共振频率中通过两个不同的相角被激发W用于 与阻尼有关的参数的确定，与相应的相角有关的共振频率被确定，W及填充水平因此被推 断。此类振荡结构的阻尼能够被容易确定，其中频率振荡器在它的共振频率中通过两个不 同的相角被激发，其中对应的频率被测量W及阻尼被演算。有利的是调谐或者变化激发信 号与拾取信号之间的相角，运通常是90°到例如45°的值。运通过控制单元来完成，其被提供 拾取信号并且据此设置或者调整激发。
[0035] 为了此目的，额外的元件或者移相器被引进控制单元电路，W用于振荡器频率的 激发和拾取，W便移动或者改变激发与拾取之间的相位。
[0036] 通常，对于阻尼或者对于振荡器的品质(quality) :Q = f(fi，f2,9l，化）。
[0037] 振荡器因此交替地(alternately)或者对于某段时间通过不同相位的信号被激发 到振荡的那个。对于修改的相角中的振荡，激发信号(通过所述激发信号，谐振器被激发至 它的共振频率)在时间上相对于激发的时间点偏移（即，相位移动），使得导致修改的调谐的 共振频率。原则上，振荡器的固有频率保持相同，但是相位移动的激发是与振荡器失调的， 导致轻微不同的频率。如果振荡器没有被正确地填充，此改变变得更大。
[0038] 如果人现在调查异质填充的振荡器相比同质填充的振荡器的改变行为，人从图5 中的已知Bode图中的振幅频谱的加宽能够看到相位移动在异质填充的振荡器的相位移动 的激发的情形中或者在相位移动的信号中也必须更大。
[0039] 在共振中的不同相角之间测量的差A f和相位移动的调整的共振频率fi和f2的情 形中，对于同质填充的换能器(transducer)的差必须小于：
[0040] A f (同质的）<=A f (异质的）
[0041 ] 其中
[0042] W 及
[0043] 人能够因此定义对于运两个频率之间的最大可接受差的准则，W确保振荡器的同 质填充和可能的填充错误警告和/或从其推断填充程度。
[0044] 为此目的，至少元件32(其通过激发器放大器来改变振荡器相对其激发的相角)被 引进电路中，W用于振荡器的激发和信号拾取。在"常规的（conventional)"激发信号91和 由指定的相角来移动的激发信号92之间的来回转换，能够通过电子开关（electronic switch)41 来实现。
[0045] 因此，振荡器能够对两个不同相位中具有近似相同或者轻微不同的激发频率的激 发而被调查。如果振荡器在具有移位振幅(displacement amplitude)的相位中被激发，贝U 共振频率是fi。
[0046] 如果拾取和激发的相角不匹配，则作为结果的频率f2轻微不同于共振频率，如能 够在图6中被看到的。
[0047] 图7示出根据本发明的振荡U布置的示意图。填充有介质的振荡器管9或者频率振 荡器60的固有频率被确定，其中频率振荡器60在谐波振荡器中被操作。频率振荡器的拾取 信号由放大器20放大。
[004引移相器31移动信号的相位，使得振荡等式的相位条件(phase condition)被满足， 其中此信号在分支(branch)32中被提供。在并联的分支33中，拾取信号的相位也被移动常 数值。此信号在分支33中是可用的。
[0049] 通过电子开关41，现在可能在两个移相器或者分支32、33之间转换。原则上，额外 的移相器能够被加到电路。振荡器管9的作为结果的共振频率用测量和控制电子器件40和 单元50通过频率测量来确定。
[0050] 激发在此处在移相器31中被集成为电路状(circuit-wise);此外，自调整频率的 拾取或者测量能够在单元50中被实现。
[0051] 移相器31和放大器20组合起来形成所谓的激发放大器。通过此类激发放大器，振 荡器能够被移至共振振荡的状态。振荡的周期或者频率由频率计50测量并且被提供给评估 单元40W用于密度确定(其中，通过用于将被调查的流体的或者用于具有各种粘度的流体 的调整或者校准标准），频率振荡器60的振荡振幅和/或阻尼与振荡器管9的填充程度之间 的关系被存储在存储器单元80中。
[0052] 频率振荡器60与该激发放大器一起操作，所述激发放大器在振荡器的共振固有频 率的一个中激发振荡器。振荡器的频率或者周期被测量W及还能够W已知的方式W及借助 于调整或者校准数据而被使用来确定将被调查的流体介质的密度。
[0053] RC低通在最简单的情形中能够用作移相器，或者更复杂的更高阶的滤波器，或者 所谓的寂静时间元件(dead time element)(其通常是电阻器和电容器的组合)被使用。与 放大器和振荡器一起，移相器形成振荡器，其通过噪声或者一些其它的初始刺激而自身振 荡进入共振。
[0054] 在频率移动或者激发的改变的事件中，为保持振幅恒定而要求的能量的量能够用 作对于振荡振幅的有关参数，因为流体中的气泡或者异质体的存在降低振幅，而且为维持 对于激发的恒定振幅，额外的能量是必需的。
[0055] 频率振荡器有利的构造要求比较单元61被提供，所述比较单元将对于两个相角而 演算的共振频率彼此比较或者形成它们的差，W及，取决于该比较或振荡器管9的填充程度 的差的大小，确定它是正确的还是不正确的。
【主权项】
1. 一种用于确定具有将被研究的流体的振荡器管的振荡器的填充程度的方法，特别与 用此振荡器管的流体的密度测量有关，所述方法特征在于 -通过对于将被调查的所述流体的或者对于拥有各种粘度的流体的调整或者校准标 准，频率振荡器(60)的阻尼和/或振荡振幅与所述振荡器管(9)的所述填充程度之间的关系 被确定，以及 -在确定所述填充程度的过程中，对于所述频率振荡器的阻尼和/或振荡振幅的有关参 数被测量，以及此测量的值被认为有关于并且函数地相关于所述填充程度，以及能够被用 于评估或者确定所述填充程度。2. 根据权利要求1所述的方法，特征在于，为了确定对于所述阻尼有关的所述参数，所 述频率振荡器通过两个不同的相角被激发至其相应的共振频率，以及用于推断所述填充程 度的与相应相角对应的共振频率由此被确定。3. 根据权利要求1或2所述的方法，特征在于 -在所述两个相角确定的共振频率被彼此比较或者它们的差被形成，以及 -取决于所述比较或者所述大小，所述填充程度的差被确定以及从而被识别为正确的 或者不正确的。4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，特征在于，用填充有将被调查的所述流 体的频率振荡器来确定共振频率，其中所述频率振荡器在谐波振荡器中被操作。5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，特征在于，对于所述填充程度的测量上 保持振幅所要求的能量的量被用作对于所述振荡振幅的有关参数。6. -种具有与流体的密度测量相关的用于确定带有将被调查的流体的频率振荡器的 振荡器管(9)的填充程度的单元的所述频率振荡器，所述单元特别使用根据权利要求1至6 中的任一项所述的方法，所述频率振荡器特征在于， -与所述频率振荡器协调的所述单元包括存储器单元(80)，以用于所述频率振荡器的 阻尼和/或振荡振幅与所述振荡器管(9)的所述填充程度之间的关系，所述关系通过特别是 对于拥有各种粘度的流体的调整或者校准标准来确定，以及 -所述频率振荡器具有评估单元以评估对于所述频率振荡器的所述阻尼有关的以及在 所述填充程度的确定期间收集的参数。7. 根据权利要求6所述的频率振荡器，特征在于，对于与所述阻尼有关的所述参数的确 定，所述频率振荡器包括振荡激发器以在两个不同相角中在其相应的共振频率中激发所述 振荡器管(9)，而且与相应相角关联的共振频率通过所述评估单元被确定，以及由此所述阻 尼被确定或者关联的阻尼值被演算。8. 根据权利要求6或7所述的频率振荡器，特征在于 -比较单元(61)被提供，所述比较单元将与所述相角关联的这两个共振频率彼此比较 或者形成它们的差，以及 -按照所述差的大小或者所述比较的函数，所述振荡器管(9)的所述填充程度被确定或 者被识别为正确的或者不正确的。9. 根据权利要求6至8中的一项所述的频率振荡器，特征在于所述频率振荡器被配置为 谐波振荡器，以及因此填充有将被调查的流体的所述频率振荡器的共振频率能够被指定。10. 根据权利要求6至9中的一项所述的频率振荡器，特征在于包括振荡激发器(7)和振 荡拾取(7〇的电路，特别是具有在控制单元(40)上转换的或者在所述控制单元(40)中布置 的移相器。
【专利摘要】本发明的发明名称为“确定频率振荡器振荡器管的填充程度的方法和频率振荡器”。本发明涉及一种用于确定具有将被调查的流体的频率振荡器的振荡器管的填充程度的方法，特别相关于用此频率振荡器的流体的密度测量。本发明提供，?通过对于将被调查的流体的或者对于拥有各种粘度的流体的调整或者校准标准，频率振荡器的阻尼和/或振荡振幅与振荡器管的填充程度之间的关系被确定，以及?在确定填充程度的过程中，对于频率振荡器的阻尼和/或振荡振幅的有关参数被测量，以及此测量的值被认为有关于并且函数地相关于填充程度，以及能够被用于评估或者确定填充程度。
【IPC分类】G01N9/00, G01F23/22
【公开号】CN105716994
【申请号】CN201511035975
【发明人】R·布雷德勒
【申请人】安东帕有限责任公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年11月3日
【公告号】EP3015846A1, US20160131565