振动型测量变换器以及形成有该测量变换器的测量系统的制作方法_5

文档序号:9291445阅读:来源:国知局
压和/或抗爆地封闭的保护套。该测量变换器壳体Hff例如可以由平滑或有波纹的不锈钢板材或塑料制成。如也在图1中示意出的那样,测量变换器壳体Hff还可以具有相应的联接接头,在以形成紧凑结构方式的测量仪的情况下,电子器件壳体HE装配在该联接接头上。此外,在联接接头内部可以布置有例如借助玻璃封装和/或塑料封装制成的严密地密封和/或抗压的贯穿件,其用于在测量和运行电子器件与测量变换器之间铺设电联接线缆。如从图2、图4和图6的总览可以毫无问题地清楚看到的那样,例如为了一方面提供尽可能小的安装体积且另一方面提供该安装体积的尽可能最优的利用方案,测量变换器壳体Hff还可以相对于承载元件TE以如下方式布置,即,使相应于测量变换器壳体Hff的对称轴线的纵轴线相对于相应于承载元件TE的惯性主轴线倾斜了大于0°且小于10°的角。
[0070]提到类型的测量变换器、也就是根据本发明的测量变换器固有大量分别具有谐振频率的干扰模式,即为了避免在运行中有效振荡或至少一个振荡信号的干扰而实际上不期望激励出的振荡模式。在根据本发明的测量变换器中,即使如下这种接下来被称为第一类干扰模式的振荡模式也是特别有利的,其中,承载元件TE可以分别实施干扰振荡,即可以分别实施导致相对于测量管的运动的、围绕其静态的静止位置的振荡,并且即使如下这种接下来被称为第二类干扰模式的振荡模式也是特别有利的,其中,第二承载元件可以分别实施干扰振荡,即可以分别实施导致相对于测量管的运动的、围绕其静态的静止位置的振荡。此外,根据本发明的另一设计方案,为了避免由振荡激励器E的干扰模式导致的本来不期望的激励,测量变换器以如下方式来构造,即,其中每个第一类干扰模式的谐振频率以及其中每个第二类干扰模式的谐振频率尽可能持续地与有效模式的谐振频率有偏差,尤其也分别与有效模式的谐振频率偏差了多于2Hz。
[0071]在此还要考虑的是,另一方面尤其由于在测量变换器的运行中按规定在测量管的内腔中流动的介质的密度随时间变化,有效模式的谐振频率、也就是有效频率自然能在有效频率区间内变化,该有效频率区间根据应用的不同在数十或甚至数百赫兹上延伸。在此,该有效频率区间具有通过不被有效频率低过的最小频率值限定的区间下边界以及通过不被有效频率超过的最大频率值限定的区间上边界。在此,有效频率区间的大小或其区间边界的位置不仅由测量变换器的机械构造而且由要测量的介质,也就是通过针对测量变换器设置的应用来共同确定。
[0072]此外,尤其对于承载元件TS基本上与测量管M结构相同地构造的情况,测量变换器尤其也固有类似有效模式的第二类第一干扰模式,其中,第二承载元件可以实施如下干扰振荡,其与测量管的有效振荡具有同样多的振荡波腹和振荡波节。根据本发明的另一设计方案,为了避免由该第二类干扰模式导致的不期望的激励,测量变换器以如下方式来设计,即,使第二类第一干扰模式具有如下谐振频率,其尽可能持久或始终比有效模式的谐振频率小,尤其是小了多于2Hz,也就是相应地小于有效频率区间的区间下边界。这一方面可以借助已经提及的弹簧元件C在其自然导致有效模式的谐振频率升高,也就是有效频率区间的区间边界也升高之后实现。但是作为替选或补充,第二类第一干扰模式的谐振频率也可以通过如下方式进一步下降,也就是与有效频率区间的区间下边界的间距增大,即,如也在图4和图5中示意性示出那样,在承载元件TS上近似作为点质量起作用的配平配重W例如安装在该承载元件TS的背离测量管的侧上。在此,配平配重W的降低第二类第一干扰模式的谐振频率的作用可以通过如下方式进行优化,即,使得尽可能多的由配平配重W引入的质量到达承载元件TS的振荡的最大振荡振幅的位置,如在图4中示意性示出的那样,在承载元件TS的中央的或与振荡激励器E相对置的区段中。
[0073]此外,在关于第二类第一干扰模式的有效频率区间或谐振频率的区间边界方面协调测量管与承载元件TS时,要考虑的是,测量变换器自然也固有第二类第二干扰模式,其中,第二承载元件可以实施如下干扰振荡,其比测量管的有效振荡具有更多的振荡波腹,也就是具有更多的振荡波节。此外,根据本发明的另一设计方案,设置的是,测量管M和承载元件TS以如下方式彼此协调,即,使第二类第二干扰模式的谐振频率尤其比有效频率区间的区间上边界大多于2Hz,也就是持久地大于有效频率。也就是说其结果是,承载元件TS本身可以在任何时间点都不实施具有相应于有效频率的谐振频率的谐振振荡,或承载元件TS在任何情况下都可以实施具有始终与有效频率有偏差的谐振频率的谐振振荡。
[0074]根据本发明的另一设计方案,测量管M和承载元件TS以如下方式彼此协调,即,使承载元件TE具有小于测量管的最大挠性的最大挠性。此外,根据本发明的另一设计方案,承载元件TS和承载元件TE也以如下方式彼此协调,即,使承载元件TE具有小于承载元件TS的最大挠性的最大挠性,从而也就是说相反承载元件TE与测量管M和承载元件TS相比明显更坚固,尤其是明显更抗弯曲和抗扭转。这针对上述承载元件TE借助具有管壁和由该管壁围绕的内腔的管来形成的情况,可以非常简单地通过如下方式来实现,即,使形成第一承载元件TE的管的管壁的壁厚大于测量管的管壁的壁厚,其典型地大于0.5mm且小于3mm;这尤其是以如下方式,即,使形成第一承载元件的管的管壁的尽可能大于3_的壁厚是测量管M的管壁的壁厚的两倍还多。
[0075]如已经提及的那样,当测量变换器在很宽的有效频率区间上是近似理想地得到平衡,即可以在甚至不产生值得一提的由密度随时间的变化导致的不期望的横向力的情况下运行时,仅具有唯一的弯曲或笔直的测量管的振动型测量变换器有时也具有增大的测量误差。这种测量误差尤其也可以被引回,从而使测量管M和承载元件TS,也就是测量变换器的承载一个且同一振荡传感器的两个传感器组件中的每一个的构件,对由联接的管状线路传递到承载元件TE或可能由其形成的测量变换器壳体Mff上的干扰,例如是管状线路的具有相应于有效频率的频率的震动做出不同反应,也就是说提到类型的测量变换器有时具有对于力求的测量准确度来说不充足的机械共模抑制。这尤其在于如下原因,即,在常规的测量变换器中,测量管M典型地以不同于承载元件TS的另一方式联接到承载元件TE上。因此,根据本发明的另一设计方案还设置的是,不仅管端部M+而且承载端部TS+都与承载端部TE+机械连接,并且不仅管端部M#而且承载端部TS#都与承载端部TE#机械连接。这尤其是以如下方式,即,不仅管端部M+与承载端部TE+刚性连接,即以排除管端部M+与对应的承载端部TE+之间的相对运动的方式连接,而且管端部M#与承载端部TE#刚性连接,即以排除管端部M#与对应的承载端部TE#之间的相对运动的方式连接,并且不仅承载端部TS+与承载端部TE+刚性连接,即以排除承载端部TS+与对应的承载端部TE+之间的相对运动的方式连接,而且承载端部TS#与承载端部TE#刚性连接,即以排除承载端部TS#与对应的承载端部TE#之间的相对运动的方式连接。在此按照理想方式,承载端部TE+与对应的管端部M+以及对应的承载端部TS+同样刚性连接,或者说承载端部TE#与对应的管端部M#以及对应的承载端部TS#同样刚性连接。测量管M和承载元件TS到承载元件TE的这种联接的结果是,如在图9中示意性示出的那样,测量管M和承载元件TS对能从外部通过承载元件TE、例如通过承载端部TE+和/或通过承载端部TE#同时传递到测量管M和承载元件TS上的具有干扰频率的干扰振荡做出反应,该干扰振荡具有对于测量质量流率无危害的并行振荡,即分别具有不改变两个传感器组件SI’、S1”之间的间距的、分别具有相应于干扰频率的频率的振荡;这尤其也针对如下情况,即,干扰频率相应于有效模式的谐振频率,也就是有效频率。根据分别输入测量变换器中的干扰的类型和作用方向,该并行振荡可以具有一个或多个振荡波腹,如在图9中仅示例性示出的那样是两个振荡波腹。随之而来的是,测量管和承载元件TS也可以分别接收相应于科里奥利振荡的振荡形式,而这不对振荡信号产生影响。
【主权项】
1.一种测量变换器,所述测量变换器用于科里奥利质量流量测量仪,所述测量变换器包括: -具有输入侧的第一管端部和输出侧的第二管端部的、尤其关于对称中心点对称的和/或至少以区段形式S形地弯曲的和/或至少以区段形式是笔直的和/或是唯一的测量管,所述测量管具有带预定的壁厚的管壁和在其第一管端部与第二管端部之间延伸的由所述管壁包围的内腔,所述测量管设置成用于在其内腔中引导流动的介质、尤其是气体和/或液体,并且在此期间为了产生科里奥利力而围绕静态的静止位置振荡; -第一承载元件,所述第一承载元件尤其至少以区段形式柱体式地构造和/或构造为包覆所述测量管的壳体,所述第一承载元件以第一承载端部尤其刚性地与所述测量管的第一管端部机械连接,且以第二承载端部尤其刚性地与所述测量管的第二管端部机械连接;-与测量管侧向间隔开的第二承载元件,所述第二承载元件尤其借助与测量管结构相同和/或且至少以区段形式平行于测量管延伸的盲管形成,所述第二承载元件不仅以第一承载端部而且也以第二承载端部与所述第一承载元件机械联接; -振荡激励器,其尤其是唯一的和/或电动力的振荡激励器,所述振荡激励器具有: --第一激励器组件,所述第一激励器组件在外部固定在测量管上,尤其与其管壁材料锁合地连接和/或借助永磁体形成;和 -第二激励器组件,所述第二激励器组件安装在第一承载元件上,尤其放置在所述第一承载元件的面对所述测量管的内侧上和/或借助螺线管形成;以及 -至少一个尤其是电动力的第一振荡传感器,所述第一振荡传感器具有: --第一传感器组件,所述第一传感器组件在外部固定在测量管上,尤其与其管壁材料锁合地连接和/或借助永磁体形成;和 -第二传感器组件,所述第二传感器组件安装在第二承载元件上,尤其借助螺线管形成; -其中,所述测量变换器固有带谐振频率的有效模式,即如下振荡模式,其中,所述测量管能够实施有效振荡,即对于产生科里奥利力来说合适的围绕其静态的静止位置的振荡,所述振荡具有有效频率,即相应于所述有效模式的谐振频率的频率,尤其是以如下方式,即,所述测量管的有效振荡具有四个振荡波节,也就是三个振荡波腹; -其中,所述振荡激励器设置成用于激励出所述测量管的所述有效振荡;并且-其中,所述第一振荡传感器设置成用于检测所述测量管相对于第二承载元件的运动,尤其是所述测量管的具有有效频率的振荡的运动,并且将其转化成代表所述测量管的振荡的第一振荡信号。2.根据上述权利要求中任一项所述的测量变换器, -其中,所述第二承载元件以其第一承载端部尤其刚性地与所述第一承载元件的第一承载端部机械连接,并且 -其中,所述第二承载元件以其第二承载端部尤其刚性地与所述第一承载元件的第二承载端部机械连接。3.根据上述权利要求中任一项所述的测量变换器, -其中,除了所述振荡激励器之外,所述测量变换器不具有带安装在第一承载元件上的激励器组件的振荡激励器;和/或 -其中,所述测量变换器不具有带安装在第二承载元件上的激励器组件的振荡激励器。4.根据上述权利要求中任一项所述的测量变换器,其中,所述第一承载元件设置成用于以如下方式置入管状线路的走向中,即,在形成流动路径的情况下,使所述测量管的内腔与所述管状线路的内腔联通。5.根据上述权利要求中任一项所述的测量变换器, -其中,所述第一承载元件(TE)的第一承载端部(TE+)具有联接法兰(F+),所述测量管的第一管端部通入该联接法兰中,并且 -其中,所述第一承载元件(TE)的第二承载端部(TE#)具有联接法兰(F#),所述测量管的第二管端部通入该联接法兰中。6.根据上述权利要求中任一项所述的测量变换器,其中,所述第一承载元件借助空心体来形成,所述空心体尤其至少以区段形式是柱体状的和/或管状的和/或至少部分包覆所述测量管和所述第二承载元件。7.根据上述权利要求中任一项所述的测量变换器,其中,所述第一承载元件具有不仅所述测量管而且所述第二承载元件都延伸穿过的内腔。8.根据上述权利要求中任一项所述的测量变换
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