在線測量裝置的製作方法

2023-05-04 05:58:41 2

專利名稱：在線測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有振動式測量傳感器的在線測量裝置，特別是 科裡奧利質量流量測量裝置/密度測量裝置，用於在管路中流動的特別 是兩個或者多個相位的介質，以及用於藉助這種測量傳感器生成表示 介質的物理測量量(例如介質的質量流量、密度和/或粘度)的測量值 的方法。
背景技術：
在過程測量技術和自動化技術中針對在管路中流動的介質的物理 量(例如質量流量、密度和/或粘度)的測量，經常採用在線測量裝置， 特別是科裡奧利質量流量測量裝置，其藉助在運行中被介質流經的振 動式測量傳感器以及連接於其上的測量電路和運行電路，引發在該介 質中的反應力，例如與質量流量相關的科裡奧利力、與密度相關的慣 性力或者與粘度相關的摩擦力等，並且從它們推導得出代表該介質的 相應的質量流量、相應的粘度和/或相應的密度的測量信號。這樣一種 具有振動式測量傳感器的在線測量裝置連同其作用方式對於本領域技 術人員來說是公知的，並且例如在下述專利中被詳細描述過了 WO-A 05/040734、 WO-A 05/040733、 WO-A 03/095950、 WO-A 03/095949、 WO-A 03/076880、 WO-A 02/37063、 WO-A 01/33174、 WO-A 00/57141、 WO-A 99/39164、 WO-A 98/07009、 WO-A 95/16897、 WO-A 88/03261、 US-A 2004/ 0200268、 US-A 2003/0208325、 US-B 68 89 561、 US-B 68 40 109、US-B 66 91 583、US-B 66 51 513、US-B 65 13 393、US-B 65 05 519、 US-A60 06 609、 US-A 58 69 770、 US-A 57 96 011、 US-A 56 16 868、 US-A 56 02 346、 US-A 56 02 345、 US-A 55 31 126、 US-A 53 01 557、 US-A 52 53 533、 US-A 52 18 873、 US-A 50 69 074、 US-A 48 76 898、 US-A 47 33 569、 US-A 46 80 974、 US-A 46 60 421、 US-A45 24 610、US-A 44 91 025、US-A 41 87 721、EP-A 1 291 639、EP-A 1 281 938、EP-A 1 001 254或EP-A 553 939。
為了引導介質，測量傳感器分別包括至少一個在例如管形或箱形 的支承架上固定的測量管，該測量管具有直線的管段，為了在運行中 (由電磁激勵系統驅動)生成前述反應力，該測量管在主要使用模式 中實用地被允許單頻率地振動。為了檢測特別是在輸入側和輸出側的 該管段的振動，該測量傳感器還包括根據管段的運動而受激勵的物理 電子傳感器系統。
在科裡奧利質量流量測量裝置中，在管路中流動的介質的質量流 量的測量例如基於下述情況所述介質流過在該管路中插入的、並且 在運行中再使用模式下側向於測量管軸線振蕩的測量管，由此在該介 質中感生出科裡奧利力。這還將引發在測量管的輸入側和輸出側區域 相互相位平移的振蕩。這種相位平移的尺度被作為質量流量的大小。 測量管的振蕩因而藉助所述傳感器系統的兩個沿著該測量管相互間隔 地布置的振蕩傳感器被檢測，並且被轉換為振蕩測量信號，質量流量 被從它們的相互的相位平移中推導出來。在開始部分參引的US-A41 87 721還提到藉助這種在線測量裝置還可以檢測流動的介質的瞬時密 度，更具體的說，是根據至少一個從傳感器系統給出的振蕩測量信號。 此外大多數情況下以合適的方式直接測量介質的溫度，例如藉助布置 在測量管上的溫度傳感器。另外已知的是，直線的測量管還可以圍繞 基本與測量管縱軸線平行布置的或者重合的扭轉振蕩軸線發生扭轉振 蕩，即在流經過的介質中生成徑向的剪切力，由此對於扭轉振蕩來說 振蕩能量明顯地被帶走了並在介質中消失。其結果是，振蕩的測量管 的扭轉振蕩的顯著的衰減，為了正確保持該振蕩因此附加地必須提供 給該測量管以電子激勵功率。從測量管的扭轉振蕩的正確保持所必須 的電子激勵功率來推導，就可以以本領域技術人員公知的方式藉助測 量傳感器至少接近的方式確定該介質的粘度，為此特別對比US-A 45 24 610、 US-A 52 53 533、 US-A 60 06 609或US-B 66 51 513。所描述類型的在線測量裝置的問題首先是測量傳感器的振蕩特 性以及由測量管的振蕩推導得到的振蕩測量信號，不僅僅取決於介質 的主要物理測量量(例如質量流量、密度和/或粘度等)，並且根據運 行狀況的變化，而且還在很大程度上也取決於同樣變化的次要參數(例 如測量裝置特定的參數或者反映環境條件和安裝條件的參數)。作為 這種變化的次要參數的代表性的示例的是，在測量傳感器內製造用的 材料的彈性係數和剪切彈性係數以及至少一個測量管的幾何形狀。這 些次要參數的變化即可以是可逆的，例如在溫度條件下的彈性變形， 也可以是基本不可逆的。令人高興的是，這些次要參數的大部分或者 至少其變化引發的在測量運行中的影響量能夠被附加地檢測到，並且 就這方面來說這些設備參數和/或安裝參數的改變的對於測量精度的影
響被儘可能地補償了 。例如在US-B 65 12 987、 US-A 47 68 384和EP-A 578 U3所建議的，這可以一方面通過附加地應用在在線測量裝置內布 置的傳感器，如溫度傳感器、伸長測量帶、加速度傳感器、壓力傳感 器等來實現，並且另一方面根據振蕩測量信號自身實現。
基于振蕩測量信號的補償方法的原理的核心是，除了引發前述的 反應力的主要使用模式之外，另外的、大多數僅作為次要的輔助模式 的振蕩模式被大多更高的振蕩頻率激勵。例如在WO-A 05/040734、 US-B 68 89 561、 US-B 65 57 422、 US-A 59 07 104、 US-A 58 31 178、 US-A 57 73 727、 US-A 57 28 952和US-A 46 80 974中分別示出用於測量 在管路中被引導的介質的至少一個物理測量量的在線測量裝置，所述 在線測量裝置包括振動式測量傳感器以及與該測量傳感器電聯接的測 量裝置電子設備，
一其中所述測量傳感器包括
—至少一個引導待測介質的測量管，所述測量管與所連接的管 路連通，
一作用到所述測量管使得所述至少一個測量管振動的激勵系
統，—所述激勵系統使得所述測量管在運行中至少暫時和/或至少部 分地圍繞假想的側向振蕩軸以第一振蕩頻率處於第一側向振蕩中，並 且
一所述激勵系統使得所述測量管在運行中至少暫時和/或至少部 分地圍繞假想的側向振蕩軸以與所述第一振蕩頻率不同的第二振蕩頻 率處於第二側向振蕩中，並且
一用於檢測所述測量管的振動的傳感器系統，該傳感器系統輸 出代表該測量管振蕩的振蕩測量信號，
- 其中，所述測量裝置電子設備至少暫時地輸出驅動激勵系統 的激勵信號，並且
- 其中，所述測量裝置電子設備藉助所述振蕩測量信號和/或借
助所述激勵信號至少暫時地生成至少一個測量值，該測量值代表該介質 的至少一個待測量的物理測量量。
根據該振蕩測量信號，該測量裝置電子設備反覆地確定該測量管 的側向振蕩的振蕩頻率，並且基於此測定和/或監視在線測量裝置的至 少一個設備參數和/或安裝參數或者探測至少一個不允許的高測量誤差。
如其中在WO-A 05/040734所述，在測量管壁的內側上的覆蓋物的 形成(例如由於沉積、黏附等)，假如該覆蓋物形成沒有在測定測量 值時被關注，那麼將很大程度地消極影響該在線測量裝置的測量精度。 實驗至今表明，基於多個側向振蕩儘可能早地探測在測量管上的覆蓋 物是極為困難的。這特別是因為一方面覆蓋物的密度當然大約處於介 質的密度範圍內，並且另一方面該覆蓋物對側向振蕩的影響與待測介 質對側向振蕩的影響一般是類似的。因此，形成的覆蓋物表現出基本 與介質的物理特性的根據運行的變化(特別是其密度和/或粘度的變化) 相同的對側向振蕩的效果。
此外還可能出現這種情況，即不僅在線測量裝置的至少一個測量管被這種覆蓋物覆蓋，而且特別是連接到該在線測量裝置的管路部分 也被覆蓋。這可能引發這樣的情況，即其它的在線測量裝置和/或其輸 入路徑也遇到了覆蓋物形成，而這無法通過相應的自我確認在受到影 響的測量裝置側直接地識別出來。

發明內容
本發明的任務因而在於，給出一種具有振動式測量傳感器的在線 測量裝置，特別是科裡奧利質量流量測量裝置/密度測量裝置和/或粘度 測量裝置，其一方面適合於特別精確地測量待測量的物理測量量，特 別是質量流量、密度和/或粘度，並且其另一方面能夠至少在超過最小 覆蓋物厚度時探測在測量管上形成的覆蓋物。本發明的另一個任務在 於，給出一種合適的方法，其根據所描述類型的普通測量傳感器生成 的振蕩信號，能夠可靠地探測和/或足夠精確地測量在測量管上形成的 覆蓋物。本發明的另一個任務在於，監測可能會在接觸介質的管壁， 特別是連接到測量傳感器的管路上出現的覆蓋物沉積。
為此本發明在於把在線測量裝置構造為例如科裡奧利質量流量測 量裝置/密度測量裝置和/或粘度測量裝置，用於測量在管路中被引導的 介質的至少一個物理測量量X，例如質量流量m、密度y0和/或粘度) 。所 述在線測量裝置具有振動式測量傳感器以及與該測量傳感器電聯接的 測量裝置電子設備。該測量傳感器包括至少一個用於引導待測介質 的基本直線式的測量管，所述測量管與所連接的管路連通；作用到所 述測量管使得所述至少一個測量管振動的激勵系統，所述激勵系統使 得所述測量管在運行中至少暫時和/或至少部分地圍繞假想地相互連接 所述測量管的輸入端和所述測量管的輸出端的扭轉振蕩軸地扭轉振 蕩；以及用於檢測所述至少一個測量管的振動的傳感器系統，所述傳 感器系統給出代表所述測量管的至少一個振蕩的振蕩測量信號。所述 測量裝置電子設備其至少暫時地給出驅動所述激勵系統的激勵信號， 並且藉助至少一個振蕩測量信號和/或藉助激勵信號至少暫時地生成至 少一個測量值，所述至少一個測量值表示所述介質的至少一個待測量的物理測量量，例如所述質量流量、所述密度或者所述粘度。此外所 述測量裝置電子設備根據所述至少一個振蕩測量信號和/或根據所述激 勵信號反覆地測定所述測量管的所述扭轉振蕩的振蕩頻率，並且基於 所述扭轉振蕩的振蕩頻率監視所述至少一個測量管的至少一個運行狀 態。
此外本發明還在於一種用於監視管壁的運行狀態的方法，所述管 壁由至少暫時地流過的介質接觸並且因此至少節段式地經受了改變， 藉助具有振動式傳感器的在線測量裝置(例如被構造為科裡奧利質量 流量測量裝置)和與該測量傳感器電聯接的測量裝置電子設備。該方 法特別包括讓介質流過至少一個測量傳感器的測量管的步驟，所述 測量管與連接到所述測量傳感器的、引導所述介質的管路連通；把激 勵信號供給到與所述測量管機械地聯接的激勵系統，以便使得所述測 量管圍繞假想地相互連接所述測量管的輸入端和所述測量管的輸出端 的扭轉振蕩軸而扭轉振蕩的步驟；檢測測量管的振動以生成至少部分 地表示所述測量管的至少一個扭轉振蕩的振蕩測量信號的步驟；以及 使用所述至少一個振蕩測量信號和/或激勵信號以測定所述測量管的扭 轉振蕩的振蕩頻率的步驟。此外，該方法還包括基於所測到的扭轉 振蕩的振蕩頻率而生成表示該管壁的運行狀態的狀態值的步驟。
根據本發明的在線測量裝置的第一實施方式規定所述測量裝置 電子設備基於所述測得的所述扭轉振蕩的振蕩頻率至少探測在所述測 量管上形成的覆蓋物的存在，和/或所述測量裝置電子設備基於所述測 得的所述扭轉振蕩的振蕩頻率探測在所述測量管上形成的覆蓋物的程 度。
根據本發明的在線測量裝置的第二實施方式其中，所述測量裝置 電子設備基於所述測得的所述扭轉振蕩的振蕩頻率測定至少一個第一 類狀態值，所述第一類狀態值至少把在所述測量管上形成的覆蓋物的 存在信號化。根據本發明該實施方式的改進方式，由所述測量裝置電子設備測得的所述第一類狀態值表示在所述測量管上形成的覆蓋物的 程度，特別是所述覆蓋物的厚度或所述覆蓋物的質量。根據本發明該 實施方式另一個改進方式還規定，所述測量裝置電子設備至少也參考 所述介質的密度和/或所述介質的粘度來測定所述第一類狀態值。
根據本發明的在線測量裝置的第三實施方式規定所述測量裝置 電子設備基於所述測得的所述扭轉振蕩的振蕩頻率探測在測量管上的 磨損。根據本發明的該實施方式的改進方式規定所述測量裝置電子 設備基於所述測得的所述扭轉振蕩的振蕩頻率測定在所述測量管上存 在的磨損的程度。
根據本發明的在線測量裝置的第四實施方式，其中，測量裝置電 子設備基於所述測得的所述扭轉振蕩的振蕩頻率測定至少一個第二類 狀態值，所述第二類狀態值至少把測量管的磨損的存在信號化。根據 本發明該實施方式的改進方式，由所述測量裝置電子設備測得的所述 第二類狀態值表示在所述測量管上存在的磨損的程度，特別是所述測 量管的管壁的當前壁厚相對於額定壁厚的減少程度。
根據本發明的在線測量裝置的第五實施方式，假想的扭轉振蕩軸 被校準為基本平行於測量管的慣性主軸，特別是假想的扭轉振蕩軸基 本與測量管的慣性主軸重合。根據本發明該實施方式的改進方式，所 述激勵系統使得所述測量管在運行中至少暫時地和/或至少部分地，圍 繞假想地相互連接測量管的輸入端和測量管的輸出端的側向振蕩軸 (特別是基本平行於所述扭轉振蕩軸校準的)處於側向振蕩中，特別 是處於彎曲振蕩中。在有利方式下，所述假想的側向振蕩軸和所述假 想的扭轉振蕩軸如此相互布置並校準，即它們基本相互重合。根據本 發明該實施方式的另一改進方式，所述激勵系統使得測量管在運行中
交替處於扭轉振蕩或者側向振蕩中，或者所述激勵系統使得測量管在 運行中至少暫時地同時處於扭轉振蕩和側向振蕩中，從而扭轉振蕩和 側向振蕩相互疊加。根據本發明的在線測量裝置的第六實施方式規定激勵系統使得 測量管在運行中至少暫時地和/或至少部分地、圍繞假想地相互連接測 量管的輸入端和測量管的輸出端的側向振蕩軸而處於側向振蕩中，特 別是處於彎曲振蕩中；並且所述測量裝置電子設備根據至少一個振蕩 測量信號和/或根據所述激勵信號反覆地測定測量管的側向振蕩的振蕩 頻率。根據本發明該實施方式的改進方式，至少一個測量值是密度測
量值，所述密度測量值表示介質的待測量的密度，並且其中，所述測 量裝置電子設備基於所測得側向振蕩的振蕩頻率生成至少一個測量 值。根據本發明該實施方式的另一改進方式，至少一個測量值是粘度 測量值，所述粘度測量值表示所述介質的待測量的粘度。測量裝置電 子設備特別地基於測量管的振蕩的取決於介質的衰減來測定至少一個
根據本發明的在線測量裝置的第七實施方式規定測量裝置電子 設備基於所述測得的扭轉振蕩的振蕩頻率測定至少一個考慮到在所述 測量管上形成的覆蓋物的校準值，其中，測量裝置電子設備通過使用 所述至少一個校正值來生成至少一個測量值。
根據該方法的第一實施方式規定所述狀態值至少把所述管壁的 至少一段上的覆蓋物的存在信號化。
根據該方法的第二實施方式規定所述狀態值表示在所述管壁上 至少節段式地形成的覆蓋物的程度，特別是所述覆蓋物的厚度或者所 述覆蓋物的質量。
根據該方法的第三實施方式規定所述狀態值至少把所述管壁的 至少一段上的磨損的存在信號化。
根據該方法的第四實施方式規定所述狀態值表示在管壁上至少節段式地存在的所述磨損的程度，特別是管壁的當前壁厚與額定壁厚 的相比的減少程度。
根據該方法的第五實施方式規定所述管壁的被監視的節段至少 部分地延伸經過所述測量管。
根據該方法的第六實施方式規定所述被監視的管壁部分至少部 分地延伸經過連接在所述測量傳感器上的管路。
本發明的基本思想在於，為了探測在測量管上形成的覆蓋物，特 別是為了補償由此引發的測量誤差，至少暫時地以這樣一種振蕩模式 驅動測量傳感器，在該振蕩模式中所述測量管至少部分地執行扭轉振 蕩，因為這些扭轉振蕩可以在很大程度上是覆蓋物敏感的。根據至少 所述測量管的扭轉振蕩的振蕩頻率，能夠以非常簡單的方式可靠地獲 得下述信息所述至少一個測量管是否被不希望出現的覆蓋物覆蓋。 本發明的另一個基本思想在於，藉助所述描述類型的在線測量裝置(可 能也包含涉及到管路的、假定存在的運行經驗)監測所連接的管路的 上遊段和/或下遊段的運行狀態。
本發明還特別基於令人意想不到的認識，即這種測量管的自然扭 轉振蕩的固有頻率不僅很大程度被在管壁上形成的覆蓋物影響，而且 甚至以良好可重現的方式如此地與覆蓋物的變化相關聯，即該覆蓋 物能夠基於扭轉振蕩頻率至少考慮到其發揮效能的質量而被測量；與 此相比而言，例如直線式測量管的側向振蕩的振蕩頻率以明顯較低的 程度地取決於在該測量管上形成的覆蓋物。藉助粘度的變化而可能引 發的扭轉振蕩的固有頻率的很小的變化，能夠考慮到在運行中至少以 合適方式被測得的粘度毫無疑問地被補償。與此相似，可能出現的扭 轉振蕩頻率的固有頻率的密度關聯性，也能夠基於至少同樣被測定的 介質密度和/或基於至少同樣被測量的側向振蕩的振蕩頻率而被校驗。 相同的是，在主要測量參數的變化的影響之外，開始部分提到的次要參數的變化引發的、針對扭轉振蕩的幹擾影響，也能夠相應地一同被 關注，例如通過溫度變化引起的軸應力、彈性係數的變化和/或剪切彈 性係數的變化。
本發明優點首先在於被激勵的扭轉振蕩也能用於非常準確地測
量在測量管內引導的介質的粘度，對比開始提到的US-A 45 24 610或 US-B 68 40 109。本發明的另一個優點還在於，由於測量管的大多數很 大程度的相似性和所連接的管路，特別在其流動特性和/或材料特性方 面，根據該測量管的振蕩特性所探測的覆蓋物也能夠追溯到在該管路 內的覆蓋物形成。


現在將結合在附圖中圖示的實施例進一步闡述本發明以及其具備 優點的實施方式。在所有圖中相同的部分採用相同的附圖標記，如果 出於清楚的需要，則在後續圖中放棄已經提及的附圖標記。
圖l示出了能夠被應用到管路的在線測量裝置，其用於測量在該管 路內引導的液體的質量流量；
圖2以透視側視圖示出了適合於圖1的測量裝置的振動式測量傳感 器的實施例；
圖3以側剖面圖示出了圖2的測量傳感器；
圖4以第一橫截面示出了圖2的測量傳感器的；
圖5以第二橫截面示出了圖2的測量傳感器的；
圖6以框圖方式示意性地示出了適合於圖1的在線測量裝置的測量 裝置電子設備的構造；以及
圖7圖示了藉助根據圖1至7的在線測量裝置實驗性地測得的測量數據。
具體實施例方式
圖l中透視地示出特別是多變量的在線測量裝置l，其特別適合於 檢測管道內流動的介質(在此出於清楚的原因未示出)的一個或多個物理測量量，例如質量流量m，密度p和/或粘度i ，並且適合於給出瞬 時地表示這些測量量的測量值Xx，例如表示質量流量m的質量流量測量 值X唚表示密度/ 的密度測量值Xp和/或表示粘度w的粘度測量值X,。在 此，介質在實踐中可以是任何可流動的物質，例如液體、氣體、蒸汽 或類似物。
例如被構造為科裡奧利質量流量測量計/密度測量計和/或粘度測 量計的在線測量裝置l為此包括在運行中被待測介質流經的振動式測 量傳感器IO，在圖2至圖5中示出它的實施例和構造，以及一種如圖l和 圖6示意性地示出的與測量傳感器10電連接的測量裝置電子設備50。優 選地測量裝置電子設備50如此構造，使得它在線測量裝置l運行期間能 夠與該在線測量裝置l上遊的測量值處理單元(例如存儲器可編程控制 器(SPS)、個人電腦和/或工作站)通過數據傳輸系統(例如現場總線 系統)來交換測量數據和/或其它運行數據。此外測量裝置電子設備50 如此構造，使得它能夠從外部的能源供給，例如也通過之前所述的現 場總線系統，獲得供給。當振動式測量裝置被設計用於聯接到現場總 線系統或者其它通信系統時，所述特別是可編程的測量裝置電子設備 50具有相應的用於數據通信的通信接口，例如用於發送測量數據到已 經提到的存儲器可編程控制器或者上遊的過程控制系統。為了安置測 量裝置電子設備50還設計了特別是從外側直接安裝在測量傳感器10上 的或者與其保持距離的電子設備殼體200。
正如已經提及的，在線測量裝置包括在運行中被待測介質流經的 振動式測量傳感器，並且該振動式測量傳感器被用於在流經過的介質 中生成這樣的機械反應力，特別是取決於質量流量m的科裡奧利力、取 決於介質密度iO的慣性力和/或取決於介質粘度) 的摩擦力，它們可測量 地、特別是可通過傳感器檢測地反作用到測量傳感器上。從這些描繪 介質的反應力推導，就能夠以本領域技術人員公知的方式測量例如介 質的質量流量m、密度p和/或粘度7/。圖2和圖3示意性地示出了作為振 動式的測量傳感器10的物理電子轉換器布置的實施例。這種類型的轉換器布置的機械構造和運行方式對於本領域技術人員是公知的，例如
在US-B 66 91 583、 WO-A 03/095949和WO-A 03/095950中有詳細描述。
為了引導介質並且生成所述的反應力，該測量傳感器包括至少一 個預給定的測量管流量測量計的、基本直線形的測量管IO，該測量管 IO在運行中至少暫時地被允許振動並且由此重複地彈性變形。測量管 腔的彈性變形在這裡意味著，測量管腔的空間形狀和/或空間位置在測 量管10的彈性範圍內以預給定的方式循環地、特別是周期性地改變， 對此比較US-A 48 01 897、 US國A 56 48 616、 US-A 57 96 011 、 US-A 60 06 609、 US-B 66 91 583、 WO-A 03/095949和/或WO-A 03/095950。這裡 要指出，代替在實施例中示出的具有單獨的直線式的測量管的測量傳 感器，也可以從現有技術公知的多種振動式的測量傳感器中選擇用於 實現本發明的測量傳感器。例如具有兩個相互基本平行的直線式測量 管的振動式測量傳感器是特別適合的。
如圖2和圖3所示，測量傳感器1還具有包圍測量管10以及可能的 其它測量傳感器組件(參見後文)的測量傳感器殼體IOO，該測量傳感器 殼體100為其防止有害的周圍環境影響，和/或衰減測量傳感器的向外的 可能的聲音發射。此外，測量傳感器殼體100也用於保持包裹了測量裝 置電子設備50的電子設備殼體200。另外，測量傳感器殼體100還配備 有頸狀的過渡件，電子設備殼體200相應地固定於其上，參見圖l。代 替這裡所示的管狀的、與測量管共軸分布的轉換器殼體100當然也可以 使用其它合適的殼體形狀，例如盒狀結構。
通常情況下，在輸入側和輸出側與待測的介質輸入的或輸出的管 路連接的測量管10能夠振蕩地被懸掛於相當剛性的、特別是抗彎曲抗 扭曲的轉換器殼體100內。為了使得介質流經，測量管10通過通入到輸 入端11#的輸入管件11以及通入到輸出端12#的輸出管件12連接到管 路。測量管IO、輸入和輸出管件ll、 12相互之間以及相對於上述的測 量管縱軸L儘可能地同心對準，並且以有利方式整件地實施，從而例如唯一的管狀半成品能夠用於它們的製造；但是如果需要，測量管10和 管件ll、 12也可以藉助單獨的、後續組裝的(例如焊接的)半成品制 造。為了製造測量管lO以及輸入管件和輸出管件ll、 12，實踐中也可 以採用任何對於這種測量傳感器來說常用的材料，例如鐵合金、鈦合 金、鋅合金和/或鉭合金、塑料或者陶瓷。對於測量傳感器可鬆脫地安 裝在管路上的情況來說，輸入管件11和輸出管件12優選分別形成第一 或第二法蘭13、 14;如果需要，輸入和輸出管件ll、 12也可以例如借 助焊接或者硬焊地直接與管路連接。此外測量傳感器還有在輸入和輸
出輸出管件ll、 12處固定的、容納了測量管10的轉換器殼體100 (對此 參見圖1和圖3)。
根據本發明的一種構造方式，為了測量質量流量m和/或密度p，測 量管10在一種被構造為側向振蕩模式的振蕩利用模式中被激勵，其中， 至少部分地把振蕩，特別是彎曲振蕩側向於假想的測量管縱軸L地實 施，特別是這樣，即基本以自然的彎曲固有頻率振蕩的、根據自然 的第一固有振蕩方式側向地彎曲。對於介質在連接的管路內流動並且 由此質量流量m不為零時，藉助在第一振蕩利用模式中振動的測量管IO 在流經的介質中感生出科裡奧利力。它再反作用到測量管IO，並且以 本領域技術人員公知的方式、基本根據自然的第二固有振蕩方式導致 附加的、可傳感器檢測的、測量管10的變形，所述第二固有振蕩方式 與所述第一固有振蕩方式共面地疊加。在此，測量管10的變形的瞬時 的表現，特別是關於該變形的幅值，取決於瞬時的質量流量m。具有兩 個振蕩腹部或者四個振蕩腹部的反對稱彎曲振蕩方式能夠作為第二固 有振蕩方式，即所謂的科裡奧利模式(Coriolismode)，例如在這種測 量傳感器通常的那樣。因為測量管的這些側向振蕩模式的自然的固有 頻率已知在特定程度上也取決於介質的密度p，因此也可以藉助在線測 量裝置、在質量流量m之外測量密度p。
根據本發明的另一構造方式，為了在流動的介質中生成與質量流 量相關的科裡奧利力和/或與密度相關的慣性力，測量管10至少暫時地以側向振蕩頻率fex化激勵，該振蕩頻率儘可能精確地對應於測量管10的 最低自然彎曲固有頻率，從而側向振蕩的、然而沒有被液體流經的測 量管IO，關於垂直於測量管縱軸L的中軸基本對稱地被彎曲，並且因此 具有唯一的振蕩腹部。這種最低的彎曲固有頻率例如在作為測量管IO
的優質鋼管情況下(其標稱管徑為20mm、壁厚1.2mm、長度為大約 350mm以及普通構造方式)，是大約850 Hz到900 Hz。
除了側向振蕩之外，至少一個測量管IO，特別是也用於在流動介 質中生成取決於粘度的剪切力，至少暫時地運行於扭轉振蕩模式中。 在該扭轉振蕩模式中，測量管被激勵，而圍繞基本與測量管縱軸L平行 地延伸的或者重合的扭轉振蕩軸地扭轉振蕩，亦即基本根據自然扭 轉振蕩方式圍繞其縱軸L扭轉，這裡也參見例如US-A45 24 610、 US-A 52 53 533、 US-A 60 06 609或者EF-A 1 158 289。扭轉振蕩的激勵在這 裡既可以交替地、以第一振蕩利用模式及與第一振蕩利用模式分開地 在第二振蕩利用模式中實施；或者也可以至少在相互可區分的振蕩頻 率下，同時以側向振蕩在第一振蕩利用模式中實施。換一種說法，該 測量傳感器至少暫時地運行於雙模式運行中，其中，至少一個測量管 10交換地和/或交替地以至少兩個相互基本不相關聯的振蕩模式，即側
向振蕩模式和扭轉振蕩模式而被振動。根據本發明的另一構造方式， 測量管IO，特別是同時以側向振蕩處於運行模式中地，以扭轉振蕩頻 率f^T被激勵，所述扭轉振蕩頻率儘可能精確地符合於測量管10的自然 扭轉固有頻率。最低的扭轉固有頻率例如在直線型測量管中，可以大 約處於最低的彎曲固有頻率的雙倍的範圍內。
如所述，測量管ll的振蕩一方面通過振蕩能量的釋放，特別是釋 放到介質中，而衰減。另一方面也可以由此從振動的測量管10抽出大
量的振蕩能量，即與該測量管10機械聯接的構件(例如轉換器殼體
IOO或者連接的管路)同樣被激勵而振蕩。為了抑制或者避免振蕩能量 到周圍的可能的釋放，因此在測量傳感器內還設計輸入側和輸出側固 定在測量管10上的反振器20。該反振器20能夠整件地被實施，如圖2示意性地示出。如果需要，那麼該反振器20也可以由多部分組成或者借
助兩個分離的、輸入側或輸出側固定在測量管io上的部分反振器實現，
例在US-A 59 69 265、 EP-A 317 340或WO-A 00/14485所示。該反振器 20首先服務於針對至少一個預定的、例如在測量傳感器運行中最常出 現的或者重要的介質密度而儘可能地動態地平衡測量傳感器，使得補 償在振動的測量管10中可能產生的橫向力和/或彎曲力矩(對此參閱 US-B 66 91 583)。此外，反振器20還用於當測量管10在運行中也被激 勵而扭轉振蕩時，產生儘可能地補償由優選是圍繞其縱軸L扭轉的整體 的測量管10所生成的扭轉力矩的逆扭轉力矩，並進而使得測量傳感器 的周圍，特別是所連接的管路，儘量不受動態的扭轉力矩影響。如圖2 和3示意性所示的，該反振器20能夠管狀地實施，並且例如在輸入端11弁 和在輸出端12#這樣與測量管10連接，使得該反振器20 (如圖3所示) 基本同軸對準測量管IO。作為用於反振器20的材料，在實踐中通常使 用與可用於測量管10的材料相同的材料，例如優質鋼、鈦合金等。
特別是與測量管10相比具有較低扭轉彈性和/或彎曲彈性的反振 器20，能夠在運行中同樣振蕩，並且以與測量管10相比基本相同的頻 率，然而與測量管10相比相位不同，尤其是相反相位地振蕩。與此相 應的是，反振器20以至少一個它的扭轉固有頻率、儘可能準確地確定 到各個扭轉固有頻率，在運行中主要以所述各個扭轉固有頻率來振蕩。 此外，該反振器20儘可能地將至少一個它的彎曲固有頻率設定為與至 少一個彎曲振蕩頻率相同，測量管IO (特別是在使用模式中)能夠以 該彎曲振蕩頻率振蕩；並且反振器20在測量傳感器的運行中也被激勵 而側向振蕩，特別是彎曲振蕩，所述側向振蕩與測量管10的側向振蕩 (特別是使用模式的彎曲振蕩)基本共面地形成。
根據本發明的一種構造方式，如圖2和3示意性所示，設計包括在 反振器20中的槽201、 202，它們能夠以簡單方式精確地設定其扭轉固 有頻率，特別是通過降低反振器20的扭轉剛性的降低來降低扭轉固有 頻率。儘管在圖2或3中沿縱軸L方向示出了基本平均分布的槽201、 202，如果需要它們也可以隨意地沿縱軸L方向不均勻地布置。此外，反振器 的質量分布也能夠藉助相應的離散的質量補償體來校正，所述質量補 償體固定在測量管10上。例如在測量管10上被推移的金屬環或者固定 於其上的金屬片能夠被用作為質量補償體。
為了生成測量管10的機械振蕩，測量傳感器此外還包括特別是電 動力學式的激勵系統40，其與測量管聯接。激勵系統40用於把由測 量裝置電子設備以相應的激勵信號的形式(例如藉助被施加的激勵電 流i^和/或被調節的電壓)供給的電子的激勵功率P^轉換為例如以 脈衝形式或諧波形式作用到測量管10的、並使其彈性變形的激勵扭矩 Mexe和/或側向作用到測量管10的激勵力FeM。為了獲得儘可能高的效率 和儘可能高的信號/噪聲比，激勵功率P^儘可能精確地如此設定，即在 使用模式中主要維持測量管10的振蕩，亦即，儘可能精確地維持在被 介質流經的測量管的瞬時固有頻率或者在多個這種固有頻率上。在此， 如圖4所示，激勵力F^和激勵扭矩M^能夠分別雙向地或者也可以是全 向地形成，並且能夠通過本領域技術人員公知的方式，例如藉助電流 和/或電壓控制電路、關於其幅值進行調整，以及例如藉助相位控制回 路、關於其頻率進行調整。正如對于振動式測量傳感器通常的那樣，
激勵系統40例如可以是可伸縮線圈布置，該可伸縮線圈布置具有在反 振器20上或者從內部固定在轉換器殼體100上的圓柱形激勵線圈，相應 的激勵電流i^在運行中流過所述激勵線圈；並且該可伸縮線圈還具有 至少部分地進入到所述激勵線圈的長期磁化的銜鐵，該銜鐵固定在測 量管10上。此外激勵系統40還可以例如在US-A 45 24 610或WO-A 03/095950所示的那樣，藉助多個可伸縮線圈或者藉助電磁裝置實現。
為了探測測量管10的振蕩，測量傳感器還包括傳感器系統50，該 傳感器系統50藉助至少一個對測量管10的振動有反應的第一振蕩傳感 器51，生成代表其的第一、特別是模擬的振蕩測量信號s"振蕩傳感器 51可以例如藉助長期磁化的銜鐵構成，其被固定在測量管10上，並且 與固定在反振器20或轉換器殼體上的傳感器線圈相互作用。特別適合作為振蕩傳感器51的是這些傳感器所述這些傳感器基於電動力學的
原理檢測測量管10的偏轉速度。也可以採用測量加速度的電動力學式
傳感器或者測量行程的阻抗式傳感器和/或光學傳感器。當然也可以採 用其它本領域技術人員公知的，適合於探測這種振動的傳感器。傳感
器系統60此外還包括特別是與第一振蕩傳感器51相同的第二振蕩傳感
器52，藉助它該傳感器系統60提供代表測量管10的振動的第二振蕩測 量信號S2。這兩個振蕩傳感器51、 52在這種構造方式情況下沿著測量管 IO相互間隔，特別是與測量管10的中心保持相同距離地，這樣在測量 傳感器10中布置，使得藉助傳感器系統50既在輸入側也在輸出側局部 地檢測測量管10的振動，並且轉換到相應的振蕩測量信號81或32。如圖 6所示，通常分別具有對應於測量管10的瞬時振蕩頻率的信號頻率的兩 個振蕩測量信號s,、 S2被輸送給測量裝置電子設備50，在測量裝置電子 設備50中以本領域技術人員公知的方式被相應地預處理，特別是數字 化，並且隨後被適合地分析處理。
根據本發明的一個實施方式如圖2、 3和4所示，激勵系統40如此被 構造且被布置在測量傳感器內，使得該激勵系統40在運行中同時，特 別是差分地，作用到測量管10和反振器20。在本發明的改進方式中， 亦如圖2所示，激勵系統40以優選的方式如此被構造且被布置在測量傳 感器內，使得該激勵系統40在運行中同時，特別是差分地，作用到測 量管10和反振器20。在如圖4所示的實施例中，激勵系統40此外還具有 至少一個在運行中至少暫時地由激勵電流或者部分激勵電流流經的第 一激勵線圈41a，所述第一激勵線圈41a固定在與測量管10連接的臂41c 上，並且通過其和從外側固定在反振器20上的銜鐵41b，差分地作用到 測量管10和反振器20上。這種布置方式此外也具有優點，即 一方面 反振器20和進而轉換器殼體100在橫截面上被保持得很小，並且儘管如 此激勵線圈41a，特別是即使在安裝時也能夠容易地被操作。此外激勵 系統40的實施方式的另一個優點是，可能要應用的、特別是在標稱管 徑大於80mm情況下不再能夠被忽略的重的線圈杯41d同樣能夠被固定 到反振器20上，並且由此在實踐中不影響測量管10的固有頻率。然而在此還要指出，如果需要，激勵線圈41a也能夠由反振器20保持，以及 與此相應的銜鐵41b能夠由測量管10保持。
以與此相應的方式，振蕩傳感器51、 52可以如此設計並在測量傳 感器中布置，使得通過它，測量管10和反振器20的振動能夠被差分地 檢測。在圖5所示的實施例中傳感器系統50包括在測量管10上固定的
(在此布置在傳感器系統50總體的慣性主軸之外的)傳感器線圈51a。 傳感器線圈51a儘可能地靠近在反振器20上固定的銜鐵51b地布置，並且 與其如此磁聯接，使得在傳感器線圈內感生變化的測量電壓，所述測 量電壓是受旋轉和/或側向的、改變其相對位置和/或其相對距離的、測 量管10和反振器20之間的相對運動影響的。基於傳感器線圈51a的這種 布置方式，能夠以有利的方式同時既檢測上述的扭轉振蕩也檢測被激 勵的彎曲振蕩。如果需要，傳感器線圈51a此外也能夠固定在反振器20 上，並且與其聯接的銜鐵51b能夠以相應的方式固定在測量管10上。
根據本發明的另一個實施方式，測量管IO、反振器20以及其上固 定的傳感器系統和激勵系統40、 50參考它們的質量分布如此相互確定， 使得測量傳感器的、如此構成的、藉助輸入管件和在輸出管件ll、 12 處懸掛的內部件具有質量重心MS，該質量重心MS至少位於測量管IO 內，優選儘可能地靠近測量管縱軸L。此外該內部件以有利方式如此構 成，使得它具有與輸入管件11和輸出管件12對中心的、並且至少節段 式地位於測量管10內部的第一慣性主軸T,。由於內部件的質量重心的布 置，特別是由於第一慣性主軸L的所述位置，這兩個符合運行方式地由 測量管10具有的並且由反振器20儘可能地補償的振蕩形式，即測量管 IO的扭轉振蕩和彎曲振蕩，機械地相互盡最大可能地分離(對此對比 US-B 68 40 109)。由此這兩個振蕩形式，即側向振蕩和/或扭轉振蕩， 以有利方式隨意地相互分開地被激勵。質量重心MS和第一慣性主軸T, 的相對於測量管縱軸L的布置例如能夠由此顯著地簡化，即內部件(即 測量管IO、反振器20以及其上固定的傳感器系統和激勵系統50、 40) 如此構造並如此相互布置，使得內部件的質量分布沿著測量管縱軸L基本對稱，至少相對於假想的繞測量管縱軸L的180。旋轉是不變的(c2-對 稱)。為此，在這裡管形的、特別是儘可能地軸向對稱構成的反振器20 與測量管10基本同軸地布置，由此內部件的對稱質量分布的獲得被明 顯簡化了，進而質量重心MS以簡化方式被布置靠近測量管縱軸L。此 外傳感器系統和激勵系統50、 40在實施例中被如此構成並且如此相互 布置在測量管10並且可能布置在反振器20上，使得通過它們生成的質 量慣性力矩儘可能集中於測量管縱軸L地構建，或者至少被保持得儘量 小。這例如可以如此實現，即傳感器系統和激勵系統50、 40的共同 質量重心同樣儘可能地靠近測量管縱軸L，和/或即傳感器系統和激勵 系統50、 40的共同質量保持得儘可能小。
根據本發明的另一個實施方式，激勵系統40為了分離測量管10的 扭轉振蕩和/或彎曲振蕩的激勵被如此構成並如此固定於其上以及反振 器20上，使得生成彎曲振蕩的力沿著假想的力線作用到測量管10上，
所述力線在垂直於第一慣性主軸T!的第二慣性主軸T2的外側延伸，或者
最終僅在一個點上相交。內部件優選如此構成，使得第二慣性主軸T2 基本與上述中軸重合。在如圖4所示的實施例中，激勵系統40還具有至 少一個在運行中至少暫時地由激勵電流或者部分激勵電流流經的第一 激勵線圈41a，所述第一激勵線圈41a固定在與測量管10連接的臂41c上， 並且通過其和從外側固定在反振器20上的銜鐵41b差分地作用到測量 管10和反振器20上。這種布置方式此外具有優點，即一方面反振器20 和進而轉換器殼體100在橫截面上被保持得小，並且儘管如此激勵線圈 41a，特別是在安裝時，也能夠容易地被操作。此外激勵系統40的這種 實施方式的另一個優點在於，可能使用的、特別是在標稱管徑大於 80mm情況下不再能夠被忽略的重的線圈杯41d同樣能夠被固定到反振 器20上，並且由此在實踐中不影響測量管10的諧振頻率。然而還要指 出，如果需要，激勵線圈41a也能夠由反振器20保持，以及與此相應的 銜鐵41b也能夠由測量管10保持。
根據本發明的另一個實施方式，激勵系統40具有至少一個沿著測量管10的直徑布置的第二激勵線圈42a，其以與激勵線圈41a相同的方式 與測量管10和反振器20聯接。根據本發明的另一優選實施方式，激勵
系統具有兩個其它的、總共四個至少關於第二慣性主軸T2對稱布置的激
勵線圈43a、 44a，它們所有都以所述方式安裝在測量傳感器內。在第二 慣性主軸T2之外作用到測量管10上的力能夠藉助這種兩個或四個線圈 系統以簡單的方式例如如此被生成，即這些激勵線圈中的一個(例如 激勵線圈41a)與各個其它激勵線圈相比具有不同的感應係數，或者這 些激勵線圈中的一個(例如激勵線圈41a)在運行中被部分激勵電流流 過，所述部分激勵電流與各個其它激勵線圈的各自的部分激勵電流不 同。
根據本發明的另一實施方式，傳感器系統50包括，如在圖5中示意 性地示出的，在第二慣性主軸T2外布置的、固定在測量管10上的傳感器 線圈51a。傳感器線圈51a儘可能地靠近在反振器20上固定的銜鐵51b地 布置，並且與其如此磁聯接，使得在傳感器線圈內感生變化的測量電 壓，所述測量電壓是受旋轉和/或側向的、改變其相對位置和/或其相對 距離的、測量管10和反振器20之間的相對運動影響的。基於傳感器線 圈51a的、所述依據本發明的布置方式，能夠以有利的方式同時既檢測 上述的扭轉振蕩也檢測可能被激勵的彎曲振蕩。如果需要，此外傳感 器線圈51a也能夠固定在反振器20上，並且與其聯接的銜鐵51b能夠以相 應的方式固定在測量管10上。
在這裡還要說明，即激勵系統40和傳感器系統50以本領域技術人
員公知的方式在其機械結構方面也可以以基本相同的方式實施，進而 激勵系統40的機械結構的所述實施方式能夠基本地傳遞到傳感器系統 50的機械結構，並且反向亦然。
為了讓測量管10振動，激勵系統40如所述那樣，藉助同樣地、特
別是多頻率地振蕩的、具有可調節的幅值和可調節的激勵頻率fexe的激 勵電流i^如此地被供給，使得所述激勵電流iexc在運行中流經激勵線圈26、 36並且以相應方式生成用於移動銜鐵27、 37所必須的磁場。激勵 電流例如可以是簡諧的、多頻率的或者方波形的。激勵電流i^的用於
正確保持測量管10的側向振蕩所必須的側向電流分量i^L的側向振蕩
激勵頻率f^L，能夠在實施例所示的測量傳感器中如此以有利的方式被 選擇及設定，使得側向振蕩的測量管10基本以具有唯一的振蕩腹部的
彎曲振蕩基本模式來振蕩。與此相似的是，激勵電流iexe的用於正確保 持測量管10的扭轉振蕩所必須的扭轉電流分量i^T的扭轉振蕩激勵頻 率f^T，在有利方式下如此被選擇及設定，使得扭轉地振蕩的測量管IO
儘可能以具有唯一的振蕩腹部的扭轉振蕩基本模式來振蕩。根據所選
擇的不同的運行方式，這兩個所述電流分量i^L和i^T例如能夠間隙地，
即瞬時地分別作為激勵電流i^發揮作用，或者也可以同時即相互補充 到激勵電流U也供應給激勵系統40。
對於上述情況，即側向振蕩頻率fe，a和扭轉振蕩頻率fexcT相互不同 地被調節，測量管可以藉助所述側向振蕩頻率feML和扭轉振蕩頻率fexcT 而在運行中振蕩，可以藉助測量傳感器以簡單且有利的方式即使在同 時激勵了扭轉振蕩和彎曲振蕩情況下(例如基於信號過濾或者頻率分 析)，既在激勵信號中也在傳感器信號中實現各個振蕩模式的分離。 否則，則推薦交替地激勵側向振蕩或扭轉振蕩。
為了生成和設定激勵電流iexe或者說電流分量iexeL、 iexeT，測量裝置
電子設備50包括相應的驅動電路53，該驅動電路53由代表待調節的側
向振蕩激勵頻率fexcL的側向振蕩頻率調節信號yFML，和由代表激勵電流 i^的和/或側向電流分量ieML的待調節的側向振蕩幅值的側向振蕩幅值 調節信號yAML，以及至少暫時由代表待調節的扭轉振蕩激勵頻率fexcT的 扭轉振蕩頻率調節信號yPMT，和由代表激勵電流iexc的和/或扭轉電流分 量i^T的待調節的扭轉振蕩幅值的扭轉振蕩幅值調節信號yAMT控制。驅 動電路53能夠例如藉助壓控振蕩器和下遊設置的電壓電流轉換器來實 現，代替模擬的振蕩器能夠例如使用數值地受控的數字式振蕩器，以 便調節瞬時的激勵電流iexc或激勵電流的分量iexcL、 UcT。例如集成到測量裝置電子設備50內的幅值控制電路51能夠用於生 成側向振蕩幅值調節信號yAML和/或扭轉振蕩幅值調節信號yAMT，所述
幅值控制電路51根據兩個在瞬時的側向振蕩頻率和/或瞬時的扭轉振蕩
頻率下測得的振蕩測量信號S" S2中的至少一個的瞬時幅值，以及根據 側向振蕩及扭轉振蕩WB、 Wt的、相應的、恆定的或者可變的幅值參考
值來更新幅值調節信號yAML、 yAMT;在某些情況下為了生成側向振蕩幅
值調節信號yAML和/或扭轉振蕩幅值調節信號yAMT，能夠引用激勵電流
的瞬時幅值i^。這種幅值控制電路的結構和作用方式對於本領域技術
人員同樣也是公知的。"PROMASS 83"系列的測量轉換器就是這種幅 值控制電路的例子，正如由本專利申請人例如與"PROMASS I"系列
的測量傳感器關聯地提供的那樣。它們的幅值控制電路優選如此實現，
即測量管10的側向振蕩被調節到恆定的(也就是與密度/o無關的)幅值。
頻率控制電路52和驅動電路53例如可以被構造為相位調節迴路， 該相位調節迴路通過本領域技術人員公知的方式這樣應用，根據相位
差，所述相位差在至少一個振蕩測量信號S,、 S2和待調節或瞬時測量的 激勵電流iexc之間測得，側向振蕩頻率調節信號yFML和/或扭轉振蕩頻率 調節信號yFMT始終與測量管10的當前的固有頻率比較。旨在驅動測量管
到其機械固有頻率的這種相位調節迴路的構造和應用例如在US-A 48 01 897中被詳細論述。當然也可以採用其它對於本領域技術人員公知的 頻率控制電路，例如在US-A45 24 610或US-A48 01 897所建議的那樣。 此外這種頻率控制電路的針對振動式測量傳感器的應用可以在己經述 及的"PROMASS 83"系列的測量轉換器中找到。此外適合於驅動電路 的電路例如可以在US-A 58 69 770或US-A 65 05 519中找到。
根據本發明的另一個實施方式幅值控制電路51和頻率控制電路 52，如在圖6中示意性地示出的，是藉助在測量裝置電子設備50內設定 的數位訊號處理器DSP以及藉助在其內相應實現並在其內運行的程序 代碼來實現的。該程序代碼例如可以在控制和/或監視信號處理器的微電腦55的非易失性存儲器EEPROM內持續地或者也可以是永久地存 儲，並且在信號處理器DSP啟動時能夠被讀取到測量裝置電子設備50 的、例如在信號處理器DSP內集成的、易失性數據存儲器RAM內。適 合於這種應用的信號處理器例如是型號TMS320VC33，正如它由德州儀 器有限公司(Firma Texas Instruments Inc.)在市場上提供的那樣。實踐 中顯而易見的是，用於在信號處理器DSP內處理的振蕩測量信號s" s2 藉助相應的模數轉換器A/D被轉換成相應的數位訊號，特別是參見EP-A 866 319。如果需要，由信號處理器給出的調節信號(例如幅值調節信
號yAML、 yAMT或者頻率調節信號yFML、 yFMT)能夠以相應的方式從數字
到模擬地轉換。
如在圖6中示意性地示出的，可能預先被條件適配處理過的振蕩測
量信號S,、 S2還被輸入給測量裝置電子設備的測量電路21，該測量電路 21根據振蕩測量信號S" S2的至少一個和/或根據激勵電流i^生成至少 一個測量值Xx。
根據本發明的一個實施方式，測量電路21至少部分地被構造為流
量計算裝置，並且該測量電路還用於以本領域技術人員熟知的方式，
根據在至少部分側向振蕩的測量管10情況下所生成的振蕩測量信號81、
S2之間檢測到的相位差，檢測在這裡作為質量流量測量值Xm的第一類測
量值，所述第一類測量值儘可能精確地表示待測量的質量流量m。在常
規的科裡奧利質量流量測量裝置中己經使用和設立的、特別是數字的
測量電路能夠在這裡被作為測量電路21，所述測量電路根據振蕩測量 信號s" S2測定質量流量，參見特別是在開始部分述及的WO-A 02/37063、 WO-A 99/39164、 US-A 56 48 616和US-A 50 69 074。當然也
可以採用其它對於本領域技術人員公知的適合於科裡奧利質量流量測 量裝置的測量電路，該測量電路能夠測量並相應地分析所述類型的振 蕩測量信號之間的相位差和/或時間差。此外測量電路21還用於生成被 應用為密度測量值Xp的第二類測量值，該第二類測量值由振蕩頻率推 導得出，所述振蕩頻率是例如根據振蕩測量信號s^ S2的至少一個測得的、至少一個測量管ll的側向振蕩的振蕩頻率，所述第二類測量值瞬 時地表示了介質的待測密度^。由於直線的測量管10如上所述地符合運 行方式地被允許同時或者交替地側向振蕩和扭轉振蕩，因此測量電路 21此外還能被用於測定可被應用為粘度測量值X,的第三類測量值，所 述第三類測量值由激勵電流iexc推導得到，該激勵電流i^可被看作為測 量管ll內引導的介質的表現的粘度或者粘度密度積的尺度，所述第三
類測量值瞬時地表示了介質的粘度，參見US-A 45 24 610、 WO-A 95 16 897或US-B 66 51 513。
這對於本領域技術人員來說肯定是清楚的，即在線測量裝置既能 夠在共同的測量周期內以相同的刷新率，也能夠以不同的刷新率，測 定不同的測量量x [m， p，,...]的各個測量值Xx [Xm， Xp， X,...]。例如 大多數明顯地變化的質量流量m的高精度的測量通常要求非常高的刷 新率，介質的與此相反的經過長時間大部分很少改變的粘度ij能夠以較 大的時間間隔來更新。
此外可以毫無顧忌地設定前提，即當前測定的測量值X、能夠能夠
被中間存儲在測量裝置電子設備內並為後續應用保持它。在有利方式 中，測量電路21此外還可以藉助信號處理器DSP來實現。
如在開始部分以及述及的，在管壁上例如由於沉積過程沉澱的覆 蓋物，還例如在管壁上出現的磨損可能導致在線測量裝置的測量結果 的誤差。在具有振動傳感器的在線測量裝置情況下特別是當測量管的 管壁的改變自身影響到了測量精度時，當在線測量裝置很大程度地取 決於流動輪廓的測量精度時，引導介質的管路的管壁上的未知變化同 樣會導致嚴重的測量誤差。令人驚奇的是，在振動式測量傳感器的情 況下，在測量管的管壁上形成的覆蓋物特別是影響了自然的扭轉固有 頻率並且因而影響了扭轉振蕩頻率f^T，該測量管以該扭轉振蕩頻率被 激勵，然而自然的側向固有頻率幾乎不受任何影響，參見圖7。扭轉振
蕩頻率f^T相對於測量管的管壁的另外的改變是同樣敏感的，例如由於在測量管內磨損性的介質導致的材料減少。在形成覆蓋物的情況下可以這樣形象地解釋，即一方面覆蓋物B 的密度,B在時間上的平均值基本與同樣地平均的介質密度相同，並且因 而側向振蕩頻率fe，^對於這種在測量管上積沉的覆蓋物不是特別程度 地敏感，然而通過覆蓋物B虛擬地增大了管壁的厚度並且由此明顯地改 變了測量管的繞慣性主軸的質量慣性力矩。在管壁上出現磨損的情況 下，因此分別導致的當前的測量管的扭轉固有頻率的降低與在新的測 量裝置初始情況下設置的扭轉固有頻率相比而言可以如此表示，即至 少在扭轉基本模式中，預先確定的最低的可靠的扭轉振蕩頻率的下降 能被作為針對在測量管上的磨損的非常可靠的指示。因而在根據本發 明的在線測量裝置情況下還規定，即測量裝置電子設備2，基於被激勵 的扭轉振蕩的被反覆測定的振蕩頻率feMT，監視至少一個測量管的運行 狀態，特別是測量管的覆蓋物沉積和/或磨損，並且可能在測定各個測 量值XJ寸也關注該監視的結果。測量管的該運行狀態例如能夠以簡單 方式根據扭轉振蕩頻率f^T的相對變化 ~一或者以簡化的線性化形式丄excT 一 i f(1)相對於參考振蕩頻率f^T,0被定量，該參考振蕩頻率f^T，0是針對給定的帶有未被沉積覆蓋物的測量管的測量傳感器初始化地設定的，並 且以表示測量管的運行狀態的狀態值的形式示出。代替對扭轉振蕩頻率fexeT的近似直接的測量，根據振蕩測量信號S,、 32的至少一個，瞬時 的扭轉振蕩頻率f^T例如也能夠由被瞬時地提供到激勵系統的激勵信 號和/或近似間接地根據所述的扭轉振蕩頻率調節信號yFMT得出。根據本發明的一個實施方式設定測量裝置電子設備2，以便測定在 測量管上形成的覆蓋物B的程度，特別是有效質量mB和/或平均厚度dB，至少探測在測量管上形成的覆蓋物B的存在。根據本發明的該實施方式的擴展還設計，即測量裝置電子設備基於所測得的扭轉振蕩的振蕩頻率f^T而測定(例如給出警告的)第一類狀態值ZB，該第一類狀態值Ze 至少把在測量管上形成的覆蓋物B的存在信號化。根據振蕩頻率f^T測 定得到的覆蓋物的覆蓋物測量值XB，例如可以為此與一個或多個預先 設定的可靠的邊界值比較，並且狀態值ZB能夠從第一信號電平轉換到 第二信號電平，如果覆蓋物測量值XB相應地超過為此而確定的邊界值。 對於這種情況，即覆蓋物測量值XB例如被作為覆蓋物B的有效質量mB的尺度，至少在基本均勻地並且基本相同地沿著測量管分布覆蓋物B的假定情況下，在瞬時測定的振蕩頻率fexeT和有效質量mB之間的儘可能 線性的關聯以下述數學關係非常簡單地示出f2
formula see original document page 33
(2)至少對於介質，該介質在其溫度"9、其密度p和其粘度)j方面盡可 能地保持恆定，係數KB實用地也是常數，該係數可以在在線測量裝置 安裝過程中或之前被相應地校準並且在測量裝置電子設備中能夠以恆 量KB，o形式相應地被存儲。當然為了改善精度(以該精度，覆蓋物測量 值XB例如可以表示有效質量mB或者由其推導得出的值)下述情況是必須，係數KB藉助至少一個運行參數相應地被匹配到可能變化的介質特性，特別是瞬時溫度"9、密度P和/或粘度r 等，所述運行參數在所描述 的類別的在線測量裝置的運行狀態中通常無論如何都被測量和/或被調節，所述運行參數例如是測量管溫度、側向振蕩頻率fexc^，側向振蕩幅值、激勵電流幅值等。特別是這裡給出，根據方程(2)求得的覆蓋物測量值XB在使用當 前在至少一個測量管路中引導的介質的密度測量值Xp和粘度測量值Xq 的條件下能夠根據下述的關係式被儘可能獨立地得出，formula see original document page 34(3)<密度測量值Xp能夠如所述那樣，例如基於在所描述種類的在線測 量裝置的運行中以通常方式所測定的側向振蕩頻率f^L和/或例如根據側向振蕩頻率調節信號外ML在測量裝置電子設備中被計算得出。同樣已 知的是，粘度測量值X,的測定藉助所描述種類的在線測量裝置，例如根據扭轉電流分量iewT，有時也參考扭轉振蕩幅值和/或側向振蕩幅值，這裡例如對比開始部分提及的US-B 68 40 109、 US-A 45 24 610或US-A 2004/0200268。相對於介質的粘度在測定覆蓋物測量值XB時，例如可以 另選地或者補充地相應地參考測量管的振蕩的衰減，特別是扭轉振蕩 的衰減，所述衰減是由位於測量管內的介質引發的。根據本發明的一個實施方式還規定，如此測定覆蓋物測量值XB: 該覆蓋物測量值XB能夠被看作為在測量管上形成的覆蓋物的瞬時厚度 4的尺度。這例如可以通過對所述方程(2)進行很小的改動來實現，方 法是在測定覆蓋物測量值XB時，把覆蓋物B的密度PB相應地考慮到計 算中。這例如可以如此實現，即在儘可能恆定的處理條件下，特別是 在介質儘可能地保持相同特性時，把預先測得的覆蓋物B的密度PB併入到被作為恆量而存儲的校準恆量KB，c而直接被用作輸入。根據本發明的一個實施方式，為了改善精度(藉助該精度覆蓋物B能夠被估算)還規定，用於測定覆蓋物測量值XB的所述係數KB反覆地 藉助瞬時的覆蓋物密度^B的更新估計值被儘可能好地適配到在測量管內的實際的關係。相應地是，用於 轉換方程(2)而使用的係數kb如下地進行改變(4)。 作為估計值在這裡例如可以是基於處理經驗值和/或處理歷史值的計算值，該 計算值由布置在上遊的測量值處理單元相應地測定並通過現場總線系 統傳遞到在線測量裝置。另選的或者補充的是，該估計值也可以直接在測量裝置電子設備內依據所測得的運行參數而測 定，例如根據多個密度測量值Xp和/或粘度測量值X,，經過較長的時間而被存儲和/或被求平均值。這些前面敘述的，生成覆蓋物測量値Xb、係數kb和/或服務的數學 函數(通過方程(2)到(4)被符號化)，能夠至少部分地藉助信號 處理器DSP或者例如也可以藉助上面提及的微型計算機55來實現。相應 算法的制定和實現以及其被轉換為在這些信號處理器中可執行的程序 代碼，這對於本領域技術人員來說是熟知的並且因而在這裡(在本發 明的認識範圍內)不需要詳細的論述，所述算法與前述的方程相關或 者模仿幅值控制電路51和頻率控制電路52的功能。當然所述方程也可 以毫無顧忌地完全或者部分地藉助在測量裝置電子設備50內相應的分 布式構造的模擬和/或數字電路來實現。根據本發明的另一個實施方式，測量裝置電子設備2為此規定，根 據測量管的扭轉振蕩來測定在測量管上存在的磨損A，或至少探測在測 量管上的磨損的存在。根據本發明的該實施方式的擴展中還規定，測量裝置電子設備基於所測到的扭轉振蕩的振蕩頻率fexeT而測定(例如給 出警告的)第二類狀態值ZA，其至少把在測量管上的磨損的存在信號化。通過測量裝置電子設備2的相應校準，還能夠以這樣一種方式測定 如此測定的第二類狀態值ZA，使得把第二類狀態值ZA作為磨損測量值 XA，該磨損測量值XA表示在測量管上存在的磨損的程度，特別是測量 管的管壁的當前壁厚相對於額定壁厚的相比的減少程度。如果關注這樣一種情況，即應用被投入到比較少見的應用場合中， 在所述應用場合情況下既出現顯著的覆蓋物沉積也出現同樣明顯的在 管壁上的磨損，被激勵的扭轉振蕩的振蕩頻率f^T至少參考相應的關於 各個應用的附加信息，被徹底地看作用於覆蓋物沉積的明確指示或者 磨損的明確指示。這實際至少從某個已知的磨損等級開始在任何情況 下都被涉及到，因為任何持續的磨損都會導致這樣一種明顯的扭轉振 蕩的被關注的固有頻率的降低，所述降低至少不再能夠通過覆蓋物沉 積可靠地被解釋。根據本發明的一個實施方式與此相符合地還規定， 在測量裝置電子設備中用於被測量的振蕩頻率f^T的第一狀態邊界值 GA被存儲，在其降低時通過被測量的振蕩頻率f^T由測量裝置電子設備 給出被提高的磨損的信號化的警告。此外還把第二狀態邊界值GA/B存儲 在測量裝置電子設備內，該第二狀態邊界值GA/B表示扭轉振蕩頻率，該 扭轉振蕩頻率比通過所述第一狀態邊界值GA表示的振蕩頻率高。對於 把在線測量裝置投入到偏向於覆蓋物提高的應用的情況下，在低於第 二狀態邊界值GA/B時從測量裝置電子設備給出開始覆蓋物沉積或覆蓋 物沉積持續的信號化的警告，對於把在線測量裝置投入到偏向於磨損 提高的應用的情況下，將相應地給出開始磨損或者磨損持續的信號化 的警告。根據本發明的另一實施方式由測量裝置電子設備，根據多個用於 被測量的振蕩頻率f^T的在較長運行時間範圍內存儲的和/或時間性地 被平均的數字的數據值，和/或根據多個用於顯示至少一個測量管的運 行狀態的狀態值的在較長運行時間範圍內存儲的和/或時間性地被平均 的數字的數據值，預先估算在線測量裝置或至少測量管的剩餘運行時 間。把與各個裝置和其內當前被引導的介質相關的運行經驗包括在 內，從按照上述方式首先為了在線測量裝置自身的監視而測定的至少 一個測量管的運行狀態出發，也可以回溯到至少連接在在線測量裝置 上的管路的所選擇的節段的，特別是這樣一些管壁的瞬時的和/或預先 的運行狀態，所述管壁被在在線測量裝置內流動的介質符合驅動方式 地接觸。根據本發明的另一個實施方式與此相符合地還規定，基於以 上述方式測定並分析的扭轉振蕩的振蕩頻率f^T，藉助測量裝置電子設 備還監視至少一個所選擇的、至少部分地通過連接到在線測量裝置的 管路地延伸的管壁節段的運行狀態。與此相應的是，用於測定上述狀 態值ZA和/或ZB而投入使用的分析方法可以如此改變，即相應地連帶參 考了管路的磨損狀態和/或覆蓋物狀態的運行經驗，被允許併入到基於 振蕩頻率f^T的狀態值ZA和域ZB的運算中，例如以相應的時變量形式的，如果有必要把受條件控制的係數KB(t)引入到方程(2) 、 (3)和/ 或(4)。與此相符的是，根據本發明的另一個實施方式，測量裝置電子設備以這樣一種方式測定狀態值ZA和/或ZB，即管壁的分別被選擇的節段至少不完全對應於測量管的管壁，而是至少部分地對應於藉助在線測量裝置引導待測量的介質的管壁的管壁節段。第一類狀態值ZB相應地可以至少把在管路中的覆蓋物的存在信號化，並且第二類狀態值ZA能夠至少把在管路中磨損的存在信號化。此外，第一類狀態值ZB例 如參考覆蓋物的厚度或者覆蓋物的質量，也能夠示出在管路中的覆蓋 物沉積的程度，或者第二類狀態值ZA能夠表示在管壁上至少節段式地 存在的磨損的程度，特別是管壁的當前的壁厚與額定的壁厚的相比的 減少程度。儘管在所描述的類型的具有振動式測量傳感器的在線測量裝置情 況下，在測量管上形成的覆蓋物大部分僅很小程度地影響測定質量流量m的測量精度，但是這種在測量管上的覆蓋物一定會嚴重地影響到例如測定密度p和/或粘度"的測量精度。同樣的是，在所描述的類型的在 線測量裝置情況下磨損的出現還可以導致增大測量誤差，至少在這裡特別是在測定質量流量m時。 一般情況下由此可以得出覆蓋物沉積以 及磨損的出現還將導致以通常方式假定測量管無變化而測得的測量 值不足夠精確地符合於實際的測量值x (例如實際的密度/o)，即該測 量值必須相應地被校正。與此符合地，根據本發明的另一個實施方式，測量裝置電子設備2 以通常方式生成實用地作為初始測量值或者也作為起始測量值的測量 值X'x，其暫時地表示待測量的物理測量量x或者至少與其相關。鑑於非 常豐富且非常詳細地論述了的現有技術可以直接由此得出，符合於以 通常方式生成的測量值的起始測量值X'x的測定對於本領域技術人員來 說毫無問題，由此對於本發明的其餘解釋該起始測量值X'x能夠被作為 已知前提。此外測量裝置電子設備基於扭轉振蕩的所測定的振蕩頻率 f^T生成至少一個參考了測量管的上述運行狀態(例如在測量管上形成 的覆蓋物B).的用於初始測量值X'x的校正值XK。由該初始測量值X'x借 助分析電子設備21最後通過應用至少一個校正值XK，推導出足夠精確 地代表物理測量值x的測量值Xx，所述測量值例如可以是質量流量測量 值、密度測量值或者粘度測量值。根據校正信Xk，中間值X'x的校正也 與生成測量值Xx—樣，能夠在測量裝置電子設備內例如基於該數學關 系式XX = (1+XK) . X'x (5)得出。根據本發明的改進例，用於確定瞬時合適的校正值在運行中從測量管的扭轉振蕩的當前的振動頻率fexcT出發可以這樣實用地被直接測 得，即在振蕩頻率fexeT的頻率值和適合於其的校正值XK之間的唯一的關係式被在測量裝置電子設備中程序化。為此測量裝置電子設備2還具有 表格存儲器，在該表格存儲器內預先，例如在在線測量裝置的校準時， 存儲測得的數字的校正測量值XK，,的記錄。測量電路通過藉助當前有效 的振蕩頻率f^T的頻率值而測得的存儲器地址實用地直接訪問校正測量値Xk,。該校正測量值XK能夠例如通過簡單的方式測得，即振蕩頻率fT的頻率值與相應地輸入到表格存儲器內的預定值為此被比較，並且 因此讀出相應的那個校正值XK,i，即被分析電路2用於其它計算而使用， 該校正值XK,i與在下一個出現的預定值的當前的整體情況相關聯。表格存儲器可以是可編程固定值存儲器、即FPGA(現場可編程序門陣列)、 EPROM或者EEPROM。使用這種表格存儲器首先有這樣的優點，艮P:校正值XK在測定當前振蕩頻率f^T之後相對於運行時間非常快速地處 於可使用狀態。為此，表格存儲器內輸入的校正值XK,i能夠根據少量的校準測量預先非常精確地，例如基於方程(2) 、 (3)和/或(4)並且 應用最小二乘法來測得。由前面所述的實施例能夠毫無疑問地認識到，起始測量值X、的校 正一方面可以通過使用少量的非常簡單就能被確定的校正係數來完成。另一方面校正通過使用振蕩頻率f^T能夠以極小運算複雜度來執行。本發明的另一個優點是至少幾個所述校正係數能夠毫無問題地 由例如在所描述的類型的在線測量裝置的運行中通常直接測得的運行 參數自身導出，並且進而能夠實用地不必明顯提高電路開銷和測量技 術開銷地被生成。
權利要求
1.在線測量裝置，特別是科裡奧利質量流量測量裝置/密度測量裝置和/或粘度測量裝置，用於測量在管路中被引導的介質的至少一個物理測量量x，特別是質量流量m、密度ρ和/或粘度η，所述在線測量裝置包括振動式測量傳感器(1)以及與所述測量傳感器電聯接的測量裝置電子設備(2)，-其中，所述測量傳感器(1)包括--至少一個引導所述待測介質的基本直線式的測量管(10)，所述測量管(10)與所連接的所述管路連通，--作用到所述測量管(10)的激勵系統(40)，用於使得所述至少一個測量管(10)振動，所述激勵系統(40)使得所述測量管(10)在運行中至少暫時和/或至少部分地圍繞假想地相互連接所述測量管的輸入端和所述測量管的輸出端的扭轉振蕩軸而處於扭轉振蕩中，以及--傳感器系統(50)，用於檢測所述至少一個測量管(10)的振動，所述傳感器系統(50)給出至少一個代表所述測量管(10)的振蕩的振蕩測量信號(s1、s2)，-其中，所述測量裝置電子設備(2)--至少暫時地給出驅動所述激勵系統(40)的激勵信號(iexc)，並且--藉助所述至少一個振蕩測量信號(s1、s2)和/或藉助所述激勵信號(iexc)至少暫時地生成至少一個測量值(Xx)，所述至少一個測量值(Xx)表示所述介質的所述至少一個待測量的物理測量量，特別是所述質量流量m、所述密度ρ、或者所述粘度η，以及-其中，所述測量裝置電子設備(2)根據所述至少一個振蕩測量信號(s1、s2)和/或根據所述激勵信號(iexc)反覆地測定所述測量管(10)的所述扭轉振蕩的振蕩頻率fexcT，並且基於所述扭轉振蕩的振蕩頻率fexcT監視所述至少一個測量管的至少一個運行狀態。
2. 根據權利要求l所述的在線測量裝置，其中，所述測量裝置電子設備(2)基於所述測得的所述扭轉振蕩的所述振蕩頻率f^T至少探 測在所述測量管上形成的覆蓋物的存在。
3. 根據上述權利要求2所述的在線測量裝置，其中，所述測量裝 置電子設備(2)基於所述測得的所述扭轉振蕩的所述振蕩頻率f^T測定在所述測量管上形成的覆蓋物的程度。
4. 根據權利要求2或3所述的在線測量裝置，其中，所述測量裝置電子設備(2)基於所述測得的所述扭轉振蕩的所述振蕩頻率f^T測定至少一個第一類狀態值，所述第一類狀態值至少把在所述測量管上 形成的覆蓋物的所述存在信號化。
5. 根據上述權利要求4所述的在線測量裝置，其中，由所述測量 裝置電子設備(2)測得的所述第一類狀態值表示在所述測量管上形成 的覆蓋物的程度，特別是所述覆蓋物的厚度或所述覆蓋物的質量。
6. 根據上述權利要求5所述的在線測量裝置，其中，所述測量裝 置電子設備(2)也參考所述介質的密度p來測定至少所述第一類狀態 值。
7. 根據權利要求5或6所述的在線測量裝置，其中，所述測量裝 置電子設備(2)也參考所述介質的粘度r/來測定所述第一類狀態值。
8. 根據上述權利要求之一所述的在線測量裝置，其中，所述測量裝置電子設備(2)基於所述測得的所述扭轉振蕩的所述振蕩頻率f^T探測測量管的磨損。
9. 根據上述權利要求8所述的在線測量裝置，其中，所述測量裝置電子設備(2)基於所述測得的所述扭轉振蕩的所述振蕩頻率f^T測定在所述測量管上存在的磨損的程度。
10. 根據權利要求8或9所述的在線測量裝置，其中，所述測量 裝置電子設備(2)基於所述測得的所述扭轉振蕩的所述振蕩頻率f^d 測定至少一個第二類狀態值，所述第二類狀態值至少把所述測量管的 磨損的存在信號化。
11. 根據上述權利要求IO所述的在線測量裝置，其中，由所述測 量裝置電子設備(2)測得的所述第二類狀態值表示在所述測量管上存 在的所述磨損的程度，特別是所述測量管的所述管壁的當前壁厚相對 於額定壁厚的減少程度。
12. 根據上述權利要求之一所述的在線測量裝置，其中，所述假 想的扭轉振蕩軸被校準為基本平行於所述測量管(10)的慣性主軸。
13. 根據上述權利要求12所述的在線測量裝置，其中，所述假想 的扭轉振蕩軸基本與所述測量管(10)的慣性主軸重合。
14. 根據上述權利要求之一所述的在線測量裝置，其中，所述激 勵系統(40)使得所述測量管(10)在運行中至少暫時地和/或至少部 分地圍繞側向振蕩軸而處於側向振蕩中，特別是彎曲振蕩，所述側向 振蕩軸假想地相互連接所述測量管的輸入端和所述測量管的輸出端。
15. 根據上述權利要求14所述的在線測量裝置，其中，所述假想 的側向振蕩軸被校準為基本平行與所述扭轉振蕩軸。
16. 根據上述權利要求15所述的在線測量裝置，其中，所述假想 的側向振蕩軸基本與所述扭轉振蕩軸重合。
17. 根據上述權利要求14至16之一所述的在線測量裝置，其中， 所述激勵系統(40)使得所述測量管(10)在運行中交替地處於扭轉振蕩中或者側向振蕩中。
18. 根據上述權利要求14至17之一所述的在線測量裝置，其中，所述激勵系統(40)使得所述測量管(10)在運行中至少暫時地同時 處於扭轉振蕩中和側向振蕩中，從而這些扭轉振蕩和這些側向振蕩相 互疊加。
19. 根據上述權利要求14至18之一所述的在線測量裝置，其中， 所述測量裝置電子設備(2)根據所述至少一個振蕩測量信號(s,、 s2)和/或根據所述激勵信號(ieM)反覆地測定所述測量管(10)的所述側向 振蕩的振蕩頻率fexcL。
20. 根據上述權利要求19所述的在線測量裝置，其中，所述至少 一個測量值(XJ是密度測量值，所述密度測量值表示所述介質的待測量 的密度p，並且其中，所述測量裝置電子設備(2)基於所測得的所述側向振蕩的所述振蕩頻率fexcL生成所述至少一個測量值(Xx)。
21. 根據上述權利要求1至19之一所述的在線測量裝置，其中所 述至少一個測量值(Xj是粘度測量值，所述粘度測量值表示所述介質的待測量的粘度r 。
22. 根據上述權利要求21所述的在線測量裝置，其中，所述測量 裝置電子設備(2)基於所述測量管(10)的振蕩的取決於介質的衰減，通過使用所述至少一個振蕩測量信號(S。 S2)和/或所述激勵信號(i^)， 來測定所述至少一個測量值(Xx)。
23. 根據上述權利要求之一所述的在線測量裝置，其中，所述測量裝置電子設備(2)基於所述測得的所述扭轉振蕩的所述振蕩頻率f^T測定至少一個參考在所述測量管上形成的所述覆蓋物的校準值，並且 其中，所述測量裝置電子設備(2)也通過使用所述至少一個校正值來生成所述至少一個測量值(xo。
24. 用於監測管壁的運行狀態的方法，所述管壁由至少暫時地流過的介質接觸並且因此至少節段式地經受了改變，藉助具有振動式測 量傳感器(1)的在線測量裝置，特別是藉助科裡奧利質量流量測量裝置，和與所述測量傳感器(1)電聯接的測量裝置電子設備(2)，所述方法包括下述步驟-讓所述介質流經所述測量傳感器(1)的至少一個測量管(10)， 所述測量管(10)與連接到所述測量傳感器且引導所述介質的管路連通，以及把激勵信號(u供給到與所述測量管(10)機械地聯接的激勵系統(40)，以便使得所述測量管(10)圍繞假想地相互連接所述測 量管的輸入端和所述測量管的輸出端的扭轉振蕩軸而處於扭轉振蕩 中；-檢測所述測量管(10)的振動，以生成至少部分地表示了所述 測量管(10)的扭轉振蕩的至少一個振蕩測量信號(Si、 s2)，以及使用 所述至少一個振蕩測量信號(s^ S2)和/或所述激勵信號(i^)以測定所述 測量管(10)的所述扭轉振蕩的振蕩頻率f^T，以及-基於所測得的所述扭轉振蕩的振蕩頻率fexeT生成代表所述管壁 的運行狀況的狀態值。
25. 根據權利要求24所述的方法，其中，所述狀態值至少把所述 管壁的至少一段上的覆蓋物的存在信號化。
26. 根據上述權利要求25所述的方法，其中，所述狀態值表示在 所述管壁上至少節段式地形成的覆蓋物的程度，特別是所述覆蓋物的 厚度或者所述覆蓋物的質量。
27. 根據權利要求24所述的方法，其中，所述狀態值至少把所述 管壁的至少一段上的磨損的存在信號化。
28. 根據上述權利要求27所述的方法，其中，所述狀態值表示在 管壁上至少節段式地存在的所述磨損的程度，特別是所述管壁的當前 壁厚相對於額定壁厚的減少程度。
29. 根據上述權利要求之一所述的方法，其中所述管壁的被監視 的段至少部分地延伸經過所述測量管。
30. 根據上述權利要求之一所述的方法，其中，所述管壁的被監 視的段至少部分地延伸經過在所述測量傳感器上連接的所述管路。
全文摘要
本發明的任務在於，給出一種在線測量裝置，具有振動式測量傳感器(1)，特別是科裡奧利質量流量測量裝置/密度測量裝置和/或粘度測量裝置，其一方面適合於特別精確地測量待測量的物理測量量，特別是質量流量、密度和/或粘度，並且其另一方面能夠至少在超過最小覆蓋物厚度時探測在所述測量管(10)上形成的覆蓋物。本發明的另一個任務在於，給出一種相應的方法，使得能夠可靠地探測和/或足夠精確地測量在測量管(10)上形成的覆蓋物。此外本發明的任務在於，監測可能會在接觸介質的管壁特別是連接到測量傳感器的管路上出現的覆蓋物沉積。
文檔編號G01F25/00GK101305268SQ200680039230
公開日2008年11月12日 申請日期2006年9月22日 優先權日2005年10月21日
發明者沃爾夫岡·德拉赫姆, 麥可·富克斯, 阿爾弗雷德·裡德 申請人:恩德斯+豪斯流量技術股份有限公司