电子振动多传感器的制作方法

1.本发明涉及一种用于确定和/或监测介质的至少一个过程变量的设备，该设备包括传感器单元，该传感器单元具有能够机械振荡的单元、至少一个压电元件、用于确定和或监测介质温度的单元，并且该传感器单元具有电子单元。本发明进一步涉及一种用于确定和/或监测介质的至少一个过程变量的方法。介质位于容纳器中，例如位于容器或管道中。


背景技术：

2.电子振动传感器通常用于过程和/或自动化工程中。在液位测量设备的情况下，液位测量设备具有至少一个能够机械振荡的单元，诸如例如振动叉、单杆或隔膜。在操作中，该至少一个能够机械振荡的单元借助于通常呈机电换能器单元形式的驱动器/接收器单元激发以产生机械振荡，例如，该驱动器/接收器单元进而可以是压电驱动器或电磁驱动器。申请人生产了各种对应的现场设备，并且例如以liquiphant或soliphant的名称分销。基本的测量原理原则上能够从许多出版物获知。驱动器/接收器单元借助于电激发信号来激发能够机械振荡的单元以产生机械振荡。相反，驱动器/接收器单元能够接收能够机械振荡的单元的机械振荡并且将其转换成电接收信号。因此，驱动器/接收器单元是单独的驱动器单元和单独的接收器单元，或者是组合的驱动器/接收器单元。
3.在许多情况下，驱动器/接收器单元是电谐振反馈电路的一部分，借助于该电谐振反馈电路对能够机械振荡的单元进行激发以产生机械振荡。例如，为了实现谐振振动，必须满足谐振电路条件，根据该谐振电路条件，放大系数为≥1，并且谐振电路中发生的所有相位都会导致360
°
的倍数。为了激发和满足谐振电路条件，必须确保激发信号与接收信号之间具有限定的相移。因此，通常会设定可预先确定的相移值，即激发信号与接收信号之间的相移设定值。为了这个目的，各种解决方案(包括模拟和数字方法)能够从现有技术中获知，例如在文献de102006034105a1、de102007013557a1、de102005015547a1、de102009026685a1、de102009028022a1、de102010030982a1或de00102010030982a1中描述的那样。
4.激发信号和接收信号都以其频率ω、幅度a和/或相位φ为特征。因此，这些变量的变化通常用于确定相应的过程变量。例如，过程变量能够是液位、指定的液位、或介质的密度或粘度以及流率。例如，利用用于液体的电子振动液位开关，在能够振荡的单元是被液体覆盖还是自由振荡之间进行区分。例如，基于不同的谐振频率，即基于频率偏移来区分这两个条件，即自由条件和被覆盖条件。
5.如果能够振荡的单元完全由介质覆盖，则密度和/或粘度进而只能利用这样的测量设备来确定。关于密度和/或粘度的确定，同样从现有技术已经获知不同的可能性，诸如文献de10050299a1、de102007043811a1、de10057974a1、de102006033819a1、de102015102834a1或de102016112743a1中描述的那些不同的可能性。
6.因此，利用电子振动传感器，能够测量几个过程变量并且将其用于特征化相应的过程。然而，在许多情况下，为了全面的过程监测和/或控制，需要关于过程的进一步信息，
尤其是需要进一步的物理和/或化学过程变量和/或过程参数的知识。例如，这能够通过将另外的现场设备集成到相应的过程中来实现。然后，由各种测量设备提供的测量值能够以适当的方式在这些设备的上级单元中被进一步处理。
7.然而，现在的情况是，举例来说，不同的测量设备具有不同的测量准确度。此外，漂移效应和/或老化效应在每种情况下都会大不相同。然而，这样的效应会使相应的测量或过程监测和/或控制变得更困难或不准确。此外，在连续操作期间，在每种情况下都可能难以确定各个现场设备各自的状态。因此，从先前未公开的参考号为102018127526.9的德国专利申请中已经获知一种电子振动多传感器，借助于该电子振动多传感器，电子振动测量原理和超声测量原理这两者都可以用于确定和/或监测一个或多个过程变量。


技术实现要素：

8.从引用的现有技术开始，本发明基于进一步增强这样的电子振动传感器的功能性和测量准确度的目的。
9.该目的通过根据权利要求1的设备以及通过根据权利要求6的方法来实现。
10.相对于所述设备，所述目的通过一种用于确定和/或监测介质的至少一个过程变量的设备来实现，该设备包括传感器单元，该传感器单元具有能够机械振荡的单元、至少一个第一压电元件，并且该传感器单元具有用于确定和监测介质温度的单元，以及电子单元。该设备被设计成借助于激发信号来激发能够机械振荡的单元以进行机械振荡，接收能够振荡的单元的机械振荡并且将其转换成第一接收信号，发射传输信号，以及接收第二接收信号。电子单元被设计成使用第一和/或第二接收信号来确定至少一个过程变量。根据本发明，用于确定和/或监测温度的单元包括第一温度传感器和第二温度传感器，该第一温度传感器和该第二温度传感器被布置成彼此间隔一定距离，其中电子单元被配置成通过使用由单元接收的第一和/或第二温度传感器的第一和/或第二温度接收信号来确定介质的温度。
11.能够机械振荡的单元例如是隔膜、单杆、至少两个振荡元件的布置或音叉。例如，至少一个压电元件能够布置在能够振荡的单元的区域中。至少一个压电元件一方面用作驱动器/接收器单元以便生成借助于激发信号生成的能够机械振荡的单元的机械振荡。在能够振荡的单元被介质覆盖的情况下，机械振荡进而受到介质性质的影响，使得能够使用表示能够振荡的单元的振荡的第一接收信号生成关于至少一个过程变量的结论。
12.此外，压电元件用于生成以第二接收信号的形式被接收的传输信号。如果传输信号在其路程中至少暂时且分段地穿过介质，则传输信号同样会受到介质的物理性质和/或化学性质的影响，并且因此能够用于确定介质的过程变量。
13.因此，在本发明的范围内，可以在单个设备中实施至少两种测量原理。一方面，传感器单元进行机械振荡；另一方面，传输信号被发射。响应于机械振荡以及响应于传输信号，两个接收信号被接收并且能够例如相对于至少两个不同的过程变量进行评估。有利地是，能够对两个接收信号彼此独立地进行评估。以这种方式，根据本发明，可确定的过程变量的数量能够显著增加，这导致相应传感器的更高功能性或导致扩展的应用领域。
14.此外，根据本发明的设备包括用于确定和/或监测介质温度的单元。该单元包括彼此间隔一定距离布置的两个温度传感器，能够对这两个温度传感器施加相同或不同的温度信号。然后，能够通过使用从单元接收的第一和/或第二温度接收信号来确定介质的温度，
例如作为第三过程变量。因为两个温度传感器被布置成彼此间隔一定距离，所以能够非常准确地确定温度。特别地，由于传感器单元、介质和容纳器的不同部件的不同导热率，以及由于设备周围环境和介质的不同温度，以及由于介质或设备周围环境的温度变化，因此能够考虑传感器单元区域中的不均匀温度分布。
15.环境和介质这两者的温度都对介质的大范围的其它过程变量具有显著影响。因此，借助于附加的测量和/或监测特别是不同位置处温度，能够显著地提高多传感器的测量准确度，并且能够显著地增强传感器的功能性。
16.在一个实施例中，传感器单元包括至少一个第二压电元件，其中第一压电元件和第二压电元件被设计成借助于激发信号激发能够机械振荡的单元以产生机械振荡，以及接收能够振荡的单元的机械振荡并且将它们转换成第一接收信号，其中，第一压电元件被设计成发射传输信号，并且其中，第二压电元件被设计成接收呈第二接收信号形式的传输信号。然而，也可以存在多于两个的压电元件，它们可以相对于能够振荡的单元布置在不同的位置处。
17.在另一实施例中，能够机械振荡的单元是具有第一振荡元件和第二振荡元件的振动叉，其中，第一压电元件至少部分地布置在所述第一振荡元件中，并且第二压电元件至少部分地布置在第二振荡元件中。例如，在文献de102012100728a1以及文献de102017130527a1中已经描述了传感器单元的相应实施例。在本发明的框架内对这两份申请以其全文进行引用。这两份文献中描述的传感器单元的可能实施例是传感器单元的示例性的、可能的结构实施例。例如，也不是绝对必须将压电元件仅布置在振荡元件的区域中。相反，所使用的那些压电元件中的各个压电元件也可以布置在隔膜的区域中，或者布置在不用于电子振动激发但是同样应用于隔膜的另外的振荡元件中。
18.在设备的另一实施例中，第一温度传感器被布置成和/或被配置成检测传感器单元的面对介质的第一端部区域中的第一温度，其中，第二温度传感器被布置成和/或被配置成检测传感器单元的背对介质的第二端部区域中的第二温度，特别是在布置有至少一个压电元件的区域中的第二温度。
19.有利地是，通过检测传感器单元的面对介质的分部中的温度和背对介质的分部中的温度，能够确定传感器单元区域中的热传导。如已经提及的，借助于多传感器可确定的过程变量显著地取决于介质的温度，并且也取决于传感器单元的温度。为了实现高度准确并且可靠的测量，关于传感器单元所暴露的温度轮廓分布的准确的空间分辨信息非常重要。
20.为了这个目的，两个温度传感器中的至少一个传感器能够例如被布置在传感器单元之上或之中。在呈振动叉形式的传感器单元的情况下，例如，可以设想至少一个温度传感器定位于其中一个振荡元件之上或之中。例如，一个温度传感器能够布置在其中一个振荡元件的面对介质的分部中，而另一个温度传感器能够布置在其中一个振荡元件的背对介质的端部区域中。
21.进一步有利的是，用于确定和/或监测温度的单元包括杆状壳体元件，该杆状壳体元件被布置成使得该壳体元件的纵向轴线平行于能够振荡的单元的纵向轴线，并且其中，第一温度传感器布置在壳体元件的面对介质的第一端部区域中，并且其中，第二温度传感器布置在壳体元件的背对介质的第二端部区域中。因此，将温度传感器与能够振荡的单元分开定位。这样的实施例使得例如在呈振动叉形式的传感器单元的情况下更容易确保两个
振荡元件的对称构造。
22.在设备的另一实施例中，用于确定和/或监测温度的单元包括呈电阻元件或热电偶形式的温度传感器。
23.从根本上说有利的是，用于确定和/或监测温度的单元，特别是两个温度传感器被布置成使得其与介质和/或传感器单元具有良好的热耦合。为了消除温度对特定过程变量的影响，特别是需要与介质的热耦合。如果两个温度传感器各自至少暂时和/或部分地与介质接触，则是有利的。原则上，优选在空间上接近传感器单元。还有利的是，传感器单元被配置成使得其热容量尽可能低。在这种情况下，在介质温度变化的情况下，在确定温度时响应时间短。
24.在设备的另一优选实施例中，所述传感器单元包括用于确定和/或监测压力的单元，和/或用于确定和或监测介质的电导率和/或电容的单元。通过在单个传感器中实施附加的测量原理，能够进一步拓宽和提高传感器的应用范围和测量准确度。
25.本发明基于的目的进一步通过用于确定和/或监测介质的至少一个过程变量的方法来实现，其中
[0026]-借助于激发信号来激发传感器单元以机械地振荡，
[0027]-机械振荡由传感器单元接收并且被转换成第一接收信号，
[0028]-传感器单元发射传输信号并且接收第二接收信号，
[0029]-使用第一接收信号和/或第二接收信号来确定至少一个过程变量，以及
[0030]-通过使用从第一温度传感器和/或第二温度传感器接收的第一温度接收信号和第二温度接收信号来确定至少一个温度的第一和/或第二值。
[0031]
所述方法特别适用于根据先前描述的实施例之一的设备。一方面，可以设想的是，将激发信号和传输信号同时供应给传感器单元，其中激发信号和传输信号彼此叠加。然而，可替代地，也能够将激发信号和传输信号交替地供应给传感器单元。
[0032]
例如，激发信号是具有至少一个可指定频率的电信号，尤其是正弦波信号或矩形波信号。能够机械振荡的单元优选地至少暂时被激发以产生谐振振荡。机械振荡受到能够振荡的单元周围介质的影响，因而基于表示振荡的接收信号，可以得出关于介质的各种性质的结论。
[0033]
传输信号优选地是超声信号，尤其是脉冲超声信号，尤其是至少一个超声脉冲。因此，在本发明的范围内执行基于超声的测量作为所使用的第二测量方法。分别发射的传输信号至少部分地穿过介质并且在其性质方面受到介质的影响。因此，同样能够使用分别接收的第二接收信号得出关于不同介质的结论。
[0034]
为了确定温度，对两个温度传感器施加相同或不同的温度信号。对至少一个温度信号的施加也能够与对传感器单元施加激发信号和/或传输信号同时地或可交替地进行。
[0035]
利用根据本发明的方法，能够借助于不同的测量原理来确定多个不同的过程变量。此外，在每种情况下都能够考虑温度的影响。有利地是，能够将不同的过程变量彼此独立地测量，使得可以借助于单个测量设备对相应过程进行全面分析。此外，通过针对几种测量方法使用相同的传感器单元，能够显著地提高测量的准确度。此外，可以使用各种测量原理来执行对设备状态的监测。就这一点而言，根据本发明方法的许多实施例是可能的，以下说明这些实施例的一些优选变体。
[0036]
在所述方法的一个实施例中，确定至少两个不同的过程变量，其中使用第一接收信号来确定第一过程变量，并且其中，使用第二接收信号来确定第二过程变量。
[0037]
在另一实施例中，至少一个过程变量是可预先确定的液位、密度、粘度、声速或从这些变量中的至少一个导出的变量。特别优选地是，因此使用第一接收信号来测量介质的密度和/或粘度，并且因此使用第二接收信号来测量介质内的声速。然而，隐含的理解是，除了这里明确提及的过程变量之外，借助于两次执行的测量可访问的另外的过程变量和/或过程参数同样可以被测量并且用于特征化相应的过程。
[0038]
在方法的一个实施例中，补偿介质温度对第一和/或第二接收信号或对第一和或第二过程变量的影响。在这种情况下，可以设想各种各样的变体，它们都属于本发明。举例来说，温度对两个接收信号之一的影响能够借助于两个温度接收信号之一来补偿，而温度对相应的另一个接收信号的影响能够借助于其他温度接收信号来补偿。还可以借助于温度接收信号来补偿温度对两个接收信号的影响，或者借助于两个温度接收信号来补偿温度对两个接收信号中的每一个的影响。
[0039]
在方法的一个实施例中，借助于第一温度传感器检测的传感器单元面对介质的端部区域中的第一温度的值，和/或借助于第二温度传感器检测的传感器单元背对介质的端部区域中的第二温度的值，和/或在每种情况下使用其中的一个温度来确定其中的一个过程变量。例如，特别是在呈振动叉形式的能够振荡的单元的情况下，传感器单元的面对介质的端部区域中的温度对借助于传感器测量的密度的值和粘度的值具有相当大的影响。这两个过程变量不仅根据介质变化，而且根据温度变化。因此，对传感器单元区域中的温度(其对密度和粘度敏感)的准确了解确保与这些过程变量有关的测量准确度的显著提高。然而，在许多情况下，尤其是由于从过程到环境的热传导或相反，传感器单元的面对介质的区域中的该温度与传感器单元的背对介质的端部区域中的温度不同。如果至少一个压电元件例如布置在背对介质的该端部区域中，则还测量背对介质的该端部区域中的声速。因为声速也取决于温度，所以有用的是确定传感器单元的背对介质的该端部区域中的温度，以便补偿温度对声速的影响。因此，在所引用的示例中，两个彼此间隔开的温度传感器显著地提高与所确定的过程变量相关的可实现的测量准确度。
[0040]
在方法的另一实施例中，基于第一和/或第二温度接收信号，补偿温度对传感器单元的至少一个部件的至少一种物理性质和/或化学性质的影响，所述至少一个过程变量取决于所述性质。根据前面提及的示例，通过使用能够机械振荡的单元的机械振荡来确定密度和/或粘度。为了这个目的，例如，激发能够振荡的单元进行谐振振荡。在这种情况下，谐振频率取决于能够振荡的单元的弹性模量，该弹性模量进而还取决于温度。因此，在这种情况下，对温度的准确了解在提高测量准确度方面也具有重要价值。在能够振荡的单元的情况下，谐振频率例如决定性地受到传感器单元的背对介质的分部(振荡元件的根部区域)的影响。
[0041]
另一实施例提供的是，通过使用介质的温度，做出关于介质所通过的过程的说明。例如，能够通过使用分别确定的温度来检测和/或监测对具有不同温度的不同介质的混合操作。在这种情况下，混合物的温度会短暂地波动很短时间，这会对各个过程变量的测量产生负面影响。还能够识别对应的传感器是否在针对温度的允许工作范围之外工作。另一种可能的说明是识别针对各个传感器执行的清洁过程。在清洁过程中，能够检测和/或监测不
同的清洁周期。通常，在冷水冲洗之后在高温下例如利用热水蒸汽对传感器单元进行处理，这伴随着借助于用于确定和/或监测温度的单元确定的温度的大的温度变化。也可以设想在清洁过程中的各个过程步骤期间(例如，在冷冲洗过程期间)对传感器单元执行校准。
[0042]
在方法的一个实施例中，通过使用传感器单元的至少一个压电元件的机电效率或电容来确定第一和/或第二温度的值。例如，在文献de102016120326a1中详细描述了通过使用压电元件的机电效率来测量温度，在本发明的范围内对该文献进行全文引用。通过使用压电元件的电容来测量温度本身也从现有技术获知。
[0043]
因此有利的是，对于第一和/或第二温度，将通过使用第一和/或第二温度接收信号确定的第一和/或第二温度的值与通过使用机电效率或电容确定的第一和/或第二温度的值彼此进行比较，并且其中，特别是在借助于第一和/或第二温度接收信号确定的值与通过使用机电效率或电容确定的值之间的偏差超过能够指定的极限值的情况下，做出关于至少一个压电元件或第一和/或第二温度传感器的说明。因此，同样可以通过使用所确定的温度值来对传感器单元进行诊断。
[0044]
诊断能够包括例如关于用于特别是经由第一和/或第二温度传感器确定和/或监测温度的单元的说明，或者关于第一和/或第二压电元件的状态的说明。有利地是，能够以这种方式对单独应用的测量原理，特别是对两个接收信号，以及对由用于确定和/或监测温度的单元接收的温度接收信号进行合理性检查。
[0045]
在根据本发明的方法的另一个实施例中，通过使用由第一和第二温度接收信号确定的第一和第二温度的值之间的差来确定散热，特别是传感器单元区域中的散热，其中，特别是在所述差超过能够指定的极限值的情况下，输出警告。
[0046]
因此，也能够将两个温度传感器彼此进行比较。还能够根据传感器单元区域中占优势的空间分辨温度轮廓分布，将其它测量原理相对于彼此进行比较。此外，可以设想输出环境温度与介质温度之间的最大允许差，这保证对应设备的可靠操作，并且在所述差超过该极限值的情况下，输出警告。
[0047]
此外，有利的是，通过使用声速来确定密度的参考值，其中借助于根据第一接收信号确定的密度值来与参考值比较。优选地基于根据第二接收信号确定的声速来确定在可指定的容器中溶解在参考介质中的参考物质的浓度。随后能够根据浓度来确定参考介质的密度的参考值。此外，能够根据第一接收信号来确定密度的测量值。然后能够将两个密度值彼此进行比较。根据第一接收信号确定的密度值，尤其能够基于根据第二接收信号确定的密度的参考值进行调整。以这种方式，能够补偿分别使用的容纳器的几何形状对密度的电子振动确定的不利影响。
[0048]
在又一个特别优选的实施例中，使用第一和第二接收信号和/或使用第一和第二过程变量来确定介质中包含的第一物质的第一浓度和介质中包含的第二物质的第二浓度。根据现有技术，相对于两种不同物质而言，对于这种介质的分析，通常需要提供不同被测变量的两个单独的测量设备。根据本发明，相比之下，对介质中两种不同成分的说明能够借助于单个设备可靠地进行。
[0049]
方法的优选使用涉及对发酵过程的监测。在发酵过程中，糖被转化为乙醇。为了能够确保定性监测，因此有必要确定糖和乙醇这两者的浓度。这在本发明的框架内是可能的。
[0050]
最后，在方法的有利实施例中，使用第一和第二接收信号和/或使用第一和第二过
程变量，确定在传感器单元上是否已经形成沉积物和/或是否存在传感器单元的漂移和/或老化。取决于探测单元上的沉积物、传感器单元区域中的漂移或老化，两个接收信号在每种情况下通常都是不同的。因此，例如，能够使用两个接收信号和/或过程变量的时间性考虑来确定沉积物、漂移或老化的存在。
[0051]
有利的是，将第一和第二接收信号、第一和第二过程变量、和/或第一和第二接收信号的时间轮廓分布和/或第一和第二过程变量的时间轮廓分布彼此进行比较。然后能够根据所述比较来推断传感器单元是否存在沉积物、漂移或老化。因为至少两个接收信号或过程变量是可访问的，所以相对于关于沉积物、漂移或老化所做的说明而言，在每种情况下都能够实现高度的准确度。因此，根据本发明，通过利用单个传感器单元实施两种不同的测量，能够可靠地检测沉积物的存在，亦或传感器单元的漂移或老化。
[0052]
在另一个特别优选的实施例中，在确定和/或监测至少一个过程变量时，或者在确定根据至少一个过程变量和/或根据至少一个接收信号导出的变量时，减少或补偿传感器单元的沉积物、漂移和/或老化对第一和/或第二接收信号的影响。因此，在确定和/或监测各个过程变量时，能够考虑传感器单元的沉积物、漂移和/或老化的影响，使得能够确定各个过程变量而不取决于沉积物、漂移或老化的存在。为了减轻或补偿所述影响，例如能够存储适当的、特别是取决于过程的算法，借助于该算法，能够针对相应的过程变量来确定不受传感器单元的沉积物、漂移和/或老化的影响而被篡改的值。因此，能够实现改进的测量准确度，并且因此能够提供预测性维护的可能性。
[0053]
应当指出，结合根据本发明的设备描述的实施例也能够在加上必要的修改后应用于根据本发明的方法，反之亦然。
附图说明
[0054]
参照以下图更详细地解释本发明，在图中：
[0055]
图1示出了根据现有技术的电子振动传感器的示意图，
[0056]
图2示出了传感器单元的几种可能的实施例，这些实施例本身从现有技术获知并且适合于执行根据本发明的方法，以及
[0057]
图3示出了根据本发明的设备的可能实施例，该设备具有用于确定介质温度的单元。
[0058]
在图中，相同的元件分别具有相同的附图标记。
具体实施方式
[0059]
图1示出了电子振动传感器1，电子振动传感器1具有传感器单元2。该传感器具有呈振动叉形式的能够机械振荡的单元4，能够机械振荡的单元4部分浸入位于容器3中的介质m中。激发/接收单元5激发能够振荡的单元4进行机械振荡，并且能够振荡的单元4能够例如借助于压电叠层驱动器或双压电驱动器来激发。例如，其它电子振动传感器具有电磁驱动器/接收器单元5。可以使用既用于激发机械振荡又用于检测机械振荡的单个驱动器/接收器单元5。然而，也可以设想实现驱动器单元和接收器单元这两个中的每一个。此外，图1描绘了电子单元6，借助于电子单元6进行信号采集、评估和/或馈送。
[0060]
图2以示例的方式示出了适合于实施根据本发明的方法的各种传感器单元2。图2a
所示的能够机械振荡的单元4包括两个振荡元件9a、9b，这两个振荡元件9a、9b安装在底座8上并且因此也称为叉齿。可选地是，也可以在两个振荡元件9a、9b的端侧上分别形成桨叶(在这里未示出)。在两个振荡元件9a、9b中的每一个中，分别引入了腔体10a、10b，尤其是口袋状腔体，在腔体中分别布置驱动器/接收器单元5的至少一个压电元件11a、11b。优选地是，压电元件11a和11b嵌入腔体10a和10b中。腔体10a、10b能够使得两个压电元件11a、11b完全或部分地位于两个振荡元件9a、9b的区域中。de102012100728a1中广泛描述了这样的布置以及类似的布置。
[0061]
在图2b中描绘了传感器单元2的另一个可能的示例性实施例。能够机械振荡的单元4有两个振荡元件9a、9b，这两个振荡元件9a、9b彼此平行对准并且在这里以杆状方式配置。这两个振荡元件9a、9b安装在盘状元件12上并且能够彼此独立地激发以机械地振荡。这两个振荡元件的振荡同样能够彼此独立地接收和评估。这两个振荡元件9a和9b分别具有腔体10a和10b，至少一个压电元件11a和11b分别布置在腔体10a和10b中的面对盘形元件12的区域中。关于根据图2b的实施例，进而进一步参考先前未公开的参考编号为de102017130527a1的德国专利申请。
[0062]
如图2b示意性所示，根据本发明，一方面对传感器单元2提供激发信号a使得能够振荡的单元4被激发以机械地振荡。振荡借助于两个压电元件11a和11b生成。可以设想的是，将相同的激发信号a施加到两个压电元件，以及可以设想的是将第一激发信号a1施加到第一振荡元件11a，并且将第二激发信号a2施加到第二振荡元件11b。还可以设想基于机械振荡接收第一接收信号ea，或者每个振荡元件9a、9b接收单独的接收信号e
a1
或e
a2
。
[0063]
此外，传输信号s从第一压电元件11a发射，并且第二压电元件11b接收呈第二接收信号es形式的传输信号s。因为两个压电元件11a和11b至少布置在振荡元件9a和9b的区域中，所以传输信号s穿过介质m，前提是传感器单元2与介质m接触并且因此受到介质m的性质的影响。传输信号s优选为超声信号，尤其是脉冲超声信号，并且尤其是至少一个超声脉冲。然而，也可以设想，传输信号s由第一振荡元件9a的区域中的第一压电元件11a发射并且将在第二振荡元件9b处被反射。在这种情况下，第二接收信号es由第一压电元件11a接收。在这种情况下，传输信号s穿过介质m两次，这会导致传输信号s的运送时间τ加倍。
[0064]
除了根据本发明的装置1示出的两个实施例之外，还可以设想许多其它变体，这些变体同样落在本发明的范围内。例如，对于根据图2a和图2b的实施例，可以使用仅一个压电元件11a、11b，并且将所述仅一个压电元件11a、11b至少布置在两个振荡元件9a、9b中的一个振荡元件中。在这种情况下，压电元件9a用于生成激发信号和传输信号s，并且用于接收第一接收信号e1和第二接收信号e2。在这种情况下，传输信号在没有压电元件11b的情况下在第二振荡元件9b处被反射。
[0065]
在图2c中描绘了另一种示例性可能性。在这里，第三压电元件11c设置在隔膜12的区域中。第三压元件11c用于生成激发信号a并且用于接收第一接收信号e1；第一压电元件11a和第二压电元件11b用于生成传输信号s或用于接收第二接收信号e2。可替代地，例如可以用第一压电元件11a和/或第二压电元件11b生成激发信号a和传输信号s，并且接收第二接收信号e2，其中第三压电元件11c用于接收第一接收信号e1。还可以用第一压电元件11a和/或第二压电元件11b生成传输信号s，并且用第三压电元件11c生成激发信号a，并且用第一压电元件11a和/或第二压力元件11b接收第一接收信号e1和/或第一接收信号e2。在图2c
的情况下，对于其它实施例，也可以省去第一压电元件11a或第二压电元件11b。
[0066]
装置1的另一个可能的实施例是图2d的主题。从图2b的实施例开始，该装置包括第三振荡元件9c和第四振荡元件9d。然而，第四振荡元件9d不用于生成振荡。更确切地说，第三压电元件11c和第四压电元件11d分别布置在附加元件9c、9d中。在这种情况下，借助于前两个压电元件11a、11b执行电子振动测量，并且借助于另外两个压电元件11c、11d执行超声测量。在这里，取决于测量原理，也能够省去压电元件例如11b和11d。然而，出于对称的原因，总是使用两个附加振荡元件9c、9d是有利的。
[0067]
第一接收信号ea和第二接收信号es产生自不同的测量方法，并且能够相对于至少一个过程变量p彼此独立地进行评估。就这一点而言，参考先前未公开的参考编号为102018127526.9的德国专利申请，在本发明的范围内对该专利申请进行全文参考。
[0068]
此外，根据本发明，能够非常准确和可靠地确定温度t，并且能够补偿温度t对特定的所确定的过程变量的影响。为了这个目的，如图3所示，根据本发明的设备具有用于确定和/或监测温度的单元。对于所示的示例，传感器单元2被设计成类似于图2a中的变体。
[0069]
单元13布置在两个振荡元件9a和9b之间，用于确定和/或监测介质的温度t，单元13包括杆状壳体元件14，在杆状壳体元件14中布置有彼此间隔开的第一温度传感器15a和第二温度传感器15b。这些温度传感器能够被设计成例如以电阻元件或热电偶的形式。第一温度传感器15a被配置成确定传感器单元2的面对介质m的端部区域b1中的第一温度t1，而第二温度传感器15b被配置成确定传感器单元2的背对介质m的端部区域b2中的第二温度t2。由于介质的温度和环境的温度不同，因此第一温度t1和第二温度t2通常彼此不同。因此，为了能够高度准确地确定所有可用的过程变量，了解传感器单元2的空间分辨温度轮廓分布非常重要。因为确定了不同位置处的温度，所以能够显著提高多传感器1的可实现的测量准确度，并且此外，能够提供进一步的诊断功能。
[0070]
用于根据本发明的设备1的在这里未单独展示的替代变体能够例如使得至少一个温度传感器15a、15b布置在振荡元件9a、9b的区域中或布置在底座8的区域中。还可以设想使用彼此间隔一定距离定位的多于两个的温度传感器15。
[0071]
附图标记列表
[0072]
1 电子振动传感器
[0073]
2 传感器单元
[0074]
3 容器
[0075]
4 能够振荡的单元
[0076]
5驱动器/接收器单元
[0077]
6 电子单元
[0078]
8 底座
[0079]
9a、9b振荡元件
[0080]
10a、10b腔体
[0081]
11a、11b压电元件
[0082]
12盘状元件
[0083]
13用于确定和/或监测温度的单元
[0084]
14杆状壳体元件
[0085]
15、15a、15b温度传感器
[0086]
m 介质
[0087]
p 过程变量
[0088]
t、t1、t2温度
[0089]
a 激发信号
[0090]
s 传输信号
[0091]ea 第一接收信号
[0092]es 第二接收信号
[0093]et 第三接收信号
[0094]
δφ可指定的相移