科里奥利测量传感器和科里奥利测量装置的制作方法

本发明涉及一种科里奥利测量换能器和一种具有整合在传感器中或激励器中的温度测量装置的科里奥利测量装置。

背景技术：

科里奥利测量装置利用以下事实：与没有流动的振荡相比，强加于测量管上的振荡以作为介质通过测量管的流动的函数的特性方式被修改。这些振荡的强加和记录分别借助于激励器和传感器来完成。通常在这种情况下，测量管被激励以在振荡基本模式下振荡，其中，流动在较高的振荡模式下引起偏转。

在各种实施例中，存在科里奥利测量装置。因此，以下文献示出了具有两个相同地体现的测量管的科里奥利测量装置，其中，ep2271899b1公开了具有两个直的测量管的科里奥利测量装置，而de102016112600a1公开了具有两个弯曲的测量管的科里奥利测量装置。

在高压应用的情况下，承载介质的管具有足够的强度是有必要的，这借助于适当的管的厚度来保证。然而，这在科里奥利测量装置的情况下具有以下缺点：测量管的振荡的振荡振幅减小，并且因此信/噪比减小。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种适用于高压应用的科里奥利测量换能器以及科里奥利测量装置。

该目的通过根据独立权利要求1中限定的科里奥利测量换能器以及根据独立权利要求14中限定的科里奥利测量装置来达成。

用于科里奥利测量装置的本发明的科里奥利测量换能器，用于记录流过科里奥利测量装置的至少一个测量管的介质的质量流量或密度，包括：

至少一个测量管，该至少一个测量管具有入口和出口，并且适于在入口与出口之间导引介质；

至少一个激励器机构，该至少一个激励器机构适于激励至少一个测量管以在f1模式执行振荡；

传感器设施的至少两个传感器组，在每一情况下该传感器组具有至少一个传感器设施，其中，该传感器设施适于记录至少一个测量管的振荡的偏转；

其中，至少一个测量管至少局部弯曲并且限定测量管纵向平面以及沿着测量管中心线的测量管路径，

其中，激励器机构适于垂直于测量管纵向平面激励振荡，

其中，测量管在每一情况下以测量管振荡在入口和出口的区域中具有外部振荡节点的方式通过固定设备被夹持在入口和出口的区域中，这些外部振荡节点限定测量管中心线上的节点，其中，这些节点限定纵向轴线，

其中，测量管具有面向纵向轴线的内侧以及背向纵向轴线的外侧，

其中，激励器机构相对于入口和出口布置在测量管的中间长度区域中，其中，第一传感器组布置在测量管的入口侧中间区域中，并且其中，第二传感器组布置在测量管的出口侧中间区域中，

其中，至少一个传感器组是补充传感器组，并且包括至少两个传感器设施，

其中，补充传感器组的每个传感器设施被布置在测量管的外侧上或内侧上，

其中，外侧上的传感器设施是外部传感器设施，并且其中，内侧上的传感器设施是内部传感器设施。

f1模式是振荡基本模式，其相对于与测量管在中间长度处相交的测量管横截面平面是镜像对称的。提供具有至少两个传感器设施的至少一个补充传感器组实现流量和/或密度测量的更好的信/噪比。

在实施例中，补充传感器组的传感器设施被布置在外侧上或内侧上，其中，第一传感器设施被布置在测量管中心线的第一横截面中，并且其中，第二传感器设施被布置在测量管中心线的第二横截面中，其中，第一传感器设施相对于第二传感器设施沿着测量管中心线朝向激励器机构偏移第一偏移长度。

传感器设施沿着测量管中心线的偏移防止了个别传感器设施或传感器设施与电子测量/操作电路的电连接件例如机械地彼此影响。

在实施例中，测量管在介质的流动的情况下适于建立f2模式，其中，该f2模式具有内部振荡节点(ion)以及在每一情况下在内部振荡节点与外部振荡节点之间具有f2振幅最大值，

其中，第二传感器设施被布置在f2振幅最大值的区域中，并且其中，第一传感器设施被布置在f2振幅与f1振幅的最大比的区域中。

在f2振幅最大值的区域中，可以找到良好的信/噪比，且在f2振幅与f1振幅的最大比的区域中，在入口侧的第一传感器设施与出口侧的第一传感器设施之间存在最大延迟。

在实施例中，第一传感器设施被布置在外侧上，且第二传感器设施被布置在内侧上。

内部传感器设施的传感器信号和外部传感器设施的传感器信号的相加导致测量管扭转对传感器信号的影响的至少部分消除。以此方式，可以获得质量流量和/或密度测量值的改进的确定。

在实施例中，内部传感器设施相对于外部传感器设施沿着测量管中心线朝向激励器机构偏移第二偏移长度(vl2)，

其中，内部传感器设施经历测量管的扭转振幅，该扭转振幅与外部传感器设施处的测量管的扭转振幅相差小于20％，并且尤其是小于10％。

因此，可以进一步减小测量管扭转对质量流量和/或密度测量的影响。

在实施例中，测量换能器具有偶数个测量管，其中，在每一情况下，两个测量管形成测量管对，其中，测量管对中的测量管适于彼此相反地振荡，

其中，测量管对中的测量管相对于被布置在对应的测量管纵向平面之间的镜像平面体现为镜像图像。

在实施例中，固定设备适于将至少一个测量管对中的测量管彼此联接，

其中，固定设备具有第一夹持设备，该第一夹持设备用于在入口区域和出口区域中建立振荡节点，并且其中，固定设备在第一夹持设备的激励器机构远侧上具有至少第二夹持设备，该第二夹持设备用于抑制在第一夹持设备的激励器机构远侧处的测量管振荡。

在实施例中，第一夹持设备和/或第二夹持设备是板状的，并且至少部分地围绕测量管对中的测量管。

在实施例中，测量换能器适于高压应用，

其中，测量管的外径与厚度的比是至多20，并且尤其是至多17，并且优选是至多15，和/或其中，

最小压力是40巴，并且尤其是70巴，并且优选是100巴。

在实施例中，测量换能器包括两个岐管，其中，第一岐管适于在测量换能器的上游侧上，以接收从管线进入测量换能器的介质并且将该介质引导到至少一个测量管的入口，

其中，第二岐管适于接收来自至少一个测量管的出口的介质并且将该介质引导回到管线中。

在实施例中，测量换能器包括两个过程连接件，尤其是法兰，该两个过程连接件适于将测量换能器连接到管线中。

在实施例中，测量换能器包括具有支撑管室的支撑管，该支撑管室适于至少局部地容纳至少一个测量管。

在实施例中，激励器机构包括至少一个可移动激励器元件和至少一个固定的激励器元件，其中，该可移动激励器元件被布置在测量管处，和/或

其中，传感器设施具有至少一个可移动传感器元件和至少一个固定的传感器元件，其中，该可移动传感器元件被布置在测量管处并适于跟随测量管的移动，

其中，固定的激励器或传感器元件尤其是线圈设备，并且其中，可移动激励器或传感器元件尤其是永磁体。

本发明的科里奥利测量装置包括：根据前述权利要求中的一项所述的科里奥利测量换能器；

电子测量/操作电路，该电子测量/操作电路适于操作激励器机构以及传感器设施，

其中，电子测量/操作电路还适于基于借助于传感器设施测量的测量管的振荡特性来查明流量测量值和/或密度测量值，以及

其中，电子测量/操作电路借助于电连接件与传感器设施以及与激励器机构连接，

其中，测量装置尤其具有用于容纳电子测量/操作电路的电子设备外壳。

附图说明

现在将基于在附图中呈现的实施例的示例来描述本发明，其图如下示出：

图1示出了典型的科里奥利测量装置的构造；

图2示意性地示出了测量管振荡模式以及特性点、线和面的位置；

图3示意性地示出了具有本发明的传感器设施的示例的测量管；以及

图4示意性地示出了具有本发明的传感器设施的示例的测量管。

具体实施方式

图1示出了具有科里奥利测量换能器10的科里奥利测量装置1的构造，其中，测量换能器具有两个测量管11，该两个测量管11在每一情况下具有入口11.1和出口11.2、激励器机构12.2、两个传感器设施13.2、两个岐管17以及两个过程连接件18。激励器机构适于激励两个测量管以垂直于由弯曲的测量管限定的测量管纵向平面振荡。传感器设施适于记录强加在测量管上的振荡。在测量换能器的上游侧上的第一岐管17.1适于接收从管线进入测量换能器的介质并将该介质引导至两个测量管的入口，并且第二岐管17.2适于接收来自两个测量管的出口的介质并将该介质引导回到管线中。岐管与过程连接件18连通，诸如此处所示出，这些过程连接件可以是法兰18.1。过程连接件适于将科里奥利测量换能器和科里奥利测量装置连接到管线中。

科里奥利测量换能器与科里奥利测量装置的电子外壳80连接，该电子设备外壳适于容纳电子测量/操作电路77，该电子测量/操作电路适于操作激励器机构以及传感器设施并且基于借助于传感器设施测量的测量管的振荡特性来查明并提供流量测量值和/或密度测量值。激励器机构以及传感器设施借助于电连接件19与电子测量/操作电路连接。可以通过电缆引导件将电连接件19放在一起。

此外，科里奥利测量换能器包括固定设备15，该固定设备15适于限定测量管振荡的外部振荡节点。

本发明的科里奥利测量装置不限于两个测量管。因此，也可以使用单管或具有多于两个管的测量管系统。

图2示出了测量管沿着相关联的测量管纵向平面mle的示意性平面图。由激励器机构强加在测量管上的振荡具有垂直于测量管纵向平面延伸的振荡振幅，诸如由双箭头所指示的。f1模式相对于与测量管在中间长度处相交的测量管横截面平面镜像对称，而f2模式在这种情况下是二阶的振荡模式，其中，沿着测量管中心线的振幅分布相对于测量管横截面平面与测量管中心线的相交点点对称。

在这种情况下，f1模式包括具有最大值的振幅分布，该最大值位于外部振荡节点ask之间的中间长度处。f2模式在外部振荡节点之间的中间长度处包括内部振荡节点isk，其中，在内部振荡节点与每个外部振荡节点之间存在振幅分布的极值。

图3示意性地示出了具有本发明的传感器组13的示例的测量管11。借助于固定设备15夹持测量管，使得在测量管中心线mml上限定节点kp，其中，测量管振荡具有外部节点。固定设备包括入口侧第一夹持设备15.1和出口侧的第二夹持设备15.2。第一夹持设备15.1和第二夹持设备15.2例如可以体现为板状。

节点kp限定了纵向轴线la，测量管相对于该纵向轴线在节点之间具有内侧is以及外侧as。激励器机构12.2在中间长度处被布置在测量管的外侧上。然而，该激励器机构也可以被布置在测量管的内侧上。在每一情况下，在激励器机构与夹持设备15.1、15.2之间布置了具有至少一个传感器设施13.2的传感器组13。根据本发明，至少一个传感器组是具有至少两个传感器设施13.2的补充传感器组13.1，其中，两个外部传感器设施13.21被布置在测量管的外侧上并且沿着测量管中心线mml彼此偏移了偏移长度vl1。可替代地，传感器设施也可以被布置在测量管的内侧上。通过示例，第二传感器设施被布置在f2振幅最大值的区域中，并且第一传感器设施被布置在f2振幅与f1振幅的最大比的区域中。

图4示意性地示出了具有本发明的传感器组13的示例的测量管11。除了图3中所示出之外，本发明的补充传感器组在此情况下具有一个内部传感器设施和一个外部传感器设施，它们优选地沿着测量管中心线mml彼此偏移了偏移长度vl2。通过提供外部传感器设施和内部传感器设施，可以至少部分地补偿测量管扭转。通过使用偏移长度vl2，可以保证传感器设施的扭转振幅彼此相差小于20％。第二偏移长度可以具有例如0.5至2个测量管直径的值。

附图标记列表

1科里奥利测量装置

10科里奥利测量换能器

11测量管

11.1入口

11.2出口

11.3弯道

12.2激励器机构

13传感器组

13.1补充传感器组

13.2传感器设施

13.21外部传感器设施

13.22内部传感器设施

15固定设备

15.1夹持设备

16支撑管

16.1支撑管室

17岐管

17.1第一岐管

17.2第二岐管

18过程连接件

18.1法兰

19电连接件

20电缆路径

77电子测量/操作电路

80电子外壳

mml测量管中心线

mle测量管纵向平面

ask外部振荡节点

ion内部振荡节点

la纵向轴线

q1第一横截面

q2第二横截面

vl1第一偏移长度

vl2第二偏移长度