具有振动型测量变换器的测量系统技术方案

一种测量系统包括：振动型测量变换器，在运行期间流体流过它，并且它产生与流动的流体的参数对应的振荡信号；以及，变送器电子设备（ME）其与测量变换器电耦合，并且用于启动测量变换器以及用于评估由测量变换器传递的振荡信号。测量变换器（MW）包括：至少一个测量管（10；10’），用于传送流动的流体；至少一个机电振荡激励器（41），用于主动地激励和/或保持在期望模式下的至少一个测量管的弯曲振荡；以及，至少一个第一振荡传感器（51），用于记录至少一个测量管的振动，并且用于产生测量变换器的振荡信号（s1），该振荡信号表示至少该至少一个测量管的振动。变送器电子设备（ME）继而通过表示弯曲振荡模式的振荡信号的信号分量来产生空穴报告（XKV），该空穴报告信号通知在流体中的空穴的出现，在该弯曲振荡模式下，至少一个振动测量管执行具有比在期望模式下的弯曲振荡的情况下多至少一个振荡波腹的弯曲振荡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于流体的测量系统，特别是被体现为紧凑测量装置和/或科里奥利质量流量测量装置的测量系统，其中，该测量系统包括:振动型测量变换器，在运行期间流体至少有时流过它，并且它产生由用于表征流动的流体的至少一个所测量的变量影响的振荡信号，该至少一个所测量的变量特别是质量流量、密度、粘度等；以及，变送器电子设备，其与测量变换器电耦合，并且将由测量变换器传递的振荡信号处理为测量值。
技术介绍
在用于确定在诸如管道的过程管线中流动的诸如液体和/或气体的流体的特征测量变量的工业测量技术中，特别是在也与自动化制造过程的控制和监控相关的工业测量技术中，经常使用下述测量系统，该测量系统通过振动型测量变换器和与其连接并且通常被容纳在独立的电子设备壳体中的变送器电子设备在流动的流体中引发诸如科里奥利力的反作用力，并且产生从这些循环地得出的、对应地表示诸如质量流率、密度、粘度或某个其他过程参数的至少一个所测量变量的测量值。这样的测量系统——经常通过具有诸如科里奥利质量流量计的集成的测量变换器的紧凑构造的在线测量装置而形成——久已成为已知的，并且在工业用途中已经证明了它们自己。例如在下述部分中描述了具有振动型测量变换器的这样的测量系统或其单独部件的示例:EP-A317340、JP-A8-136311、JP-A9-015015、US-A2007/0119264、US-A2007/0119265、US-A2007/0151370、US-A2007/0151371, US-A2007/0186685、US-A2008/0034893、US-A2008/0141789、US-A4, 680，974、US-A4, 738，144、US-A4, 777，833、US-A4, 801，897、US-A4, 823，614、US-A4, 879，911、US-A5, 009，109、US-A5, 024，104、US-A5, 050，439、US-A5, 291，792、US-A5, 359，881、US-A5, 398，554、US-A5, 476，013、US-A5, 531，126、US-A5, 602, 345、US-A5, 691，485、US-A5, 734，112、US-A5, 796，010、US-A5, 796，011、US-A5, 796，012、US-A5, 804，741、US-A5, 861，561、US-A5, 869，770、US-A5, 945，609、US-A5, 979，246、US-A6, 047, 457、US-A6, 092, 429、US-A6, 073, 495、US-A6, 311，136、US-B6, 223, 605、US-B6, 330, 832、US-B6, 397, 685、US-B6, 513, 393、US-B6, 557, 422、US-B6, 651，513、US-B6, 666，098、US-B6, 691，583、US-B6, 840, 109、US-B6, 868，740、US-B6, 883，387、US-B7, 017, 424、US-B7, 040, 179、US-B7, 073, 396、US-B7, 077, 014、US-B7, 080, 564、US-B7, 134，348、US-B7, 216，550、US-B7, 299，699、US-B7, 305，892、US-B7, 360，451、US-B7, 392，709、US-B7, 406, 878、W0-A00/14485、W0-A01/02816、W0-A2004/072588,TO-A2008/013545、TO-A2008/077574、TO-A95/29386、W0-A95/16897 或者 TO-A9940394。其中例示的测量变换器的每一个包括至少一个实质上直的或弯曲的测量管，该测量管被容纳在测量变换器壳体中，并且传送或引导——在一些情况下也极快或极慢——流动的流体。在测量系统的运行中，使得至少一个测量管振动以用于产生被流过测量管的流体影响的振荡形式的目的。在具有两个测量管的测量变换器的情况下，这些在通常经由在测量管和入口侧连接法兰之间的入口侧上延伸的分流器以及经由在测量管和出口侧连接法兰之间的出口侧上的延伸的分流器被集成到过程管线内。在具有单个测量管的测量变换器的情况下，该单个测量管通常经由在入口侧上开口的大体直的连接管件以及经由在出口侧上开口的大体直的连接管件而与过程管线相通。另外，具有单个测量管的所示测量变换器的每一个在各种情况下包括至少一个一件或多部分——例如，管状的、盒状的或板状的——偶合振荡器，该偶合振荡器耦合到在入口侧上的测量管以形成第一耦合区域，并且耦合到在出口侧上的测量管以形成第二耦合区域，并且在运行期间实质上休止或与测量管等幅相反地振荡，因此具有相等的频率和相反的相位。通过测量管和偶合振荡器形成的测量变换器的内部部分在通常特别地以使得该内部部分能够相对于测量管振荡的方式通过所述两个连接管件被单独容纳在保护测量变换器壳体中，经由该两个连接管件，测量管在运行期间与过程管线相通。在具有单个大体直的测量管的测量变换器的情况下——例如如在US-A5，291，792、US-A5, 796，010、US-A5, 945，609、US-B7, 077，014、US-A2007/0119264、W0-A0102816 或W0-A9940394中所示，该测量管和偶合振荡器如在传统测量变换器的情况下非常常见的那样相对于彼此实质上同轴地定位。在上述类型的通常上市的测量变换器的情况下，偶合振荡器也在通常是大体管状的，并且被体现为大体直的空圆柱，该圆柱以测量管至少部分地被偶合振荡器套住的方式被布置在测量变换器中。诸如结构钢或易切削钢的性价比相对好的钢类型通常被用作用于这样的偶合振荡器的材料，特别是也在对于测量管应用钛、钽或锆的情况下。选择本征振荡形式通常被选择为在具有诸如U、V或Ω类形状的弯曲测量管的情况下的自激振荡形式——所谓的期望模式，在该情况下，测量管至少部分地以最低的自然谐振频率围绕测量变换器的假想纵轴以钟摆状方式来移动，就像一端被夹住的悬臂，由此，取决于质量流量在流过的流体中引发科里奥利力。这些力继而导致下述情况:在弯曲的测量管并且因此钟摆状的悬臂振荡的情况下，根据至少一个类似自然的第二振荡形式即所谓的科里奥利模式，在期望模式的激励的振荡上叠加与前一个相等频率的弯曲振荡。在具有弯曲的测量管的测量变换器的情况下，在由科里奥利力引起的在科里奥利模式下的这些悬臂振荡通常对应于那个本征振荡形式，在该情况下，测量管也执行围绕垂直于纵轴地定向的假想垂直轴的旋转振荡。相反在具有直的测量管的情况下，为了产生依赖于质量流量的科里奥利力的目的，经常选择这样的期望模式，在该情况下，测量管至少部分地执行实质上在单个振荡假想平面中的弯曲的振荡，使得在科里奥利模式下的振荡是与期望模式振荡相等的振荡频率的并且与期望模式振荡共面的弯曲振荡。因为期望的和科里奥利模式的叠加，通过在入口侧上和在出口侧上的传感器装置来记录的振动测量管的振荡具有也取决于质量流量的可测量相差。通常，在运行期间将例如在科里奥利质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.19 DE 102010039543.91.一种用于流动的流体，特别是在管道中流动的流体的测量系统，所述测量系统包括: 振动型测量变换器，在运行期间，诸如液体或其他倾向朝空穴可流动的材料流过所述振动型测量变换器，并且所述振动型测量变换器产生对应于参数的振荡信号，所述参数特别是所述流动的流体的质量流率、密度和/或粘度； 与所述测量变换器电耦合的变送器电子设备，用于启动所述测量变换器，并且用于评估由所述测量变换器传递的振荡信号，其中，所述测量变换器包括: 至少一个测量管，特别是V形、U形、Z形或直的测量管，用于传送流动的流体； 至少一个机电振荡激励器，特别是电动振荡激励器，特别是用于以下述方式主动地激励和/或保持在期望模式下的所述至少一个测量管的振动:使得所述至少一个测量管至少部分地在期望的振荡长度上执行具有单个振荡波腹的弯曲振荡和/或在对于所述测量管固有的瞬时最小弯曲振荡谐振频率下的弯曲振荡和/或在对于所述测量管固有的自然弯曲振荡模式下的弯曲振荡；以及， 至少一个第一振荡传感器，特别是电动的第一振荡传感器，用于记录至少所述至少一个测量管的振动，特别是入口侧振动或出口侧振动，并且用于产生所述测量变换器的第一主信号(Si )，所述第一主信号表示至少所述至少一个测量管的振动，特别是入口侧或出口侧振动；以及 通过由所述至少一个振荡传感器产生并且表示弯曲振荡模式的所述振荡信号的第一信号分量，所述变送器电子设备产生空穴报告，特别是被声明为警告的报告，所述警告特别以可视和/或可声音感知的方式来信号通知在所述流体中的空穴的出现，其中，在所述弯曲振荡模式下，所述至少一 个振动测量管执行具有比在例如所述期望模式下弯曲振荡的情况下多至少一个振荡波腹的弯曲振荡，即，具有至少两个振荡波腹的弯曲振荡。2.根据上述权利要求之一所述的测量系统，其中: 所述变送器电子设备为致使所述至少一个测量管产生弯曲振荡的所述至少一个振荡激励器传递至少一个激励器信号。3.根据上述权利要求所述的测量系统，其中: 所述激励器信号，至少是在信号功率和/或信号电压方面占优并且产生所述测量管的弯曲振荡的所述激励器信号的一个期望信号分量，具有与所述测量管的弯曲振荡的瞬时谐振频率、特别是与一阶的弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的信号频率，在所述一阶的弯曲振荡模式下，所述至少一个振动的测量管在期望的振荡长度上执行精确地具有一个振荡波腹的弯曲振荡，使得由所述至少一个振荡激励器激励以便在所述期望模式下振动的所述至少一个测量管至少部分地执行具有瞬时谐振频率的弯曲振荡。4.根据上述权利要求所述的测量系统，其中: 所述激励器信号的信号频率或所述激励器信号的期望信号分量对应于一阶的弯曲振荡模式的瞬时谐振频率，在所述一阶的弯曲振荡模式下，所述至少一个振动测量管在期望的振荡长度上执行精确地具有一个振荡波腹的弯曲振荡；并且， 其中所述振荡信号的第一信号分量具有比与一阶的所述弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的所述激励器信号的信号频率大的信号频率。5.根据上述权利要求之一所述的测量系统，其中:所述振荡信号的第一信号分量具有与对于所述测量管固有的自然弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的信号频率，在所述自然弯曲振荡模式下，所述测量管执行具有比在所述期望模式下和/或作为在所述期望模式下振动的测量管中流动的流体中引起的科里奥利力的结果激励的科里奥利模式下的所述弯曲振荡的情况下精确地多一个振荡波腹的弯曲振荡，所述期望模式特别是二阶的弯曲振荡模式，在所述二阶的弯曲振荡模式下，所述至少一个振动测量管在期望的振荡长度上执行具有精确地两个振荡波腹的弯曲振荡。6.根据上述权利要求之一所述的测量系统，其中: 所述变送器电子设备仅当所述振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度超过为其预定的阈值，特别是在所述变送器电子设备中存储的阈值和/或在运行期间可改变的阈值时，才产生所述空穴报告。7.根据上述权利要求之一所述的测量系统，其中: 所述变送器电子设备也通过所述振荡信号的第二信号分量来产生所述空穴报告，所述振荡信号表示这样一种弯曲振荡模式，在所述这样一种弯曲振荡模式下，所述至少一个振荡测量管执行具有比在通过所述第一信号分量表示的所述振荡模式的情况下多至少一个振荡波腹的弯曲振荡，特别是具有至少三个振荡波腹的弯曲振荡。8.根据上述权利要求之一所述的测量系统，其中: 所述振荡信号的第二信号分量具有与三阶的弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的信号频率，在所述三阶的弯曲振荡模式下，所述至少一个振动测量管执行具有比在所述期望模式下弯曲振荡的所述情况下精确地多两个振荡波腹的弯曲振荡。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱浩，沃尔夫冈·德拉赫姆，阿尔弗雷德·里德，维韦克·库马尔，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯流量技术股份有限公司，
类型：
国别省市：