质量的法兰,用于将测量变换器连接到用于向测量变换器供应介质的管路的管状节段,并且第二分流器具有法兰,尤其是大于50kg的质量的法兰,用于将测量变换器连接到用于从测量变换器移除介质的管路的节段。进一步发展本发明的该实施方式,每一个法兰具有用于将测量变换器与在每一种情形中管路的相应管状节段不透流体地连接的密封表面,其中两个法兰的密封表面之间的距离限定测量变换器的安装长度,尤其是达到大于1200mm和/或小于3000mm的安装长度。尤其是,测量变换器另外地如此实施,使得在该情形中,对应于第一分流器的第一流动开口和第二分流器的第一流动开口之间的最小距离的第一测量管的测量管长度如此选择,以致测量变换器的测量管长度与安装长度比(如由第一测量管的测量管长度与测量变换器的安装长度之比定义的)达到大于0.7,尤其是大于0.8和/或小于0.95,和/或测量变换器的口径与安装长度比(如由第一测量管的口径与测量变换器的安装长度之比定义的)达到大于0.02,尤其是大于0.05和/或小于0.09。可替代地或补充地,测量变换器如此实施使得测量变换器的标称直径与安装长度比(如由测量变换器的标称直径与测量变换器的安装长度之比定义的)小于0.3,尤其是小于0.2和/或大于0.1,其中标称直径对应于在其路线中使用测量变换器的管路的口径。
在本发明的第五实施方式中,另外规定,对应于第一分流器的第一流动开口和第二分流器的第一流动开口之间的最小距离的第一测量管的测量管长度达到大于1000mm,尤其是大于1200mm和/或小于2000mm。
在本发明的第六实施方式中,另外规定,四个测量管中的每一个,尤其是具有相等口径的四个测量管中的每一个如此布置,使得四个测量管,尤其是具有相等长度的测量管中的每一个与变换器壳体的壳体侧壁的最小侧向分隔在每一种情形中大于0,尤其是大于3mm和/或大于相应管壁厚度的两倍;和/或两个相邻的测量管之间的最小侧向分隔在每一种情形中达到大于3mm和/或大于其相应管壁厚度的总和。
在本发明的第七实施方式中,另外规定,每一个流动开口如此布置,使得每一个流动开口与变换器壳体的壳体侧壁的最小侧向分隔在每一种情形中达到大于0,尤其是大于3mm,和/或大于测量管的最小管壁厚度的两倍;和/或流动开口之间的最小侧向分隔达到大于3mm和/或大于测量管的最小管壁厚度的两倍。
根据本发明的第八实施方式,另外规定,整个测量变换器的空载质量与第一测量管的空载质量的质量比大于10,尤其是大于15且小于25。
根据本发明的第九实施方式,另外规定,第一测量管,尤其是每一个测量管的空载质量M18大于20kg,尤其是大于30kg和/或小于50kg。
根据本发明的第十实施方式,另外规定,测量变换器的空载质量大于200kg,尤其是大于300kg。
根据本发明的第十一实施方式,另外规定,对应于要在其路线中使用测量变换器的管路的口径的测量变换器的标称直径达到大于100mm,尤其是大于300mm。以有利的方式,测量变换器另外地如此实施使得测量变换器的质量与标称直径比(如由测量变换器的空载质量与测量变换器的标称直径之比定义的)小于2kg/mm,尤其是小于1kg/mm,和/或大于0.5kg/mm。
根据本发明的第十二实施方式,另外规定,第一和第二测量管至少关于在每一种情形中构成其管壁的材料和/或关于其几何管尺寸,尤其是关于管长度、管壁厚、管外径和/或口径来说为相同的构造。
根据本发明的第十三实施方式,另外规定,第三和第四测量管至少关于在每一种情形中构成其管壁的材料和/或关于其几何管尺寸,尤其是关于管长度、管壁厚、管外径和/或口径来说为相同的构造。
根据本发明的第十四实施方式,另外规定,四个测量管关于构成其管壁的材料和/或关于其几何管尺寸,尤其是关于管长度、管壁厚、管外径和/或口径来说为相同的构造。然而,当可替代地,第三测量管以及还有第四测量管关于其几何管尺寸,尤其是关于管长度、管壁厚、管外径和/或口径来说与第一测量管和第二测量管不同时也是有利的。
在本发明的第十五实施方式中,另外规定,至少部分地构成四个测量管的管壁的材料为钛和/或锆和/或二联钢和/或超级二联钢。
根据本发明的第十六实施方式,另外规定,变换器壳体、分流器和测量管的管壁在每一种情形中由钢,例如不锈钢构成。
根据本发明的第十七实施方式,另外规定,至少第一测量管和第二测量管的最小弯曲振荡谐振频率基本上相等且至少第三和第四测量管的最小弯曲振荡谐振频率基本上相等。在该情形中,所有四个测量管的最小弯曲振荡谐振频率可保持基本上相等,或者然而,也可以仅保持成对地相等。
根据本发明的第十八实施方式,另外规定,第一分流器的四个流动开口如此布置使得第一分流器的流动开口的与横截面积,尤其是圆形横截面积相关的虚面积重心形成虚正方形的顶点,其中所述横截面积位于垂直于测量变换器的纵向轴线,尤其是平行于测量变换器的主流动轴线的纵向轴线延伸的第一分流器的共享的虚切割平面中。
在本发明的第十九实施方式中,另外规定,第二分流器的四个流动开口如此布置使得第二分流器的流动开口的与横截面积,尤其是圆形横截面积相关的虚面积重心形成虚正方形的顶点,其中所述横截面积位于垂直于测量变换器的纵向轴线,尤其是平行于测量变换器的主流动轴线的纵向轴线延伸的第二分流器的共享的虚切割平面中。
根据本发明的第二十实施方式,另外规定,变换器壳体的中间节段借助于直管,例如,圆柱形直管形成。
根据本发明的第二十一实施方式,另外规定,变换器壳体基本上管状地实现,例如,圆柱形地实现。在该情形中,另外规定,变换器壳体具有大于150mm,尤其是大于250mm的最大壳体内径,尤其是以这样的方式使得测量变换器的壳体与测量管内径比(如由最大壳体内径与第一测量管的口径之比定义的)大于3,尤其是大于4和/或小于5,和/或测量变换器的壳体内径与标称直径比(如由测量变换器的最大壳体内径与标称直径之比定义的)小于1.5,尤其是小于1.2和/或大于0.9,其中标称直径对应于要在其路线中使用测量变换器的管路的口径。测量变换器的壳体内径与标称直径比在每一种情形中可以以有利的方式例如也等于1。
根据本发明的第二十二实施方式,另外规定,振动传感器装置借助于入口侧第一振荡传感器,尤其是电动力学传感器和/或区别地记录第一测量管相对于第二测量管的振荡的传感器以及借助于出口侧第二振荡传感器,尤其是电动力学传感器和/或区别地记录第一测量管相对于第二测量管的振荡的传感器形成,尤其是以这样的方式使得对应于第一振荡传感器和第二振荡传感器之间的最小距离的测量变换器的测量长度达到大于500mm,尤其是大于600mm和/或小于1200mm,和/或测量变换器的口径与测量长度比(如由第一测量管的口径与测量变换器的测量长度之比定义的)达到大于0.05,尤其是大于0.09。另外,第一振荡传感器可借助于保持在第一测量管上的永磁体和由其磁场穿过并保持在第二测量管上的圆柱形线圈形成,而第二振荡传感器可借助于保持在第一测量管上的永磁体和由其磁场穿过并保持在第二测量管上的圆柱形线圈形成。
根据本发明的第二十三实施方式,另外规定,振动传感器装置借助于入口侧第一振荡传感器,尤其是电动力学传感器和/或区别地记录第一测量管相对于第二测量管的振荡的传感器,借助于出口侧第二振荡传感器,尤其是电动力学传感器和/或区别地记录第一测量管相对于第二测量管的振荡的传感器,借助于入口侧第三振荡传感器,尤其是电动力学传感器和/或区别地记录第三测量管相对于第四测量管的振荡的传感器,以及借助于出口侧第四振荡传感器,尤其是电动力学传感器和/或区别地记录第三测量管相对于第四测量管的振荡的传感器形成,这例如以这样的方式使得对应于第一振荡传感器和第二振荡传感器之间的最小距离的测量变换器的测量长度达到大于500mm,尤其是大于600mm和/或小于1200mm,和/或测量变换器的口径与测量长度比(如由第一测量管的口径与测量变换器的测量长度之比定义的)达到大于0.05,尤其是大于0.09。在该情形中,以有利的方式,第一和第三振荡传感器可以这样的方式串联地相互电连接,使得公共振荡测量信号代表第一和第三测量管相对于第二和第四测量管的共享入口侧振荡,和/或第二和第四振荡传感器可以这样的方式串联地相互电连接使得公共振荡测量信号代表第一和第三测量管相对于第二和第四测量管的共享出口侧振荡。可替代地或补充地,另外,第一振荡传感器可借助于保持在第一测量管上的永磁体和由其磁场穿过并保持在第二测量管上的圆柱形线圈形成,而第二振荡传感器可借助于保持在第一测量管上的永磁体和由其磁场穿过并保持在第二测量管上的圆柱形线圈形成,和/或第三振荡传感器可借助于保持在第三测量管上的永磁体和由其磁场穿过并保持在第四测量管上的圆柱形线圈形成,而第四振荡传感器可借助于保持在第三测量管上的永磁体和由其磁场穿过并保持在第四测量管上的圆柱形线圈形成。
根据本发明的第二十四实施方式,激励器机构借助于第二振荡激励器,例如电动力学激励器和/或激励第三测量管相对于第四测量管的不同振荡的激励器形成。在这种情形中,另外规定,第一振荡激励器和第二振荡激励器串联地相互电连接使得公共驱动信号激励第一测量管和第三测量管相对于第二测量管和第四测量管的共享振荡。例如,激励器机构的振荡激励器可借助于保持在第一测量管上的永磁体和由其磁场穿过并保持在第二测量管上的圆柱形线圈形成,并且其中例如,第二振荡激励器可借助于保持在第三测量管上的永磁体和由其磁场穿过并保持在第四测量管上的圆柱形线圈形成。
根据本发明的第一进一步发展,测量变换器还包括:第一板形加强元件,其用于调节第一测量管和第三测量管在基本上垂直于第一振荡平面和/或第二振荡平面的第三振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,该第一板形加强元件固定到第一测量管和第三测量管,并且实际上在每一种情形中固定到第一测量管或第三测量管的位于第一振荡激励器和第一分流器之间的节段;第二板形加强元件,其用于调节第二测量管和第四测量管在基本上垂直于第一振荡平面和/或第二振荡平面的第四振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,该第二板形加强元件固定到第二测量管和第四测量管,并且实际上在每一种情形中固定到第二测量管或第四测量管的位于第一振荡激励器和第一分流器之间的节段;第三板形加强元件,其用于调节第一测量管和第三测量管在第三振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,该第三板形加强元件固定到第一测量管和第三测量管,并且实际上在每一种情形中固定到第一测量管或第三测量管的位于第一振荡激励器和第二分流器之间的节段;以及第四板形加强元件,其用于调节第二测量管和第四测量管在第四振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,该第四板形加强元件固定到第二测量管和所述第四测量管,并且实际上在每一种情形中固定到第二测量管或第四测量管的位于第一振荡激励器和第二分流器之间的节段。对于振动传感器装置借助于入口侧第一振荡传感器和出口侧第二振荡传感器形成的情形,板形加强元件可例如以这样的方式布置在测量变换器中,使得第一板形加强元件沿着第一测量管(例如,离第三测量管最近)的直的侧向表面元件中的一个固定到第一测量管的位于第一振荡传感器和第一分流器之间的节段以及沿着第三测量管(例如,离第一测量管最近)的直的侧向表面元件中的一个固定到第三测量管的位于第一振荡传感器和第一分流器之间的节段,第二板形加强元件沿着第二测量管(例如,离第四测量管最近)的直的侧向表面元件中的一个固定到第二测量管的位于第一振荡传感器和第一分流器之间的节段以及沿着第四测量管(例如,离第二测量管最近)的直的侧向表面元件中的一个固定到第四测量管的位于第一振荡传感器和第一分流器之间的节段;所述第三板形加强元件沿着所述第一测量管(例如,离第三测量管最近)的直的侧向表面元件中的一个固定到所述第一测量管的位于第二振荡传感器和第二分流器之间的节段,以及沿着第三测量管(例如,离第一测量管最近)的直的侧向表面元件中的一个固定到第三测量管的位于第二振荡传感器和第二分流器之间的节段;并且第四板形加强元件沿着第二测量管(例如,离第四测量管最近)的直的侧向表面元件中的一个固定到第二测量管的位于第二振荡传感器和第二分流器之间的节段,以及沿着第四测量管(例如,离第二测量管最近)的直的侧向表面元件中的一个固定到第四测量管的位于第二振荡传感器和第二分流器之间的节段。另外,在这种情形中规定,四个板形加强元件,例如相同构造的板形加强元件中的每一个,在每一种情形中被如此实施和如此放置在测量变换器中,使得每一个板形加强元件具有对应于两个测量管的侧向表面元件之间的最小距离的高度,在每一种情形中,每一个板形加强元件沿着测量管的侧向表面元件固定,该高度比在所述侧向表面元件的方向上测量的所述板形加强元件的长度小,尤其是小多于一半。补充地,四个板形加强元件中的每一个可以另外地在每一种情形中如此实施使得每个板形加强元件的长度比所述板形加强元件的厚度大,尤其是大多于两倍。
根据本发明的第二进一步发展,测量变换器还包括用于增加测量管的振荡品质因子的多个环形加强元件,尤其是相同地构造的加强元件,其中每一个加强元件如此精确地放置在测量管之一上使得加强元件沿其外围表面元件中的一个围绕其夹紧。根据本发明的第二进一步发展的实施方式,在每一个所述测量管上放置至少四个环形加强元件,例如相同地构造的加强元件,尤其是以这样的方式放置,使得加强元件如此放置在测量变换器中,使得安装在同一测量管上的两个邻接的加强元件相互间隔开一定距离,该距离达到所述测量管的管外径的至少70%,然而至多所述管外径的150%,例如,在所述管外径的80%至120%的范围内的距离。
根据本发明的第三进一步发展,测量系统还包括温度测量装置,例如借助于固定在测量管之一上的电阻温度计和/或借助于固定在变换器壳体上和/或与变送器电子设备电连接的电阻温度计形成的温度测量装置,用于记录测量变换器的温度,例如,一个或多个测量管的温度,尤其是影响测量管的振荡行为的温度和/或引起测量管中的至少一个测量管的至少一个谐振频率的变化的温度。
根据本发明的第三进一步发展的第一实施方式,另外规定,温度测量装置借助于电阻温度计形成,例如,固定在测量管之一上的电阻温度计,其中电阻温度计具有依赖于测量变换器的温度,例如,测量管之一的温度的欧姆电阻。
根据本发明的第三进一步发展的第二实施方式,另外规定,测量电路基于由温度测量装置记录的测量变换器的温度(例如,一个或多个测量管的温度),尤其是,影响测量管的振荡行为的温度和/或引起测量管中的至少一个测量管的至少一个谐振频率的变化的温度,来确定测量变换器中应力状态的变化和/或测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差。
根据本发明的第三进一步发展的第三实施方式,另外规定,测量电路基于由温度测量装置记录的测量变换器的温度(例如,一个或多个测量管的温度),尤其是,影响测量管的振荡行为的温度和/或引起测量管中的至少一个测量管的至少一个谐振频率的变化的温度,来校正从测量变换器传送的振荡测量信号的至少一个特征变量的变化(该变化从测量变换器中应力状态的变化或者测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差产生)。
根据本发明的第四进一步发展,测量变换器还包括第一类型的第一联接元件,尤其是第一类型的板形第一联接元件,所述第一类型的第一联接元件至少固定到第一测量管和第二测量管并在入口侧上与第一分流器以及也与第二分流器间隔开,用于形成至少用于第一测量管的振动,尤其是弯曲振荡并用于第二测量管的与第一测量管相反相等的振动,尤其是弯曲振荡的入口侧振荡节点;以及第一类型的第二联接元件,尤其是第一类型的板形第二联接元件和/或与第一联接元件相同地构造的第二联接元件,和/或与第一联接元件平行的第二联接元件,所述第一类型的第二联接元件至少固定到第一测量管和第二测量管并在出口侧上与第一分流器以及也与第二分流器间隔开,以及还与第一联接元件间隔开,用于形成至少用于第一测量管的振动,尤其是弯曲振荡并用于第二测量管的与第一测量管相反相等的振动,尤其是弯曲振荡的出口侧振荡节点。
在本发明的第四进一步发展的第一实施方式中,另外规定,所有四个测量管借助于第一类型的第一联接元件以及第二类型的第二联接元件而相互机械地连接。
在本发明的第四进一步发展的第二实施方式中,另外规定,第一类型的第一联接元件是板形的,尤其是以这样的方式,使得其具有基本上矩形、正方形、圆形、十字形或X形或H形的基本形状。
在本发明的第四进一步发展的第三实施方式中,另外规定,第一类型的第二联接元件,尤其是与第一类型的第一联接元件的构造相同的联接元件为板形的,尤其是以这样的方式,使得其具有基本上矩形、正方形、圆形、十字形或X形或H形的基本形状。
在本发明的第四进一步发展的第四实施方式中,另外规定,第一类型的第一联接元件也固定到第三测量管和第四测量管,且第一类型的第二联接元件固定到第三测量管和第四测量管。
在本发明的第四进一步发展的第五实施方式中,另外规定,第一类型的第一联接元件的质量中心与测量变换器的质量中心间隔开一定距离,所述距离基本上等于第一类型的第二联接元件的质量中心到测量变换器的所述质量中心的距离。
在本发明的第四进一步发展的第六实施方式中,另外规定,测量变换器另外地如此实施使得对应于第一类型的第一联接元件和第一类型的第二联接元件之间的最小分隔的第一测量管,尤其是每一个测量管的自由振荡长度L18x达到小于2500mm,尤其是小于2000mm和/或小于800mm。尤其是,在这种情形中,测量变换器另外地如此实施使得四个测量管,尤其是相等口径和/或相等长度的测量管中的每一个具有达到大于60mm,尤其是大于80mm的口径,尤其是以这样的方式,使得由第一测量管的口径与第一测量管的自由振荡长度之比定义的测量变换器的口径与振荡长度比达到大于0.07,尤其是大于0.09和/或小于0.15。
对于本发明的第四进一步发展补充地,另外规定,测量变换器还包括:第一类型的第三联接元件,例如,第一类型的板形第三联接元件,其用于形成至少用于第三测量管的振动,尤其是弯曲振荡并用于第四测量管的与第三测量管相反相等的振动,尤其是弯曲振荡的入口侧振荡节点,所述第一类型的第三联接元件在入口侧上至少固定到第三测量管和第四测量管并与第一分流器以及也与第二分流器间隔开;以及第一类型的第四联接元件,例如,第一类型的板形第四联接元件,其用于形成至少用于第三测量管的振动,尤其是弯曲振荡并用于第四测量管的与第三测量管相反相等的振动,尤其是弯曲振荡的出口侧振荡节点,所述第一类型的第四联接元件在出口侧上至少固定到第三测量管和第四测量管并与第一分流器以及也与第二分流器间隔开,以及还与第一类型的第三联接元件间隔开。在这种情形中,例如,所有四个测量管也可以借助于第一类型的第三联接元件和第一类型的第四联接元件相互机械地连接。另外,第一类型的第一和第三联接元件可以与固定到第一类型的第一联接元件以及还固定到第一类型的第三联接元件的第一联接器连接元件(例如,杆形或板形第一联接器连接元件和/或与测量管平行的第一联接器连接元件)补充地相互连接,而第一类型的第二和第四联接元件可以与固定到第一类型的第二联接元件以及还固定到第一类型的第四联接元件的第二联接器连接元件(例如,杆形或板形第二联接器连接元件和/或与测量管平行的第二联接器连接元件)补充地相互连接。
在本发明的第五进一步发展中,测量变换器另外包括第二类型的第一联接元件,例如,板形或杆形的第二类型的第一联接元件,所述第二类型的第一联接元件固定到第一测量管和第三测量管而不固定到其它测量管并与第一类型的第一联接元件以及还与第一类型的第二联接元件间隔开,用于使第一测量管的振动,尤其是弯曲振荡和第三测量管的与第一测量管相等频率的振动,尤其是弯曲振荡同步;以及第二类型的第二联接元件,例如,板形或杆形的第二类型的第二联接元件,所述第二类型的第二联接元件固定到第二测量管和第四测量管而不固定到其它测量管并与第一类型的第一联接元件以及还与第一类型的第二联接元件间隔开,以及还与第二类型的第一联接元件间隔开,尤其是以这样的方式,使得第二类型的第一联接元件和第二联接元件彼此相对地放置在测量变换器中,用于使第二测量管的振动,尤其是弯曲振荡和第四测量管的与第二测量管相等频率的振动,尤其是弯曲振荡同步。在其补充中,测量变换器还包括第二类型的第三联接元件,例如,板形或杆形的第二类型的第三联接元件,所述第二类型的第三联接元件固定到第一测量管和第三测量管而不固定到其它测量管并与第二类型的第一联接元件间隔开,用于使第一测量管的振动,尤其是弯曲振荡和第三测量管的与第一测量管相等频率的振动,尤其是弯曲振荡同步;以及第二类型的第四联接元件,例如板形或杆形的第二类型的第四联接元件,所述第二类型的第四联接元件固定到第二测量管和第四测量管而不固定到其它所述测量管并在每一种情形中与第二类型的所述第二联接元件和第三联接元件间隔开,尤其是以这样的方式使得第二类型的第三联接元件和第四联接元件彼此相对地放置在测量变换器中,用于使第二测量管的振动,尤其是弯曲振荡和第四测量管的与第二测量管相等频率的振动,尤其是弯曲振荡同步。
此外,测量变换器还可包括第二类型的第五联接元件,例如,板形或杆形的第二类型的第五联接元件,所述第二类型的第五联接元件固定到第一测量管和第三测量管而不固定到其它测量管并与第二类型的第一联接元件和第三联接元件间隔开,用于使第一测量管的振动,尤其是弯曲振荡和第三测量管的与第一测量管相等频率的振动,尤其是弯曲振荡同步;以及,例如,板形或杆形的第二类型的第六联接元件,所述第二类型的第六联接元件固定到第二测量管和第四测量管而不固定到其它测量管并在每一种情形中与第二类型的第二联接元件、第四联接元件和第五联接元件间隔开,尤其是以这样的方式使得第二类型的第五联接元件和第六联接元件彼此相对地放置在测量变换器中,用于使第二测量管的振动,尤其是弯曲振荡和第四测量管的与其相等频率的振动,尤其是弯曲振荡同步。
根据本发明的第六进一步发展,测量系统还包括变形测量装置,例如,与变送器电子设备电连接和/或与测量管中的至少一个测量管机械联接的变形测量装置,用于记录测量变换器的变形,例如,热相关的变形和/或由在外部作用在测量变换器上的力引起的变形和/或影响测量管的振荡行为的变形和/或引起测量管中的至少一个测量管的至少一个谐振频率的变化的变形和/或平移变形,尤其是一个或多个测量管的应变。
根据本发明的第六进一步发展的第一实施方式,另外规定,变形测量装置借助于传感器元件,例如,半导体应变仪或金属箔应变仪的形式形成的传感器元件形成,其具有依赖于测量变换器的变形的欧姆电阻,例如,依赖于测量管中的一个或多个测量管的应变的欧姆电阻。
根据本发明的第六进一步发展的第二实施方式,另外规定,变形测量装置借助于传感器元件形成,例如,半导体应变仪或金属箔应变仪的形式,其具有依赖于测量变换器的变形,例如,测量管中的一个或多个的应变的欧姆电阻,并且例如,作为应变仪实施的传感器元件例如粘结地固定在测量管之一上,例如以这样的方式使得传感器元件通过改变其欧姆电阻对对应于与相应的第一测量管端部对应的第一分流器的流动开口和与相应的第二测量管对应的第二分流器的流动开口之间的相应最小距离的测量管的所述测量管长度的变化作出反应和/或以这样的方式使得传感器元件与所述测量管齐平地连接。
根据本发明的第六进一步发展的第三实施方式,另外规定,例如,作为应变仪实施的至少一个传感器元件,例如粘结地固定在所述测量管的壁的外表面上。
根据本发明的第六进一步发展的第四实施方式,另外规定,例如,作为应变仪实施的至少一个传感器元件,例如粘结地固定在所述测量管的壁的外表面上。这尤其是以这样的方式使得传感器元件至少部分地齐平地接触因此覆盖在所述管的壁的所述表面上的检测区域;和/或传感器元件与因此覆盖在所述管的壁的表面上的检测区域齐平地连接;和/或由传感器元件覆盖在所述管的壁的表面上的检测区域,例如,由传感器元件齐平地接触的区域,和/或与其齐平地连接的区域,具有至少一个区段,在所述至少一个区段中,借助于激励器机构激励的相反相等的弯曲振荡不引起弯曲应力。
根据本发明的第六进一步发展的第五实施方式,另外规定,考虑到每一个测量管在每一种情形中具有测量管长度,所述测量管长度对应于与相应的第一测量管端部对应的第一分流器的流动开口和与相应的第二测量管对应的第二分流器的流动开口之间的相应的最小距离,测量管中的一个或多个测量管的测量管长度的变化借助于变形测量装置是可记录的。为了记录测量管中的一个或多个测量管的测量管长度的变化,变形测量装置可具有至少一个应变仪,例如,固定在测量管之一上,例如,在外部、粘结地和/或齐平地固定在测量管之一上的半导体应变仪或金属箔应变仪。
根据本发明的第六进一步发展的第六实施方式,另外规定,变形测量装置借助于与测量管中的至少一个测量管机械地联接的至少一个应变仪形成,例如借助于粘结地固定在测量管之一上的至少一个应变仪,例如半导体应变仪或金属箔应变仪形成。
根据本发明的第六进一步发展的第七实施方式,另外规定,测量电路基于测量变换器的变形,(例如,热相关的变形和/或由在外部作用在测量变换器上的力引起的变形和/或影响测量管的振荡行为的变形和/或引起测量管中的至少一个测量管的至少一个谐振频率的变化的变形和/或平移变形),尤其是,由变形测量装置记录的一个或多个测量管的应变,确定测量变换器中应力状态的变化和/或测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差。
根据本发明的第六进一步发展的第八实施方式,另外规定,测量电路基于测量变换器的变形,尤其是由变形测量装置记录的一个或多个测量管的应变,例如热相关的变形和/或由在外部作用在测量变换器上的力引起的变形和/或影响测量管的振荡行为的变形和/或引起测量管中的至少一个测量管的至少一个谐振频率的变化的变形和/或平移变形,来校正从测量变换器传送的由测量变换器中应力状态的变化或者测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差所产生的振荡测量信号的至少一个特征变量的变化。
根据本发明的第六进一步发展的第九实施方式,另外规定,变形测量装置借助于具有依赖于测量变换器的变形的欧姆电阻的第一传感器元件,例如半导体应变仪或金属箔应变仪的形式的第一传感器元件,并且借助于具有依赖于测量变换器的变形的欧姆电阻的至少第二传感器元件,例如,半导体应变仪或金属箔应变仪形式的第二传感器元件形成,例如以这样的方式使得第一传感器元件和第二传感器元件借助于在变换器壳体内延伸的至少一个导线相互电连接,和/或使得第一传感器元件和第二传感器元件串联地相互电连接,和/或使得第一传感器元件和第二传感器元件具有相同的构造,和/或使得第一传感器元件和第二传感器元件位于测量变换器的虚切割平面中,在所述虚切割平面中测量变换器的纵向轴线与测量变换器的主流动轴线平行地延伸。本发明的该实施方式的进一步发展,另外规定,变形测量装置的第一传感器元件固定在第一测量管上,例如,以这样的方式使得借助于第一传感器元件,改变第一测量管的测量管长度的第一测量管的应变是可记录的。补充地,变形测量装置的第二传感器元件可固定在与第一测量管不同的其它测量管上,尤其是与第一测量管侧向地最远地间隔开的测量管上,例如以这样的方式使得借助于传感器元件,改变第四测量管的测量管长度的第四测量管的应变是可记录的。
根据本发明的第六进一步发展的第十实施方式,另外规定,测量变换器还包括:第一板形加强元件,其用于调节第一测量管和第三测量管在基本上垂直与第一振荡平面和/或第二振荡平面的第三振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,该第一板形加强元件固定到第一测量管和第三测量管,并且实际上在每一种情形中固定到第一测量管或第三测量管的位于第一振荡激励器和第一分流器之间的节段;第二板形加强元件,其用于调节第二测量管和第四测量管在基本上垂直于第一振荡平面和/或第二振荡平面的第四振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,该第二板形加强元件固定到第二测量管和第四测量管,并且实际上在每一种情形中固定到第二测量管或第四测量管的位于第一振荡激励器和第一分流器之间的节段;第三板形加强元件,其用于调节第一测量管和第三测量管在第三振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,该第三板形加强元件固定到第一测量管和第三测量管,并且实际上在每一种情形中固定到第一测量管或第三测量管的位于第一振荡激励器和第二分流器之间的节段;以及第四板形加强元件,其用于调节第二测量管和第四测量管在第四振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,该第四板形加强元件固定到第二测量管和第四测量管,并且实际上在每一种情形中固定到第二测量管或第四测量管的位于第一振荡激励器和第二分流器之间的节段;并且变形测量装置的至少一个传感器元件固定在加强元件中的一个上,例如以这样的方式使得传感器元件通过改变其欧姆电阻而对与所述加强元件连接的测量管的应变作出反应。
根据本发明的第六进一步发展的第十一实施方式,另外规定,测量变换器还包括:第一板形加强元件,其用于调节第一测量管和第三测量管在基本上垂直于第一振荡平面和/或第二振荡平面的第三振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,该第一板形加强元件固定到第一测量管和第三测量管,并且实际上在每一种情形中固定到第一测量管或第三测量管的位于第一振荡激励器和第一分流器之间的节段;第二板形加强元件,其用于调节第二测量管和第四测量管在基本上垂直于第一振荡平面和/或第二振荡平面的第四振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,该第二板形加强元件固定到第二测量管和第四测量管,并且实际上在每一种情形中固定到第二测量管或第四测量管的位于第一振荡激励器和第一分流器之间的节段;第三板形加强元件,其用于调节第一测量管和第三测量管在第三振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,该第三板形加强元件固定到第一测量管和第三测量管,并且实际上在每一种情形中固定到第一测量管或第三测量管的位于第一振荡激励器和第二分流器之间的节段;以及第四板形加强元件,其用于调节第二测量管和第四测量管在第四振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,该第四板形加强元件固定到第二测量管和第四测量管,并且实际上在每一种情形中固定到第二测量管或第四测量管的位于第一振荡激励器和第二分流器之间的节段;并且变形测量装置借助于具有依赖于测量变换器的变形的欧姆电阻的半导体应变仪或金属箔应变仪的形式的第一传感器元件,并借助于具有依赖于测量变换器的变形的欧姆电阻的半导体应变仪或金属箔应变仪的形式的至少第二传感器元件形成,例如,以这样的方式使得,变形测量装置的第一传感器元件固定到第一加强元件,例如以这样的方式使得第一传感器元件通过改变其欧姆电阻而对第一测量管和/或第三测量管的应变作出反应;和/或变形测量装置的第二传感器元件固定到第二加强元件,尤其是以这样的方式使得第二传感器元件通过改变其欧姆电阻而对第二测量管和/或第四测量管的应变作出反应。
根据本发明的第六进一步发展的第十二实施方式,另外规定,测量变换器还包括固定到第一类型的第一联接元件以及还固定到第一类型的第三联接元件的联接器连接元件(例如,杆形或板形联接器连接元件和/或与测量管平行的联接器连接元件)并且变形测量装置的至少一个传感器元件固定在该联接器连接元件上,例如以这样的方式使得传感器元件通过改变其欧姆电阻而对测量管中的一个或多个测量管的应变作出反应。
根据本发明的第六进一步发展的第十三实施方式,另外规定,测量变换器还包括:第一联接器连接元件,其固定到第一类型的第一联接元件以及也固定到第一类型的第三联接元件,例如,杆或板形第一联接器连接元件和/或平行于测量管延伸的第一联接器连接元件;以及第二联接器连接元件,其固定到第二联接元件以及也固定到第四联接元件,例如,杆或板形第二联接器连接元件和/或平行于测量管延伸的第二联接器连接元件和/或与第一联接器连接元件同等构造的联接器连接元件;并且变形测量装置借助于第一传感器元件,例如,具有依赖于测量变换器的变形的欧姆电阻的半导体应变仪或金属箔应变仪的形式的第一传感器元件,并借助于至少第二传感器元件,例如具有依赖于测量变换器的变形的欧姆电阻的半导体应变仪或金属箔应变仪的形式的第二传感器元件形成,以这样的方式使得,变形测量装置的第一传感器元件固定在第一联接器连接元件上,例如以这样的方式,使得第一联接器连接元件通过改变其欧姆电阻而对一个或多个测量管的应变作出反应;和/或变形测量装置的第二传感器元件固定在第二联接器连接元件上,尤其是以这样的方式使得所述第二传感器元件通过改变其欧姆电阻而对一个或多个测量管的应变作出反应。
本发明的基本思想是代替在大标称直径的常规测量变换器的情形中使用的平行地流过的两个测量管,使用平行地流过的直的四个测量管,并且因此一方面实现了有限空间的最佳利用,同时另一方面能够确保在仍旧非常高的测量精度下在宽的测量范围内可接受的压力损失,尤其是也在远远超过2200t/h的非常高的质量流量的情形中。这尤其是也在具有大于100k的可操作地宽地波动的温度范围的应用和/或在测量变换器的强机械加载的应用中,例如,由于非对称地作用在测量变换器上的轴向力或也是管路力的结果。而且,由四个测量管的总横截面产生的内部部分的有效流动横截面与具有相等标称直径和相等空载质量的测量变换器的常规的仅两个测量管相比可以直接地增加超过20%。本发明的测量变换器的另外的优点是主要地建立的结构设计,例如,关于使用的材料、接合技术、制造步骤等,可以被应用或仅略微地修改,据此制造成本整体上也是与常规测量变换器中的那些制造成本相当的。因此,本发明不仅产生了构造具有超过150mm的大标称直径,尤其是具有大于250mm、具有可管理的几何尺寸和空载质量的标称直径的振动类型的相当紧凑的测量变换器的机会,而且还允许以经济上合理的预算来完成。
本发明的测量系统一方面由于其潜在地大的标称直径且另一方面由于其相对小的压力损失,尤其是适合于测量在具有大于150mm(尤其是300mm或更大)的口径的管路中输送并且有时具有超过2200t/h(尤其是超过2500t/h)的质量流量的可流动的介质,如尤其是在测量石油、天然气或其它石油化学物质的应用中十分常见的。
附图说明
现将基于附图中给出的实施方式的示例来更详细地解释本发明及其其它有利实施方式。在附图中相同的部件设有相同的附图标记;以便在需要时避免零乱或当其以其它方式显现合理时,已经提到的附图标记在随后的图中省略。本发明的其它有利实施方式或进一步发展,尤其是还有首先仅单独解释的本发明方面的组合将另外地从附图以及也单独地从从属权利要求而变得明显。具体地,附图中的各图显示如下:
图1和2以透视图和局部剖视的侧视图显示了例如用作科里奥利流量/密度/粘度变换器的测量系统(此处为紧凑构造的管线式测量设备的形式);
图3a和3b以两个不同的侧视图显示了图1的测量系统的投影;
图4显示了作为图1的测量系统的部件的振动类型的测量变换器的透视侧视图;
图5a和5b以两个不同的侧视图显示了图4的测量变换器的投影;
图6a和6b以两个不同的侧视图显示了图4的测量变换器的内部部分的投影;
图7显示了作为根据图1的测量系统的部件的、根据图4的测量变换器的进一步发展的透视侧视图;
图8a和8b以两个不同的侧视图显示了根据图7的测量变换器的投影;以及
图9显示了根据图4的测量变换器的内部部分的进一步发展的侧视图。
具体实施方式
图1、2示意性地显示了测量系统1,尤其是作为科里奥利质量流量和/或密度测量设备实施的测量系统,其用于记录在管路(未显示)中流动的介质的质量流量m并用于表示在这种质量流量中的瞬时地代表该质量流量的测量值。介质可实际上为任何可流动的材料,比如,粉末、液体、气体、蒸汽等。可替代地或补充地,在给定情形中,测量系统1还可用于测量介质的密度ρ和/或粘度η。尤其是,测量系统1(此处为紧凑结构的管线(同轴)式测量设备的形式)设置成用于测量诸如比如在具有大于250mm的口径,尤其是大于300mm或更大的口径的管路中流动的石油、天然气或其它石油化工材料的介质。尤其是,测量系统还设置成用于测量前述类型的流动介质,这种流动介质被引起以大于2200t/h,尤其是大于2500t/h的质量流量流动。
测量系统1为这种目的而包括:振动类型的测量变换器11,被测量的介质在操作期间流过该测量变换器11;以及与测量变换器11电连接的变送器电子设备12,其在此处没有详细显示,而是相反地仅以包含单元的形式示意性地显示。以有利方式,变送器电子设备12如此设计以致在测量系统1的操作期间,其可以通过数据传输系统(例如,硬接线现场总线系统和/或经无线电的无线)与比其高级的测量值处理单元交换测量数据和/或其它操作数据,例如,测量值处理单元为可编程逻辑控制器(PLC)、个人电脑和/或工作站。而且,变送器电子设备12如此设计以致其可通过外部能量供应,比如,也经由前述的现场总线系统得以供给。对于测量系统1设置成联接到现场总线或其它通讯系统的情形,变送器电子设备12,尤其是,可编程测量设备电子设备另外包括用于数据通信的相应通信接口,例如,用于将测量数据发送到已经提到的可编程逻辑控制器或高级过程控制系统的相应通信接口。
图4、5a、5b、6a、6b、7、8a、8b显示了用于适合于测量系统1的振动类型的测量变换器11的实施方式的示例的不同表示,尤其是用作科里奥利质量流量、密度和/或粘度变换器的测量变换器,该测量变换器11在操作期间在待测量的介质(例如,粉末介质、液体介质、气态或蒸汽态介质)正流动经过管路(未显示)的过程中应用。测量变换器11用于如已经提到的在流动经过其中的介质中产生这种机械反作用力,尤其是取决于质量流量的科里奥利力、取决于介质密度的惯性力和/或取决于介质粘度的摩擦力,其可测地,尤其是通过传感器可记录地,在测量变换器上起作用。源自于描述介质的这些反作用力,借助于本领域技术人员已知的方式在变送器电子设备中对应地实现的评估方法,比如,介质的质量流量、密度和/或粘度可被测量。
测量变换器11包括变换器壳体71,该变换器壳体71在此为基本上管状的且外部为圆柱形的,并且除别的之外还用作支撑框架,测量变换器11的用于记录至少一个测量变量的其它部件被容纳在该支撑框架中以便保护免受外部环境影响。在此处显示的实施方式的示例中,变换器壳体71的至少一个中间节段借助于直的(尤其是圆柱形的)管形成,使得为了制造变换器壳体,例如,可采用成本有效的例如铸钢或锻钢的焊接的或铸造的标准管。
变换器壳体71的入口侧第一壳体端部借助于入口侧第一分流器201形成且变换器壳体71的出口侧第二壳体端部借助于出口侧第二分流器202形成。在该方面形成为壳体的整体部件的这两个分流器201、202中的每一个包括确切地四个(例如,圆柱形地或锥形的或圆锥形的)流动开口201A、201B、201C、201D或202A、202B、202C、202D,这些流动开口中每一个都相互间隔开和/或每一个都实现为内锥体。
而且,例如,由钢制成的分流器201、202中的每一个都设有例如由钢制成的法兰61或62,用于将测量变换器11连接到管路的用于将介质供应到测量变换器的管状节段,或者连接到该管路的用于从测量变换器移除介质的管状节段。根据本发明的实施方式,两个法兰61、62中的每一个具有大于50kg的质量,尤其是大于60kg和/或小于100kg的质量。为了防止泄漏,尤其是在每种情形中测量变换器与管路的相应管状节段的不透流体连接,每个法兰另外地包括,在每种情形中,尽可能平坦的相应密封表面61A或62A。两个法兰的密封表面61A、62A之间的距离因而为了实际的目的而限定测量变换器11的安装长度L11。法兰的尺寸,尤其是关于其内径、其各自的密封表面以及用于容纳相应的连接螺栓的法兰孔,根据为测量变换器11设置的标称直径D11以及为此在给定情形中根据相应于管路的口径的相关工业标准来制定,在管路的路线中使用了测量变换器。
作为测量变换器最近希望的大标称直径的结果,根据本发明的实施方式,其安装长度L11达到大于1200mm。然而,另外,规定测量变换器11的安装长度保持尽可能小,尤其是小于3000mm。而且也直接从图4明显的且比如在这种测量变换器的情形中十分平常的,法兰61、62为此目的可尽可能靠近分流器201、202的流动开口布置以便视情况而定,在分流器中提供尽可能短的入口或出口区域且,因此,总体上提供测量变换器的尽可能短的安装长度L11,尤其是小于3000mm的安装长度L11。对于尽可能紧凑的测量变换器且尤其是也在超过2200t/h的期望高质量流量的情形中,根据本发明的另一实施方式,测量变换器的安装长度和标称直径如此定尺寸并相互匹配以致测量变换器的标称直径与安装长度比(D11/L11)(如由测量变换器的标称直径D11与测量变换器的安装长度L11之比所定义的)小于0.3,尤其是小于0.2和/或大于0.1。
在测量变换器的另外实施方式中,变换器壳体包括基本上管状的中间节段。另外,规定变换器壳体如此定尺寸以致由测量变换器的最大壳体内径与标称直径之比定义的测量变换器的壳体内径与标称直径比实际上大于0.9但小于1.5,然而,尽可能地小于1.2。
在此处示出的实施方式的示例的情形中,另外,在中间节段的入口侧和出口侧上同样邻接了变换器壳体的管状端部节段。对于在中间节段和两个端部节段以及还有在入口区域和出口区域与相应的法兰连接的分流器全部都具有相同内径的实施方式的示例中所示的情形,变换器壳体能够以有利的方式也借助于一个零件,例如铸造或锻造管来形成,法兰形成或焊接到其端部,并且在这种情形中,分流器借助于具有流动开口的板,尤其是与法兰略微间隔开并沿轨道焊接到内壁的板和/或借助于激光焊接到内壁的板。尤其是对于所提到的测量变换器的壳体内径与标称直径比被选择为等于1的情形,为了制造变换器壳体,例如,可采用关于口径、壁厚和材料,且在该方面也关于容许的操作压力与待连接的管路匹配并具有相应于选定的测量管长度的合适长度的管。为了简化测量变换器或者全部地与其一起形成的管线式测量设备的运输,另外地,比如,例如,也在开始提到的US-B7,350,421中提供的,可提供在变换器壳体的外部的固定在入口侧上并在出口侧上的运输孔眼。
为了输送至少有时流过管路和测量变换器的介质,本发明的测量变换器另外包括正好四个直的(例如相互平行的和/或相等长度的)测量管181、182、183、184,这些测量管181、182、183、184可振荡地保持在变换器壳体10中并且在操作中每个测量管与管路连通并至少有时被引起以适合于确定物理测量变量的至少一种振荡模式(所谓的期望模式)振动。例如,弯曲振荡基本模式尤其是适合作为期望模式且是测量管181、182、183和184中的每一个自然固有的,其在最小弯曲振荡谐振频率f181、f182、f183或f184下具有确切地一个振荡波腹。
在四个测量管(这里基本上圆柱形的、相等长度的且相互平行以及平行于变换器壳体的上述中间管节段)中,第一测量管181以入口侧第一测量管端部通入第一分流器201的第一流动开口201A并以出口侧第二测量管端部通入第二分流器202的第一流动开口202A,第二测量管182以入口侧第一测量管端部通入第一分流器201的第二流动开口201B并以出口侧第二测量管端部通入第二分流器202的第二流动开口202B,第三测量管183以入口侧第一测量管端部通入第一分流器201的第三流动开口201C并以出口侧第二测量管端部通入第二分流器202的第三流动开口202C,并且第四测量管184以入口侧第一测量管端部通入第一分流器201的第四流动开口201D并以出口侧第二测量管端部通入第二分流器202的第四流动开口202D。四个测量管181、182、183、184因而连接到分流器201、202,尤其是相同地构造的分流器201、202,以形成并行连接的流动路径,且实际上以实现测量管相对于彼此并且也相对于变换器壳体振动,尤其是弯曲振荡的方式连接的流动路径。另外,规定,四个测量管181、182、183、184仅借助于所述分流器201、202保持在变换器壳体71中。
测量变换器11的测量管181、182、183、184,以及相应地,随之形成的管布置比如直接从图1、2和4的组合是明显的,并且,也如通常在这种测量变换器的情形中的,在所示情形中实际上完全地由变换器壳体71包围。在这方面,变换器壳体71因此不仅用作测量管181、182、183、184的支撑框架或保持器,而且也用于保护测量管181、182、183、184,以及还有放置在变换器壳体71内的测量变换器的其它部件免受外部环境影响,比如,例如灰尘或水喷射。而且,变换器壳体71可另外还被如此实施且如此定尺寸,使得在一个测量管或多个测量管可能破坏的情形中,例如通过形成裂纹或爆裂而破坏的情形中,变换器壳体71可以尽可能地将流出的介质完全地保持在变换器壳体71的内部直到期望的最大正压,其中这种临界状态可比如,例如也在开始提到的US-B7,392,709中表明的,借助于相应的压力传感器和/或基于在操作期间在内部由提到的变送器电子设备12产生的操作参数来记录和发信号。因此,尤其是钢,比如,例如结构钢或不锈钢或还有其它合适的或者通常适合于该应用的高强度材料可以用作变换器壳体71的材料。
根据本发明的实施方式,四个测量管181、182、183、184另外地如此实施并如此安装在测量变换器11中,使得第一和第二测量管181、182的至少最小弯曲振荡谐振频率f181、f182基本上相等且第三和第四测量管183、184的至少最小弯曲振荡谐振频率f183、f184基本上相等。
根据本发明另外的实施方式,至少第一和第二测量管181、182关于构成其管壁的材料和/或关于其几何管尺寸,尤其是关于管长度、管壁厚、管外径和/或口径来说为相同的构造。另外,至少第三和第四测量管183、184关于构成其管壁的材料和/或关于其几何管尺寸,尤其是关于管长度、管壁厚、管外径和/或口径来说也为相同的构造,使得,结果是,四个测量管181、182、183、184至少成对地为基本上相同的构造。根据本发明另外的实施方式,在这种情形中,另外规定,构造第三测量管以及还有第四测量管两者,使得这两个测量管关于其各自的几何管尺寸,尤其是关于管长度、管壁厚、管外径和/或口径来说与第一测量管和第二测量管不同,尤其是以这种方式以致四个测量管的最小弯曲振荡谐振频率仅成对地相等。通过在四个测量管181、182、183、184的情形中因而产生的对称破裂,除其他之外,在这方面,两个相互不同的测量管对181、182或183、184的灵敏度、振荡行为,尤其是机械本征频率,和/或对于主要影响测量的扰动变量,比如,例如,具有杂质的介质的温度或压力分布、载荷等的横向灵敏度可有目的地相互匹配,并且因此,可以在操作期间实现测量变换器的改进的诊断。当然,在所需情形中,然而,四个测量管181、182、183、184也可以关于构成其管壁的材料和/或关于其几何管尺寸,尤其是关于管长度、管壁厚、管外径和/或口径来说为相同的构造,尤其是以这种方式以致作为结果,所有四个测量管181、182、183、184的最小弯曲振荡谐振频率基本上相等。
再次,尤其是,钛、锆或钽为适用于测量管的管壁的材料。然而,作为用于四个测量管181、182、183、184的材料,实际上也可以是任何其它因此通常应用的或至少合适的材料,尤其是这种具有尽可能小的热膨胀系数以及尽可能高的屈服点的材料。对于工业测量技术的大部分应用,尤其是也在石油化学工业中,因此,不锈钢,例如,还有二联钢或超级二联钢的测量管也将满足关于机械强度、耐化学性以及热需求的需求,使得在变换器壳体71的很多应用情形中,分流器201、202以及还有测量管181、182、183、184的管壁在每种情形中可以由在每种情形中具有非常高品质的钢制成,这是有优势的,尤其是关于材料和制造成本以及还有关于测量变换器11在操作期间的热相关的膨胀行为来说是有优势的。
在本发明另外的有利实施方式中,第一分流器201的流动开口另外地如此布置以致属于第一分流器的流动开口的横截面积(这里为圆形横截面积)并位于垂直于测量变换器的纵向轴线L(尤其是平行于测量变换器的主流动轴线的轴线)延伸的第一分流器的共享的虚切割平面中的那些虚面积重心形成虚正方形的顶点。另外,第二分流器202的流动开口如此布置以致与第二分流器202的流动开口的(此处同样为圆形形状的)横截面相关的虚面积重心也形成虚正方形的顶点,其中所述横截面积再次位于垂直于测量变换器的所述纵向轴线L延伸的第二分流器的共享的虚切割平面中。作为这点的结果,四个测量管181、182、183、184的包络形成具有带有至少四重对称的正方形底部的实际上直的长方体本体,据此借助于四个测量管181、182、183、184形成的内部部分的空间需求可以以支持测量变换器11的紧凑性的方式被整体最小化。
根据本发明另外的实施方式,测量管中的每一个另外如此布置在测量变换器中,以致(这里,相等长度的)四个测量管中的每一个与变换器壳体的壳体侧壁的最小横向分隔在每种情形中大于零,尤其是,然而,大于3mm和/或大于各自管壁厚的两倍,或者两个相邻的测量管之间的最小横向分隔在每种情形中大于3mm和/或大于其各自管壁厚的总和。相应地,另外,流动开口的每一个如此布置,以致每个流动开口与变换器壳体71的壳体侧壁的最小横向分隔在每种情形中大于零,尤其是大于3mm和/或大于测量管181、182、183、184的最小管壁厚的两倍,或者流动开口之间的最小横向分隔大于3mm和/或大于测量管181、182、183、184的最小管壁厚的两倍。为此目的,根据本发明另外的实施方式,四个测量管181、182、183、184和变换器壳体71如此定尺寸并相互匹配,以致测量变换器的壳体与测量管内径比(如由第一测量管的至少最大壳体内径与口径之比定义的)大于3,尤其是大于4和/或小于5。
如开始已经提到的,在测量变换器11的情形中,测量所需的反作用力通过使测量管181、182、183、184在所谓的期望模式中振荡而在被测量的介质中实现。为此目的,测量变换器另外包括激励器机构5,该激励器机构5借助于作用在测量管181、182、183、184上并用于可操作地至少有时引起每一个测量管执行并维持在每种情形中适合于特定测量的振荡,尤其是在所谓的期望模式中的弯曲振荡的至少一个机电,例如,电动力学振荡激励器形成,在每一种情形中具有足够大的振荡幅度以用于产生和记录介质中上述的反作用力。在这种情形中,至少一个振荡激励器尤其是用于将从例如上述的科里奥利质量流量计的相应驱动电路供给的电激励功率Pexc转换为这种例如脉动或谐波激励力Fexc,该脉动或谐波激励力Fexc尽可能同时地均匀地,然而以相反方向作用在测量管上。激励力Fexc能够以本领域技术人员本身已知的方式借助于设置在已经提到的驱动电路中的电流和/或电压控制器关于其振幅来调节,以及例如借助于同样设置在驱动电路中的相位控制回路(PLL)关于其频率来调节;为此,例如,也对照US-A4,801,897或US-B6,311,136。
作为介质流过被激励得在期望模式中振荡的测量管的结果,在介质中引起科里奥利力,该科里奥利力进而引起相应于测量管的另外较高振荡模式(所谓的科里奥利模式)的测量管变形。例如,测量管181、182、183、184可以在操作期间由作用在其上的机电激励器机构激励以产生弯曲振荡,尤其是借助于四个测量管181、182、183、184形成的内部部分的瞬时机械本征频率,在这种情形中,四个测量管181、182、183、184至少主要地在各自的振荡平面中侧向地偏转,并且因此从图3a、3b或6a、6b的组合直接明显的,被引起在共享平面XZ1或XZ2中基本上相等相反地相对于彼此成对地振荡。这尤其是以这样的方式发生,使得在操作期间由测量管181、182、183、184的每一个同时、至少有时和/或至少部分地执行的振动在每种情形中发展为关于连接各自的测量管的第一测量管端部和在每种情形中相关的第二测量管端部的测量管纵向轴线的弯曲振荡,其中在具有四个相互平行的测量管181、182、183、184的实施方式的此处所示示例中的四个测量管纵向轴线同样相互平行,以及也平行于通过测量变换器的质量中心虚构地连接两个分流器的整个测量变换器的虚纵向轴线L。换句话说,如在振动类型的测量变换器的情形中十分平常的,在每种情形中可以使测量管在弯曲振荡模式中以在两端保持的线的方式至少分段地振荡。相应地,在另外的实施方式中,第一和第二测量管181、182在每一种情形中被引起执行弯曲振荡,该弯曲振荡位于共享的第一振荡平面XZ1中并且在此范围内是基本上共面的。另外,规定第三和第四测量管183、184同样被引起在共享的(尤其是与第一振荡平面XZ1基本平行的)第二振荡平面XZ2中彼此相反相等地振荡;在这一点上,也对照图6a、6b。
在本发明另外的实施方式中,测量管181、182、183、184在操作期间至少部分地,尤其是主要地借助于激励器机构5被激励以进行弯曲振荡,该弯曲振荡具有约等于包括测量管181、182、183、184的内部部分的瞬时机械谐振频率或者至少位于这种本征频率或谐振频率附近的弯曲振荡频率。在该情形中,如已知的,瞬时机械弯曲振荡谐振频率在特殊测量中取决于测量管181、182、183、184的尺寸、形状和材料以及也取决于流过测量管的介质的瞬时密度并且因此在测量变换器的操作期间可以在具有几千赫的宽阔区域的期望频带内变化。在测量管的弯曲振荡谐振频率激励中,一方面,瞬时流过四个测量管的介质的平均密度可以容易地基于瞬时地激励的振荡频率来确定。另一方面,而且,以这种方式,维持激励得在期望模式中振荡所需的电功率可被最小化。尤其是,由激励器机构驱动的四个测量管181、182、183、184另外地至少有时被引起以基本上相等的振荡频率振荡,尤其是在内部部分的共享的自然机械本征频率下。此外,规定,被引起以基本上相等的频率振荡的测量管181、182、183、184被如此激励以致至少在没有流动介质的情形中,第一和第三测量管181、183基本上相对于彼此同步地振荡,即,具有基本上相同的振荡形式、基本上相同的相位和大约相等的振荡幅度。以类似于此的方式,在本发明的该实施方式的情形中,第二和第四测量管182、184也被引起相对于彼此基本上同步地振荡。
激励器机构根据本发明的实施方式以这样的方式实施,使得第一测量管181和第二测量管182在操作期间是可激励的以在共享的第一振荡平面XZ1中执行相反相等的弯曲振荡,并且第三测量管183和第四测量管184在共享的第二振荡平面XZ2中执行相反相等的弯曲振荡,尤其是第二振荡平面XZ2基本上平行于第一振荡平面XZ1。在本发明另外的实施方式中,激励器机构5由此借助于第一振荡激励器51(尤其是电动力学的第一振荡激励器51)和/或区别地激励第一测量管181相对于第二测量管182的振荡的第一振荡激励器51形成。
另外,规定,第一振荡激励器51为同时地,尤其是区别地作用于测量管181、182、183、184中的至少两个测量管上的电动力学类型的振荡激励器。相应地,第一振荡激励器51另外地借助于保持在第一测量管上的永磁体和由永磁体的磁场穿过并保持在第二测量管上,尤其是以线圈插入布置这样的方式保持的圆柱形线圈来形成,在这种情形中,圆柱形线圈与永磁体同轴地布置并且永磁体以在线圈内插入地移动的衔铁的形式实施。在本发明进一步的发展中,激励器机构还包括第二振荡激励器52,尤其是电动力学的第二振荡激励器52和/或与第一振荡激励器51相同地构造的和/或区别地激励第三测量管183相对于第四测量管184的振荡的第二振荡激励器52。这两个振荡激励器能够以有利的方式串联地相互电连接,尤其是以这样的方式,使得组合的驱动信号激励第一和第三测量管181、183一起相对于第二和第四测量管182、184振荡。在另外的实施方式中,第二振荡激励器52借助于保持在第三测量管上的永磁体和由永磁体的磁场穿过并保持在第四测量管上的圆柱形线圈形成。
如图4所示,第一振荡激励器51布置在第一测量管和第二测量管181、182上且在该范围内也布置在所有四个测量管181、182、183、184的共享的局部重心上方,该共享的局部重心位于借助于穿过所述振荡激励器的安装位置的四个测量管形成的内部部分的虚横截面平面中。作为激励器机构5的至少一个振荡激励器布置在上述共享的重心之外的结果,四个测量管可以被激励以便以有利的方式与弯曲振荡同时地或间歇地且补充地执行也期望的扭转振荡。这样,在可考虑的措施中,还有主要地取决于粘度的摩擦或剪切力可在瞬时地位于各自的测量管181、182、183或184中的介质中引起,其进而阻尼地反作用并且在这样的范围中可测量地反作用于测量管181、182、183或184的振荡。随后,例如,基于供给到激励器机构5内的驱动信号,尤其是其电流水平,在所需情形中,也可确定在测量变换器中引导的介质的粘度。
另外,此处应注意,尽管在实施方式的示例中所示的激励器机构的振荡激励器在每种情形中大约居中地作用于测量管,但是,可替代地或补充地,也可使用作用于各自测量管的入口和出口侧上的振荡激励器,例如,以在US-A4,823,614、US-A4,831,885或US-A2003/0070495中推荐的激励器机构的方式。
如从图2和4明显的且通常在所论述类型的测量变换器的情形中的,在测量变换器11中另外设置了振动传感器装置19,例如,对测量管181、182、183或184的振动,尤其是入口侧振动和出口侧振动,尤其是借助于激励器机构5激励的弯曲振荡作出反应的电动力学传感器装置,用于产生代表测量管的振动,尤其是弯曲振荡并且例如关于频率、信号幅度和/或相位(相对于彼此和/或相对于驱动信号)分别由要记录的测量变量,比如,例如介质的质量流量和/或密度和粘度影响的振荡测量信号。
在本发明另外的实施方式中,振动传感器装置借助于入口侧第一振荡传感器191以及出口侧第二振荡传感器192形成,入口侧第一振荡传感器191尤其是电动力学第一振荡传感器和/或区别地记录至少第一测量管181相对于第二测量管182的振荡的第一振荡传感器,出口侧第二振荡传感器192尤其是电动力学第二振荡传感器和/或区别地记录至少第一测量管181相对于第二测量管182的振荡的第二振荡传感器,这两个振荡传感器分别输送对测量管181、182、183、184的运动作出反应,尤其是对其横向偏转和/或变形作出反应的第一和第二振荡测量信号。这尤其是以这样的方式使得由振动传感器装置19输送的振荡测量信号中的至少两个相对于彼此具有相位移,这对应于或取决于流过测量管的介质的瞬时质量流量以及在每种情形中取决于在测量管中流动的介质的瞬时密度的信号频率。两个振荡传感器191、192,例如,彼此相同地构造的振荡传感器,为此目的可以(例如在所论述的类型的测量变换器的情形中十分常见的)基本上与测量变换器11中的第一振荡激励器51等距地放置。而且,振动传感器装置19的振荡传感器可以至少在其与激励器机构5的至少一个振荡激励器的构造相同的范围内类似于其作用原理工作,例如,因而同样为电动力学类型。在本发明进一步的发展中,振动传感器装置19另外还借助于入口侧第三振荡传感器193以及出口侧第四振荡传感器194形成,入口侧第三振荡传感器193尤其是电动力学振荡传感器和/或区别地记录至少第三测量管183相对于第四测量管184的振荡的振荡传感器,出口侧第四振荡传感器194尤其是电动力学第四振荡传感器194和/或区别地记录至少第三测量管183相对于第四测量管184的振荡的电动力学振荡传感器。为了另外地改进信号质量以及还为了简化接收测量信号的变送器电子设备12,此外,第一和第三振荡传感器191、193可以以例如这样的方式串联地相互电连接使得组合的振荡测量信号代表第一和第三测量管181、183相对于第二和第四测量管182、184的组合的入口侧振荡。可替代地或补充地,而且第二和第四振荡传感器192、194可以以这样的方式串联地相互电连接使得两个振荡传感器192、194的组合的振荡测量信号代表第一和第三测量管181、183相对于第二和第四测量管182、184的组合的出口侧振荡。
对于振动传感器装置19的振荡传感器,尤其是彼此相同地构造的振荡传感器应区别地且电动力学地记录测量管的振荡的上述情形,第一振荡传感器191借助于保持到第一测量管(这里在入口侧上待记录的振荡的区域)的永磁体和由永磁体的磁场穿过并保持到第二测量管(这里相应地同样在入口侧上待记录的振荡的区域中)的圆柱形线圈形成,并且第二振荡传感器192借助于(在出口侧上待记录的振荡的区域中)保持到第一测量管的永磁体和由永磁体的磁场穿过并保持到第二测量管(这里相应地同样在出口侧上待记录的振荡的区域中)的圆柱形线圈形成。同样,另外还在给定情形中设置的第三振荡传感器193可相应地借助于保持到第三测量管的永磁体和由永磁体的磁场穿过并保持到第四测量管的圆柱形线圈形成,并且在给定情形中设置的第四振荡传感器194借助于保持到第三测量管的永磁体和由永磁体的磁场穿过并保持到第四测量管的圆柱形线圈形成。
这里另外地应注意,尽管在实施方式的示例中所示的振动传感器装置19的振荡传感器的情形中,振荡传感器在每种情形中为电动力学类型,因此在每种情形中借助于固定到测量管之一的圆柱形磁体线圈和其中插入的相应地固定到相对的放置的测量管的永磁体形成,另外,本领域技术人员已知的其它振荡传感器,比如,例如,光电传感器也可用于形成振动传感器装置。
为了确保测量变换器对质量流量的尽可能高的灵敏度,根据本发明另外的实施方式,测量管和振荡传感器如此布置在测量变换器中使得对应于第一振荡传感器191和第二振荡传感器192之间的最小分隔的测量变换器的测量长度L19达到大于500mm,尤其是大于600mm。
激励器机构5和振动传感器装置19另外如在这种测量变换器的情形中常见的,例如借助于相应的电缆连接与变送器电子设备联接,尤其是与其中设置的测量电路和在变送器电子设备中同样实现的驱动电路联接。变送器电子设备又借助于驱动电路一方面产生相应地驱动激励器机构5并且例如关于激励器电流和/或激励器电压控制的激励器信号。另一方面,变送器电子设备借助于例如借助于微计算机和/或数字信号处理器形成的测量电路接收振动传感器装置19的振荡测量信号并且在给定情形中还利用应用驱动信号由其产生希望的测量值,例如,因此,代表质量流量的质量流量或总计的质量流量测量值、代表介质的密度的密度测量值和/或代表待测量的介质的粘度的粘度测量值。测量值可在给定情形中在现场显示和/或也可以数字测量数据的形式发送到比测量系统高级的数据处理系统并且在那里相应地进行进一步处理。
区别地作用的振荡激励器且相应地振荡传感器的上述应用,在此处显示的内部部分的情形中,在这种情形中除其它之外还提供以下优点,即,为了操作本发明的测量变换器,也可以使用这样建立的测量电路或驱动电路,例如,比如,在常规的科里奥利质量流量/密度测量设备中已经广泛地使用的。包括测量电路或驱动电路的变送器电子设备12还可以例如容纳在分离的电子设备壳体72中,该分离的电子设备壳体72远离测量变换器布置或者如图1所示的,为了形成单个紧凑设备,直接地固定在测量变换器1上,例如,在变换器壳体71外部。在此处所示的实施方式的示例的情形中,因此在变换器壳体71上另外存在用于容纳电子设备壳体72的颈状的过渡件。另外,可在过渡件内布置气密密封的和/或耐压的馈通,例如,借助于玻璃和/或塑料灌注化合物制成的气密密封的和/或耐压的馈通,用于测量变换器11,尤其是其中放置的振荡激励器和传感器以及提到的变送器电子设备12之间的电连接线。
如已经多次提到的,提供了测量系统,且因此,还有测量变换器11,尤其是也用于测量在超过250mm的大口径管路中的超过2200t/h的高质量流量。根据本发明另外的实施方式,将这点考虑进去,已经提到的对应于管路(将在其路线中使用测量变换器11)的口径的测量变换器11的标称直径如此选择使得其达到超过100mm,然而,尤其是,大于300mm。另外,根据测量变换器另外的实施方式,规定测量管181、182、183、184的每一个在每种情形中具有对应于特定管内径的口径D18,其到达超过60mm。尤其是,测量管181、182、183、184另外地如此实施使得每一个测量管具有大于80mm的口径D18。可替代地补充地,根据本发明的另一实施方式,测量管181、182、183、184另外如此定尺寸使得它们在每一种情形中具有至少1000mm的测量管长度L18。在具有相同长度的测量管181、182、183、184的实施方式的所示示例中,测量管长度L18在每一种情形中对应于第一分流器201的第一流动开口201A和第二分流器202的第一流动开口202A之间的最小距离。尤其是,测量管181、182、183、184在该情形中如此设计使得其测量管长度L18在每一种情形中大于1200mm。
相应地,至少对于所提到的测量管181、182、183、184由钢构成的情形,在通常使用的超过1mm的壁厚的情形中,导致在每一种情形中至少20kg的质量,尤其是大于30kg的质量。然而,尽量保持测量管181、182、183、184的每一个的空载质量小于50kg。
考虑到以下事实,如已经提到的,在本发明的测量变换器的情形中,测量管181、182、183、184的每一个可重到远远超过20kg,且在该情形中,比如直接从上述尺寸规范明显的,可以容易地具有10l(升)或更大的容量,则包括四个测量管181、182、183、184的内部部分至少在具有高密度的介质流过的情形中可到达远远超过80kg的总质量。尤其是在应用具有较大的口径D18、大的壁厚和大的测量管长度L18的测量管的情形中,然而,由测量管181、182、183、184形成的内部部分的质量也可直接地大于100kg或者至少对于流过的诸如油或水的介质,可以大于120kg。作为其结果,测量变换器的空载质量M11也总共达到远远超过200kg,且在明显大于250mm的标称直径D11的情形中,甚至大于300kg。因此,本发明的测量变换器的整个测量变换器的空载质量M11与第一测量管的空载质量M18的质量比M11/M18可以容易地大于10,尤其是大于15。
在所提到的测量变换器的高空载质量M11的情形中,为了尽可能最佳地利用总共为此应用的材料,且因此为了尽可能有效地利用总共也是最常见也非常昂贵的材料,根据另外的实施方式,测量变换器的标称直径D11相对于其空载质量M11如此定尺寸使得测量变换器11的质量与标称直径比M11/D11(如由测量变换器11的空载质量M11与测量变换器11的标称直径D11之比定义的)小于2kg/mm,然而,尤其是尽可能多地小于1kg/mm。为了确保测量变换器11的足够高的稳定性,测量变换器11的质量与标称直径比M11/D11,然而至少在使用上面提到的常规材料的情形中,被选择成尽可能大于0.5kg/mm。另外,根据本发明另外的实施方式,为了另外提高安装材料的效率,所提到的质量比M11/M18保持小于25。
然而,为了产生足够高的振荡质量因子的尽可能紧凑的测量变换器和尽可能小的压降,根据本发明另外的实施方式,测量管相对于上面提到的测量变换器11的安装长度L11如此设计使得测量变换器的口径与安装长度比D18/L11(如由第一测量管的至少口径D18与测量变换器11的安装长度L11之比定义的)达到大于0.02,尤其是大于0.05和/或小于0.09。可替代地或补充地,测量管181、182、183、184相对于上面提到的测量变换器的安装长度L11如此定尺寸使得测量变换器的测量管长度与安装长度比L18/L11(如由第一测量管的至少测量管长度L18与测量变换器的安装长度L11之比定义的)达到大于0.7,尤其是大于0.8和/或小于0.95。
在所需情形中,可能地或至少潜在地,由尤其是以提到的方式使较大尺寸的测量管在变换器壳体的入口侧或出口侧振动所引起的机械应力和/或振动可以例如通过在入口侧上将四个测量管181、182、183、184至少成对地机械地相互连接以及在出口侧上至少成对地相互连接而最小化,在每一种情形中,借助于作为所谓的节点板的联接元件(在下面称为第一类型的联接元件)来成对地机械地相互连接。而且,借助于这种第一类型的联接元件,如果通过其尺寸和/或在测量管上的定位,测量管的机械本征频率,且因此,还有借助于四个测量管以及放置在其上的测量变换器的另外部件形成的内部部分的机械本征频率,且因此,还有作为整体的内部部分的振荡行为可以有目的地被影响。
作为节点板的第一类型的联接元件可例如为尤其是由与测量管相同的材料制成的薄板或垫片,其在每种情形中与相互联接的测量管的数量和外尺寸对应地设有钻孔,在给定情形中,补充地,对边缘开槽,使得垫片可以首先被安装到相应的测量管181、182、183、184上,且在给定情形中此后仍通过硬焊或熔焊结合到相应的测量管。
因此,根据本发明另外的实施方式,测量变送器包括第一类型的第一联接元件241和第一类型的第二联接元件242,第一类型的第一联接元件241至少在入口侧固定到第一测量管和第二测量管并且与第一分流器以及也与第二分流器间隔开,用于形成至少用于第一测量管的振动,尤其是弯曲振荡以及用于第二测量管的与第一测量管相反相等的振动,尤其是弯曲振荡的入口侧振荡节点,第一类型的第二联接元件242,尤其是与第一联接元件相同地构造的第二联接元件242,至少在出口侧上固定到第一测量管181和第二测量管182并与第一分流器201以及也与第二分流器202,以及也与第一联接元件241间隔开,用于形成至少用于第一测量管181的振动,尤其是弯曲振荡以及用于第二测量管182的与第一测量管相反相等的振动,尤其是弯曲振荡的出口侧振荡节点。如分别地直接地从图4和图5a、5b中明显的,第一类型的第一联接元件241在入口侧也固定到第三测量管183和第四测量管184并且与第一分流器201以及也与第二分流器202间隔开,用于形成也用于第三测量管183的振动,尤其是弯曲振荡以及用于第四测量管184的与第三测量管相反相等的振动,尤其是弯曲振荡的入口侧振荡节点,并且第一类型的第二联接元件242也在出口侧上固定到第三测量管183和第四测量管184并与第一分流器201以及也与第二分流器202,以及也与第一联接元件241间隔开,用于形成至少用于第三测量管183的振动,尤其是弯曲振荡以及用于第四测量管184的与第三测量管相反相等的振动,尤其是弯曲振荡的出口侧振荡节点,使得,作为结果,所有四个测量管181、182、183、184借助于第一类型的第一联接元件241以及借助于第一类型的第二联接元件242机械地相互连接。根据本发明另外的实施方式,上述的第一类型的两个联接元件241、242,尤其是相互相同地构造的联接元件中的每一个是板形的,尤其是以这样的方式,使得以及也从附图的组合中直接地明显的,其具有更准确说地矩形或者也是正方形的基本形状,或者,然而,其具有更精确地圆形、椭圆形的、十字形的,或者比如,例如,也在US-A2006/0283264中提供的,为H形的基本形状。另外,两个联接元件241、242定向成基本上相互平行地延伸。
如除其它之外分别地直接地从图4和5a、5b明显的,上述的两个联接元件241、242另外地如此实施并在测量变换器中如此放置,使得第一类型的第一联接元件241的质量中心与测量变换器11的质量中心有一定距离,该距离基本上等于第一类型的第二联接元件242的质量中心距测量变换器11的所述质量中心的距离,尤其是以这样的方式,使得两个联接元件241、242因此相对于在每一种情形中居中地穿过测量管181、182、183、184切割的共享的虚横截平面对称地布置。
为了在优化借助于四个测量管181、182、183、184形成的内部部分的振荡行为的情形中另外地增加自由度,根据本发明进一步的发展,测量变换器11另外包括第一类型的第三联接元件243,第一类型的第三联接元件243至少在入口侧固定到第三测量管183和第四测量管184并且与第一分流器201以及也与第二分流器202间隔开,用于形成至少用于第三测量管183的振动,尤其是弯曲振荡以及用于第四测量管184的与第三测量管相反相等的振动,尤其是弯曲振荡的入口侧振荡节点。而且,在该进一步发展的情形中,测量变换器11包括第一类型的第四联接元件244,尤其是与第一类型的第三联接元件243相同地构造的第四联接元件,该第四联接元件至少在出口侧上固定到第三测量管183和第四测量管184并与第一分流器201以及也与第二分流器202,以及也与第一类型的第三联接元件243间隔开,用于形成至少用于第三测量管183的振动,尤其是弯曲振荡以及用于第四测量管184的与第三测量管相反相等的振动,尤其是弯曲振荡的出口侧振荡节点。
根据本发明另外的实施方式,上述的第一类型的两个第三和第四联接元件243、244,尤其是相互相同地构造的第三和第四联接元件中的每一个再次实施为板形的,尤其是以这样的方式,使得其具有矩形、正方形、圆形、X或十字形或者H形的基本形状。另外,上述的两个第三和第四个联接元件243、244定向成基本上相互平行地延伸。
如图4和5a、5b所示,分别地,第一类型的第三联接元件243也在入口侧上固定到第一测量管181和第二测量管182并且与第一分流器201以及也与第二分流器202以及还与第一类型的第一联接元件241间隔开,并且第一类型的第四联接元件244也在出口侧上固定到第一测量管和第二测量管并且与第一分流器以及也与第二分流器以及还与第二联接元件间隔开,使得,作为结果,所有四个测量管181、182、183、184也借助于第一类型的第三联接元件243以及借助于第一类型的第四联接元件244机械地相互连接。
如从图4、5a、5b直接地明显的,而且,第三和第四联接元件243、244另外地如此实施并在测量变换器中如此放置,使得第一类型的第三联接元件243的质量中心与测量变换器的质量中心有一定距离,该距离基本上等于第一类型的第四联接元件244的质量中心距测量变换器的所述质量中心的距离,尤其是以这样的方式,使得两个联接元件243、244因此相对于在每一种情形中居中地穿过四个测量管181、182、183、184切割的共享的虚横截平面对称地布置。另外,根据本发明进一步的实施方式,第一类型的四个联接元件241、242、243、244在测量变换器中如此布置,使得第一类型的第三联接元件243的质量中心距测量变换器的质量中心的距离大于第一类型的第一联接元件241的质量中心距测量变换器的质量中心的距离并大于第一类型的第二联接元件242的质量中心距测量变换器的所述质量中心的距离。
如从图4、5a、5b的组合直接地明显的,在入口侧上固定到各自的测量管并最靠近测量变换器11的质量中心的第一类型的联接元件(这里,因此为第一类型的第一联接元件241)和在出口侧上固定到所述测量管并最靠近测量变换器的质量中心的第一类型的联接元件(这里,因为为第一类型的第二联接元件242)之间的最小距离在每一种情形中限定该测量管的自由振荡长度L18x,其中根据本发明另外的实施方式,第一类型的联接元件在测量变换器中如此放置,使得,作为结果,测量管181、182、183、184的每一个的自由振荡长度达到小于2500mm,尤其是小于2000mm和/或大于800mm。可替代地或补充地,另外规定所有四个测量管181、182、183、184因此具有相同的自由振荡长度L18x。
在测量变换器的振荡行为的仍旧较简单的且仍更准确调节的背景下,另外地,而且当测量变换器(比如,例如在US-A2006/0150750中提供的)仍具有用于形成用于第一测量管的振动,尤其是弯曲振荡并用于第二测量管的与其相反相等的振动,尤其是弯曲振荡,或者用于第三测量管的振动,尤其是弯曲振荡并用于第四测量管的与其相反相等的振动,尤其是弯曲振荡的入口侧或出口侧振荡节点的上述类型的其它联接元件,例如,因此,总共有6或8个这样的第一类型的联接元件时是相当有利的。
根据本发明另外的实施方式,为了在尽可能小的压降的情形中产生足够高的振荡品质因子和高灵敏度的尽可能紧凑的测量变换器,测量管181、182、183、184相对于所提到的自由振荡长度如此定尺寸,使得测量变换器的口径与振荡长度比D18/L18x(如由第一测量管的口径D18与第一测量管的自由振荡长度L18x之比定义的)达到大于0.07,尤其是大于0.09和/或小于0.15。可替代地或补充地,为此,根据本发明另外的实施方式,测量管181、182、183、184相对于上面提到的测量变换器的安装长度L11如此定尺寸使得测量变换器的振荡长度与安装长度比L18x/L11(如由第一测量管的自由振荡长度L18x与测量变换器的安装长度L11之比定义的)达到大于0.55,尤其是大于0.6和/或小于0.9。
根据本发明另外的实施方式,振荡传感器相对于自由振荡长度在测量变换器中如此布置,使得测量变换器的测量长度与振荡长度比(如由所提到的测量变换器的测量长度与第一测量管的自由振荡长度之比定义的)达到大于0.6,尤其是大于0.65和/或小于0.95。
根据本发明另外的实施方式,为了产生尽可能紧凑的测量变换器(尽管如此,其然而对质量流量是尽可能灵敏的),振荡传感器在测量变换器中相对于测量变换器的安装长度如此布置,使得测量变换器的测量长度与安装长度比(其由测量变换器的测量长度与安装长度之比定义的)达到大于0.3,尤其是大于0.4和/或小于0.7。可替代地或补充地,根据本发明另外的实施方式,振荡传感器在测量变换器中相对于测量管如此放置,使得测量变换器的口径与测量长度比D18/L19(这由第一测量管的口径D18与测量变换器的测量长度L19之比定义)达到大于0.05,尤其是大于0.09。在本发明另外的实施方式中,另外地,上述的测量长度L19保持小于1200mm。
在本发明另外的实施方式中,进一步规定,测量管181、182、183、184在操作期间被成对地同步地驱动,因而具有相等的相位,使得所有四个测量管181、182、183、184的振荡仅是成对地不同相位的。以有利方式,借助于四个测量管181、182、183、184连同激励器机构和振动传感器装置形成的内部部分的振荡行为,以及还有控制激励器机构的驱动信号相互如此匹配,以致至少以期望模式激励的四个测量管181、182、183、184的振荡如此发展,以致第一和第二测量管181、182相对于彼此基本上相反相等地振荡,并且,第三和第四测量管183、184也相对于彼此基本上相反相等地振荡,而同时,第一和第三测量管181、183相对于彼此基本上相等相位地振荡,且第二和第四测量管182、184相对于彼此基本上相等相位地振荡。
因此,根据本发明另外的实施方式,测量变换器另外包括第二类型的第一联接元件251,尤其是板形的或杆形的第二类型的第一联接元件251,其固定到第一测量管181和第三测量管183但是不固定到其它测量管,并且因此仅固定到第一测量管181和第三测量管183,并且与第一类型的第一联接元件241以及也与第一类型的第二联接元件242间隔开,用于第一测量管181的同步振动,尤其是弯曲振荡并用于第三测量管183的与其相同频率的振动,尤其是弯曲振荡。而且,至少在本发明的该实施方式的情形中,测量变换器至少包括第二类型的第二联接元件252,尤其是板形的或杆形的第二类型的第二联接元件252,其固定到第二测量管182和第四测量管184但是不固定到其它测量管,并且因此仅固定到第二测量管182和第四测量管184,并且与第一类型的第一联接元件241以及也与第一类型的第二联接元件242间隔开,以及还与第二类型的第一联接元件251间隔开,用于第二测量管182的同步振动,尤其是弯曲振荡并用于第四测量管184的与其相同频率的振动,尤其是弯曲振荡。如直接地从图4、5a和5b的组合明显的,第二类型的第一和第二联接元件251、252在测量变换器11中尽可能相互相对地放置。
测量管以上述方式进行机械联接的优点除其它之外还在以下事实中看到,即四个测量管181、182、183、184被减少到在每一种情形中有效地作为一个振荡系统的两个测量管组合物,每一个因此基本上作为单个测量管,因为由激励器机构5产生的激励力由于机械联接而作用在第一和第二测量管181、182两者之间以及也同等地作用在第三和第四测量管183、184之间,并且进而,而且为了测量目的而在流过的介质中引起的反作用力在每一种情形中一起传送回到振动传感器装置5的振荡传感器。而且,各个测量管181、182、183、184之间的可能的差别关于其名义振荡行为,例如由于非均匀流动、不同温度和/或不同密度分布等的结果而能够以非常简单的方式消除。第二类型的联接元件的应用另外地还具有以下优点,即,因此以非常简单的方式形成的两个测量管组合物中的每一个不仅对于激励器机构而且同等地也对于振动传感器装置19,并且因此也对于变送器电子设备12的测量电路和驱动电路,实际上,在每一种情形中总体作为单个测量管,并且从测量电路和驱动电路的观点来看,测量变换器11因而似乎具有相对于彼此振荡的仅两个测量管。作为其结果,至少对于振荡测量信号的预处理和可能的数字化,可利用经过证明的信号处理技术以及还有来自科里奥利质量流量或密度测量的领域的经证明的,尤其是两通道(因而仅从两个振荡传感器传送的处理振荡测量信号)测量电路。同样,因而,也对于驱动激励器机构的驱动电路,本领域技术人员已知的驱动电路,尤其是在一个通道上的这种操作,因而可直接地使用用于激励器机构的输送正好一个驱动信号的驱动电路。然而,在所需情形中,而且在每一种情形中从两个或更多个振动传感器输送的振荡测量信号然而也可以在每一种情形中在单独的测量通道中单独地预处理并相应地数字化;同样,在所需情形中,而且在给定情形中给出的两个或更多个振荡激励器可以借助于单独的驱动信号单独地操作。
根据本发明的实施方式,测量管181、182、183、184以及将测量管181、182、183、184相互连接的联接元件因此另外地如此形成并借助于第二类型的联接元件,在给定情形中,补充地还借助于第一类型的联接元件如此相互机械地联接,使得由第一和第三测量管181、183形成的第一测量管组合物以及由第二和第四测量管182、184形成的第二测量管组合物具有基本上相同的机械本征频率。
在此处所示的实施方式的示例中,第二类型的第一联接元件251分别在第一类型的第一联接元件241和第一类型的第二联接元件242之间的最小分隔的50%的区域中固定到第一和第三测量管181、183,结果是,相应地,因而约在第一和第三测量管181、183的自由振荡长度的一半处。另外,同样,第二类型的第二联接元件以对应方式相应在第一类型的第一联接元件241和第一类型的第二联接元件242之间的最小分隔的50%的区域中固定到第二和第四测量管182、184,相应地,因而约在第二和第四测量管182、184的自由振荡长度的一半处。
以有利的方式,第二类型的联接元件还可以补充地用作激励器机构5的部件的保持器。因此,根据本发明另外的实施方式,规定,振荡激励器51、52,尤其是相同地构造的振荡激励器中的每一个在每一种情形中部分地保持在第二类型的两个联接元件上,此处为彼此相对地设置的第一和第二联接元件251、252。因而,能够以非常有效的且同样也非常简单的方式确保借助于振荡激励器51产生的激励力引起第一和第三测量管181、183或第二和第四测量管182、184的至少主要地同步的,尤其是也基本上相互相同相位的弯曲振荡。例如,在电动力学振荡激励器的情形中,圆柱形线圈可被固定到第二类型的第一联接元件,并且在每一种情形中相关的永磁体可固定到相对地设置的第二类型的第二联接元件。对于其中激励器机构5具有两个振荡激励器51、52的上述情形,第一振荡激励器51以及还有第二振荡激励器52两者在每一种情形中可以保持在第二类型的第一和第二联接元件251、252上,例如,也以这样的方式,使得如直接地从图4或图5a明显的,在第一和第二振荡激励器51、52之间存在大于测量管181、182、183、184的管外径两倍大的最小分隔,然而,至少为第一测量管181的外径的两倍。这样,实现了在变换器壳体71的内部空间中的可用空间的最佳利用并且还有振荡激励器51、52的简单安装。
根据本发明另外的实施方式,测量变换器另外包括第二类型的第三联接元件253以及第二类型的第四联接元件254,该第二类型的第三联接元件253例如,再次,为板形的或杆形的第二类型的联接元件,其固定到第一测量管181和第三测量管183但是却不固定到其它测量管,并且因此仅固定到第一测量管181和第三测量管183,并且与第一类型的第一联接元件241以及也与第一类型的第二联接元件242间隔开,以及还与第二类型的第一联接元件251间隔开,用于第一测量管181的同步振动,尤其是弯曲振荡并用于第三测量管183的相同频率的振动,尤其是弯曲振荡,该第二类型的第四联接元件254,尤其是板形的或杆形的第二类型的联接元件,固定到第二测量管182和第四测量管184但是却不固定到其它测量管,并且因此仅固定到第二测量管182和第四测量管184,并且与第一类型的第一联接元件和第一类型的第二联接元件间隔开,以及还与第二类型的第二联接元件和第三联接元件间隔开,在每一种情形中,用于第二测量管182的同步振动,尤其是弯曲振荡并用于第四测量管184的与其相同频率的振动,尤其是弯曲振荡。第二类型的第三和第四联接元件253、254,比如直接地从图4、5a和5b的组合明显的,优选地在测量变换器11中彼此相对地放置。
另外,根据本发明另外的实施方式,测量变换器11包括第二类型的第五联接元件255以及第二类型的第六联接元件256,该第二类型的第五联接元件255,尤其是板形的或杆形的第二类型的第五联接元件255,固定到第一测量管181和第三测量管183但是却不固定到其它测量管,并且因此仅固定到第一测量管181和第三测量管183,并且与第一类型的第一联接元件和第一类型的第二联接元件间隔开,以及还与第二类型的第一联接元件和第二类型的第三联接元件间隔开,用于第一测量管181的同步振动,尤其是弯曲振荡并用于第三测量管183的与其相同频率的振动,尤其是弯曲振荡,该第二类型的第六联接元件256,尤其是板形的或杆形的第二类型的第六联接元件256,固定到第二测量管182和第四测量管184但是不固定到其它测量管,并且因此仅固定到第二测量管182和第四测量管184,并且在每一种情形中与第一类型的第一联接元件和第一类型的第二联接元件间隔开,以及还与第二类型的第二联接元件、第四联接元件和第五联接元件间隔开,用于第二测量管的同步振动,尤其是弯曲振荡并用于第四测量管的与其相同频率的振动,尤其是弯曲振荡。第二类型的第五和第六联接元件255、256优选地再次在测量变换器11中彼此相对地放置。
此外,使用另外地也用于保持振动传感器装置的单独部件的上述第二类型的联接元件可能是有优势的。根据此,根据本发明另外的实施方式,规定,入口侧第一振荡传感器191在每一种情形中部分地保持在第二类型的第三和第四联接元件253、254上。另外地,第二振荡传感器192以相应的方式保持在第二类型的第五和第六联接元件255、256上。因而,能够以非常有效的且同样也非常简单的方式确保在操作期间借助于第一振荡传感器191产生的振荡测量信号至少主要地代表第一和第三测量管181、183的同步的入口侧弯曲振荡(尤其是还有彼此相同相位的弯曲振荡)相对于第二和第四测量管182、184的同样同步的入口侧弯曲振荡(尤其是还有彼此相同相位的弯曲振荡),或者在操作期间借助于第二振荡传感器192产生的振荡测量信号至少主要地代表第一和第三测量管181、183的同步的出口侧弯曲振荡(尤其是还有彼此相同相位的弯曲振荡)相对于第二和第四测量管182、184的同样同步的出口侧弯曲振荡(尤其是还有彼此相同相位的弯曲振荡)。例如,在电动力学振荡传感器的情形中,第一振荡传感器191的圆柱形线圈可被固定到第二类型的第三联接元件,并且相关的永磁体可固定到相对地设置的第二类型的第四联接元件,或者第二振荡传感器192的圆柱形线圈可被固定到第二类型的第五联接元件,并且相关的永磁体可固定到相对地设置的第二类型的第六联接元件。根据本发明另外的实施方式,对于所提到的振动传感器装置19借助于四个振荡传感器191、192、193、194形成的情形,第一振荡传感器191以及还有第三振荡传感器193两者在每一种情形中部分地保持在第二类型的第三和第四联接元件上,尤其是以这样的方式,使得比如直接地从图4、5a和5b的组合明显的,第一和第三振荡传感器191、193之间的最小分隔大于第一测量管181的管外径两倍那么大。以相应的方式,另外,而且,第二振荡传感器192和第四振荡传感器194在每一种情形中部分地保持在第二类型的第五和第六联接元件上,尤其是以这样的方式,使得比如直接地从图4、5a和5b的组合明显的,第二振荡传感器192和第四振荡传感器194之间的最小距离大于第一测量管181的管外径的两倍那么大,据此,作为整体,实现了在变换器壳体71的内部空间中可用的空间的最佳利用以及还有振动传感器装置19的振荡传感器的简单安装。因此,根据本发明另外的实施方式,振动传感器装置19的振荡传感器,尤其是相同地构造的振荡传感器中的每一个保持在第二类型的两个相互相对的联接元件上。
为了在测量变换器11的安装长度L11尽可能短或者测量管181、182、183或184的自由振荡长度L18x尽可能短的情形中另外地改进内部部分的振荡品质因子,根据本发明另外的实施方式,测量变换器包括多个环形加强元件221A,...222A,...223A,...224A,...,尤其是相同结构的加强元件,其中每一个加强元件如此准确地放置在测量管181、182、183、184之一上,使得其这样沿着测量管之一,尤其是环绕的虚外围表面元件夹紧;在这一点上,对照,也在开始提到的US-B6,920,798。尤其是,在该情形中,另外规定,所述加强元件221A、221B、221C、221D、相应地222A、222B、222C、222D、相应地223A、223B、223C、223D、相应地224A、224B、224C、224D,尤其是相同地构造的加强元件中的至少四个分别放置在测量管181、182、183、184的每一个上。加强元件221A,...222A,...223A,...224A,...以这样的方式以有利方式放置在测量变换器11中,使得安装在同一测量管上的两个邻接的加强元件相互的距离达到所述测量管的管外径的至少70%,然而,至多所述管外径的150%。在该情形中,尤其是合适地已经证明了相邻的加强元件相对于彼此的间距,该间距位于相应测量管181、182、183或184的管外径的80%至120%的范围中。可替代地或补充地,为了改进内部部分的振荡特性,并且在此范围内也为了改进测量变换器的测量精度,另外规定,如图7、8a、8b中示意性地显示的,测量变换器此外具有板形加强元件261、262、263、264,也用于调节在那些振荡平面YZ1、YZ2中测量管181、182、183或184的弯曲振荡的自然本征频率,如从图3a、3b明显的,振荡平面YZ1、YZ2基本上垂直于上述的振荡平面XZ1、XZ2。在该情形中,板形加强元件261、262、263、264,例如,相同结构的板形加强元件,尤其是如此实施并且在每一种情形中与测量管如此连接,使得,结果,在上述主要振荡平面XZ1、XZ2中以期望模式激励的测量管181、182、183或184的弯曲振荡的至少弯曲振荡谐振频率总是低于与期望模式相同的模态阶序,然而,将在因而次要振荡平面YZ1、YZ2内执行的测量管的弯曲振荡的自然本征频率。这样,以非常简单且非常有效的方式,测量管的弯曲振荡模式的明显分离关于在内部部分以及相应地测量管的相互垂直的(此处为主要的和次要的)振荡平面中测量管的相应谐振频率实现。
为此目的,在直接地从图7、8a、8b的组合中明显的本发明另外的实施方式中,测量变换器包括第一板形加强元件261,其用于调节在次要的第三振动平面YZ1(在每一种情形中,基本上垂直于主要振荡平面XZ1或XZ2)中第一测量管181和第三测量管183的弯曲振荡的一个或多个谐振频率,该第一板形加强元件261固定到第一测量管182和第三测量管183并且实际上在每一种情形中固定到第一或第三测量管181、183的位于第一振荡激励器51和第一分流器201之间的节段18'1、18'3。
另外,在本发明的该实施方式的情形中,测量变换器包括第二板形加强元件262,其用于调节在第四振动平面YZ2(在此范围内,因此也基本上平行于前述的第三振荡平面YZ1)、也基本上垂直于主要振荡平面XZ1或XZ2的次要振荡平面中第二测量管182和第四测量管184的弯曲振荡的一个或多个谐振频率,该第二板形加强元件262固定到第二测量管182和第四测量管184,即,在每一种情形中,固定到第二和相应的第四测量管182、184的位于第一振荡激励器51和第一分流器201之间的节段18'2、18'4。而且,测量变换器包括第三板形加强元件263以及第四板形加强元件264,该第三板形加强元件263用于调节在第三振荡平面YZ1中第一测量管181和第三测量管183的所述谐振频率,该第三板形加强元件263固定到第一测量管181和第三测量管183,这里,在每一种情形中,固定到第一测量管181和相应的第三测量管183的位于第一振荡激励器51和第二分流器202之间的节段18''1、18''3,第四板形加强元件264用于调节在第四振荡平面YZ2中第二测量管182和第四测量管184的谐振频率,该第四板形加强元件264固定到第二测量管182和第四测量管184,这里,在每一种情形中,固定到第二测量管182和相应的第四测量管184的同样位于第一振荡激励器51和第二分流器202之间的节段18''2、18''4。例如,在该情形中,第一板形加强元件261和第二板形加强元件262在每一种情形中放置在第一振荡传感器191和第一分流器201之间,尤其是也在上面提到的第一类型的第一和第三联接元件241、243之间,并且第三和第四板形加强元件263、264在每一种情形中可放置在第二振荡传感器192和第二分流器202之间,尤其是也在上面提到的第一类型的第二和第四联接元件242、244之间。然而,例如,板形加强元件也可以如此布置在测量变换器中,使得以及也从图7、8a、8b的组合明显的,在每一种情形中第一和第二板形加强元件261、262放置在第一类型的第一联接元件241和第一振荡传感器191之间;以及第三和第四板形加强元件263、264在每一种情形中放置在第一类型的第二联接元件242和第二振荡传感器192之间。
板形加强元件可以通过软焊、铜焊或熔焊而与相应的测量管连接。例如,在每一种情形中,加强元件可以以这样的方式与测量管连接,使得以及也从图7、8a、8b的组合明显的,第一板形加强元件261沿位于第一振荡传感器191和第一分流器201之间的其直的侧向表面元件之一(这里,例如,距第三测量管183最近的元件)固定到第一测量管181的节段18'1并沿位于第一振荡传感器191和第一分流器201之间的其直的侧向表面元件之一(这里,例如,距第一测量管最近的那个元件)固定到第三测量管183的节段18'3。以与其类似的方式,于是而且,第二板形加强元件262相应地固定到在每一种情形中第二测量管和第四测量管182、184的位于第一振荡传感器191和第一分流器201之间的节段18'2、18'4,第三板形加强元件263固定到在每一种情形中第一测量管和第三测量管181、183的位于第二振荡传感器192和第二分流器202之间的节段18''1或者18''3,并且第四板形加强元件264固定到在每一种情形中第二测量管和第四测量管182、184的位于第二振荡传感器192和第二分流器202之间的节段18''2、18''4,并且实际上,在每一种情形中都沿着相应测量管的直的侧向表面元件之一。为了实现谐振频率的充分分离,在本发明另外的实施方式中,四个板形加强元件261、262、263、264中的每一个另外地在每一种情形中如此实施并如此放置在测量变换器中,使得其具有对应于那两个测量管181、183或182、184的侧向表面元件之间的最小距离的宽度,在每一种情形中其沿着其侧向表面元件固定,该宽度小于相应的板形加强元件261、262、263、264的长度(在例如所述侧向表面元件的方向上测量的),以这种方式,使得高度达到小于所述长度的50%,尤其是小于30%。而且,当四个板形加强元件261、262、263、264中的每一个另外地在每一种情形中如此实施以致板形加强元件中的每一个的长度例如大于所述板形加强元件261、262、263、264的相关厚度(横向于长度和宽度测量的)的两倍,尤其是,大于5倍时是有利的。可替代地,为了固定到在每一种情形中最近的放置的侧向表面元件,然而,例如,加强元件也可以尤其是也连同确保前述的宽度与厚度与长度比如此实施并且与测量管如此连接,使得每一个加强元件,例如,在每一种情形中基本上切向地沿每一个测量管的向外地最远的,或者在每一种情形中,沿着每一个测量管的向内地最远地设置的侧向元件接触相应的两个测量管。
如已经提到的,本发明的测量系统的测量变换器,尽管其非常紧凑的构造,但也可以暂时地变形。这种(最经常地是不可逆的)变形可以例如被热引起,例如,是由于在每一种情形中用于测量管和变换器壳体的材料的不同热膨胀系数的结果和/或由于测量管和变换器壳体之间的温度梯度的结果,和/或由于外力,比如,例如经由连接的管路引入测量变换器内的夹紧力,和/或高的介质压力的结果。结果是,测量变换器的这种变形或扭曲尤其是可以导致测量管中的一个或多个测量管的平移膨胀,因而引起相应测量管长度的改变(加长或缩短),以及与此相关的,导致测量变换器内所有机械应力的瞬时应力条件(即,空间分布)的不期望的(由于以对期望的高精度测量来说有害的方式影响测量管的振荡行为)改变;这令人吃惊地对于所提到的大于150mm的大标称直径以及小于2000mm的相对较短的自由振荡长度L18x或者大于0.09的相对较大的口径与振荡长度比D18/L18x的情形来说也是真实的。
将这点考虑进去,在本发明的测量系统的情形中,测量电路另外地在产生密度测量值和/或质量流量测量值的情形中适合于校正从测量变换器传送的振荡测量信号的至少一个特征变量(例如,信号频率)的变化(由前述的测量变换器的变形引起,或者测量变换器的应力状态的由此所得到的变化),例如,因而校正其信号频率的变化和/或两个振荡测量信号之间和/或至少一个振荡测量信号和借助于振动传感器装置产生的至少一个驱动信号之间的相位差的变化,所以,因而相应地补偿测量变换器的变形对测量精度的破坏性影响,密度测量值或质量流量测量值利用该测量变换器产生。例如,之前在测量系统的校准过程中,例如,在测量电路的相应零校正的形式中、在执行制造者侧(例如,在工厂)和/或在安装状态,因而,在可能可操作地安装到管路内的测量变换器的情形中,可以确定参考应力状态。
根据本发明另外的实施方式,测量变换器因此另外地包括变形测量装置30,其例如借助于穿过前面提到的馈通引导的连接线与变送器电子设备电连接,用于通过传感器记录测量变换器的这种变形,尤其是影响测量管的振荡行为和/或引起测量变换器的至少一个谐振频率的变化的变形,例如,通过由传感器直接记录测量管中的一个或多个测量管的应变。根据本发明另外的实施方式,变形测量装置借助于例如作为半导体应变仪或者例如在外部固定在测量管上的金属箔应变仪实施的至少一个传感器元件301形成。传感器元件301具有依赖于测量变换器的变形(这里为测量管中的一个或多个测量管的应变)的欧姆电阻。尤其是以应变仪的形式实施的传感器元件可以例如粘结地直接地固定在测量管之一的壁的外表面上,例如借助于环氧树脂,例如,以这样的方式,使得传感器元件与所述测量管齐平地连接和/或传感器元件通过改变其欧姆电阻而对所述测量管的测量管长度(这里为对应于相应的第一测量管端部的第一分流器201的流动开口201A和对应于相应的第二测量管端部的第二分流器202的流动开口202A之间的相应的最小距离)的变化作出反应;然而,在所需情形中,例如,传感器元件也可以被软焊到相应的测量管。对于利用粘合剂粘结的情形以及也对于将至少一个传感器元件软焊到所述测量管的壁的外表面以便因此在操作期间直接地记录相应的测量管的可能膨胀的两种情形,用于应变的最佳记录目的的传感器元件尽可能地以这样的方式固定,使得其至少部分地齐平地接触由此覆盖在管壁的所述表面上的检测区域,或者传感器元件与由此覆盖在管壁的所述表面上的检测区域齐平地连接,尤其是完全齐平地连接。
在本发明另外的实施方式中,另外地规定,至少一个传感器元件如此放置在一个测量管的壁的外表面上,使得管壁的所述表面上的并且由所述传感器元件覆盖的(在给定情形中由此齐平地接触和/或与其齐平地连接的)检测区域具有至少一个区段,在该至少一个区段中借助于激励器机构激励的相反相等的弯曲振荡不引起弯曲应力,或者对于测量精度至少不明显。换句话说,因此,至少一个传感器元件301的检测区域如此选择使得其尽可能精确地位于中性纤维上,该中心纤维与伴随在期望模式中的弯曲振荡的所述测量管的弯曲相关。在本发明的测量系统的测量变换器的情形中,每一个测量管的所述中性纤维中的一个(除其它之外,如也从图3a、3b、4、5a、5b、6a、6b的组合明显的)例如在每一种情形中也在距测量变换器的纵向轴线L最远并且借助于位于振荡平面XZ1、XZ2、YZ1、YZ2中的切割平面产生的每个测量管的四分之一扇区中延伸。在此处显示的实施方式的示例中,因此,所述中性纤维之一,所以也为非常适合于放置每一个测量管的传感器元件301的中性纤维因此在每一种情形中在相应于振荡平面XZ1的切割平面上方或者在每一种情形中在相应于振荡平面XZ2的切割平面下方,以及在流动方向上看,在每一种情形中,在相应于振荡平面YZ1的切割平面的右侧,或者,在每一种情形中,在相应于振荡平面YZ2的切割平面的左侧延伸。
根据本发明另外的实施方式,另外地规定,变形测量装置借助于具有依赖于电阻的变形的至少两个传感器元件301、302形成,尤其是基本上相同地构造和/或串联地电连接的传感器元件301、302。据此,变形测量装置30在至少该情形中包括具有依赖于测量变换器的变形的欧姆电阻并且例如再次以半导体应变仪或金属箔应变仪的形式实施的第一传感器元件301以及具有依赖于测量变换器的变形的欧姆电阻并且在给定情形中进而以半导体应变仪或金属箔应变仪的形式实施的至少第二传感器元件302。尤其是,在该情形中另外地规定,变形测量装置的第一传感器元件301固定在第一测量管上,优选地使得改变第一测量管的测量管长度的第一测量管181的平移应变借助于第一传感器元件301是可记录的。变形测量装置的第二传感器元件302同样固定在测量管之一上,优选地在不同于第一测量管的测量管上和/或以这样的方式使得同样改变携带第二传感器元件302的测量管的测量管长度的所述测量管的平移应变借助于第二传感器元件302是可记录的。显示为对于变形测量装置30来说是尤其合适的变化形式在该情形中(如也从图5a、5b或6b的组合明显的)已经将第二传感器元件302固定在与携带第一传感器元件301的那个测量管侧向地最远地间隔开的测量管(在此处显示的实施方式的示例中,因此,为第四测量管184)上。因此,这尤其是非常有利的,因为对于期望的测量精度来说,于是实际上两个传感器元件对于变形测量装置来说也是足够的。可替代地或者补充地,变形测量装置30的至少两个传感器元件另外地如此放置在测量变换器中使得第一传感器元件和第二传感器元件位于测量变换器的一个(即同一个)虚切割平面上,其中一个延伸到测量变换器的所述纵向轴线L。在此处显示的实施方式的示例中,第一传感器元件301和第二传感器元件302在该情形中另外地如此放置使得它们(也从图6b明显的)尽可能等距地从在共享的虚切割平面中延伸的纵向轴线L移开,或者借助于两个传感器元件形成的变形测量装置30关于所述纵向轴线来说基本上点对称。
对于所提到的其中测量变换器设有用于调节测量管181、182、183或184在振荡平面YZ1、YZ2中的弯曲振荡的自然本征频率的板形加强元件261、262、263、264的情形,然而,变形测量装置30的至少一个传感器元件或者变形测量装置30的传感器元件中的至少一个可以例如也固定在所述加强元件261、262、263、264中的一个上,例如,以这样的方式,使得传感器元件通过改变其欧姆电阻而对与所述加强元件连接的测量管的应变作出反应。例如,如在图9中示意性地显示的,在该情形中,变形测量装置30的第一传感器元件301可以放置在第一加强元件271上,使得第一传感器元件301因此通过改变其欧姆电阻而对第一测量管和/或第三测量管的应变连同第一加强元件271的相应应变作出反应,和/或变形测量装置的第二传感器元件302可放置在第二加强元件272上使得第二传感器元件因此通过改变其欧姆电阻而对第二测量管和/或第四测量管的应变连同第二加强元件的相应应变作出反应。
根据本发明另外的实施方式,对于其中在每一种情形中在入口侧和出口侧上设置至少两个第一类型的联接元件的其它所述情形,第一类型的第一和第三联接元件借助于在每一种情形中固定至其上的第一联接器联接元件271(例如,相对于测量管间隔开并平行延伸且在任何情形中提供补充由测量管产生的连接的连接的杆形或板形元件)加以连接。该连接元件于是可以用于(而且对于已经提到的用于变形测量装置的传感器元件的位置,例如,如在测量管之一上或者在成对地连接测量管的板形加强元件261、262、263、264之一上的,可替代地或补充地)保持并激励变形测量装置的至少一个传感器元件。根据此,在本发明的另一实施方式中,变形测量装置的至少一个传感器元件固定在第一联接器连接元件上,例如,以这样的方式使得所述传感器元件通过改变其欧姆电阻而对传送到联接器连接元件的测量管中的一个或多个测量管的应变作出反应。为了增加灵敏度和/或为了检测测量变换器的非对称变形,另外地有利的是,还提供两者固定到第二联接元件以及也固定到第四联接元件的又一个第二联接器连接元件272(例如,再次,杆形或板形连接元件和/或平行于测量管延伸的连接元件和/或与第一联接器连接元件等同地构造的联接器连接元件),使得,在至少两个传感器元件对变形测量装置30有利的情形中,于是,例如,变形测量装置的第一传感器元件能够以上述方式固定在第一联接器连接元件271上和/或变形测量装置30的第二传感器元件能够同样地固定在第二联接器连接元件272上。
对于在每一种情形中固定在测量管上的一个或多个传感器元件301、302的应用,可替代地或补充地,然而,变形测量装置30还可以另外地借助于固定在变换器壳体上并利用欧姆电阻的改变对其的可能变形作出反应的至少一个传感器元件形成。
对于多次提到的其中变形测量装置30由两个或更多个传感器元件,例如在每一种情形中作为应变仪实施的传感器元件形成的情形,另外地,在本发明另外的实施方式中,变形测量装置30的第一传感器元件和第二传感器元件借助于在变换器壳体内延伸的至少一条电线而相互电连接,尤其是以这样的方式使得变形测量装置的至少两个传感器元件,或者在给定情形中更多的传感器元件串联地相互电连接;这尤其是用于一方面增加变形测量装置30对要记录的变形的灵敏度并且另一方面保持要穿过所提到的馈通引导到变送器电子设备12的连接线的总数量尽可能少的目的。特别是对于其中变形测量装置30的第二或另外的传感器元件直接地固定到变换器壳体以便直接地记录其可能的变形的上述情形,可以有利地通过对第一和第二传感器元件使用不同电阻来为壳体上的传感器元件提供具有不同于例如固定到测量管的第一传感器元件的对应变的不同的灵敏度,且因此,相应地,对不同的记录变形或者其对测量管的振荡行为的影响,因此,对已经在检测阶段随其形成的管布置的影响赋予权重。
对于前述的一个或多个传感器元件的应用,例如,应变仪形式的传感器元件和/或对具有相应的欧姆电阻的变化的测量管中的一个或多个测量管的膨胀作出反应的传感器元件,可替代地或补充地,测量电路可确定测量变换器中应力状态的变化和/或测量变换器中瞬时应力状态与也由其借助于由振动传感器装置产生的至少一个振荡测量信号预先确定的用于代表测量管的振动的参考应力状态的偏差,并且,在产生测量值时,相应的校正可例如通过使驱动电路借助于激励器机构主动地激励测量管的两个或多模态振荡来进行,使得,结果是,至少一个振荡信号相应地具有不同信号频率的两个或更多个信号分量。在这种情形中,其对振荡信号的总频谱的相应贡献的变化或者各个振荡模式的振幅相对于彼此的变化可以作为用于待检测的测量变换器的变形的测量,因此,作为对于其应力状态变化的测量,或者作为对于测量从应力条件的所述变化得到的测量误差的测量。
为了将可归因于测量变换器的各个部件的柔性或E模量的热相关变形和热相关变化的测量管的振荡行为的变化与可归因于测量变换器的变形(其中测量变换器的变形可归因于外力作用)的其应力状态变化分开,因此,与可归因于外力作用的其应力状态的变化分离开,在本发明另外的实施方式中,测量系统另外地包括温度测量装置40,尤其是借助于固定在测量管之一上的电阻温度计和/或借助于固定在变换器壳体上的电阻温度计形成的温度测量装置,用于记录测量变换器的温度,尤其是影响测量管的振荡行为的温度和/或引起测量管中的至少一个测量管的至少一个谐振频率的变化的温度,尤其是一个或多个测量管的温度。例如,温度测量装置可以借助于电阻温度计,尤其是固定在测量管之一上的电阻温度计形成,其中电阻温度计具有依赖于测量变换器的温度的欧姆电阻,尤其是依赖于测量管之一的温度的欧姆电阻;可替代地或补充地,然而,温度测量装置40可以例如,也借助于相应地放置在测量变换器中的一个或多个热电偶形成。
而且,如在所论述的类型的测量变换器的情形中十分常见的,对于振动测量装置的振荡传感器,以及在给定情形中给出的变形测量装置的传感器元件,或温度测量装置,补充地,可在测量变换器中提供其它传感器,尤其是辅助或干扰变量记录传感器。这些其它传感器的示例包括加速传感器和/或压力传感器,借助于该加速度传感器和/或压力传感器,例如,测量变换器起作用的能力和/或用于主要地要记录的测量变量(尤其是质量流量和/或密度)的测量变换器的灵敏度的变化(作为横向灵敏度或外部干扰的结果)能够被监测且在给定情形中相应地得到补偿。
通过应用四个而不是比如迄今为止平行地流过的两个测量管,与也记录机械应力且相应地记录变形的测量电路组合,于是成本有效地制造所述类型的也用于大质量流量或具有远远超过250mm的大标称直径的测量系统,一方面,具有在可接受的压降,尤其是约1巴或较少的压降下超过99.8%的测量精度,且另一方面,保持安装质量,以及也将在其中使用的测量变换器的空载质量保持在限制值内是可能的,使得尽管大标称直径,制造、运输、安装以及还有操作总是能够经济合理地发生。尤其是,还通过上面解释的用于进一步发展本发明的措施的实现(单独地或者也组合地),所论述类型的测量系统也可以在大标称直径的情形中如此实施和如此定尺寸,使得测量变换器的质量比(如由所提到的测量变换器的空载质量与借助于四个测量管和安装在其上的激励器机构和振动传感器装置以及在给定情形中固定在测量管上并影响其振荡行为的测量变换器的另外部件形成的内部部分的总质量之比定义的)可以保持正好小于3,尤其是小于2.5。
Claims (87)
1.一种测量系统,用于测量至少有时在管路中流过的介质的密度,所述测量系统包括:
振动类型的测量变换器,其用于产生振荡测量信号,其中所述测量变换器包括:
变换器壳体,所述变换器壳体的入口侧第一壳体端部借助于具有正好四个相互间隔开的流动开口的入口侧的第一分流器形成,并且所述变换器壳体的出口侧第二壳体端部借助于具有正好四个相互间隔开的流动开口的出口侧的第二分流器形成;
正好四个测量管,其连接到各所述分流器,用于沿着平行地连接的流动路径引导流动的介质,四个所述测量管中的第一测量管以入口侧第一测量管端部通入所述第一分流器的第一流动开口内并以出口侧第二测量管端部通入所述第二分流器的第一流动开口内,四个所述测量管中的第二测量管以入口侧第一测量管端部通入所述第一分流器的第二流动开口内并以出口侧第二测量管端部通入所述第二分流器的第二流动开口内,四个所述测量管中的第三测量管以入口侧第一测量管端部通入所述第一分流器的第三流动开口内并以出口侧第二测量管端部通入所述第二分流器的第三流动开口内,并且四个所述测量管中的第四测量管以入口侧第一测量管端部通入所述第一分流器的第四流动开口内并以出口侧第二测量管端部通入所述第二分流器的第四流动开口内;以及
机电激励器机构,其借助于第一振荡激励器和/或区别地激励所述第一测量管相对于所述第二测量管的振荡的第一振荡激励器而形成,用于产生和/或维持四个测量管的机械振荡,其中所述激励器机构实施为使得与所述激励器机构有关的所述第一测量管和所述第二测量管在操作期间可被激励以在共享的虚第一振荡平面中执行相反相等的弯曲振荡,并且所述第三测量管和所述第四测量管在操作期间可被激励以在共享的虚第二振荡平面中执行相反相等的弯曲振荡,以及
振动传感器装置,其对四个所述测量管的振动作出反应,用于产生代表四个所述测量管的振动的振荡测量信号;以及
变送器电子设备,其与所述测量变换器电联接,用于激活所述测量变换器,并用于评估从所述测量变换器传送的振荡测量信号,所述变送器电子设备包括:
用于所述激励器机构的驱动电路,以及测量电路,其中:
所述测量电路随着应用从所述振动传感器装置传送的至少一个振荡测量信号而产生代表介质的密度的密度测量值;并且
所述测量电路,用于产生密度测量值,所述测量电路校正从所述测量变换器传送的振荡测量信号的至少一个特征变量的变化,这些变化是由以下因素引起的:所述测量变换器中的应力状态的变化,和/或所述测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差。
2.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述测量变换器中应力条件的所述变化,和/或所述测量变换器中瞬时应力条件与为其预定的参考应力状态之间的所述偏差,由所述测量变换器的变形而产生。
3.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述测量电路借助于由所述振动传感器装置产生的至少一个振荡测量信号,确定所述测量变换器中应力条件的变化和/或所述测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差;和/或
所述测量电路借助于由所述振动传感器装置产生的至少一个振荡测量信号,来校正从所述测量变换器传送并由1)所述测量变换器中应力状态的变化或2)所述测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差所产生的振荡测量信号的至少一个特征变量的变化。
4.根据权利要求1所述的测量系统,还包括:
变形测量装置,用于记录所述测量变换器的变形,所述变形包括四个所述测量管中的一个或多个的应变,热相关的变形和/或由在外部作用在所述测量变换器上的力引起的变形和/或影响四个所述测量管的振荡行为的变形和/或引起四个所述测量管中的至少一个测量管的至少一个谐振频率的变化的变形和/或平移变形。
5.根据权利要求4所述的测量系统,其中:
所述变形测量装置借助于传感器元件形成;并且
所述传感器元件具有依赖于所述测量变换器的变形的欧姆电阻。
6.根据权利要求5所述的测量系统,其中:
所述传感器元件,固定在四个所述测量管的一个上,使得所述传感器元件通过改变其欧姆电阻对对应于与相应的第一测量管端部对应的所述第一分流器的流动开口和与相应的第二测量管端部对应的所述第二分流器的所述流动开口之间的最小距离的测量管的测量管长度的变化作出反应和/或使得所述传感器元件与四个所述测量管中的一个齐平地连接。
7.根据权利要求5所述的测量系统,其中:
所述至少一个传感器元件固定在至少一个所述测量管的外表面上。
8.根据权利要求5所述的测量系统,其中:
所述至少一个传感器元件以以下方式固定在至少一个所述测量管的外表面上,使得:
所述传感器元件至少部分地齐平地接触因此覆盖在管的壁的所述外表面上的检测区域;和/或
所述传感器元件与因此覆盖在管的壁的所述外表面上的检测区域齐平地连接;和/或
由所述传感器元件覆盖在管的壁的所述外表面上的检测区域,具有至少一个区段,在所述至少一个区段中,借助于所述激励器机构激励的相反相等的弯曲振荡不引起弯曲应力。
9.根据权利要求4所述的测量系统,其中:
每一个所述测量管在每一种情形中都具有测量管长度,所述测量管长度对应于与相应的第一测量管端部对应的所述第一分流器的流动开口和与相应的第二测量管端部对应的所述第二分流器的流动开口之间的相应的最小距离;并且
四个所述测量管中的一个或多个测量管的所述测量管长度的变化借助于变形测量装置是可记录的。
10.根据权利要求9所述的测量系统,其中:
用于记录四个所述测量管中的一个或多个测量管的测量管长度的变化的所述变形测量装置包括固定在一个测量管上的至少一个应变仪。
11.根据权利要求4所述的测量系统,其中:
所述变形测量装置借助于与四个所述测量管中的至少一个测量管机械地联接的至少一个应变仪而形成。
12.根据权利要求4所述的测量系统,其中:
所述变形测量装置借助于具有依赖于所述测量变换器的变形的欧姆电阻的第一传感器元件,以及借助于具有依赖于所述测量变换器的变形的欧姆电阻的至少第二传感器元件,并且所述第一传感器元件和所述第二传感器元件借助于在所述变换器壳体内延伸的至少一条导线相互电连接,和/或使得所述第一传感器元件和所述第二传感器元件串联地相互电连接,和/或使得所述第一传感器元件和所述第二传感器元件具有相同的构造,和/或使得所述第一传感器元件和所述第二传感器元件位于所述测量变换器的虚切割平面中,与所述测量变换器的主要流动轴线平行的所述测量变换器的纵向轴线在所述虚切割平面中延伸。
13.根据权利要求12所述的测量系统,其中:
所述变形测量装置的所述第一传感器元件固定在所述第一测量管上,使得借助于所述第一传感器元件,改变所述第一测量管的测量管长度的所述第一测量管的应变是可记录的。
14.根据权利要求13所述的测量系统,其中:
所述变形测量装置的所述第二传感器元件固定在与所述第一测量管不同的其它测量管上,使得借助于所述传感器元件,改变所述第四测量管的测量管长度的第四测量管的应变是可记录的。
15.根据权利要求4所述的测量系统,其中:
所述测量电路基于所述测量变换器的变形,来确定所述测量变换器中应力状态的变化和/或所述测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差;和/或
所述测量电路基于所述测量变换器的变形,来校正从所述测量变换器传送的由所述测量变换器中应力状态的变化或者有所述测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差所产生的振荡测量信号的至少一个特征变量的变化。
16.根据权利要求1所述的测量系统,还包括:
温度测量装置,用于记录所述测量变换器的温度。
17.根据权利要求16所述的测量系统,其中:
所述温度测量装置借助于电阻温度计形成,所述电阻温度计具有依赖于所述测量变换器的温度的欧姆电阻。
18.根据权利要求16所述的测量系统,其中:
所述测量电路基于由所述温度测量装置记录的所述测量变换器的温度,来确定所述测量变换器中应力状态的变化和/或所述测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差;和/或
所述测量电路基于由所述温度测量装置记录的所述测量变换器的温度,来校正从所述测量变换器传送的振荡测量信号的至少一个特征变量的变化,该变化由所述测量变换器中应力状态的变化或者所述测量变换器中瞬时应力状态与为其预定的参考应力状态之间的偏差产生。
19.根据权利要求12所述的测量系统,其中:
所述测量变换器还包括:
第一板形加强元件,其用于调节所述第一测量管和所述第三测量管在基本上垂直于第一振荡平面和/或第二振荡平面的第三振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,所述第一板形加强元件固定到所述第一测量管和所述第三测量管,并且实际上在每一种情形中都固定到所述第一测量管或所述第三测量管的位于所述第一振荡激励器和所述第一分流器之间的节段;
第二板形加强元件,其用于调节所述第二测量管和所述第四测量管在基本上垂直于第一振荡平面和/或第二振荡平面的第四振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,所述第二板形加强元件固定到所述第二测量管和所述第四测量管,并且实际上在每一种情形中都固定到所述第二测量管或所述第四测量管的位于所述第一振荡激励器和所述第一分流器之间的节段;
第三板形加强元件,其用于调节所述第一测量管和所述第三测量管在所述第三振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,所述第三板形加强元件固定到所述第一测量管和所述第三测量管,并且实际上在每一种情形中都固定到所述第一测量管或所述第三测量管的位于所述第一振荡激励器和所述第二分流器之间的节段;以及
第四板形加强元件,其用于调节所述第二测量管和所述第四测量管在所述第四振荡平面中的弯曲振荡的谐振频率,所述第四板形加强元件固定到所述第二测量管和所述第四测量管,并且实际上在每一种情形中都固定到所述第二测量管或所述第四测量管的位于所述第一振荡激励器和所述第二分流器之间的节段。
20.根据权利要求19所述的测量系统,其中:
所述变形测量装置的所述至少一个传感器元件固定在各所述加强元件中的一个上,使得所述传感器元件通过改变其欧姆电阻而对与所述加强元件连接的测量管的应变作出反应。
21.根据权利要求19所述的测量系统,其中:
所述变形测量装置的所述第一传感器元件固定在所述第一板形加强元件上,使得所述第一传感器元件通过改变其欧姆电阻而对所述第一测量管和/或所述第三测量管的应变作出反应;和/或
所述变形测量装置的所述第二传感器元件固定在所述第二板形加强元件上,使得所述第二传感器元件通过改变其欧姆电阻而对所述第二测量管和/或所述第四测量管的应变作出反应。
22.根据权利要求19所述的测量系统,其中:
所述第一板形加强元件沿着所述第一测量管的直的侧向表面元件固定到所述第一测量管的位于第一振荡传感器和所述第一分流器之间的节段,以及沿着所述第三测量管的直的侧向表面元件固定到所述第三测量管的位于所述第一振荡传感器和所述第一分流器之间的节段;
所述第二板形加强元件沿着所述第二测量管的直的侧向表面元件固定到所述第二测量管的位于所述第一振荡传感器和所述第一分流器之间的节段,以及沿着所述第四测量管的直的侧向表面元件固定到所述第四测量管的位于所述第一振荡传感器和所述第一分流器之间的节段;
所述第三板形加强元件沿着所述第一测量管的直的侧向表面元件固定到所述第一测量管的位于第二振荡传感器和所述第二分流器之间的节段,以及沿着所述第三测量管的直的侧向表面元件固定到所述第三测量管的位于所述第二振荡传感器和所述第二分流器之间的节段;并且
所述第四板形加强元件沿着所述第二测量管的直的侧向表面元件固定到所述第二测量管的位于所述第二振荡传感器和所述第二分流器之间的节段,以及沿着所述第四测量管的直的侧向表面元件固定到所述第四测量管的位于所述第二振荡传感器和所述第二分流器之间的节段。
23.根据权利要求22所述的测量系统,其中:
四个板形加强元件中的每一个,在每一种情形中都被实施和放置在所述测量变换器中,使得每一个板形加强元件都具有对应于两个测量管的侧向表面元件之间的最小距离的宽度,在每一种情形中,每一个板形加强元件都沿着该两个测量管的侧向表面元件固定,其中所述宽度比在所述侧向表面元件的方向上测量的所述板形加强元件的长度小。
24.根据权利要求23所述的测量系统,其中:
四个板形加强元件中的每一个,在每一种情形中都被实施使得每一个板形加强元件的长度大于其厚度的两倍。
25.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述测量变换器的与所述测量变换器要插入在其路线中的所述管路的口径对应的标称直径达到大于100mm。
26.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述变换器壳体实施为基本上管状的。
27.根据权利要求26所述的测量系统,其中:
所述变换器壳体具有最大的壳体内径,该最大的壳体内径大于150mm。
28.根据权利要求27所述的测量系统,其中:
由最大壳体内径与所述第一测量管的口径之比所定义的所述测量变换器的壳体与测量管内径之比大于3和/或小于5。
29.根据权利要求27所述的测量系统,其中:
由所述测量变换器的最大壳体内径与标称直径之比所定义的所述测量变换器的壳体内径与标称直径之比小于1.5和/或大于0.9。
30.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述测量变换器的空载质量大于200kg。
31.根据权利要求30所述的测量系统,其中:
由所述测量变换器的所述空载质量与所述测量变换器的标称直径之比所定义的所述测量变换器的质量与所述标称直径之比小于2kg/mm和/或大于0.5kg/mm。
32.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
由所述测量变换器的标称直径与所述测量变换器的安装长度之比所定义的所述测量变换器的所述标称直径与安装长度之比小于0.3和/或大于0.1。
33.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述第一分流器具有用于将所述测量变换器连接到用于向所述测量变换器供应介质的管路的管节段的法兰,且所述第二分流器具有用于将所述测量变换器连接到用于从所述测量变换器移除介质的管路的管节段的法兰。
34.根据权利要求33所述的测量系统,其中:
所述法兰中的每一个,在每一种情形中都具有用于将所述测量变换器与在每一种情形中所述管路的对应管节段之间不透流体地连接的密封表面;并且
所述两个法兰的各密封表面之间的距离定义了所述测量变换器的安装长度,其达到大于1200mm和/或小于3000mm。
35.根据权利要求19所述的测量系统,还包括:
第一类型的第一联接元件,用于形成至少用于所述第一测量管的振动以及所述第二测量管的与第一测量管相反相等的振动的入口侧振荡节点,所述第一类型的第一联接元件至少固定到所述第一测量管和所述第二测量管并在入口侧上与所述第一分流器以及也与所述第二分流器间隔开,使得所有四个测量管借助于第一类型的所述第一联接元件而彼此互机械地连接;以及
第一类型的第二联接元件,用于形成至少用于所述第一测量管的振动以及所述第二测量管的与所述第一测量管相反相等的振动的出口侧振荡节点,所述第一类型的第二联接元件至少固定到所述第一测量管和所述第二测量管并在出口侧上与所述第一分流器以及也与所述第二分流器间隔开,以及还与所述第一联接元件间隔开,使得所有四个测量管借助于所述第一类型的所述第二联接元件而彼此机械地连接。
36.根据权利要求35所述的测量系统,其中:
第一类型的所述第一联接元件也固定到所述第三测量管和所述第四测量管;
第一类型的所述第二联接元件固定到所述第三测量管和所述第四测量管;和/或
第一类型的所述第一联接元件的质量中心与所述测量变换器的质量中心间隔开一定距离,所述距离基本上等于第一类型的所述第二联接元件的质量中心与所述测量变换器的所述质量中心间隔开的距离。
37.根据权利要求35所述的测量系统,其中:
所述第一板形加强元件放置在第一类型的所述第一联接元件和所述第一振荡传感器之间;
所述第二板形加强元件放置在第一类型的所述第一联接元件和所述第一振荡传感器之间;
所述第三板形加强元件放置在第一类型的所述第二联接元件和所述第二振荡传感器之间;且
所述第四板形加强元件放置在第一类型的所述第二联接元件和所述第二振荡传感器之间。
38.根据权利要求35所述的测量系统,还包括:
第一类型的第三联接元件,用于形成至少用于所述第三测量管的振动以及所述第四测量管的与所述第三测量管相反相等的振动的入口侧振荡节点,所述第一类型的第三联接元件至少固定到所述第三测量管和所述第四测量管并在入口侧上与所述第一分流器以及也与所述第二分流器间隔开,使得因此所有四个测量管都借助于第一类型的所述第三联接元件而彼此机械地连接;以及
第一类型的第四联接元件,用于形成至少用于所述第三测量管的振动以及所述第四测量管的与所述第三测量管相反相等的振动的出口侧振荡节点,所述第一类型的第四联接元件至少固定到所述第三测量管和所述第四测量管并在出口侧上与所述第一分流器以及也与所述第二分流器间隔开,以及还与第一类型的所述第三联接元件间隔开,使得所有四个测量管都借助于第一类型的所述第四联接元件而彼此机械地连接。
39.根据权利要求38所述的测量系统,其中:
在所述测量系统的情形中,所述测量变换器具有固定到第一类型的所述第一联接元件以及还固定到第一类型的所述第三联接元件的第一联接器连接元件。
40.根据权利要求39所述的测量系统,其中:
所述变形测量装置的所述至少一个传感器元件固定在所述第一联接器连接元件上,使得所述传感器元件通过改变其欧姆电阻而对四个所述测量管中的一个或多个测量管的应变作出反应。
41.根据权利要求39所述的测量系统,其中:
在所述测量系统的情形中,所述测量变换器具有固定到第一类型的所述第二联接元件以及还固定到第一类型的所述第四联接元件的第二联接器连接元件和/或与所述第一联接器连接元件相同地构造的第二联接器连接元件。
42.根据权利要求41所述的测量系统,其中:
所述变形测量装置的所述第一传感器元件固定在所述第一联接器连接元件上,使得所述第一传感器元件通过改变其欧姆电阻而对四个所述测量管中的一个或多个测量管的应变作出反应;和/或
所述变形测量装置的所述第二传感器元件固定在所述第二联接器连接元件上,使得所述第二传感器元件通过改变其欧姆电阻而对四个所述测量管中的一个或多个测量管的应变作出反应。
43.根据权利要求38所述的测量系统,其中:
第一类型的所述第三联接元件固定到所述第一测量管以及也固定到所述第二测量管并与第一类型的所述第一联接元件和所述第二联接元件间隔开,并且第一类型的所述第四联接元件固定到所述第一测量管以及也固定到所述第二测量管并与第一类型的所述第一联接元件和所述第二联接元件间隔开;和/或
第一类型的所述第三联接元件的质量中心与所述测量变换器的质量中心间隔开一定距离,所述距离基本上等于第一类型的所述第四联接元件的质量中心与所述测量变换器的所述质量中心间隔开的距离,使得第一类型的所述第三联接元件的质量中心距所述测量变换器的质量中心的距离大于第一类型的所述第一联接元件的质量中心距所述测量变换器的所述质量中心的距离、并且大于第一类型的所述第二联接元件的质量中心距所述测量变换器的所述质量中心的距离。
44.根据权利要求38所述的测量系统,其中:
所述第一板形加强元件放置在第一类型的所述第一联接元件和第一类型的所述第三联接元件之间;
所述第二板形加强元件放置在第一类型的所述第一联接元件和第一类型的所述第三联接元件之间;
所述第三板形加强元件放置在第一类型的所述第二联接元件和第一类型的所述第四联接元件之间;并且
所述第四板形加强元件放置在第一类型的所述第二联接元件和第一类型的所述第四联接元件之间。
45.根据权利要求35所述的测量系统,其中:
对应于第一类型的所述第一联接元件和第一类型的所述第二联接元件之间的最小距离的所述第一测量管的自由振荡长度达到小于2500mm和/或大于800mm。
46.根据权利要求45所述的测量系统,其中:
由所述第一测量管的自由振荡长度与所述测量变换器的安装长度之比所定义的所述测量变换器的振荡长度与安装长度之比达到大于0.55和/或小于0.9。
47.根据权利要求38所述的测量系统,还包括:
第二类型的第一联接元件,用于使所述第一测量管的振动和所述第三测量管的与所述第一测量管相等频率的振动同步,所述第二类型的第一联接元件固定到所述第一测量管和所述第三测量管但是却不固定到其它测量管并与第一类型的所述第一联接元件以及还与第一类型的所述第二联接元件间隔开;以及
第二类型的第二联接元件,用于使所述第二测量管的振动和所述第四测量管的与所述第二测量管相等频率的振动同步,所述第二类型的第二联接元件固定到所述第二测量管和所述第四测量管但是却不固定到其它所述测量管并与第一类型的所述第一联接元件以及还与第一类型的所述第二联接元件间隔开,以及还与第二类型的所述第一联接元件间隔开,使得第二类型的所述第一联接元件和所述第二联接元件彼此相对地放置在所述测量变换器中。
48.根据权利要求47所述的测量系统,其中:
第二类型的所述第一联接元件在第一类型的所述第一联接元件和第一类型的所述第二联接元件之间的最小距离的50%的区域中固定到所述第一测量管和所述第三测量管;并且
第二类型的所述第二联接元件在第一类型的所述第一联接元件和第一类型的所述第二联接元件之间的最小距离的50%的区域中固定到所述第二测量管和所述第四测量管。
49.根据权利要求47所述的测量系统,还包括:
第二类型的第三联接元件,用于使所述第一测量管的振动和所述第三测量管的与所述第一测量管相等频率的振动同步,所述第二类型的第三联接元件固定到所述第一测量管和所述第三测量管但是却不固定到其它所述测量管并与第一类型的所述第一联接元件以及还与第一类型的所述第二联接元件间隔开,以及还与第二类型的所述第一联接元件间隔开;以及
第二类型的第四联接元件,用于使所述第二测量管的振动和所述第四测量管的与所述第二测量管相等频率的振动同步,所述第二类型的第四联接元件固定到所述第二测量管和所述第四测量管但是却不固定到其它所述测量管并与第一类型的所述第一联接元件和所述第二联接元件间隔开,以及还与第二类型的所述第二联接元件和所述第三联接元件间隔开,使得第二类型的所述第三联接元件和所述第四联接元件彼此相对地放置在所述测量变换器中。
50.根据权利要求49所述的测量系统,还包括:
第二类型的第五联接元件,用于使所述第一测量管的振动和所述第三测量管的与所述第一测量管相等频率的振动同步,所述第二类型的第五联接元件固定到所述第一测量管和所述第三测量管但是却不固定到其它所述测量管并与第一类型的所述第一联接元件和第一类型的所述第二联接元件以及还与第二类型的所述第一联接元件和所述第三联接元件间隔开;以及
第二类型的第六联接元件,用于使所述第二测量管的振动和所述第四测量管的与所述第二测量管相等频率的振动同步,所述第二类型的第六联接元件固定到所述第二测量管和所述第四测量管但是却不固定到其它所述测量管并与第一类型的所述第一联接元件和第一类型的所述第二联接元件间隔开,以及还与第二类型的所述第二联接元件、所述第四联接元件和所述第五联接元件间隔开,使得第二类型的所述第五联接元件和所述第六联接元件彼此相对地放置在所述测量变换器中。
51.根据权利要求47所述的测量系统,其中:
每一个所述振荡激励器,在每一种情形中都保持在第二类型的两个相互相对的联接元件上。
52.根据权利要求51所述的测量系统,其中:
所述第一振荡激励器并且还有所述第二振荡激励器在每一种情形中都保持在第二类型的所述第一联接元件和所述第二联接元件上,使得所述第一振荡激励器和所述第二振荡激励器之间的最小距离大于所述第一测量管的管外径的两倍那么大。
53.根据权利要求52所述的测量系统,其中:
所述第一振荡传感器并且还有第三振荡传感器在每一种情形中都保持在第二类型的第三联接元件和第四联接元件上,使得所述第一振荡传感器和所述第三振荡传感器之间的最小距离大于所述第一测量管的管外径的两倍那么大。
54.根据权利要求53所述的测量系统,其中:
所述第二振荡传感器和第四振荡传感器分别保持在第二类型的第五联接元件和第六联接元件上,使得所述第二振荡传感器和所述第四振荡传感器之间的最小距离大于所述第一测量管的管外径的两倍那么大。
55.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
对应于所述第一分流器的所述第一流动开口和所述第二分流器的所述第一流动开口之间的最小距离的所述第一测量管的测量管长度达到大于1000mm和/或小于2000mm。
56.根据权利要求55所述的测量系统,其中:
由所述第一测量管的测量管长度与所述测量变换器的安装长度之比所定义的所述测量变换器的测量管长度与安装长度之比达到大于0.7和/或小于0.95。
57.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述四个测量管中的每一个都具有达到大于60mm。
58.根据权利要求57所述的测量系统,其中:
由所述第一测量管的口径与所述第一测量管的自由振荡长度之比所定义的所述测量变换器的口径与振荡长度之比达到大于0.07和/或小于0.15。
59.根据权利要求57所述的测量系统,其中:
由所述第一测量管的口径与所述测量变换器的安装长度之比所定义的所述测量变换器的口径与安装长度之比达到大于0.02和/或小于0.09。
60.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述振动传感器装置借助于入口侧第一振荡传感器以及借助于出口侧第二振荡传感器来形成。
61.根据权利要求60所述的测量系统,其中:
所述振动传感器装置借助于入口侧第三振荡传感器以及借助于出口侧第四振荡传感器来形成。
62.根据权利要求61所述的测量系统,其中:
所述第一振荡传感器和所述第三振荡传感器串联地相互电连接以这样的方式使得公共振荡测量信号代表所述第一测量管和所述第三测量管相对于所述第二测量管和所述第四测量管的共享入口侧振荡;并且
所述第二振荡传感器和所述第四振荡传感器串联地相互电连接以这样的方式使得公共振荡测量信号代表所述第一测量管和所述第三测量管相对于所述第二测量管和所述第四测量管的共享出口侧振荡。
63.根据权利要求53所述的测量系统,其中:
所述第三振荡传感器借助于保持在所述第三测量管上的永磁体和由所述永磁体的磁场穿过并保持在所述第四测量管上的圆柱形线圈来形成;并且
所述第四振荡传感器借助于保持在所述第三测量管上的永磁体和由所述永磁体的磁场穿过并保持在所述第四测量管上的圆柱形线圈来形成。
64.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述测量电路随着应用从所述振动传感器装置传送的至少一个振荡测量信号而产生代表介质的质量流量的质量流量测量值。
65.根据权利要求2所述的测量系统,其中:
对应于所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器之间的最小距离的所述测量变换器的测量长度达到大于500mm和/或小于1200mm。
66.根据权利要求64所述的测量系统,其中:
由所述测量变换器的测量长度与安装长度之比所定义的所述测量变换器的测量长度与安装长度之比达到大于0.3和/或小于0.7。
67.根据权利要求57所述的测量系统,其中:
由所述第一测量管的口径与所述测量变换器的测量长度之比所定义的所述测量变换器的口径与测量长度之比达到大于0.05。
68.根据权利要求45所述的测量系统,其中:
由所述测量变换器的测量长度与所述第一测量管的自由振荡长度之比所定义的所述测量变换器的测量长度与振荡长度之比达到大于0.6和/或小于0.95。
69.根据权利要求19所述的测量系统,其中:
所述第一板形加强元件放置在所述第一振荡传感器和所述第一分流器之间;
所述第二板形加强元件放置在所述第一振荡传感器和所述第一分流器之间;
所述第三板形加强元件放置在所述第二振荡传感器和所述第二分流器之间;并且
所述第四板形加强元件放置在所述第二振荡传感器和所述第二分流器之间。
70.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述四个测量管关于其管壁的材料,和/或关于其几何尺寸具有相同的构造。
71.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述第三测量管和所述第四测量管关于其各自的几何尺寸与所述第一测量管和所述第二测量管不同。
72.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
每一个所述测量管都具有最小弯曲振荡谐振频率的弯曲振荡基本模式;并且
所述第一测量管和所述第二测量管的至少最小弯曲振荡谐振频率基本上相等、且所述第三测量管和所述第四测量管的至少最小弯曲振荡谐振频率基本上相等。
73.根据权利要求72所述的测量系统,其中:
所有四个测量管的最小弯曲振荡谐振频率基本上相等。
74.根据权利要求72所述的测量系统,其中:
所述四个测量管的最小弯曲振荡谐振频率仅成对地相等。
75.根据权利要求74所述的测量系统,其中:
所述激励器机构借助于第二振荡激励器和/或区别地激励所述第三测量管相对于所述第四测量管的振荡的第二振荡激励器来形成。
76.根据权利要求75所述的测量系统,其中:
所述第一振荡激励器和所述第二振荡激励器串联地相互电连接以这样的方式使得公共驱动信号激励所述第一测量管和所述第三测量管相对于所述第二测量管和所述第四测量管的共享振荡。
77.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述第一振荡激励器借助于保持在所述第一测量管上的永磁体和由所述永磁体的磁场穿过并保持在所述第二测量管上的圆柱形线圈而形成;并且
所述第二振荡激励器借助于保持在所述第三测量管上的永磁体和由所述永磁体的磁场穿过并保持在所述第四测量管上的圆柱形线圈而形成。
78.根据权利要求77所述的测量系统,其中:
所述激励器机构借助于第二振荡激励器和/或区别地激励所述第三测量管相对于所述第四测量管的振荡的第二振荡激励器而形成,使得所述第一振荡激励器和所述第二振荡激励器串联地相互电连接,以这样的方式使得公共驱动信号激励所述第一测量管和所述第三测量管相对于所述第二测量管和所述第四测量管的共享振荡;和/或
所述第一振荡激励器借助于保持在所述第一测量管上的永磁体和由所述永磁体的磁场穿过并保持在所述第二测量管上的圆柱形线圈而形成;并且
所述第二振荡激励器借助于保持在所述第三测量管上的永磁体和由所述永磁体的磁场穿过并保持在所述第四测量管上的圆柱形线圈而形成。
79.根据权利要求38所述的测量系统,其中:
每一个所述振荡激励器,在每一种情形中都保持在第二类型的两个相互相对的联接元件上。
80.根据权利要求79所述的测量系统,其中:
所述第一振荡激励器和所述第二振荡激励器保持在第二类型的第一联接元件和第二联接元件上,使得所述第一振荡激励器和所述第二振荡激励器之间的最小距离大于所述第一测量管的管外径的两倍那么大。
81.根据权利要求80所述的测量系统,其中:
所述第一振荡传感器和所述第三振荡传感器保持在第二类型的第三联接元件和第四联接元件上,使得所述第一振荡传感器和所述第三振荡传感器之间的最小距离大于所述第一测量管的管外径的两倍那么大。
82.根据权利要求81所述的测量系统,其中:
所述第二振荡传感器和所述第四振荡传感器保持在所述第二类型的第五联接元件和第六联接元件上,使得所述第二振荡传感器和所述第四振荡传感器之间的最小距离大于所述第一测量管的管外径的两倍那么大。
83.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
所述测量管中的每一个,都布置成使得所述测量管,中的每一个距所述变换器壳体的壳体侧壁的最小侧向距离在每一种情形中都达到大于0和/或大于相应管壁厚的两倍;和/或两个相邻测量管之间的最小侧向距离在每一种情形中都达到大于3mm和/或大于其相应管壁厚的总和;和/或所述流动开口的每一个布置成使得所述流动开口的每一个距所述变换器壳体的壳体侧壁的最小侧向距离在每一种情形中都达到大于零和/或大于四个所述测量管中的最小壁厚的两倍;和/或所述流动开口之间的最小侧向距离达到大于3mm和/或大于四个所述测量管中的最小壁厚的两倍。
84.根据权利要求1所述的测量系统,还包括:
用于增加所述测量管之一的振荡品质因子的多个环形加强元件,其中每一个加强元件都精确地放置在所述测量管之一上使得所述加强元件沿其外围表面元件中的一个围绕夹紧。
85.根据权利要求84所述的测量系统,其中:
至少四个环形加强元件,放置在每一个所述测量管上,和/或
所述加强元件放置在所述测量变换器上使得安装在同一测量管上的两个邻接的加强元件彼此间隔开一定距离,该距离达到所述加强元件所安装的测量管的管外径的至少70%,然而至多为所述管外径的150%。
86.根据权利要求1所述的测量系统,其中:
整个测量变换器的空载质量与所述第一测量管的空载质量的质量比大于10且小于25;和/或
所述第一分流器和第二分流器中的每一个具有大于20kg的质量;和/或
所述第一测量管的空载质量大于20kg和/或小于50kg;和/或
所述第一测量管和所述第二测量管关于其管壁的材料,和/或关于其几何尺寸具有相同的构造;和/或
所述第三测量管和所述第四测量管关于其管壁的材料,和/或关于其几何尺寸具有相同的构造;和/或
所述四个测量管的管壁材料至少部分地为钛和/或锆和/或二联钢和/或超级二联钢;和/或
所述变换器壳体、所述分流器和四个所述测量管的壁在每一种情形中都为钢;和/或
所述第一分流器的所述四个流动开口布置成使得所述第一分流器的所述流动开口的与横截面积相关的虚面积重心形成虚正方形的顶点,其中所述横截面积位于垂直于所述测量变换器的纵向轴线延伸的所述第一分流器的共享的虚切割平面中;和/或
所述第二分流器的所述四个流动开口布置成使得所述第二分流器的流动开口的与横截面积相关的虚面积重心形成虚正方形的顶点,其中所述横截面积位于垂直于所述测量变换器的纵向轴线延伸的所述第二分流器的共享的虚切割平面中;和/或
所述变换器壳体的中间节段借助于直管而形成。
87.一种根据权利要求1所述的测量系统的应用,用于测量至少有时具有大于2200t/h的质量流量的在管路中流过的介质的密度。
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