FR2577667A1 - Debitmetre selon le principe de coriolis - Google Patents
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Abstract
UN DEBITMETRE MASSIQUE SELON LE PRINCIPE DE CORIOLIS COMPREND DEUX TUBES DE MESURE RECTILIGNES 2, 3 ET PARALLELES. UN GENERATEUR D'OSCILLATIONS 11 APPLIQUE AUX TUBES DE MESURE UNE OSCILLATION FONDAMENTALE ET UNE OSCILLATION HARMONIQUE SUPERPOSEE DE SENS CONTRAIRE. DES CAPTEURS 14, 15 PRELEVENT DES SIGNAUX DE MESURE AU MOYEN DESQUELS ON OBTIENT UN DEBIT MASSIQUE NON CORRIGE Q. UN CIRCUIT DE DETECTION DE FREQUENCE 30 DETECTE A PARTIR D'UN SIGNAL DE MESURE U LES VALEURS DES FREQUENCES DE RESONANCE F, F DE L'OSCILLATION FONDAMENTALE ET DE L'OSCILLATION HARMONIQUE DANS LE BUT DE DERIVER UNE VALEUR DE CORRECTION K TENANT COMPTE DES TENSIONS AXIALES DES TUBES DE MESURE 2, 3 POUR DETERMINER UN DEBIT MASSIQUE CORRIGE Q. AINSI, ON PEUT REALISER UN DEBITMETRE MASSIQUE DE DIMENSION LATERALE REDUITE ET FOURNISSANT DES RESULTATS DE MESURE PRECIS EN DEPIT DE L'APPARITION DE TENSIONS AXIALES.
Description
Débitmètre selon le principe de Coriolis.
L'invention concerne un débitmètre selon le principe de Coriolis, dans lequel deux tubes de mesure aménagés côte à côte sont reliés mécaniquement l'un à l'autre à leurs extrémités et également disposés en parallèle selon la technique des courants au moyen de deux tubes de liaison, qui sont reliés à leurs extrémités opposées par un canal d'entrée ou de sortie présentant un raccord sur son côté frontal, dans lequel est prévu un générateur d'oscillations excitant en sens contraire les tubes de mesure au moyen d'une oscillation fondamentale et dans lequel les capteurs destinés à capter les signaux de mesure sont associés aux tubes de mesure à une certaine distance du générateur d'oscillations, signaux à partir desquels peut être déterminé le débit
massique.
Dans un appareil de mesure connu de ce type (EP-OS 109 218), un réceptacle cylindrique muni sur ses côtés frontaux de raccords pour l'entrée et la sortie de l'agent à mesurer et au centre de parois de séparation supporte deux tubes recourbés en U qui sont en liaison avec l'intérieur du réceptacle des deux c6tés des parois de séparation. Le réceptacle forme de ce fait les tubes de liaison et les canalisations d'entrée et de sortie. Les branches voisines des tubes en U sont reliées mécaniquement l'une à l'autre à proximité du réceptacle par des pattes qui définissent les extrémités des tubes de mesure proprement dits, auxquels peuvent être transmises des oscillations en sens contraire par le générateur d'oscillations. Le générateur d'oscillations coopère avec le milieu de la partie recourbée en U. Les capteurs sont disposés au niveau de la transition entre les parties courbes et les branches rectilignes des tubes. On peut déterminer le débit massique par la différence des phases du mouvement oscillant aux deux extrémités de la partie recourbée en U. Comme les tubes de mesure oscillants doivent présenter une longueur définie, mais être écartés latéralement du réceptacle, on obtient un appareil de mesure s'étendant
fortement en direction latérale.
L'invention a pour but de constituer un débitmètre massique du type décrit dans le préambule présentant une dimension latérale réduite. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que les tubes de mesure sont rectilignes et parallèles l'un à l'autre, que le générateur d'oscillations produit une oscillation harmonique superposée à l'oscillation fondamentale et qu'il est prévu un circuit de détection de fréquence qui détermine à partir d'un signal de mesure les valeurs des fréquences de résonance de l'oscillation fondamentale et de l'oscillation harmonique dans le but de dériver une valeur de correction tenant compte des tensions axiales dans les tubes de mesure
pour déterminer un débit massique corrigé.
Grâace à ce type de construction, on utilise à la place de tubes de mesure courbes des tubes de mesure rectilignes. De ce fait, la dimension latérale est faible. Les tubes de mesure peuvent être parallèles à la conduite tubulaire dans laquelle est monté l'appareil de mesure. Mais comme les tubes de liaison sont situés à une distance axiale importante l'un de l'autre, il en résulte des modifications de longueur provenant des variations de la température. Si les tubes de liaison forment de manière habituel-fe avec les raccords un ensemble fixe qui est fixé dans l'eepace par son montage dans la conduite tubulaire, la modificarion de longueur provoque des tensions axiales dans les tubes de mesure, par lesquelles se modifie le comportement des oscillations et qui provoquent des erreurs de mesure. Des tensions axiales peuvent également être provoquées par un serrage erroné de l'appareil et pour d'autres raisons. Les tensions axiales ont une influence différente sur les oscillations fondamentales et sur les oscillations harmoniques. Si l'on réalise de ce fait les oscillations non seulement au moyen de l'oscillation fondamentale mais également au moyen d'une oscillation harmonique superposée, il est possible de déduire l'importance de la force axiale à partir des deux fréquences et de ce fait aussi une valeur de correction pour compenser l'erreur de mesure. Le débitmètre massique peut donc fournir, malgré les tensions axiales inévitables dues aux variations de la température, les valeurs
correctes du débit massique au moyen de la correction.
De préférence, on prévoit un circuit de correction qui forme un
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quotient à partir des fréquences (fl' f3) de l'oscillation fondamentale et de l'oscillation harmonique, la valeur de correction étant une fonction prédéterminée de ce quotient. Le rapport entre les deux fréquences constitue une mesure particulièrement simple des tensions axiales et de ce fait également de la valeur de la correction. Cette fonction peut même représenter un facteur de correction qui peut être
lié de façon particulièrement simple au résultat de la mesure.
En particulier, le circuit de correction peut comprendre une mémoire pour emmagasiner des données de la fonction prédéterminée et rendre automatiquement disponible la valeur de correction à partir des quotients détectés. La mémoire remplit alors la fonction d'un tableau ou d'une règle à calcul. Du fait de l'émission automatique de la valeur
de correction, celle-ci est continuellement disponible.
On obtient un circuit particulièrement simple en associant une unité de multiplication à un circuit d'évaluation pour déterminer le débit massique à partir des signaux de mesure prélevés de deux capteurs disposés à une certaine distance l'un de l'autre, unité à laquelle est appliqué en tant que facteur la valeur de correction déterminée à
partir du quotient pour déterminer le débit massique corrigé.
De façon particulièrement avantageuse, l'oscillation harmonique correspond à l'oscillation harmonique d'ordre trois. Celle-ci est excitée de fagçon optimale à partir du mame emplacement que l'oscillation fondamentale. En outre, elle présente par comparaison avec les autres oscillations harmoniques la plus forte amplitude, ce qui fait qu'elle peut être détectée sans difficulté par un placement
approprié du capteur.
Selon un mode de réalisation préféré, le générateur d'oscillations est monté sensiblement au milieu des tubes de mesure, et au moins un capteur est disposé à une distance de 15 à 25%, et de préférence 20%,
de l'extrémité des tubes de mesure. Grâce à cet agencement au centre,-
l'oscillation fondamentale et l'oscillation harmonique d'ordre trois sont excitées de façon optimale. La position spéciale du capteur permet d'une part d'être assuré que l'oscillation harmonique d'ordre trois est détectée à proximité de son amplitude la plus forte et que l'oscillation fondamentale est également détectée selon une amplitude suffisante. De façon particulièrement avantageuse, le générateur d'oscillations est alimenté par un circuit excitateur qui comprend une entrée reliée à un capteur, une brahche pour l'oscillation fondamentale munie d'un amplificateur, une branche pour l'oscillation harmonique munie d'un agencement de filtre de sélection et d'un amplificateur, et une unité de sommation montée en amont de la sortie et recevant les signaux amplifiés des deux branches. Grâce à la branche pour l'oscillation harmonique, on peut traiter et renforcer de façon particulière l'oscillation harmonique, ce qui fait qu'elle peut être mélangée au signal de la branche de l'oscillation fondamentale selon un rapport prédéterminé. On est ainsi assuré de disposer pour l'oscillation harmonique d'une énergie d'excitation suffisante. Par ailleurs, le mélange qui est de preférence réglable est choisi de manière que l'oscillation harmonique n'ait pas d'influence sur l'évaluation du déphasage de la fréquence fondamentale pour déterminer
la valeur de la mesure du débit.
Il est avantageux que l'unité de sommation soit constituée par un amplificateur sommateur avec une régulation CAG (contr6le automatique de gain). La puissance d'excitation est alors réglée de manière que les signaux de mesure présentent une importante déterminée permettant leur évaluation. En outre, les deux branches doivent comprendre chacune une unité de correction de phase. De petites valeurs de correction suffisent pour l'oscillation fondamentale. En ce qui concerne les ondes harmoniques, des rotations importantes de phase peuvent être nécessaires, et par exemple une inversion de phase pour l'oscillation harmonique d'ordre trois. En outre, il est recommandé de monter un transducteur tension-cou ant entre l'unité sommatrice et le générateur d'oscillations. Ainsi, il n'y a pas déplacements de phase du fait de l'inductivité de la bobine du générateur d'oscillations et donc
d'erreurs de mesure qui leur sont liges.
De façon particulièrement avantageuse, l'agencement-de filtre de sélection comprend un filtre passe-bande dont la fréquence de sélection peut être préétablie par des impulsions de rythme et on prévoit un générateur de rythme dont la fréquence est un multiple de la fréquence de l'oscillation harmonique dans la branche à oscillation harmonique et qui est monté dans cette dernière. On est ainsi assuré que malgré des modifications de l'oscillation harmonique qui apparaissent en cas de tensions axiales, l'agencement à filtre de sélection adapte toujours sa fréquence moyenne avec précision sur la fréquence de l'oscillation harmonique présente. On évite ainsi les rotations de phases qui apparaissent dans un filtre fixe quand il y a modification de la
fréquence.
En particulier, le générateur de rythme peut comprendre un circuit de verrouillage de phase dont la première entrée est reliée par l'intermédiaire d'un comparateur à une section de la branche de l'oscillation harmonique disposée à la suite de l'amplificateur, et dont la seconde entrée est reliée à sa sortie par l'intermédiaire d'un diviseur l:n. Ceci permet d'obtenir une constitution particulièrement simple du générateur de rythme qui dépend de la fréquence de
l'oscillation harmonique.
De plus, il est avantageux de prévoir un circuit de démarrage dans lequel l'unité sommatrice comprend une autre entree qui reçoit par l'intermédiaire d'un circuit logique un signal rectangulaire qui lui est appliqué quand la première entrée du circuit de verrouillage de phase laisse passer la tension et lorsque ce circuit n'est pas encore verrouillé. On peut ainsi provoquer également l'excitation de l'oscillation harmonique, ce qui fait que le verrouillage de phase a lieu après une courte durée et que le filtre de sélection peut
travailler normalement.
En outre il est avantageux qu'un circuit de détermination de fréquences soit constitué en utilisant le circuit d'excitation et présente deux sorties pour les signaux de fréquence, qui sont chacune reliées par l'intermédiaire d'un comparateur à une section de la branche d'oscillation fondamentale ou de la branche d'oscillation harmonique montées en aval de l'amplificateur. On reçoit facilement aux sorties des signaux de fréquence des signaux aux fréquences
déterminées.
L'invention va maintenant être expliquée plus en détail à l'aide d'un mode de réalisation représenté sur le dessin dans lequel: la figure 1 est une représentation schématique d'un débitmètre massique avec son circuit associé, la figure 2 est une vue d'un mode de réalisation d'un capteur, la figure 3 est une vue d'un mode de réalisation d'un générateur d'oscillations, la figure 4 représente les oscillations d'un tube de mesure, et
la figure 5 montre un exemple d'un circuit d'excitation.
Le débitmètre massique 1 montré à la figure 1 comprend deux tubes de mesure 2, 3 qui sont rectilignes et parallèles l'un à l'autre. Ils sont reliés mécaniquement à leurs extrémités par des entretoises 4 et 4a. Les tubes de mesure sont montés en parallèle selon la technique des courants à l'aide de deux tubes de liaison 5 et 6. Les canalisations 7 et 8 servant de conduites d'entrée et de sortie sont munies à leurs extrémités opposées d'un raccord frontal 9 ou 10. L'appareil de mesure peut ainsi être monté grace à ces raccords 9 et 10 dans une conduite
tubulaire laissant passer l'agent à mesurer.
Sensiblement au centre des tubes est prévu un générateur d'oscillations 11 qui comprend un aimant permanent 12 relié au tube de
mesure 2 et une bobine excitatrice 13 reliée au tube de mesure 3.
Sensiblement à la même distance à l'avant et à l'arrière de ce générateur d'oscillations sont prévus deux capteurs 14 et 15 qui possèdent chacun un aimant permanent 16 ou 17 relié au tube de mesure 2 et une bobine d'induction 18 ou 19. Celles-ci sont situées à une distance de l'extrémité des tubes de mesure qui est d'environ 20% de la longueur de ces tubes. Quand on applique au générateur d'oscillations un courant excitateur périodique 1, les deux tubes de mesure 2 et 3 oscillent en sens contraire l'un par rapport à l'autre. Grace au mouvement oscillant, un signal de mesure U1, U2 se présentant sous forme d'une tension est induit dans les bobines d'induction 18 et 19 des capteurs 14 et 15, tension qui est proportionnelle à la vitesse des
mouvements des tubes de mesure l'un par rapport à l'autre.
Un mode de réalisation particulièrement efficace d'un capteur est montré à la figure 2. Les références utilisées sont augmentées de 100 par rapport à celles de la figure 1. Un aimant permanent 116, qui est magnétisé en direction transversale pour former un pôle sud S et un p8le nord N l'un contre l'autre, est situé face à une bobine
d'induction 118 dont l'axe est parallèle aux tubes de mesure.
Un mode de réalisation particulièrement efficace d'un générateur d'oscillations 111 est montré à la figure 3. Un aimant permanent 112, qui est également magnétisé en direction transversale pour former un p8le sud S et un p8le nord N côte à côte, est disposé à l'intérieur d'une bobine d'excitation 113 formée sur un support 120 en un matériau
non magnétisable.
Un circuit excitateur 21, qui sera expliqué plus en détail en référence à la figure 5, reçoit à son entrée 22 et par l'intermédiaire d'une ligne 23 un signal de mesure U1, et envoie par sa ligne de sortie 24 le courant d'excitation 1 au générateur d'oscillations 11. Le circuit excitateur 2i est constitué de manière que le courant excitateur amène les tubes de mesure a leur état de résonance par rapport à leur oscillation fondamentale F! et a leur oscillation harmonique d'ordre trois F3, ainsi que cela est montré schématiquement à la figure 4. L'oscillation fondamentale e1 de chaque tube de mesure a lieu entre la ligne continue F1 et la ligne en tiretês. L'amplitude de l'oscillation harmonique d'ordre trois F3 est nettement plus faible,
ainsi qu'on peut le voit, et superposée à l'oscillation fondamentale.
Le signal de mesure U1 est appliqué à une entrée 25 d'un détecteur de phase 28 et le signal de mesure U2 est appliqué par une ligne 26 à l'autre entrée 27 de ce détecteur de phase qui fournit, du fait du déphasage de l'oscillation fondamentale dans les deux signaux de mesure, une valeur de débit non corrigée Q1 à sa sortie 29. Ceci provient du fait connu qu'en raison de la force de Coriolis la masse de l'agent qui circule dans les tubes de mesure déplace la phase des oscillations des tubes de mesure provoquées par le générateur d'oscillations Il sur la longueur des tubes. On détermine ce décalage de phase de la façon la plus simple en détectant la différence de temps
entre l'apparition du point 0 dans les deux signaux de mesure U1 et U2.
Celle-ci est proportionnelle à la valeur non corrigée Q1 du débit
massique.
L'appareil de mesure qui est fermement serré par ses raccords 9 et subit une charge axiale due aux variations de la température ou seulement au serrage. Les tensions axiales qui apparaissent de ce fait conduisent éventuellement à une modification du comportement des oscillations, ce qui fait que le débit non corrigé Q1 est erroné. Pour cette raison, une partie du circuit excitateur 21 comprend un circuit de détection de fréquences 30 qui met à disposition, par l'intermédiaire des sorties 31 et 32, les fréquences de résonance détectées f1 et f3 pour l'oscillation fondamentale et l'oscillation harmonique d'ordre trois. Les deux fréquences sont appliquées à un circuit de correction 33 qui forme dans une première section 34 un quotient à partir de ces fréquences f1 et f3' Un facteur de correction k est lu sur la base de ce quotient dans une mémoire de données 35, ce facteur étant appliqué à une unité de multiplication 36. De ce fait, le débit correct Q2 = k x Q1 peut être affiché par une unité d'affichage
37, ou traité de toute autre manière.
Les oscillations harmoniques sont désignées par un nombre ordinal qui se rapporte à l'oscillation fondamentale de nombre nominal 1. Du fait de la température et de la section des tubes de mesure, les fréquences de résonance de ces oscillations ne sont pas nécessairement
liées selon un rapport entre elles qui est exactement un nombre entier.
La constitution du circuit excitateur est montrée à la figure 5.
Il forme avec le système de tubes de-mesure un dispositif oscillateur dans lequel le système de tubes représente le circuit résonant et le circuit excitateur fournit l'amplification de boucle nécessaire et la contre-réaction. La conséquence est que le système se règle automatiquement sur les fréquences de résonance du système de tubes. De ce fait, il est possible de faire osciller le système de tubes simultanément selon les fréquences de résonance fl et f3 de l'oscillation fondamentale et de l'oscillation harmonique. Le signal de mesure U1 est appliqué par l'intermédiaire d'un amplificateur préalable A1 a une branche 38 pour l'oscillation fondamentale et une branche 39 pour l'oscillation harmonique. La branche 38 pour l'oscillation fondamentale comprend un circuit de correction de phase PC1 et un amplificateur A2. Comme dans le signal de mesure U1, l'oscillation fondamentale est approximativement en phase avec l'oscillation fondamentale du courant d'excitation I, il suffit de n!effectuer qu'une légère correction dans le circuit de correction de phase PC1. La branche 39 de l'oscillation harmonique comprend un filtre passe-haut HPF, un circuit de correction de phase PC2, un filtre de sélection SF et un amplificateur A3. L'oscillation harmonique d'ordre trois est contenue dans le signal de mesure U1, avec sa phase inversée par rapport à l'oscillation harmonique d'ordre trois du courant d'excitation I. C'est pourquoi le circuit de correction de phase PC2 détermine une inversion de phase. Le signal de sortie de la branche 38 est appliqué par l'intermédiaire d'une résistance sommatrice R1 à un amplificateur sommateur A4, auquel est également appliqué le signal de sortie de la branche 39 par l'intermédiaire d'une résistance sommatrice R2, ce signal étant appliqué à un potentiomètre P1 pour choisir le rapport entre l'oscillation fondamentale et l'oscillation harmonique dans le signal de sortie de façon d'une part qu'une oscillation harmonique d'ordre trois bien nette soit présente dans le tube de mesure, mais que d'autre part l'évaluation de la position de phase de l'oscillation fondamentale dans le détecteur de phase 28 ne soit pas influencée. Le signal de mesure U1 qui est amplifié dans l'amplificateur préalable A1 est également appliqué à un contr5leur automatique de gain CAG qui compare l'amplitude du signal de mesure amplifié à une valeur de consigne réglable par un potentiomètre P2 et règle en fonction de celle-ci l'amplification de l'amplificateur sommateur A4, ainsi que cela est montré schématiquement par un potentiomètre P3 dans le circuit de retour, de façon que l'amplitude du signal de mesure corresponde à la valeur de consigne. La valeur de sortie de l'amplificateur sommateur A4 est appliquée par l'interm-diaire d'un transducteur tension-courant U/I et un étage terminal E, au générateur d'oscillations 11 sous forme d'un courant I. Pour que l'oscillation harmonique, qui est ici l'oscillation harmonique d'ordre trois, puisse 9tre filtrée correctement, on utilise en dehors du filtre passe-haut HPF qui se ferme pour les fréquences les plus basses, le filtre de sélection SF dont la fréquence moyenne qui détermine la fonction de filtrage est déterminée par un générateur de rythme 40 produisant des impulsions de rythme it, qui lui sont appliquées par une ligne 43 selon une fréquence de rythme ft qui est N fois la fréquence f3 de l'oscillation harmonique. Dans ce but, l'une des entrées 41 d'un circuit de verrouillage de phase PLL est relié par l'intermédiaire d'un comparateur K1 à la sortie de l'amplificateur A3 de la branche 39 de l'oscillation harmonique, et la seconde entrée 42 est reliée par l'intermédiaire d'un diviseur T à la sortie 43 du circuit de verrouillage de phase. Ce dernier est constitué de façon habituelle par le montage en série d'un comparateur de phase, d'un filtre passe-bas et d'un oscillateur commandé par la tension. La fréquence de rythme ft est un multiple entier de la fréquence f3 de l'oscillation harmonique. N présente par exemple la valeur 64. Grâce aux potentiomètres P4 et P5 on peut régler additionnellement le filtre de sélection SF. Il s'agit d'un filtre dit "filtre d'appariement", par exemple du type MF 10 de la société National. Comme la fréquence moyenne du filtre de sélection SF suit la fréquence de résonance f3 de l'oscillation harmonique, on est assuré que le filtre est adapté avec précision à cette fréquence f3, que l'oscillation harmonique d'ordre trois est donc amplifiée alors que toutes les autres fréquences sont
fortement amorties.
Un circuit de démarrage 44 comprend un circuit logique à deux portes NAND Ni et N2. La porte NAND N2 alimente l'amplificateur sommateur A4 par l'intermédiaire d'une troisième résistance sommatrice R3 avec des impulsions rectangulaires qui apparaissent au hasard chaque fois que des impulsions rectangulaires sont présentes à la sortie 45 du comparateur K1 et qu'il est indiqué dans le même temps, par
l'apparition d'un signal O à une autre sortie 46 du circuit de.
verrouillage de phase PLL, qu'aucun verrouillage de phase n'a encore été fait. Si à la sortie 46 apparatt par contre le signal 1 lors du verrouillage, c'est-à-dire en fonctionnement normal, la porte NAND N2 reste fermée. Les impulsions rectangulaires qui apparaissent de façon irrégulière provoquent une oscillation de fréquences diverses. Du fait de la constitution du circuit excitateur 21, l'oscillation fondamentale et l'oscillation harmonique d'ordre trois dominent en peu de temps, ce
qui fait que l'état de fonctionnement normal est rapidement atteint.
Dans un circuit excitateur 21 de ce type, le circuit de détection de fréquences 30 peut présenter une constitution très simple. Il suffit que la sortie 31 soit reliée par un comparateur 42 à la sortie de l'amplificateur A2 dans la branche 38 de l'oscillation fondamentale et la sortie 32 à la sortie 45 du comparateur K1 de la branche 39 de l'oscillation harmonique. A la sortie 31 apparaissent alors des impulsions rectangulaires selon la fréquence de résonance f de l'oscillation fondamentale, et à la sortie 32 des impulsions rectangulaires à la fréquence de résonance f3 de l'oscillation
harmonique d'ordre trois.
La fonction permettant de déterminer le facteur de correction k peut être réalisée facilement de façon expérimentale de la façon suivante. Tout d'abord, au cours de deux recherches, on détermine les fréquences de résonance de l'oscillation fondamentale@ et de l'oscillation haron!que en fonction de la force axiale qui est appliquée aux tubes de mesure, la force axiale étant avantageusement normalisée sur la force de flambage d'Euler. On constate alors que les deux fréquences se mLodifient, la fréquence de résonance de l'oscillation fondamentale étant cependant sensiblement plus forte que celle de l'oscillation harmonique Si l'on relie ces deux fréquences l'une à l'autre par un calcul quelconque, par exemple par formation d'un rapport, on obtient une correspondance univoque avec l'état instan.ané de la charge axiale. quand au cours d'une autre série de recherches la force axiale est modifiée pour un débit massique constant, on obtient - partant de l'état hors charge - un facteur de correction k qui dépend de la force axiale. Grâce aux deux recherches on peut Jonc lier ce facteur de correction et.les deux fréquences de résonance pour former une fonction Cette fonction peut atre stockée dans la mémoire 35 0 A la place du facteur de correction k, on peut utiliser en tant que valeur de correction un supplément additif quand le circuit de
correction 33 est alimenté avec la valeur du débit non corrigé Q1.
Pour déterminer la force axiale et la valeur de correction qui en dépend, on peut également utiliser les fréquences de résonance d'autres oscillations que l'oscillation fondamentale ou l'oscillation harmonique d'ordre trois. En particulier, on peut utiliser dans ce cas l'oscillation harmonique d'ordre deux, mais ceci exige une excitation appliquée en un autre emplacement que le milieu, et de ce fait une énergie d'excitation plus importante. Pour des oscillations harmoniques d'ordre plus élevé, il faut se contenter d'une amplitude plus faible
des oscillations.
Claims (14)
1. Débitmètre selon le principe de Coriolis, dans lequel deux tubes de mesure aménages côte à côte, reliés mécaniquement l'un à l'autre à leurs extrémités et également montés en parallèle selon la technique des courants au moyen de deux tubes de liaison, qui sont reliés à leurs extrémités opposées par un canal d'entrée ou de sortie présentant un raccord sur son côté frontal, dans lequel est prévu un générateur d'oscillations excitant en sens contraire les tubes de mesure au moyen d'une oscillation fondamentale et dans lequel les capteurs destinés à capter les signaux de mesure sont associés aux tubes de mesure à une certaine distance du générateur d'oscillations, signaux à partir desquels peut être déterminé le débit massique, caractérisé en ce que les tubes de mesure (2, 3) sont rectilignes et parallèles l'un à l'autre, le générateur d'oscillations (13; 113) produit une oscillation harmonique superposée à l'oscillation fondamentale et en ce qu'il est prévu un circuit de détection de fréquence (30) qui détermine à partir d'un signal de mesure (U1) les valeurs des fréquences de résonance (fl, f3) de l'oscillation fondamentale et de l'oscillation harmonique dans le but de dériver une valeur de correction (k) tenant compte des tensions axiales dans les
tubes de mesure pour déterminer un débit massique corrigé (Q2).
2. Appareil de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prévoit un circuit de correction (33) qui forme un quotient à partir des fréquences (fis f3) de l'oscillation fondamentale et de l'oscillation harmonique, la valeur de correction (k) étant une
fonction prédéterminée de ce quotient.
3. Appareil de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de correction (30) comprend une mémoire (35) pour emmagasiner des données de la fonction prédéterminée et rendre automatiquement disponible la valeur de correction (k) à partir des
quotients détectés.
4. Appareil de mesure selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une unité de multiplication (36) est associée à un circuit d'évaluatlon (28) pour déterminer le débit massique (Q1)- à partir des signaux de mesure (U1, U2) prélevés de deux capteurs (14, 15) disposés à une certaine distance l'un de l'autre, unité à laquelle est appliqué en tant que facteur la valeur de correction (k) déterminée à partir des
quotients pour déterminer le débit massique corrigé (Q2).
5. Appareil de mesure selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que l'oscillation harmonique correspond à
l'oscillation harmonique d'ordre trois.
6. Appareil de mesure selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que le générateur d'oscillations (13) est monté sensiblement au milieu des tubes de mesure (2, 3), et au moins un capteur (14, 15) est disposé à une distance de 15 à 25%, et de
préférence 20% de l'extrémité des tubes de mesure.
7. Appareil de mesure selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que le générateur d'oscillations (13) est alimenté par un circuit excitateur (21) qui comprend une entrée (22) reliée à un capteur (14), une branche (38) pour l'oscillation fondamentale munie d'un amplificateur (A2), une branche (39) pour l'oscillation harmonique munie d'un agencement de filtre de sélection (SF) et d'un amplificateur (A3), et une unité de sommation (A4) montée en amont de la sortie et
recevant les signaux amplifiés des deux branches.
8. Appareil de mesure selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'unité de sommation (A4) est constituée par un amplificateur
sommateur avec un contrôle automatique de gain.
9. Appareil de mesure selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les deux branches comprennent chacune une unité de correction
de phase (PC1, PC2).
10. Appareil de mesure selon l'une des revendications 7 à 9,
caractérisé en ce qu'un transducteur tension-courant (U/I) est monté
entre l'unité sommatrice (A4) et le générateur d'oscillations (13).
11. Appareil de mesure selon l'une des revendications 7 à 10,
caractérisé en ce que l'agencement de filtre de sélection (SF) comprend un filtre passe-bande dont la fréquence de sélection peut être préétablie par des impulsions de rythme (it) et en ce qu'un générateur de rythme (40) , dont la fréquence (ft) est un multiple de la fréquence (f3) de l'oscillation harmonique, est prévu dans la branche à
oscillation harmonique (39) et est monté dans cette dernière.
-12. Appareil de mesure selon la revendication 11, caractérisé en ce que le générateur de rythme (40) comprend un circuit de verrouillage de phase (PLL) dont la première entree (41) est reliée par l'intermédiaire d'un comparateur (KI) à une section de la branche d'oscillation harmonique (39) disposée à la suite de l'amplificateur (A3), et dont la seconde entree (42) est reliée à sa sortie (43) par
l'intermédiaire d'un diviseur l:n (T).
13. Appareil de mesure selon la revendication 12, caractérisé par un circuit de démarrage (44) dans lequel l'unité sommatrice (A4) comprend une autre entrée qui reçoit par l'intermédiaire d'un circuit logique (N1, N2) un signal rectangulaire qui lui est appliqué quand la première entrée (41) du circuit de verrouillage de phase laisse passer
la tension et lorsque ce circuit n'est pas encore verrouillé.
14. Appareil de mesure selon l'une des revendications 7 à 13,
caractérisé en ce que le circuit de détection de fréquences (30) est constitué en utilisant le circuit d'excitation (21) et présente deux sorties (31, 32) pour les signaux de fréquence, qui sont chacune relises par l'intermédiaire d'un comparateur (K1; K2) à une section de la branche d'oscillation fondamentale (38) ou de la branche d'oscillation harmonique (39) montée en aval de l'amplificateur (A2; A3).
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