专利名称：振动转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种振动转换器，其特别适用于粘度计、粘度-密度计、或粘度-质量流量计。
背景技术：
为了确定管道中流动的液体的粘度，经常使用利用粘度转换器的仪表，其包括与管道连接的测量管，以及连接至该测量管的控制及计算电子仪表，感应流体中的剪切力或摩擦力并且从中得到代表粘度的测量信号。
例如，US-A 45 24 610、US-A 52 53 533、US-A 60 06 609或EP-A1 158 289公开了联机粘度计，即，可以连接入传导流体的管道的粘度计，具有粘度转换器，其响应于管道中流动的流体的粘度并包括-单个直测量管，用于传导流体，其在工作中振动并且经由入口管段和出口管段与管道相连；-激励装置，其将至少部分测量管激励为围绕与测量管一同波动的振动轴扭转振动；和-转换器装置，用于本地检测测量管的振动。
众所周知，当被激励为围绕与测量管一同波动的振动轴扭转振动时，直测量管使得在管道中流动的流体中产生剪切力，从而从扭转振动中除去了振动能量并且振动能量分散在流体中。这导致测量管的扭转振动衰减，从而必须将附加激励能量提供给测量管，以保持振动。
在工作中，例如在联机粘度计中使用的这种转换器的测量管通常在扭转基本模式的瞬间谐振频率被激励，特别地，具有保持为常值的振幅。通常的作法还有为了粘度测量而以同时或交替扭转模式将测量管激励为弯曲振动，通常还以弯曲基本模式的谐振频率，参见US-A 45 24 610。由于弯曲谐振频率也特别依赖于流体的瞬时密度，所以这种仪表也可以用于测量管道中流动的流体的密度。进一步，在以弯曲模式振动的这种测量管中流动的流体中感应依赖于瞬时质量流速的科里奥利力，使得这种转换器也适于测量流体的质量流速，也参见US-A 60 06 609或EP-A 1 158 289。
与使用弯曲测量管测量粘度相比，众所周知，使用以上述方式振动的直测量管具有以下优点在流管的基本整个长度上在流体中感应剪切力，特别是在径向上具有较大的穿透深度，使得可以得到转换器对于待测粘度的很高的敏感度。直测量管的另一个优点是它们可以基本上在安装的任何位置都高度可靠地排干剩余物，特别是在联机执行清除处理之后。进一步，这种测量管与例如Ω形或螺旋弯曲测量管相比，更简单，并且因而制造成本更低。
上述转换器的一个本质缺点在于以下事实在操作中，扭转振动可以从转换器经由测量管以及所连接的管道可能具有的任何转换器外壳而传递。这导致零位漂移，因而导致测量不精确。进一步，振动能量损失到转换器环境将导致效率大为降低并且还有可能导致测量信号中信噪比降低。
发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种振动转换器，其特别适用于粘度计或科里奥利质量流量计-粘度计，并且尽管其仅使用单个直测量管，但是在操作中被很好地动态平衡，并且其中扭曲振动的测量管的弯曲力矩的发展几乎不可能，使得有效地防止了转换器外壳或者连接管进入谐振的任何激励。另外，代表质量流速的测量信号将可以最优地与代表粘度的测量信号区分开，特别是如果用于粘度测量的转换器也用于质量流量测量。
为了实现这个目的，本发明提供了一种用于管道中流动的流体的振动转换器。该转换器包括具有可预定的直径的基本直的测量管，用于引导流体，其经由终止于入口端的入口管段和终止于出口端的出口管段与连接管相通。在工作中，测量管至少间歇振动，使得特别地为了在流体中产生剪切力，至少部分执行围绕扭转振动轴的扭转振动，该轴基本与入口管段和出口管段对齐，所述扭转振动具有可预定的频率。进一步，转换器包括防振器，其具有可预定的扭转固有频率，所述防振器固定于入口端和出口端。转换器进一步包括作用于测量管和防振器以至少振动测量管的激励装置，和用于检测测量管的振动的传感器装置。转换器的内部部分至少由测量管、防振器、传感器装置和激励装置形成并且至少安装在入口和出口管段，其质心位于测量管内部。
在本发明的第一实施例中，内部部分的质心尽可能精确地位于测量管纵向轴上，特别地位于与入口管段和出口管段对齐的轴上。
在本发明的第二实施例中，内部部分具有第一惯量主轴，其基本与入口管段和出口管段对齐并且位于测量管之内。
在本发明的第三实施例中，内部部分具有相对于扭转振动轴基本对称的质量分布。
在本发明的第四实施例中，防振器形状基本为管状并且基本上与测量管同轴。
在本发明的第五实施例中，测量管的扭转振动的频率以及防振器的扭转固有频率至少大约相等。
在本发明的第六实施例中，防振器的扭转固有频率大于测量管的扭转固有频率的0.8倍。
在本发明的第七实施例中，防振器的扭转固有频率小于测量管的扭转固有频率的1.2倍。
根据本发明的发展，测量管至少间歇地执行围绕其纵轴的弯曲振动，特别地为了在流体中感应科里奥利力。
在本发明的第八实施例中，不同地选择测量管的扭转振动频率和弯曲振动频率。
在本发明的第九实施例中，这样设计激励装置并将其固定至测量管和防振器，使得产生弯曲振动的力沿力的假想线作用于测量管，该假想线在与第一惯量主轴垂直的第二惯量主轴之外，或者最多在一点与第二惯量主轴相交。
在本发明的第十实施例中，激励装置包括激励线圈，该激励线圈固定于测量管、在工作期间至少间歇地通过激励电流、并且经由连接至防振器的杠杆以及固定于杠杆中的电枢而作用于测量管和防振器。
在本发明的第十一实施例中，传感器装置包括位于第二惯量主轴之外的转换器之内的传感器线圈，以及与其磁耦合的电枢，它们的相对位置，特别是间隔，因为测量管和防振器的扭转以及弯曲(如果被激励)振动而改变，从而在传感器线圈中至少间歇地感应可变测量电压。
在本发明的第十二实施例中，转换器包括在入口和出口侧固定至测量管的转换器外壳。
在本发明第十三实施例中，附加质量固定至测量管和/或在防振器中形成槽，以调节内部部分的质量分布。
本发明的一个基本思想是通过安排防振器产生的反作用扭矩至少约等于扭转振动的测量管产生的扭矩，而动态平衡转换器。另一方面，在可能的范围内，不产生弯曲力矩，例如如果质心位于测量管外部时作为增加的摆动动作的结果的弯曲力矩。
本发明的另一个基本思想是这样设计激励或传感器装置，即，一方面测量管的扭转振动和弯曲振动可以利用相同的激励或传感器装置特别是同时地产生或检测，另一方面，产生并检测的扭转或弯曲振动可以易于在测量信号中相互区分。
本发明的一个优点在于以下事实尽管有可能在流体的密度和/或粘度中存在操作振动，但是以简单且鲁棒的方式平衡转换器，使得内部扭矩可以很大程度地保持远离连接管。另外，转换器也可以对于弯曲振动动态平衡，至少在一个小的密度范围中。另一个优点是，作为这个构造上的非常简单的振动隔离，根据本发明的转换器可以制造地非常紧凑且非常轻。
本发明的进一步的优点是，通过被选择得不同的测量管的扭转频率和弯曲振动频率，即使扭转和弯曲振动被同时激励也可以测量不同的待测量，特别是质量流速、粘度、或密度。
参考以下对于实施例的说明，结合附图，将更加清楚本发明及其进一步的优点。在不同的图中，相似的参考符号用于指代相似的部分；为清楚起见，已经分配的参考符号在后面的图中省略。在附图中图1显示了设计为连接在管道中用于测量管道中流动的流体的粘度的仪表；图2是适用于图1的仪表中的振动转换器的一个实施例的透视图；图3是图2的转换器的侧截面图；图4是图2的转换器的第一截面图；图5是图2的转换器的第二截面图；和图6是适用于图1的仪表中的振动转换器的另一实施例的侧截面图。
具体实施例方式
尽管本发明允许不同的改动和修改形式，但是这里以如图中的示例的形式显示了示例性实施例，并且这里具体说明该实施例。然而，应当理解，无意将本发明限定于所公开的特定形式，相反，本发明应涵盖落在所附权利要求所定义的本发明的精神和范围之内的所有修改、等同物以及改动。
参考图1，显示了被设计为连接入管道(未显示)的仪表，用于测量管道中流动的流体的粘度。另外，该仪表也可以用于测量流体的质量流速和/或密度。因此，仪表包括振动转换器，在工作中待测流体流经该振动转换器。图2～6示意性显示了这种振动转换器的实施例和发展。
振动转换器用于在其中流经的流体中产生机械反作用力，特别是依赖于粘度的摩擦力，其作用于转换器并且可以特别地使用传感器技术测量。根据这些反作用力，可以以本领域技术人员熟悉的方式得到例如流体的粘度η。
为了引导流体，转换器包括具有可预定直径的基本直的测量管10，特别地是单个管，其在操作中至少间歇地振动并由此被重复弹性变形。
为了允许流体流经测量管10，其经由入口管段11和出口管段12连接至流体导管(未显示)，其中入口管段11在测量管10的入口端11#终止，出口管段12在测量管10的出口端12#终止。测量管10、入口管段11和出口管段12尽可能相互对齐并且与虚拟的纵轴L对齐。它们最好一体形成，使得单个的管状半成品例如可以用于它们的制造；然而，如果需要，测量管10和管段11、12也可以由分离的半成品制造，然后连接在一起，例如焊接在一起。对于测量管10，可以使用几乎任何常用于这种转换器的材料，例如钢、钛、锆等。
如果转换器要非永久性地与管道连接，则在入口管段11和出口管段12上分别形成第一法兰13和第二法兰14；然而，如果需要，也可以将入口和出口管段11、12例如通过焊接或铜焊而直接与管道相连。另外，如图1示意性示出的，容纳测量管10的转换器外壳100固定至入口和出口管段11、12，见图1和2。
当被激励为围绕扭转振动轴扭转振动时，直测量管可能引起在管道中流动的流体中产生剪切力，从而振动能量从扭转振动中移除，其扩散至流体。结果，测量管的扭转振动衰减，使得必须向测量管提供附加激励能量，以保持振动。因此，为了在流体中产生对应于流体粘度的摩擦力，在操作中，测量管10至少被间歇地激励为围绕扭转振动轴扭转振动，特别是在固有扭转谐振频率范围内，使得它基本对应于扭转固有振动模式围绕其纵轴L或基本与其平行的轴而扭曲，例如参见US-A 45 24 610，US-A 52 53 533，US-A 60 06 609或EP-A 1 158289。
可以以扭转频率激励测量管10，该扭转频率尽可能精确地对应于测量管10在整个长度上基本单向扭曲的基本扭转特征模式的固有谐振频率。在特种钢制成的测量管10额定直径为20mm，壁厚约为1.2mm，长度约为350mm并且具有附件(见下面)的情况，这个基本扭转特征模式的固有谐振频率可以是例如1500～2000Hz的量级。
根据本发明的发展，在转换器的操作期间，测量管10除了被激励为扭转振动之外，还被这样特别是同时地激励为弯曲振动，使其以基本对应于固有第一弯曲振动模式而偏转。还可以以弯曲振动频率激励测量管10，该弯曲振动频率尽可能精确地对应于测量管10的最低固有弯曲谐振频率，使得振动但是空的测量管10相对于垂直于纵轴L的中央轴基本对称地偏转并且具有单个波腹。在特种钢制成的测量管10额定直径为20mm，壁厚约为1.2mm，长度约为350mm并且具有常用附件的情况，这个最低弯曲谐振频率可以是大约850～900Hz的量级。
当流体流经管道使得质量流速m非零时，在流体中由以弯曲模式振动的测量管10感应科里奥利力。科里奥利力作用于测量管10，从而引起对应于固有第二弯曲振动模式的测量管10的附加形变(未显示)，该模式与第一弯曲振动模式共面。测量管10的形变的瞬时形状，特别地相对于其幅度，也依赖于瞬时流速m。正如这种转换器所常见的，第二弯曲振动模式，即所谓的科里奥利模式，可以是例如具有两个或四个波腹的不对称弯曲振动模式。
如上所述，一方面，扭转振动由于对于流体的期望能量损耗而衰减，特别地为了测量粘度而检测该能量损耗。然而，另一方面，如果机械耦合至测量管10的元件(例如外壳100或连接管)也被激励进入振动，振动能量还可能从振动的测量管10移除。尽管不期望的至外壳100的能量损失还可能被标定，但是至少到转换器环境(特别是管道)的能量损失以实际上不可再生或甚至不可预定的方式发生。
为了抑制这种扭转振动能量到环境的损失，转换器包含在测量管10的入口侧和出口侧固定于测量管10的防振器。
防振器20用于引起反作用扭矩，其很大程度上平衡了由单个测量管10围绕其纵轴L而引起的扭矩，从而保持转换器的环境，特别是连接管，基本免受动态扭矩。对于上述测量管10额外被激励进入弯曲振动的情况，防振器20还用于对于预定的流体密度值(例如，在转换器工作期间最常出现的值或者临界值)，将转换器动态平衡到振动的测量管10中可能产生的任何横向力和/或弯曲力矩都被基本平衡的点，参见申请人的欧洲专利申请01 109 977.7，该申请在本申请的申请人之前尚未公开。
为了这些目的，与测量管10类似的扭转弹性和/或柔软的防振器20在工作中与测量管10异相地，特别为反相地，扭转振动。相应地，防振器20的扭转固有频率中的至少一个被尽可能精确地调谐至测量管工作中振动所处的扭转频率。然而，无论如何，测量管10和防振器20都被这样相互适应并且防振器20被这样固定至测量管10，使得即使测量管10扭转振动并且防振器20共同振动，入口管段11和出口管段12都保持基本免受扭转应力；如果需要，防振器20的弯曲固有频率也被尽可能精确地调谐至测量管的弯曲振动频率，并且在转换器的工作期间，防振器20也被激励为弯曲振动，该弯曲振动与测量管10的弯曲振动基本共面。
防振器20可以一体形成，如图2示意性地示出。如果需要，防振器20还可以为多部件结构，例如US-A 59 69 265，EP-A 317 340或WO-A 00 14 485所示，或者实施为在测量管10的入口侧和出口侧固定至测量管10的两个分离防振器，参见图6。
如图2、3或6所示意性示出的，为了改进转换器的测量精度或者减小其对于干扰的敏感度，测量管10、防振器20和入口及出口管段11、12各自的长度可以相互适应，使得在工作中，入口及出口管段11、12也被弹性形变，并且从而可以吸收可能由转换器的内部部分损失的部分振动能量。入口及出口管段11、12各自的弹簧常数与测量管10和与其固定的附件所形成的内部部分的总质量相适应，使得由激励装置40、传感器装置50和可能的防振器20形成的振动系统的最低谐振频率，特别是最低扭转谐振频率，比测量管10在工作中至少主要振动所处的扭转频率低。
为了生成测量管10的机械振动，特别是前述扭转和/或弯曲振动，转换器进一步包括激励装置40，特别是电动激励器。激励装置40用于将从控制电子装置(未显示)提供的电激励能量Eexc(例如具有调节的电流和/或调节的电压)转换为作用于测量管10的激励力矩Mexc，该力矩例如以脉冲方式或调和地作用于测量管10并且以上述方式将测量管弹性形变，并且如果测量管10还被激励为弯曲振动，则激励装置40将电激励能量Eexc转换为横向作用的激励力。激励力矩Mexc可以是双向的，如图4或6所示，或者是单向的，并且以本领域技术人员熟悉的方式，例如利用电流和/或电压调制电路调幅，并且例如利用锁相环调频。从保持测量管10的扭转振动和偶发性附加激励的弯曲振动所需的电激励能量Eexc，可以以本领域人员所熟悉的方式得到流体的粘度，特别地参见US-A 45 24 610、US-A 52 53 533、US-A 60 06609或EP-A 1 158 289。
激励装置40可以是例如具有圆柱激励线圈和永磁电枢的简单螺线管，该激励线圈附着于测量管10或防振器20并且其在工作中通过合适的激励电流，永磁电枢固定于防振器20或测量管10并且至少部分跨在激励线圈中。激励装置40还可以实施为一个或多个电磁体，例如US-A 45 24 610所示。
为了检测测量管10的振动，转换器包含传感器装置50，其特别的是电动的。它可以是这种转换器常用的传感器装置，其以本领域人员熟悉的方式，至少利用第一传感器51但是有时也利用第二传感器52检测测量管10的动作，特别是在入口和出口侧的动作，并且将它们转换为相应的传感器信号S1、S2。对于传感器51、52，可以如图4、5、6示意性示出的，使用分别测量测量管10和防振器20的振动的电动速度传感器、或者电动位移或加速传感器。也可以采用使用电阻或压电应变仪的传感器装置或光电传感器装置来代替电动传感器装置，用于检测测量管10的振动。传感器信号可以被利用合适的特别是数字的评估电子装置，以本领域技术人员熟悉的方式转换为相应的测量值。用于激励装置40的上述控制电子装置以及连接至传感器装置50的评估电子装置都可以容纳在电子装置外壳200中，该电子装置外壳200可以安装在转换器外壳100上。
如图2和3所示，激励装置40被这样设计并放置在转换器中，以同时，特别是差动地，作用于测量管10和防振器20。类似地，传感器装置50可以这样被设计并放置在转换器中，以差动地检测测量管10和防振器20的振动。
在上述不同地选择测量管的扭转频率和弯曲振动频率的情况中，转换器例如基于信号滤波处理或频率分析，可以以简单且有利的方式分离激励信号和传感器信号中的各个振动模式，即使扭转振动和弯曲振动被同时激励。
根据本发明，与例如上述US-A 60 06 609或EP-A 1 158 289的转换器不同，测量管10和防振器20的质量分布以及所附着的传感器和激励装置50、40的质量分布被这样互相适应，使得这样形成的安装在入口和出口管段11、12上的转换器内部部分具有质心MS，该质心MS至少位于测量管10之内，但是优选地尽可能靠近测量管的纵轴L。另外，内部部分可以优选地设计为具有第一惯量主轴T1，其与入口管段11和出口管段12对齐，并且至少它的一部分位于测量管10之内。由于内部部分的质心MS的偏移，但是特别地由于第一惯量主轴T1的上述位置，根据工作由测量管10采用以及由防振器20在很大程度上补偿的两种振动模式，即扭转振动和弯曲振动，在机械上几乎完美地相互隔离。结果，特别是与US-A 45 24 610、US-A 52 53 533或US-A 6006 609所公开的转换器不同，两种振动模式现在都可以容易地以有利的方式独立激励。
例如通过这样构造内部部分并且相互安排它的组成部分，即，测量管10、防振器20、以及与其固定的传感器装置50和激励装置40，使内部部分沿测量管纵轴L的质量分布基本对称但是至少在围绕测量管纵轴L的180°的虚拟旋转中不变(c2对称)，可以大大简化质心MS和第一惯量主轴T1朝向测量管纵轴L的偏移。
在本发明的另一实施例中，优选为管状并且特别地很大程度上轴对称的防振器20基本上与测量管10同轴，从而大大简化内部部分的对称质量分布的获得，使得质心MS以简单的方式移动靠近测量管纵轴L。
另外，传感器装置50和激励装置40被这样设计并且相互放置在测量管10和防振器20上，它们引起的惯量的力矩尽可能地与测量管纵轴同心或者至少该力矩保持最小。例如如果传感器装置50和激励装置40的共同中心也位于尽可能靠近测量管纵轴L和/或如果传感器装置50和激励装置40的总质量保持为最�。梢允迪终庖坏�。
在本发明的另一实施例中，为了分离地激励测量管10的扭转和/或弯曲振动，激励装置40被这样设计并固定至测量管10和防振器20，使得产生弯曲振动的力沿力的虚拟线作用于测量管10，该虚拟线在垂直于第一惯量主轴T1的第二惯量主轴T2之外或者最多在一点与第二惯量主轴T2相交。另外，内部部分可以被这样设计，使得第二惯量主轴T2基本与上述中央轴一致。
在图4所示的实施例中，激励装置40具有第一激励线圈41a，其在工作中至少间歇地通过激励电流或部分激励电流，并且其固定于连接至测量管10的杠杆41c，并且经由杠杆41c和固定至防振器20外部的电枢41b差动地作用于测量管10和防振器20。这种设置的一个优点是，防振器20的横截面以及因此转换器外壳100的横截面被保持得�。奔だ呷�41a易于接近，特别是在组装期间。这个激励装置40的实施例的另一优点是，所用的任何杯形磁心41d都可以固定至防振器20并且因此对于测量管10的谐振频率基本没有影响，这些杯形磁心41d特别地并不是重量可忽略的并且具有大于80mm的额定直径。然而，在这一点上应当注意，如果需要，也有可能将激励线圈41a固定至防振器20，并且将电枢41b固定至测量管10。
在本发明的再一实施例中，特别地为了满足在质量分布上的上述需求，激励装置40至少包括第二激励线圈42a，其沿测量管10的直径放置并且以与激励线圈41a相同的方式耦合至测量管10和防振器20。在本发明的再一实施例中，激励装置包括另外两个激励线圈43a、44a，即，总共四个激励线圈至少相对于第二惯量主轴T2对称排列，它们都以上述方式安装在转换器中。
如果激励线圈之一，例如激励线圈41a具有与其它各个电感不同的电感，或者如果在工作中激励线圈之一，例如激励线圈41a上通过不同于流经其它激励线圈的各个部分激励电流的部分激励电流，则可以以简单的方式利用这种两个或四个线圈排列产生在第二惯量主轴T2之外作用于测量管10的力。
在本发明的再一实施例中，如图5示意性地示出的，传感器装置50包括传感器线圈51a，其设置在第二惯量主轴T2之外并且固定至测量管10。传感器线圈51a尽可能靠近固定至防振器20的电枢51b，并且以这样的方式磁耦合至该电枢，使得在传感器线圈中感应出可变测量电压，该电压受测量管10和防振器20之间的旋转和/或横向相对运动、相对位置和/或相对距离改变的相对运动的影响。在线圈51a根据本发明放置的情况，上述扭转振动和可选的激励弯曲振动都可以以有利的方式同时检测。然而，如果需要，还有可能将传感器线圈51a固定至防振器20，并且将耦合至传感器线圈51a的电枢51b固定至测量管10。
应当注意，如果需要，激励装置40和传感器装置50还可以实质上在机械设计上相同；进一步，激励装置40的机械设计的上述实施例还可以应用于传感器装置50的机械设计的大部分，反之亦然。
根据本发明的发展，在防振器20中提供槽201、202，用于调节内部部分的质量分布。这使得有可能精确设置防振器20的扭转谐振频率，从而还提供了改进的隔离和/或允许了对于信号评估的改进的匹配，参见图2和3。另外，如图3示意性的示出的，内部部分的质量分布还可以利用固定至测量管10的合适的配重体101、102校正。配重体101、102可以是例如在测量管10上滑动的金属环或者固定至测量管10的小金属板。
正如从上述解释中显而易见的，根据本发明的转换器的特征在于许多可能的设置，它们使得本领域技术人员，特别是根据外部和内部安装尺寸的规格，实现在测量管10和防振器20中产生的扭转力的高质量平衡，并且因而将扭转振动能量到转换器的环境的损失最小化。
尽管已经在附图和前面的说明中详细描述并说明了本发明，但是这种描述和说明应当认为是解释性的而非限定性的，应当理解，仅显示并说明了示例性实施例，并且所有落在这里所述本发明的精神和范围之内的改变和修改都应受到保护。
权利要求
1.一种用于管道中流动的流体的振动转换器，包括-用于引导流体的基本直的测量管(10)，其具有可预定的测量管直径，--其经由终止于入口端(11#)的入口管段(11)和终止于出口端(12#)的出口管段(12)与所述管道相通，并且--其在工作中至少间歇振动；-其中测量管(10)特别地为了在流体中产生剪切力，至少部分执行以可预定的测量管扭转振动频率围绕与入口管段(11)和出口管段(12)基本对齐的扭转振动轴的扭转振动；-固定在入口端和出口端的防振器(20)，其具有可预定的扭转固有频率；-作用于测量管(10)和防振器(20)以至少振动测量管(10)的激励装置(40)；和-用于检测测量管(10)的振动的传感器装置(50)，-其中，转换器的内部部分至少由测量管(10)、防振器(20)以及与其固定的传感器和激励装置(50，40)形成并且至少安装在入口和出口管段，其质心位于测量管(10)内部。
2.根据权利要求1的转换器，其中内部部分的质心尽可能精确地位于测量管纵向轴上，特别地位于与入口管段和出口管段对齐的测量管纵向轴上。
3.根据权利要求1或2的转换器，其中内部部分具有第一惯量主轴，其与入口管段和出口管段基本对齐并且位于测量管之内。
4.根据前述任一权利要求的转换器，其中内部部分具有相对于扭转振动轴基本对称的质量分布。
5.根据前述任一权利要求的转换器，其中防振器形状基本为管状并且基本上与测量管同轴。
6.根据前述任一权利要求的转换器，其中测量管的扭转振动频率以及防振器的扭转固有频率至少大约相等。
7.根据前述任一权利要求的转换器，其中防振器的扭转固有频率大于测量管的扭转振动频率的0.8倍。
8.根据前述任一权利要求的转换器，其中防振器的扭转固有频率小于测量管的扭转振动频率的1.2倍。
9.根据前述任一权利要求的转换器，其中测量管至少间歇地执行以可预定的测量管弯曲振动频率围绕测量管纵轴的弯曲振动，特别地为了在流体中感应科里奥利力。
10.根据权利要求9的转换器，其中将测量管的扭转振动频率和弯曲振动频率选择得不同。
11.根据前述任一权利要求的转换器，其中这样设计激励装置(40)并将其固定至测量管(10)和防振器(20)，使得产生弯曲振动的力沿力的假想线作用于测量管(10)，该假想线在与第一惯量主轴垂直的第二惯量主轴之外，或者最多在一点与第二惯量主轴相交。
12.根据前述任一权利要求的转换器，其中激励装置(40)包括激励线圈(41a)，该激励线圈(41a)固定于测量管(10)、在工作期间至少间歇地通过激励电流、并且经由连接至防振器的杠杆(41c)以及固定于杠杆(41c)中的电枢(41b)而作用于测量管(10)和防振器(20)。
13.根据前述任一权利要求的转换器，其中传感器装置(50)包括在第二惯量主轴之外位于转换器之内的传感器线圈(51a)，以及与其磁耦合的电枢(51b)，它们的相对位置，特别是它们的相对间隔，因为测量管(10)和防振器(20)的扭转振动以及如果被激励时的弯曲振动而改变，从而在传感器线圈(51a)中至少间歇地感应可变测量电压。
14.根据前述任一权利要求的转换器，其中所述转换器包括在入口和出口侧固定至测量管(10)的转换器外壳(100)。
15.根据前述任一权利要求的转换器，其中附加质量(101，102)固定至测量管(10)和/或在防振器(20)中形成槽(201，202)，以调节内部部分的质量分布。
全文摘要
为了引导流体，转换器包括测量管(10)，该测量管(10)在工作中振动并且由激励装置(40)驱动。在管的入口侧和出口侧的振动由传感器装置(50，51)检测。为了在流体中产生剪切力，测量管(10)在工作中至少间歇地被激励，以产生围绕虚拟的测量管纵轴(L)的扭转振动。转换器的内部部分至少由测量管(10)、防振器(20)以及与其固定的传感器及激励装置(40，51，52)组成并且至少安装在入口和出口管段，该内部部分具有位于测量管(10)之内的质心。本发明的转换器适用于粘度计或科里奥利质量流量计/粘度计，并且其特征在于，尽管仅使用一个单独的直测量管，仍然能够在工作中很好地动态平衡并且在很大程度上防止了在扭转振动的测量管(10)侧的弯曲扭矩。类似提供的转换器壳体(100)或连接管的激励(产生谐振)也被有效地防止了。进一步，特别是即使当使用所述传感器测量粘度时，可以很容易地从代表粘度的测量信号中区分可能的代表质量流速的测量信号。
文档编号G01N3/00GK1653317SQ03810436
公开日2005年8月10日 申请日期2003年5月7日 优先权日2002年5月8日
发明者沃尔夫冈·德拉姆, 阿尔弗雷德·里德 申请人:恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司
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