具有振动型测量传感器的测量系统

摘要

本发明涉及一种测量系统，其可用于测量在管道中至少间歇地流动的介质的密度和/或质量流率。为此，该测量系统包括：振动型测量传感器，用于产生振动测量信号；以及电子传送器，与测量传感器电耦合，以控制该测量传感器和评估由该测量传感器所递送的振荡测量信号。测量传感器包括：传感器外壳（71），入口侧第一外壳端由具有恰好四个彼此间隔开的流口（201A、201B、201C、201D）的入口侧第一分流器（201）形成，出口侧第二外壳端由具有恰好四个彼此间隔开的流口（202A、202B、202C、202D）的出口侧第二分流器（202）形成。测量传感器也包括管布置，其具有恰好四个直测量管（181、182、183、184），以并行流连接连接到分流器（201、202）以形成流路且以引导流动介质；机电激发器布置（5），用于生成和/或维持四个测量管（181、182、183、184）的机械振荡；以及，振动传感器布置（19），对于测量管（181、182、183、184）的振动做出反应以产生代表测量管（181、182、183、184）的振动的振荡测量信号。四个测量管中的每一个具有构成每个测量管长度至少40%的中段，其中，每一个测量管并不具有与任何其它测量管的机械连接，和/或其中，每一个测量管可相对于其它测量管自由移动。被称作V模式的管布置固有的自然弯曲振荡模式被用作由激发器机构主动激发使用的期望模式。

主权项

一种用于测量介质的密度和/或质量流率——特别是在一定时间间隔总计的总质量流量——和/或粘度的测量系统，所述介质特别是至少有时在管道中流动的气体、液体、粉末或其它可流动的材料，特别以大于400t/h的质量流率流动，其中，所述测量系统特别地实现为管线内测量设备和/或紧凑结构的测量设备，所述测量系统包括：振动型测量换能器，用于产生振荡测量信号——特别是用于记录密度和/或质量流率和/或粘度的振荡测量信号；以及传送器电子装置，所述传送器电子装置与所述测量换能器电耦合，特别地传送器电子装置被布置在与换能器外壳机械连接的电子装置外壳中，所述传送器电子装置用于启动所述测量换能器并且用于评估从所述测量换能器递送的振荡测量信号，所述测量换能器包括：换能器外壳——特别是基本上管状和/或外部圆柱形的换能器外壳，其中，所述换能器外壳的入口侧第一外壳端由入口侧第一分流器形成，该入口侧第一分流器具有恰好四个相互间隔开的流口——特别是圆柱形、锥形或圆锥形流口，且所述换能器外壳的出口侧第二外壳端由出口侧第二分流器形成，该出口侧第二分流器具有恰好四个相互间隔开的流口——特别是圆柱形、锥形或圆锥形流口；管布置，所述管布置具有恰好四个直测量管以形成被布置为用于并行流动的流路并且连接到所述分流器——特别是相同结构的分流器——以引导流动介质，特别地测量管仅借助于所述分流器和/或相同结构的测量管和/或至少成对彼此相互平行的测量管而振荡地保持在所述换能器外壳中，其中：第一测量管以入口侧第一测量管端部通入所述第一分流器的第一流口内且以出口侧第二测量管端部通入所述第二分流器的第一流口内；第二测量管，特别地至少分段地平行于所述第一测量管，以入口侧第一测量管端部通入所述第一分流器的第二流口内且以出口侧第二测量管端部通入到所述第二分流器的第二流口内；第三测量管以入口侧第一测量管端部通入所述第一分流器的第三流口 内且以出口侧第二测量管端部通入所述第二分流器的第三流口内；以及，第四测量管——特别至少分段平行于所述第三测量管的第四测量管，以入口侧第一测量管端部通入所述第一分流器的第四流口内且以出口侧第二测量管端部通入所述第二分流器的第四流口内；机电激发器机构——特别是由至少一个电动振荡激发器和/或不同地激发所述第一测量管相对所述第二测量管的振荡的振荡激发器形成，用于产生和/或维持所述四个测量管的机械振荡——特别是弯曲振荡；以及，振动传感器布置——特别是电动传感器布置和/或由彼此相同结构的振荡传感器所形成的振动传感器布置，用于对所述测量管的振动——特别是由所述激发器机构所激发的弯曲振荡——做出反应以产生表示所述测量管的振动——特别是弯曲振荡——的振荡测量信号，其中：所述四个直测量管被实现且在所述测量换能器中布置，使得所述管布置具有第一虚构纵剖面，该第一虚构纵剖面位于所述第一测量管与所述第三测量管之间并且也在所述第二测量管与所述第四测量管之间，所述管布置关于所述第一虚构纵剖面镜像对称，且所述管布置具有第二虚构纵剖面，该第二虚构纵剖面垂直于所述第一虚构纵剖面且在所述第一测量管与所述第二测量管之间并且也在所述第三测量管与所述第四测量管之间延伸，所述管布置关于所述第二虚构纵剖面同样镜像对称，并且使得对所述测量管——特别是等长的测量管——的每个，与最小距离相对应的测量管长度达到1000mm或更大，所述最小距离是对应于相应入口侧第一测量管端部的第一分流器的流口和对应于相应出口侧第二测量管端部的第二分流器的流口之间的最小距离；所述四个测量管中的每一个具有占所述测量管长度至少40%的中段，其中，在所述中段，所述测量管中的每一个没有与所述测量管中的任何其它测量管的机械连接，和/或其中，在所述中段，每个测量管可相对于其它测量管自由移动；所述管布置具有第一类型的自然弯曲振荡模式（V模式），在该模式下，所述第一测量管和所述第二测量管在每种情况下相对于与相 应测量管相关联的静态停止位置执行关于所述第二虚构纵剖面相反相等的——特别是共面的——和/或关于第二虚构纵剖面对称的弯曲振荡，并且其中，所述第三测量管和所述第四测量管在每种情况下相对于与相应测量管相关联的静态停止位置执行关于所述第二虚构纵剖面相反相等的——特别是共面的——和/或关于第二虚构纵剖面(YZ)对称的弯曲振荡，这使得所述第一测量管的所述弯曲振荡与所述第三测量管的所述弯曲振荡关于所述第二虚构纵剖面也相反相等，且使得所述第二测量管的所述弯曲振荡与所述第四测量管的所述弯曲振荡关于所述第二虚构纵剖面也相反相等；所述传送器电子装置——特别是由微计算机和/或数字信号处理器形成的，在操作期间借助于供应到所述激发器机构的至少一个电驱动信号把激发电力——特别是具有可变的最大电压水平和/或可变的最大电流水平的电力——馈送到所述激发器机构内，所述电驱动信号特别是具有对应于所述管布置的自然振荡模式的本征频率的至少一个信号频率的可变和/或至少有时周期性的电驱动信号；以及所述激发器机构适于将所述激发电力——特别是依赖于所述至少一个驱动信号的电压水平和电流水平的激发电力——至少部分地转变成所述第一测量管的弯曲振荡和所述第二测量管的弯曲振荡以及还转变成所述第三测量管的弯曲振荡和所述第四测量管的弯曲振荡，使得由所述激发器机构所激发的所述四个测量管至少部分地——特别是主要地——执行第一类型的基本模式的弯曲振荡，所述第二测量管的弯曲振荡与所述第一测量管的弯曲振荡关于所述管布置的所述第二虚构纵剖面相反相等——特别地所述第二测量管的弯曲振荡与所述第一测量管的弯曲振荡共面，所述第四测量管的弯曲振荡与所述第三测量管的弯曲振荡关于所述测量管布置的所述第二虚构纵剖面相反相等。