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专利名称：振动型变换器以及包含这种变换器的测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种振动型测量变换器，其包括至少一个测量管，该至少一个测量管用来输送流动介质(例如，气体或液体)，并且在工作时例如在弯曲振荡模式下围绕振荡轴振荡；以及传感器装置，该传感器装置用来记录测量管的振荡，并且传送表示至少一个测量管的振动的主信号。本发明还涉及一种用于可流动介质的测量装置，该测量装置实施为例如紧凑型测量装置和/或科里奥利质量流量测量装置，其具有如所述的测量变换器以及测量装置电子器件，该测量装置电子器件与测量变换器电耦接，以用于处理由测量变换器传送的主信号并产生测量值。
背景技术：
在工业测量技术(特别是与自动化过程的调节和监控结合的技术中)，为了确定工艺管线(例如管道)中的流动介质(例如液体和/或气体)的特征测量变量，常常使用测量系统，借助于振动型测量变换器和(通常位于单独的电子器件壳体中的)带有驱动器和评估电路的相连接的测量装置电子器件，该测量系统在流动介质中引发反作用力(例如科里奥利力)，并且产生从这些力导出的相应地表示至少一个测量变量的测量信号(例如质量流率、密度、粘度或其他工艺参数)。这种测量系统(常常借助于带有诸如科里奥利质量流量计的一体式测量变换器的紧凑设计的在线测量装置形成)已被认识很久并在工业应用中得到证明。带有振动型测量变换器及其单独部件的测量系统的示例在例如下列专利中有所描述EP-A 317 340、 EP-A 848 234、JP-A8-136311、JP-A 9-015015、US-A 2007/0119264、US-A 2007/0119265、 US-A 2007/0151370、US-A 2007/0151371、US-A 2007/0186685、US-A2008/0034893、US-A 2008/0141789、US-A 4，738，144、US-A 4，777，833、US-A 4，777，833、US-A 4,801,897、 US-A 4，823，614、US-A 4，879，911、US-A 5,009，109、US-A 5,024，104、US-A 5,050,439、 US-A 5，291，792、US-A 5，301，557、US-A 5，398，554、US-A 5，734，112、US-A 5，476，013、 US-A 5，531，126、US-A 5，602，345、US-A 5，691，485、US-A 5，796，010、US-A 5,731,527、 US-A 5，796，011、US-A 5，796，012、US-A 5，804，741、US-A 5，869，770、US-A 5,945,609、 US-A 5，979，246、US-A 6，047，457、US-A 6，092，429、US-A 6，073，495、US-A 63 111 36、 US-B 6，223，605、US-B 6，330，832、US-B 6，397，685、US-B 6，557，422、US-B 6,651,513、 US-B 6，666，098、US-B 6，691，583、US-B 6，776，052、US-B 6，799，476、US-B 6,840，109、 US-B 6，883，387、US-B 6，920，798、US-B 7，017，424、US-B 7，040，179、US-B 7,073,396、 US-B 7，077，014、US-B 7，080，564、US-B 7，200，503、US-B 7，216，550、US-B 7,299,699、 US-B 7, 318, 356,US-B 7，360，451、US-B 7，392，709、W0-A 0014485,WO-A 01 02 816,WO-A07/130024、WO-A 08/013545、WO-A 08/07 7574、W0-A99/28708、WO-A 99 40 394 或 WO-A 96/02812。示出测量变换器的这些专利中的每一个都包括至少一个大致直的或至少一个弯曲的(例如，U形或V形)测量管(由例如不锈钢、钛、锆或钽制成)，并且用于输送(某些情况下为极冷或极热介质的)介质。为了产生部分地受流过的介质影响的振荡形式，在测量系统工作期间，(在入口侧第一测量管端部和出口侧第二测量管端部之间延伸的振荡长度的)该至少一个测量管围绕假想地连接这两端的假想振荡轴振动(特别是在弯曲振荡模式下)。为了激励至少一个测量管的振荡，振动型测量变换器因此还具有激励器机构，该激励器机构通过由测量装置电子器件的驱动器电路产生并相应地调节的电驱动器信号 (诸如调节的电流)来驱动；以及借助于工作期间流过电流且实际上直接作用在测量管上的至少一个机电(特别是电动)振荡激励器，在至少一个测量管内激励机械振荡(例如弯曲振荡)，并且，在这方面，将由测量电子器件馈送到测量变换器的电功率转化为机械运动。 此外，这种测量变换器包括具有至少两个(特别是电动和/或同样实施的)振荡传感器的传感器装置，振荡传感器用于至少针对点地记录至少一个测量管的入口侧和出口侧振荡 (特别是科里奥利模式下的振荡)，并且用于产生传感器电信号，该信号用作测量变换器的主信号，并且受例如质量流率、总质量流量或密度的待记录工艺参数的影响。在带有弯曲的(例如U形、V形或Ω形)测量管的测量变换器的情况下，对于待激励的振荡形式(所谓的驱动或所希望模式)，通常选择这样的特定振荡形式，其中在最低自然共振频率的情况下，测量管至少部分地以钟摆状模式以一端固定的悬臂的方式围绕测量变换器的假想纵向轴摆动；从而在流过的介质中引发依赖于质量流量的科里奥利力。这又导致以下情况在弯曲测量管从而钟摆状悬臂振荡的情况下，按照至少第二同样自然振荡形式的所谓的科里奥利模式，频率与所希望模式的激励振荡相等的弯曲振荡被叠加到激励振荡上。在带有弯曲测量管的测量变换器的情况下，由科里奥利模式的科里奥利力迫使发生的这些悬臂振荡通常对应于本征振荡形式，其中测量管也围绕垂直于纵向轴对齐的假想旋转振荡轴进行旋转振荡。相反，在带有直测量管的测量变换器的情况下，为了产生依赖于质量流量的科里奥利力，常常选择特定的所希望模式，其中测量管至少部分地进行基本上在单个假想振荡平面内的弯曲振荡，以使得科里奥利模式下的振荡因此形成为与所希望模式振荡共平面且具有相同振荡频率的弯曲振荡。因此，测量管的两端在这方面由对于所希望模式和科里奥利模式公共的两个特定振荡节点限定。在弯曲测量管的情况下，振荡长度因而实际上对应于在这两个振荡节点之间延伸的各个测量管的大致自由振荡段的展开直线长度。由于所希望模式和科里奥利模式的叠加，(借助于传感器装置记录的)振动测量管的入口侧振荡和出口侧振荡也具有依赖于质量流量的可量测的相位差。通常，在工作期间，这种测量变换器(例如科里奥利中使用的质量流量计)的测量管被激励至为所希望模式选择的振荡形式的瞬时自然共振频率，特别是以调节至恒定的振荡幅度。由于该共振频率除了别的以外特别依赖于介质的瞬时密度，除了质量流量之外，可借助于市售质量流量计测量介质的密度。此外，如US-B 6，651，513或US-B 7，080，564中所示，也可以例如在激励振荡所希望的激励功率的基础上，借助于振动型测量变换器直接测量流过的介质的粘度。在带有两个测量管的测量变换器的情况下，通常经由在测量管和入口侧连接凸缘之间延伸的入口侧分配器元件，以及经由在测量管和出口侧连接凸缘之间延伸的出口侧分配器元件，将两个测量管结合到工艺管线中。在带有单个测量管的测量变换器的情况下， 通常经由通入到入口侧的大致直的连接管段，并且经由通入到出口侧的大致直的连接管段，将测量管与工艺管线连通。此外，带有单个测量管的图示测量变换器中的每一个至少包括实施为一体式或多件式(例如管形、箱形或板形)的反振荡器，该反振荡器耦接到测量管以在入口侧形成第一耦接区并在出口侧形成第二耦接区，并且在工作期间，基本上静止或相反地振荡，即以相等频率和相反相位地振荡。借助于测量管和反振荡器形成的测量变换器的内部部件通常借助于两个连接管件保持独立，在工作期间，测量管在测量变换器壳体内经由这两个连接管件与工艺管线连通，特别是以使得内部部件能够相对于测量管振荡的方式。在带有单个基本上直的测量管的测量变换器(如例如US-A5，291, 792、US-A 5，796，010、US-A 5，945，609、US-B 7，077，014、US-A2007/0119264、WO-A 01 02 816 或 WO-A 99 40 394中所示)的情况下，测量管和反振荡器大致彼此同轴地布置，如对于传统测量变换器典型的那样。在市场上销售的前述类型的测量变换器的情况下，反振荡器通常也大致为管形且形成为基本上直的中空圆柱形，其以这样的方式布置在测量变换器中，使得测量管至少部分地被反振荡器包围。诸如结构钢或易切削钢的相对不贵的钢材通常被用作此类反振荡器的材料，甚至或特别是在使用钛、钽或锆作为测量管的情况下。此处讨论类型的测量变换器的激励器机构通常具有至少一个电动振荡激励器和/ 或至少一个振荡激励器，该至少一个振荡激励器有差别地作用在至少一个测量管上，并且在给定情况下作用在本发明的反振荡器或本发明的第二测量管上，同时传感器装置包括入口侧通常也为电动的振荡传感器以及至少一个本质上同样实施的出口侧振荡传感器。市场上销售的振动型测量变换器的这样的电动和/或差动振荡激励器通常借助于电磁线圈和细长(特别是棒状)的永久磁铁形成，电磁线圈的至少一部分流过电流(在带有一个测量管和耦接到其上的反振荡器的测量变换器的情况下)，电磁线圈通常固定到反振荡器，所述永久磁铁1)用作电枢；2)与电磁线圈相互作用(特别是插入电磁线圈中)；以及3)对应地固定到将运动的测量管。永久磁铁和用作激励器线圈的电磁线圈通常布置成使它们基本上彼此同轴延伸的方式。另外，在传统的测量变换器中，激励器机构通常以这样的方式设计和设置在测量变换器中，使得其本质上居中地作用在至少一个测量管上。在这种情况下，振荡激励器以及在这方面的激励器机构通常沿着测量管的假想中央周边线至少逐点地固定到测量管，如在 US-A 5，796，010、US-B6, 840，109,US-B 7，077，014 或 US-B 7，017，似4 中提出的测量变换器的情况下所示。在市场上销售的大多数振动型测量变换器的情况下，如此前建议的，至少就其按照相同的作用原理工作而言，传感器装置的振荡传感器基本上具有与振荡激励器相同的构造。因此，这样的传感器装置的振荡传感器通常也在每种情况下借助于永磁电枢和线圈形成，永磁电枢固定到测量管并且递送磁�。�线圈1)与电枢相互作用、2)被其磁场穿透、3) 至少间或供有感应测量电压、并且4)通常固定到反振荡器(只要其存在)，否则固定到其中一个测量管。前述线圈中的每一个另外借助于至少一对电连接线连接到所提及的操作和评估电子器件。这些线多数情况下经由最短的可能路线从线圈、经反振荡器延伸到变换器壳体。市场上通常销售的前述类型的在线测量装置的测量装置电子器件多数情况下常常具有实时提供数字测量值的微计算机，例如借助于数字信号处理器(DSP)形成的微计算机。除了至少一个对应的处理器和相关的电路部件(例如A/D转换器和D/A转换器)之外， 该微计算机通常也包括相应的易失性和非易失性数据存储器，用于存储内部确定或外部传输到相应的在线测量装置的数字测量和操作数据，例如用于存储与待测量介质的测量相关 (例如用作参考)的那些化学或物理特性。除了微计算机和使测量变换器可以工作的驱动器电路之外，测量装置电子器件通常还具有输入电路，该电路为微计算机实现对由测量变换器传送的测量信号的调节，并且(形成测量装置电子器件的上述测量和评估电路)对应地与微计算机互连。基于由测量变换器传送的测量信号和/或由测量装置电子器件传送的 (驱动测量变换器的)驱动器信号，微计算机确定并实时提供所希望的主测量值，例如，流过测量变换器的介质的瞬时质量流率，和/或总质量流量，该值对应于在预定时间段内总共流过测量变换器的介质的质量。由于所讨论类型的通常测量系统通常实施为将要结合到(例如经由2线或4线线路)上级电子数据处理系统(例如，控制填充过程和/或借助于可编程逻辑控制器(PLC) 形成的系统)的独立测量装置，所讨论类型的现代在线测量装置的测量装置电子器件在每种情况下也具有对应的通信电路，该电路使得可以传送和接收测量或操作数据。该通信电路例如以工业测量和自动化技术中形成的类型的数字输出的形式、以形成的4-20mA电流信号输出的形式、以符合NAMUR推荐NE43 1994和/或I3ROFIBUS标准IEC 61158的总线接口形式或以符合工业标准的另一种接口电路的形式出现。在测量装置电子器件中另外设置有电源电路，该电路确保在线测量装置的能量供应，并且从内部蓄能器和/或经由4线线路或借助于2线线路从电子数据处理系统获得所希望能量，2线线路例如实施为具有测量装置侧负载调制的4-20mA电流环路。如除了别的之外可从此前提及的EP-A 848234或WO-A 96/(^812得出的，在借助于振动型测量变换器形成的测量系统的情况下，为了实现期望且仍然预期的高测量精度，特别的含义将归因于主振荡传感器相对于一个或多个测量管的振荡的所选振荡节点的定位，所述测量管被激励以便测量主测量变量，即质量流量。根据EP-A 848234或 W0-A99/28708，通过将振荡传感器在每种情况下设置在尽可能靠近此前提及的所希望模式的振荡节点处，可另外达到对(例如来自外部振动的)干扰变量的较低灵敏度，并且在这方面达到所关注的测量系统的高测量精度，从而其借助于传感器装置记录的振荡的份额以及在这方面相应主信号的份额保持尽可能地低。在市场上销售的所述类型的通常测量系统的情况下，特别是在单独地带有居中地作用在测量管上的振荡激励器的测量系统的情况下， 为了实现对主测量变量(特别是质量流量或质量流率)尽可能高的灵敏度，同时实现对可能的干扰变量可能最低的灵敏度，以及对于在被激励的振荡频率范围内的主信号足够高的信噪比，传感器装置的振荡传感器被以这样的方式设置在测量变换器中，即，与在第一振荡传感器和第二振荡传感器之间延伸的测量管的区域的长度相对应的测量变换器的测量长度大于振荡长度的65%。在弯曲测量管的情况下，测量长度因而等于在这两个振荡传感器之间延伸的相应测量管的大致自由振荡段的展开直线长度。然而，对此处所述类型的各种测量系统的研究已经显示，以上述方式定位振荡传感器由于以下事实而存在缺点为了在对于所希望高测量精度足够的振荡传感器位置实现 10-15 μ m的振荡幅度，在测量管中央处对相应测量系统来说相对较大的约30 μ m的最大振荡幅度对于在所希望模式下的激励振荡是必要的。与此相关，必须在激励器机构中转化在一些情况下远大于IOOmW的相对较高的电功率，在低质量流率的情况下尤其是这样。尤其是在这样的在线测量装置(如例如在此前提及的US-B6，799，476或US-B 7，200, 503中提出的)的情况下，该在线测量装置的测量装置电子器件在工作期间将单独地借助于提供测量数据和能量转移两者的2线连接(例如4-20mA电流环路)与上级数据处理系统相连接，如已知的，连续可用和最大允许的电功率均根据具体情况限制(根据所用电压源或从技术安全角度允许的)到约40-150mW或到1W，以使得除了别的以外，在工作期间并非始终有足够的能量可用，以允许提供实际上需要的信噪比或噪声分离。对于所提及的情况，其中在线测量装置借助于4-20mA电流环路从外部供应电能并且也通过与之成比例地调节流过电流环路的电流水平而提供测量值，整个测量系统的可用电功率变得越少 (并且在这方面测量变换器的可用电激励器功率越少)，对于所希望高测量精度实际上需要的功率将越大。此外，较高的最大振荡幅度存在另外的缺点，原因是可能引发数倍的不期望干扰振动，并且作为结果，测量系统的对干扰的总敏感性相应地增加。

发明内容
因此，本发明的目的是提高振动型测量变换器中的效率，以该效率，在工作期间， 馈送至其相应的激励器机构内的电激励功率或激励能最终变为主信号，并且以这样的方式做到这一点一方面，主信号(特别是其表示科里奥利模式的相应的信号分量)具有尽可能小的测量管最大振荡幅度(并且，作为结果，具有较低的电激励功率)和尽可能高的信噪比；以及，另一方面，传感器装置(并且也在这方面测量变换器总体)具有对待记录的主测量变量，特别是质量流率和/或总质量流量足够高的灵敏度。为了实现该目的，本发明在于振动型测量变换器，所述振动型测量变换器包括至少一个测量管，所述至少一个测量管用于输送流动介质(例如，气体和/或液体)，该测量管在入口侧的第一测量管端部和出口侧的第二测量管端部之间以振荡长度延伸、且在工作期间(例如在弯曲振荡模式下)围绕假想振荡轴振荡，所述假想振荡轴与假想地连接测量管的两个端部的假想连接轴平行或重合；以及传感器装置，所述传感器装置用来记录测量管的振荡，并且带有1)例如电动的振荡传感器，该振荡传感器布置在测量管(例如在入口侧)上，并且传送表示测量管的振动的测量变换器的第一主信号；以及幻第二(例如电磁)振荡传感器，该第二振荡传感器布置在测量管上与第一振荡传感器间隔一定距离处(例如在出口侧)，并且(特别是与第一主信号同时地)传送表示测量管的振动的测量变换器的第二主信号，其中在第一振荡传感器和第二振荡传感器之间延伸的第一测量管的区域的长度限定了测量变换器的测量长度。此夕卜，传感器装置的第一振荡传感器和传感器装置的第二振荡传感器以这样的方式设置在测量变换器中使得测量变换器灵敏度Sact，参考在与振荡长度相对应的最大测量长度处的理论灵敏度，以及在工作期间实际上实现的主信号的信号幅度Aact，参考在最大振荡幅度的位
置处的理论最大可能信号幅度Amax，满足条件
权利要求
1.一种振动型测量变换器，其包括至少第一测量管，所述至少第一测量管用于输送流动介质，所述至少第一测量管以在入口侧的第一测量管端部和出口侧的第二测量管端部之间的振荡长度延伸、并且在工作期间围绕振荡轴振荡，特别是以弯曲振荡模式振荡，所述振荡轴平行于或重合于假想地连接所述两个测量管端部的假想连接轴；以及传感器装置，所述传感器装置用于记录至少所述第一测量管的振荡，其中，所述传感器装置包括第一振荡传感器，所述第一振荡传感器布置在所述至少第一测量管上，特别是在所述入口侧上，并且传送表示所述至少第一测量管的振动的所述测量变换器的第一主信号；以及第二振荡传感器，所述第二振荡传感器布置在所述至少第一测量管上，特别是在所述出口侧上，与所述第一测量传感器间隔开且传送表示所述至少第一测量管的振动的所述测量变换器的第二主信号；其中在所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器之间延伸的所述至少第一测量管的区域的长度限定了所述测量变换器的测量长度；以及所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中使得测量变换器灵敏度以及在工作期间参考在最大振荡幅度位置处的理论最大可能信号幅度而实际上达到的所述主信号的信号幅度满足条
2.根据权利要求1所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管，特别是在所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器之间延伸的所述区域内，以部分弧形方式实施。
3.根据权利要求1所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管，至少在所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器之间延伸的所述区域内，以大致V形方式实施。
4.根据权利要求1所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管具有大于1mm、尤其大于5mm的口径。
5.根据权利要求4所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管大于50mm，尤其大于60mm ；以及所述最大测量长度对应于小于所述振荡长度的65%，尤其大于所述振荡长度的40%。
6.根据权利要求4所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管的所述口径大于15mm，尤其大于20mm ；和/或小于50mm，尤其小于40mm ；以及所述测量变换器的所述最大测量长度对应于小于所述振荡长度的。
7.根据权利要求4所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管端部以这样的方式加工尺寸，并且所述振荡传感器以这样的方式设置使得由所述测量变换器的所述最大测量长度与所述至少一个测量管的所述口径的比率限定的所述测量变换器的测量长度与口径比小于10，尤其小于5。
8.根据权利要求1所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管具有入口侧的第一直管段、以及出口侧的第二直管段，所述入口侧的第一直管段具有假想纵向轴，所述假想纵向轴具有指向第一耦接区的方向向量；所述出口侧的第二直管段具有假想纵向轴，所述假想纵向轴具有指向第二耦接区的方向向量； 以及所述两个直管段相对于彼此以这样的方式布置使得所述第一直管段的所述方向向量和所述第二直管段的所述方向向量相交以形成角度(Θ)，特别是使得所述角度(Θ)具有小于170°而大于10°的大小。
9.根据权利要求8所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管以这样的方式成形使得所述角度(Θ)具有小于170°、尤其小于160°和/或大于10°、尤其大于20°的大小。
10.根据权利要求8所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管以这样的方式成形使得所述角度(Θ)具有小于100°的大小。
11.根据权利要求10所述的测量变换器，其中所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中使得由所述最大测量长度与所述振荡长度的比率限定的所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件ξ <0.6。
12.根据权利要求11所述的测量变换器，其中所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中使得由所述最大测量长度与所述振荡长度的比率限定的所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件ξ >0.35。
13.根据权利要求12所述的测量变换器，其中所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中使得由所述最大测量长度与所述振荡长度的比率限定的所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件ξ <0.57· 1 -0.1 ·sin^-|-30°j。
14.根据权利要求8所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管以这样的方式成形使得所述角度(Θ)大于50°。
15.根据权利要求8所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管以这样的方式成形使得所述角度(Θ)大于100°，尤其大于 115°。
16.根据权利要求15所述的测量变换器，其中所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中使得由所述测量长度与所述振荡长度的比率限定的所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件ξ <0.62。
17.根据权利要求16所述的测量变换器，其中所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中使得由所述最大测量长度与所述振荡长度的比率限定的所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件ξ >0.45。
18.根据权利要求8所述的测量变换器，其中 所述两个直管段借助于弧形管段而彼此连接。
19.根据权利要求18所述的测量变换器，其中所述弧形管段具有小于500mm、尤其小于300mm的中间管弧半径；以及所述至少两个测量管具有小于7mm、尤其小于3mm的管壁厚度。
20.根据权利要求19所述的测量变换器，其中所述第一测量管以这样的方式加工尺寸、并且以这样的方式设置在所述测量变换器中使得由所述至少一个测量管的横截面的面惯性矩与所述测量变换器的测量长度的比率限定的所述测量变换器的面惯性矩与测量长度比大于40mm3，尤其大于IOOmm3 ；以及所述至少一个测量管的所述横截面的所述面惯性矩满足条件I10=^--[D;0-(D10+s)4。64
21.根据权利要求20所述的测量变换器，其中所述第一测量管以这样的方式加工尺寸使得所述至少一个测量管的前述面惯性矩至少是40mm4，尤其大于150mm4。
22.根据权利要求19所述的测量变换器，其中所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中使得由所述最大测量长度与所述振荡长度的比率限定的所述测量长度与振荡长度比ξ小于0.65;以及所述弧形管段以这样的方式实施使得所述弧形管段的管弧半径(R)满足条件 r^Q.5-D10+s _ ξ-0.4 。
23.根据权利要求19所述的测量变换器，其中所述弧形管段以这样的方式实施使得管弧半径与管外径比小于60、尤其小于50和/ 或大于3、尤其大于4;以及所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述至少一个测量管中，使得所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件丄+ 0.4。 R'
24.根据权利要求23所述的测量变换器，其中所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中，使得所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件ξ > 0. 4。
25.根据权利要求19所述的测量变换器，其中所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述至少一个测量管中，使得所述测量长度与振荡长度比ξ小于0.65; 以及所述弧形管段以这样的方式实施，使得管弧半径与管外径比满足条件R’< 。 -0.4
26.根据权利要求19所述的测量变换器，其中所述弧形管段以这样的方式实施、并且所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述至少一个测量管中，使得所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件
27.根据权利要求沈所述的测量变换器，其中所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述至少一个测量管中，使得所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件 ξ > 0. 4。
28.根据权利要求19所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管以这样的方式实施、并且所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述至少一个测量管中，使得所述测量变换器满足条件>
29.根据权利要求观所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管以这样的方式实施、并且所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述至少一个测量管中，使得所述测量变换器满足条
30.根据权利要求1所述的测量变换器，其中所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器具有彼此相同的构造。
31.根据权利要求1所述的测量变换器，还包括反振荡器，所述反振荡器在所述入口侧上固定到所述至少一个测量管以形成第一耦接区，并且在所述出口侧上固定到所述至少一个测量管以形成第二耦接区，特别是与所述至少一个测量管基本上反相位地振荡和/或平行于所述至少一个测量管的反振荡器，其中所述第一耦接区限定了所述至少一个测量管的入口侧第一端部，并且所述第二耦接区限定了所述至少一个测量管的出口侧第二端部。
32.根据权利要求31所述的测量变换器，其中所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器两者都以这样的方式设置在所述测量变换器中，使得所述振荡传感器中的每一个都记录所述至少一个测量管相对于所述反振荡器的振荡。
33.根据权利要求31所述的测量变换器，其中在工作期间，所述至少一个测量管和所述反振荡器至少以彼此相反相位的共享振荡频率振荡；和/或所述第一主信号和所述第二主信号两者都表示所述至少一个测量管相对于所述反振荡器的振荡运动。
34.根据权利要求31所述的测量变换器，其中所述振荡传感器记录所述至少一个测量管和所述反振荡器的振动。
35.根据权利要求1所述的测量变换器，其中所述第一振荡传感器这样设置在所述测量变换器中使得与所述至少一个测量管的一半长度点之间的间距和与所述第二振荡传感器的相同。
36.根据权利要求1所述的测量变换器，其中提供有两个测量管，在所述入口侧上借助于形成第一耦接区的第一耦接元件并在所述出口侧上借助于形成第二耦接区的第二耦接元件，将所述两个测量管机械地彼此连接，特别是彼此以基本上相反的相位振荡和/或平行于彼此和/或在形状和材料上同样地实施的测量管；以及所述第一耦接区限定了所述每个测量管的入口侧第一端部，所述第二耦接区限定了所述每个测量管的出口侧第二端部。
37.根据权利要求36所述的测量变换器，其中所述两个测量管中的每一个都在所述入口侧上与所述测量变换器的第一分配器元件连通，并且在所述出口侧上与所述测量变换器的第二分配器元件连通。
38.根据权利要求36所述的测量变换器，其中在工作期间，所述两个测量管至少以彼此相反相位的共享振荡频率振荡；和/或由所述第一振荡传感器传送的所述测量变换器的所述第一主信号和由所述第二振荡传感器传送的所述测量变换器的所述第二主信号两者都表示所述至少一个测量管相对于彼此的振荡，特别是相对于彼此反相的测量管振荡。
39.根据权利要求1所述的测量变换器，还包括激励器机构，所述激励器机构具有至少一个振荡激励器，所述激励器机构在工作期间作用于所述至少一个测量管上，特别是作用在所述振荡长度的一半的区域中，以用于促使所述至少一个测量管振动，其中所述至少一个测量管至少部分地围绕所述假想振荡轴执行弯曲振荡。
40.根据权利要求39所述的测量变换器，其中在工作期间，所述至少一个测量管借助于所述激励器机构至少间或以希望的模式被激励，其中所述至少一个测量管围绕所述假想振荡轴执行弯曲振荡，特别是以所述至少一个测量管的单一和/或最低共振频率振荡。
41.根据权利要求40所述的测量变换器，其中所述测量变换器的所述主信号中的每一个都具有信号分量，所述信号分量具有与所述所希望的模式的所述弯曲振荡相对应和/或与所述至少一个测量管的共振频率相对应的信号频率。
42.根据权利要求39所述的测量管，其中所述第一振荡传感器这样设置在所述测量变换器中使得与所述至少一个振荡激励器之间的间距和与所述第二振荡传感器的相同。
43.根据权利要求1所述的测量变换器，其中所述至少一个测量管由金属，特别是不锈钢、钛、钽或锆制成。
44.根据权利要求1所述的测量变换器，其中除了所述第一和第二振荡传感器之外，所述传感器装置没有额外的振荡传感器。
45.根据权利要求1所述的测量变换器，其中与在所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器之间延伸的区域的长度相对应的所述测量变换器的所述测量长度小于所述振荡长度的65%，尤其小于55%，并且大于所述振荡长度的25%。
46.一种用于可流动介质的测量装置，所述测量装置包括根据权利要求1所述的测量变换器，以及与所述测量变换器电耦接的测量装置电子器件，以用于处理由所述测量变换器传送的主信号并产生测量值。
47.根据权利要求46所述的测量装置，其中借助于所述第一主信号和借助于所述第二主信号，所述测量装置电子器件至少间或生成质量流量测量值(Xm)，特别是数字测量值，所述质量流量测量值(Xm)表示流过所述测量变换器的介质的瞬时质量流率m。
48.根据权利要求46所述的测量装置，其中在工作期间，所述测量装置电子器件重复地产生相位差值，所述相位差值表示在所述第一主信号和所述第二主信号之间瞬时存在的所述相位差。
49.根据权利要求46所述的测量装置，还包括驱动器电路，所述驱动器电路与所述测量变换器电耦接、并且传送驱动所述测量变换器的激励器机构的激励器信号。
50.根据权利要求46所述的测量装置，其中所述测量装置电子器件借助于双线连接、特别是实施为4-20mA电流环路的双线连接而与外部数据处理系统是可电连接的。
51.根据权利要求46所述的测量装置，其中借助于所述两个主信号中的至少一个，所述评估电路至少间或生成密度测量值，所述密度测量值表示流过所述测量变换器的介质的瞬时密度。
52.根据权利要求46所述的测量装置，其中借助于所述两个主信号中的至少一个，所述评估电路至少间或生成粘度测量值，所述粘度测量值表示流过所述测量变换器的介质的瞬时粘度。
53.根据权利要求46所述的测量装置用于测量流过工艺管线的介质的质量流量和/或密度和/或粘度和/或压力的用途。
全文摘要
本发明涉及一种测量变换器，特别是用于在科里奥利质量流量测量装置中使用的测量变换器，其包括用于输送流动介质的至少一个测量管(10)，所述测量管在工作期间至少间或振动；用作检测测量管(10)的振动的传感器阵列(50)。测量管在入口侧上的第一测量管端部和出口侧上的第二测量管端部之间延伸，具有振荡长度(L10)，并且例如在弯曲振动模式下，围绕枢转轴振荡，所述枢转轴平行于或重合于假想地连接所述两个测量管端部的假想连接轴。借助于布置在测量管(10)上的第一振荡传感器(51)，传感器装置产生表示测量管(10)的振动的第一主变换器信号，并且借助于布置在测量管(10)上且与第一振动传感器(51)间隔开的第二振荡传感器(52)，传感器阵列产生表示测量管(10)的振动的第二主变换器信号，其中第一测量管(10)的第一振荡传感器和第二振荡传感器之间延伸的区域的长度限定了所述变换器的测量长度(L50)。在根据本发明的变换器中，所述传感器阵列的振动传感器放置在变换器中，使得测量变换器灵敏度(SIST)以及在工作期间有效达到的主信号的信号幅度(AIST)满足条件(I)，其中变换器灵敏度(SIST)相对于在对应于振荡长度的最大测量长度(L10＝L50)处的理论灵敏度，信号幅度(AIST)相对于在最大振荡幅度的位置处的理论最大可能信号幅度(AMAX)。
文档编号G01F1/84GK102472652SQ201080033138
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月22日 优先权日2009年7月24日
发明者克里斯托夫·休伯, 克里斯蒂安·许策, 维韦·库马尔 申请人:恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司