具有振动型测量变送器的测量系统的利记博彩app

文档序号:6159088阅读:262来源:国知局
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【专利摘要】一种测量系统,包括:振动型测量变送器(MW),用于产生对应于流动介质的介质参数,特别是质量流率、密度和/或粘度的振荡信号;与测量变送器电耦合的发送器电子器件(ME),用于启动测量变送器和评估从测量变送器递送的振荡信号。测量变送器(MV)包括至少一个测量管(10;10’),至少一个测量管在入口侧第一测量管端部与出口侧第二测量管端部之间以所期望的振荡长度延伸。至少一个测量管具有多个自然振荡波型并且用于输送流动介质。测量变送器还包括:至少一个振荡激励器(41),用于将电激励功率转换为至少一个测量管的振动;以及,至少一个振荡传感器(51,52),用于记录至少一个测量管的振动并且产生表示至少一个测量管的至少振动的振荡信号(Ssens1)。发送器电子器件(ME)在操作期间递送用于至少一个振荡激励器(41)的驱动信号(Sdrv)。驱动信号用于将电激励功率馈送到至少一个振荡激励器(41),因此实现了至少一个测量管的振动,并且实际上以如下方式:驱动信号(Sdrv)至少有时具有第一类型的正弦信号分量(Sdrv,I),其具有对应于至少一个测量管的一阶自然振荡波型的瞬时本征频率(f1)的信号频率(fdrv,I),并且其中至少一个测量管能绕静止位置执行本征振荡。本征振荡在每种情况下在第一测量管端部和第二测量管端部的区域中具有振荡波节并且在所期望的振荡长度的区域中具有正好一个振荡波腹。驱动信号(Sdrv)至少有时具有第二类型的正弦信号分量(Sdrv,II),其具有在每种情况下偏离至少一个测量管的每个自然振荡波型的每个瞬时本征频率超过1Hz和/或超过所述本征频率1%的信号频率(fdrv,II)。
【专利说明】具有振动型测量变送器的测量系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于可流动的介质,特别地流体介质的测量系统,特别地实现为紧凑型测量装置和/或科里奥利质量流量测量装置的测量系统,该测量系统包括:振动型测量变送器,在操作期间,至少有时,介质通过振动型测量变送器流动,并且其生成受表征流动介质的至少一个测量变量,特别地质量流量、密度、粘度等影响的振荡信号;以及,发送器电子器件,与测量变送器电耦合并且处理由测量变送器递送的测量值振荡信号。
【背景技术】
[0002]在特别地也关于自动化制造过程或过程设施的控制和监视的工业测量技术中,为了确定在例如管道的过程管线中流动的介质的特征性测量变量,例如,诸如液体和/或气体、浆糊或粉末或其它可流动的测量物质等介质,常常使用这样的测量系统,其利用振动型测量变送器和其所连接的,最通常在单独电子器件壳体中容纳的发送器电子器件,在流动介质中引起反作用力,例如科里奥利力,并且从这些力产生相对应地表示介质参数并且重复地从相对应地表征介质的至少一个测量变量,例如质量流率、密度、粘度等导出的测量值。
[0003]这样的测量系统常常由集成的测量变送器,例如科里奥利质量流量计的紧凑构造的在线测量装置形成,这样的测量系统是长久以来已知的并且在工业使用中得到证明。具有振动型测量变送器的这样的测量系统或其个别部件,描述于例如EP-A 317 340、EP-A 816 807、JP-A8-136311、JP-A 9-015015、US A 2006/0112774、US-A 2007/0062308、US-A 2007/0113678、US A 2007/0119264、US-A 2007/0119265、US-A2007/0151370、US A 2007/0151371、US-A 2007/0186685、US-A2008/0034893、US A 2008/0041168、US-A 2008/0141789、US-A2010/0050783、US A 2010/0139416、US-A 2010/0139417、US-A2010/0236338、US-A 2010/0242623、US-A 2010/0242624、US-A2010/0011882、US-A2010/0251830、US-A 4,680,974、US-A 47 38 144、US-A 4,777,833、US-A 4,801,897、US-A 4,823,614、US-A 4,879,911、US-A 5,009,109、US-A 5,024,104、US-A 5050439、US-A 5,291,792、US-A 5359881、US-A 5,398,554、US-A 5,476,013、US-A 5,531,126、US-A 5,602,345、US-A 5,691,485、US-A 5,734,112、US-A 57 96 010、US-A 5,796,011、US-A 5,796,012、US-A 58 04 741、US-A 5,861,561、US-A 5,869,770、US-A 5,945,609、US-A 5,979,246、US-A 6,047,457、US-A 6092429、US-A 6,073,495、US-A 63 111 36、US-B 6,223,605、US-B 6,330,832、US-B 6,397,685、US-B 6,513,393、US-B 65 57422、US-B 6,651,513、US-B 6,666,098、US-B 6,691,583、US-B 6,840,109、US-B6,868,740、US-B 6,883,387、US-B 7,017,424、US-B 7,040,179、US-B 7,073,396、US-B7,077,014、US-B 7,080,564、US-B 7,134,348、US-B 7,216,550、US-B 7,299,699、US-B7,305,892、US-B 7,360,451、US-B 7,392,709、US-B 7,406,878、US-B 7,562,586、W0-A00/14485、WO-A 01/02816、W0-A 03/021205、W0-A 2004/072588、W0-A2005/040734、WO-A 2005/050145, WO-A 2007/097760, W0-A2008/013545, WO-A 2008/077574, WO-A95/29386、WO-A 95/16897、WO-A 96/05484、WO-A 99/40394 或非预先公开的德国专利申请DE102009055069. O或受让人的DE 102010039627.3。其中示出的测量变送器中的每一个包括容纳于测量变送器壳体中的至少一个,基本上直的或弯曲的测量管,用于输送在给定情况下极快或极慢流动的介质。在入口侧第一测量管端部与相应过程管线连通并且在出口侧第二测量管端部同样地与过程管线连通的至少一个测量管,在与测量变送器壳体机械耦合并且其在具有基本上自由的所期望的振荡长度的两个测量管端部之间延伸的情况下,在操作期间以本领域技术人员本身已知的方式被主动激励,以在适合于特定测量的振荡波型,即所谓的所期望的模式,绕静止位置执行振动,以便生成受到流过的介质,因此在每种情况下待测量的介质参数影响的振荡,或者以便生成与之相对应的振荡信号。
[0004]在具有两个或更多个测量管的测量变送器的情况下,它们最通常地经由在入口侧上在测量管与入口侧连接法兰之间延伸的分流器以及经由在出口侧上在测量管与出口侧连接法兰之间延伸的分流器集成到过程管线内。在具有单个测量管的测量变送器的情况下,这种与过程管线的连通最通常地是经由在入口侧上基本上直的连接管件开口以及经由在出口侧上基本上直的连接管件开口。此外,所公开的具有单个测量管的测量变送器中的每一个包括至少一个反振荡器,该反振荡器可为单件或者由多个部分制成并且例如成形为管、盒或板的形式。反振荡器在入口侧上耦合到测量管以形成第一耦合区并且在出口侧上耦合到测量管以形成第二耦合区。在操作期间,反振荡器基本上静止,或者其相对于测量管相反-相等地振荡,因此具有相等的频率和相反的相位。由测量管和反振荡器形成的测量变送器的内部分最通常地仅由在保护性测量变送器壳体中的两个连接管件(经由这两个连接管件,在操作期间,测量管与过程管线连通)保持,特别地以允许内部分振荡的方式保持。在例如 US-A 5,291,792、US-A 5,796,010、US-A5, 945,609、US-B 7,077,014、US-A2007/0119264,WO-A 01 02 816或WO-A 99 40 394所示的测量变送器的情况下,其中变送器具有单个基本上直的测量管,测量管和反振荡器,如在常规测量变送器中很常见的情况,相对于彼此基本上同轴定向。在上文所提到的类型的通常商业化的测量变送器的情况下,最通常地,反振荡器基本上为管状的并且实现为基本上直的中空圆筒,反振荡器布置于测量变送器中使得测量管至少部分地由反振荡器套装。这样的反振荡器的材料,特别地也在将钛、钽或锆用于测量管的情况下,最通常地,包括相对地具有成本效益类型的钢,例如,结构钢或易切削钢。
[0005]在上文所讨论类型的测量系统的情况下,通常测量管固有的多个自然振荡波型之一用作所期望的模式,即,至少一个测量管被主动地主要激励为共振振荡,使得其以所期望的模式主要执行本征振荡,具有其瞬时本征频率之一。至少一个测量管的一阶自然振荡波型,即,所谓的基本模式最常用作自然振荡波型,其中至少一个测量管绕其静止位置执行本征振荡,该本征振荡在第一测量管端部和第二测量管端部的区域中在每种情况下具有振荡波节并且在所期望的振荡长度的区域中具有正好一个振荡波腹。特别地,在具有一个或多个弯曲的,例如U形、V形或Ω形测量管的测量变送器的情况下,通常选择的所期望的模式为本征振荡波型,也被称作弯曲振荡基本模式,在此情况下,特定测量管至少部分地以类似钟摆的方式,以仅在端部夹持的悬臂形式,绕测量变送器的虚构纵向轴线移动,其中,在流动介质中引起取决于质量流量的科里奥利力。而这将导致在所期望的模式的激励振荡,在弯曲测量管的情况下,因此类似钟摆的悬臂振荡,存在根据较高阶的,即所谓的科里奥利模式的自然振荡波型的相等频率的叠加的弯曲振荡。在具有弯曲测量管的测量变送器的情况下,由科里奥利力强制进行的科里奥利模式的这些悬臂振荡通常对应于其中至少一个测量管也绕垂直于纵向轴线导向的虚构竖直轴线执行旋转振荡的振荡波型。在具有直测量管的测量变送器的情况下,相反,为了产生取决于质量流量的科里奥利力,常常,将这样的自然振荡波型选择为所期望的模式,在此情况下,测量管至少部分地,基本上在单个虚构振荡平面中执行弯曲振荡,例如,弯曲振荡基本模式具有单个振荡波腹,使得以科里奥利模式的振荡相对应地实现为频率与所期望的模式振荡的频率相等的共面弯曲振荡。以科里奥利模式的这些振荡在振荡形式方面基本上对应于二阶弯曲振荡波型。由于所期望的模式与科里奥利模式叠加,由在入口侧和出口侧上的传感器装置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的相位差。
[0006]通常,这样的测量变送器,例如在科里奥利质量流量计中采用的测量变送器的测量管在操作期间,排他性地或至少主要地被激励为被选择用于所期望模式的振荡波型的瞬时本征频率,例如,由此最低本征频率,因此造成共振振动,这最通常也是将振荡幅值控制为恒定的情况。除了质量流量之外,由于至少一个测量管的每个自然振荡波型的本征频率特别地也取决于介质的瞬时密度,流动介质的密度也由市场上常见的科里奥利质量流量计来测量。此外,例如,如在US-B6,651,513或US-B 7,080, 564中所公开的那样,也能利用振动型测量变送器来直接测量流动介质的粘度,例如是基于激励器能量,或者维持振荡所需的激励功率和/或基于由于振荡能量耗散所造成的至少一个测量管振荡(特别地在上述所期望的模式的振荡)的衰减。此外,也能确定从上述的参数,即质量流率、密度和粘度导出的其它测量变量(例如,雷诺数,根据US-B 6,513,393),用作介质的主要测量值。
[0007]为了主动激励至少一个测量管的振荡,振动型测量变送器额外地具有激励器机构,激励器机构在操作期间由设置于所提到的发送器电子器件中的驱动器电路生成的并且利用例如,在频率、相位关系和幅值方面受到控制的电流相对应地调节的电驱动信号驱动。激励器机构激励测量管以所期望的模式来执行振荡,因此是共振振荡,这是借助于至少一个机电振荡激励器,特别是电动振荡激励器,在操作期间电流通过所述振荡激励器流动并且所述振荡激励器基本上直接作用于测量管上。而且,这样的测量变送器包括传感器装置,传感器装置具有振荡传感器,特别地电动振荡传感器,用于至少点记录至少一个测量管的入口侧和/或出口侧振荡,特别地以科里奥利模式的振荡,并且用于产生受到介质参数(例如,质量流量或密度)影响并且用作测量变送器的振荡信号的电压。例如,如在US-B7,216,550中所描述,在所讨论类型的测量变送器的情况下,在给定情况下,至少有时,也可将振荡激励器用作振荡传感器和/或至少有时将振荡传感器用作振荡激励器。为了以最初提到的方式驱动所提到的所期望的模式,在所讨论的大部分常规(特别地也通常商业化的)测量系统的情况下,由发送器电子器件所递送的驱动信号至少有时具有对应于至少一个测量管的所提到的一阶自然振荡波型,例如因此弯曲振荡基本模式的瞬时本征频率的单个信号频率或信号频率的至少主要信号分量。因此,由至少一个振荡激励器所激励的至少一个测量管至少部分地,最通常地也主要地执行共振振荡,即具有振荡频率对应于一阶振荡波型的瞬时本征频率的共振振荡,并且至少一个振荡信号因此至少有时具有与驱动信号的信号分量的信号频率,因此一阶激励振荡波型的瞬时本征频率相对应的信号频率的信号分量。[0008]所讨论类型的测量变送器的激励器机构通常包括至少一个电动振荡激励器,和/或对于至少一个测量管和在给定情况下存在的反振荡器或在给定情况下存在的其它测量管不同地作用以将电激励功率转换为至少一个测量管的振动的振荡激励器,而传感器装置包括至少一个,更通常地同样为电动的振荡传感器,用于记录至少一个测量管的振动,例如因此入口侧或出口侧弯曲振荡,并且用于产生表示例如至少一个测量管的至少所述入口侧或出口侧振动的振荡信号。主要地(但特别地,对于所提到的情况,其中测量系统实现为科里奥利质量流量测量装置,用于记录质量流率或质量流量),作为所述一个入口侧振荡传感器的补充,传感器装置包括与入口侧传感器的构造基本上相同的至少一个出口侧振荡传感器。振动型测量变送器的这样的电动和/或不同的振荡激励器,相应地所讨论的通常商业化的测量系统由包括下列的部件形成:励磁线圈,交流电流至少有时通过该励磁线圈流动并且在具有一个测量管和与测量管耦合的反振荡器的测量变送器的情况下,其最通常地固着于后者上;以及,相当细长的、特别地杆形永磁体,相对应地固着到测量管上以使之运动并且用作与至少一个励磁线圈相互作用的电枢,特别地为插入于线圈中的永磁体。永磁体和用作激励器线圈的励磁线圈在此情况下通常也定向为它们相对于彼此基本上同轴。此夕卜,在常规测量变送器的情况下,激励器机构通常实现为和放置于测量变送器中使得其能基本上在中央作用于至少一个测量管上。在此情况下,振荡激励器(和因此激励器机构)例如也公开于在 US-A5, 796,010、US-B 6,840,109、US-B 7,077,014 或 US-B 7,017,424 中提出的测量变送器的情况下,最通常地,沿着测量管的虚构中心外围线在上面向外至少逐点固着。作为由在中央并且直接地作用于测量管上的振荡激励器机构形成的激励器机构的替代,如(除了其它方面之外)在 US-B 6, 557, 422,US-A 6,092,429 或 US-A 4,823,614 中所提供,可使用由并非固着在测量管的半长度上,而是固着在其入口侧或出口侧上的两个振荡激励器形成的激励器机构,或者(除其它方面外),如在US-B 6,223,605或US-A 5,531,126中所提供,由在给定情况下存在的反振荡器与测量变送器壳体之间起作用的振荡激励器形成的激励器机构。在振动型的大部分通常商业化的测量变送器的情况下,传感器装置的振荡传感器,如已经指示的那样,至少在这情况下,由于它们根据相同的作用原理工作,基本上实现为与至少一个振荡激励器相同的构造。因此,这样的传感器装置的至少一个或多个振荡传感器最通常地在每种情况下有以下部件形成:至少一个线圈,其通常固着于在给定情况下存在的反振荡器上,至少有时穿过可变的磁场并且与之相关联地至少有时具有感应的测量电压;以及,永磁电枢,固着于测量管上并且与至少一个线圈相互作用,用于递送磁场。上述线圈中的每一个额外地由至少一对电连接线与在线测量装置的所提到的发送器电子器件电连接,其中,这些线最通常地被在尽可能短的路径上从线圈经由反振荡器引导到测量变送器壳体。
[0009]除了其它方面之外,如在最初提到的US-B 7,392,709、US-B7,562,586、US-A2007/0113678、WO-A 99/39164或WO-A 03/021205中所讨论,振动型测量变送器,因此,与
之一起形成的测量系统,能在其寿命延续期间,最通常地在数年的时间,经受大量载荷,这造成测量系统与在之前,例如在制造商工厂校准时和/或起动测量时为测量系统所确定的参考状态有显著偏差。因此,能显著地降低用来将介质的记录参数最终映射为相对应的测量值的测量系统的测量精确度。这样的载荷的示例,包括最终不可逆地改变至少一个测量管的振荡行为的磨损,为一次或多次重复出现,或持久地出现或仅在较短时段出现的任何载荷,可以举例说明的方式提到至少一个测量管的过高温度、高温冲击或其它热相关的超载,在介质中的高压浪涌、由过程管线在测量变送器上施加的过量应力和/或震动力,和在至少一个测量管中与之相关联的裂缝形成和/或塑性变形、由在测量变送器中引导的介质引起的磨损、例如由腐蚀和/或研磨引起的至少一个测量管的内部腐蚀,因此测量管壁厚的减小,在至少一个测量管的接触介质的内侧上形成沉积,材料疲劳或影响至少一个测量管的其它磨损现象。此外,在测量系统的寿命期间,至少一个振荡激励器以及振荡传感器中的每一个可例如由于热相关的超载或老化而经受与测量精确度相关的变化,例如,以这样的方式,使得因此也改变测量变送器的电阻抗。由于这样的载荷,由至少一个驱动信号启动的测量变送器根据其最终在每种情况下将待记录的介质参数转换为相应振荡信号的测量变送器传递函数,首先以不可直接检测或预见、但有时关于测量的所期望的高测量精确度不再被忽视的方式变化和并且由此作为总体的测量系统不再可靠地工作。此外,由于这种超载的结果,特别地也由于影响到测量变送器的总体结构完整性的超载的结果,必须关注测量系统起作用的能力的劣化或者甚至测量变送器导致泄漏或爆炸危险的损坏情况。,这些影响所讨论类型的操作系统的操作安全性的、相对于参考状态是这样的变化特别是在有毒和/或易燃介质的情况下或者在高压气体的情况下也可给整个过程设施或者位于其中的个人带来灾难性后果。考虑到这点,所讨论类型的测量系统通常循环地进行相对应的审查,例如,在与预测性维护有关的测量过程中,并且当例如在诊断出测量精确度较低的情况下,有时,需要相对应地进行再校准或替换。
[0010]出于尽可能早地检测测量系统的偏差与先前为其确定的参考状态相比超过预定误差量度,因此,源于测量变送器的测量系统的错误诊断和与之相关联的即将发生的所讨论类型的测量系统的测量精确度的严重降低或者操作安全性的降低的目的,例如,如在 US-A2010/0011882、US-A 2007/0062308、US-A 2007/0113678、TO-A96/05484、W0-A99/39164、WO-A 03/021205或EP-A 816 807中所陈述,提供一种测量系统,其中通过比较测量变送器的选定部件的当前(即,在操作期间确定的)振荡响应或者表示所述振荡响应(例如,测量管刚度、阻尼因数的数量,在给定情况下也可为频率选择性记录的阻尼因数、至少一个测量管的机械本征频率之比、或描述测量变送器传递函数的其它预定系统参数,因此在选定宽带或频率选择性振荡激励表征测量系统等的系统参数,例如,至少测量管的本征频率的一个或多个的突然或连续,在给定情况下,也为多模的振荡激励)的系统参数与在测量系统的参考状态为测量系统先前适当地确定的测量变送器传递函数,或者与表示这样的参考传递函数的参考系统参数进行比较,来检测这样的测量系统的前文提到的变化,以便例如在超过表示仍可接收的误差量度的相对应预定阈值的情况下,和因此诊断出缺陷的情况下生成系统状况报告,例如相对应地信号发送这种系统状况的警报。
[0011]作为在每种情况下最终总是基于至少一个测量管的共振振荡d测量,因此在相当大尺度上取决于介质参数,特别地密度和粘度的这样的诊断方法的替代,此外,在US-A2007/0113678中额外地提供了,测量系统,例如测量变送器壳体的部件(未更详细地规定)利用强制振荡,即精确地非所述部件共振频率的振荡频率被激励,以便确定测量系统原本即经由观察本征频率只能很难地得到的特定(但同样,并未更详细地规定)的特征。但完全未公开是否或在某种程度上或者基于哪些因素最终检测到测量系统与参考状态的偏差,但特别地在操作期间实际上诊断的缺陷状态。[0012]因此,本发明的目的在于改进由振动型测量变送器形成的测量系统,以倾向于达成以下目标:能尽可能早地并且可靠地检测到降低测量精确度和/或操作安全性的测量变送器的磨损发生或老化现象,并且在给定情况下,还用信号进行发送,但这个目的也特别地利用所讨论类型的已经常规的因此确立的测量系统来实现,这样的测量系统包括“机载”振荡激励器和传感器,并且优选地也不需要实际测量操作明显地受到影响或甚至中断;这特别地也在很大程度上与在测量变送器中流动的介质无关以及通过通常在给定情况下这样的测量系统的被证明的设计的排他的应用,特别地也利用到目前为止在其中使用的测量变送器,以及同时也在很大程度上维持已经确立的发送器电子器件的被证明的技术和架构。

【发明内容】

[0013]为了实现这个目的,本发明涉及一种用于例如在管道中流动的介质的测量系统,该测量系统包括:振动型测量变送器,在操作期间,介质,特别是气体和/或液体、浆糊或粉末或某些其它可流动的材料通过该振动型测量变送器流动,并且该测量变送器用于产生对应于流动介质的介质参数,例如质量流率、密度和/或粘度的振荡信号;以及,与所述测量变送器电耦合的发送器电子器件,用于启动该测量变送器并且用于评估从该测量变送器递送的振荡信号。该测量变送器包括:至少一个测量管,例如V形、U形或直测量管,其在入口侧第一测量管端部与出口侧第二测量管端部之间以所期望的振荡长度延伸,其具有多个自然振荡波型并且其用于输送流动介质;至少一个振荡激励器,例如电动振荡激励器,用于将电激励功率转换为至少一个测量管的振动,例如以这样的方式,使得至少一个测量管至少部分地和/或至少有时以测量管的自然振荡波型的瞬时本征频率绕静止位置执行振荡;以及,至少一个振荡传感器,例如电动振荡传感器,用于记录至少一个测量管的振动,例如入口侧或出口侧振动,并且用于产生表示至少一个测量管的至少振动,例如入口侧振动或出口侧振动的测量变送器的振荡信号。发送器电子器件为至少一个振荡激励器递送驱动信号。驱动信号用于将电激励功率馈送到至少一个振荡激励器,因此,用于实现至少一个测量管的振动,以这样的方式,使得驱动信号至少有时具有第一类型的正弦信号分量,例如具有多个振荡周期的第一类型的正弦信号分量,正弦信号分量具有对应于至少一个测量管的一阶自然振荡波型的瞬时本征频率的信号频率其中,至少一个测量管能绕静止位置执行本征振荡,该本征振荡在每种情况下在第一测量管端部和第二测量管端部的区域中具有振荡波节并且在所期望的振荡长度的区域中具有正好一个振荡波腹,其中由至少一个振荡激励器激励的至少一个测量管至少部分地,例如主要地执行共振振荡,即具有对应于一阶振荡波型的瞬时本征频率的振荡频率的振荡;以及,至少一个振荡信号至少有时具有第一类型的正弦信号分量,例如具有多个振荡周期的第一类型的正弦信号分量,正弦信号分量具有对应于驱动信号的第一类型信号分量的信号频率因此一阶振荡波型的瞬时本征频率的信号频率f;.」,并且以这样的方式,使得驱动信号至少有时具有第二类型的正弦信号分量,例如在信号功率方面瞬时占主导的第二类型的正弦信号分量和/或具有多个振荡周期的第二类型的正弦信号分量,具有在每种情况下偏离至少一个测量管的每个自然振荡波型的每个瞬时本征频率超过1Hz,例如也超过IOHz和/或超过所述本征频率1%,特别地超过10%的信号频率f&v,n,其中由至少一个振荡激励器激励的至少一个测量管至少部分地执行非共振的强制振荡,以及至少一个振荡信号,至少有时,具有第二类型的正弦信号分量,例如具有多个振荡周期的第二类型的正弦信号分量,正弦信号分量具有对应于驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率?·&ν,π,因此并非至少一个测量管的某些自然振荡波型的瞬时本征频率的信号频率
[0014]根据本发明的第一实施例,额外地被设置为发送器电子器件根据驱动信号的第一类型的信号分量和/或根据振荡信号的第一类型的信号分量来设置驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率,例如以这样的方式,使得发送器电子器件将驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率设置为与一阶振荡波型的瞬时本征频率或者与驱动信号的第一类型的信号分量的瞬时信号频率成预定频率比(例如,由制造商已经固定地预定的频率比)。本发明的此实施例的发展还额外地设置为发送器电子器件将驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率设置为与一阶振荡波型的瞬时本征频率或者与驱动信号的第一类型的信号分量的瞬时信号频率成预定频率比(例如,频率比存储于用于测量值的非易失性数据存储器中,用作表示测量系统的参考状态的参考值)。
[0015]根据本发明的第二实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量,生成系统状况报告,例如呈警报形式的系统状况报告,系统状况报告例如在视觉上和/或听觉上用信号告知以预定误差量度超过在先前,例如在测量系统校准和/或起动时为测量系统确定的参考状态的偏差,例如与测量系统老化有关和/或与测量变送器不可逆地改变至少一个测量管的振荡行为的载荷有关和/或与测量变送器改变至少一个振荡激励器的电阻抗和/或机电变送器常数的热载荷有关和/或与测量变送器改变至少一个振荡传感器的电阻抗和/或机电变送器常数有关的偏差。
[0016]根据本发明的第三实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量,生成系统状况报告,例如呈警报形式的系统状况报告,其例如在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知测量管超过预定误差量度的磨损。本发明的此实施例的进一步发展,额外地设置 为系统状况报告所信号发送的偏差是由于以下事实造成:形成沉积物,沉积物形成于并且依附到在操作期间待由介质接触的测量管的内表面上;和/或不再保证至少一个测量管的结构完整性,例如由于材料移除和/由于超载和/或由于裂缝形成和/或由于材料疲劳。
[0017]根据本发明的第四实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量,生成系统状况报告,例如呈警报形式的系统状况报告,其例如在视觉上和/或在听觉上可察觉地用信号告知不再保证至少一个测量管的结构完整性,例如由于材料移除和/或由于超载和/或由于裂缝形成和/或由于材料疲劳。
[0018]根据本发明的第五实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量生成系统状况报告,例如呈警报形式的系统状况报告,例如在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知形成沉积物。沉积物依附到在操作期间待由介质所接触的测量管的内表面上。
[0019]根据本发明的第六实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量生成系统状况报告,例如呈警报形式的系统状况报告,其例如在视觉上和/或在听觉上可察觉地用信号告知测量管的材料移除超过了预定误差量度。
[0020]根据本发明的第七实施例,额外地设置为发送器电子器件利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量生成系统状况报告,例如呈警报形式的系统状况报告,其例如在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知在至少一个测量管中形成裂缝。
[0021]根据本发明的第八实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量生成系统状况报告,例如呈警报形式的系统状况报告,其用信号告知至少一个测量管超过预定误差量度的振荡特征变化,例如由于变形和/或由于材料移除和/或由于形成裂缝和/或由于材料疲劳。
[0022]根据本发明的第九实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量生成系统状况报告,例如呈警报形式的系统状况报告,其用信号告知测量变送器超过预定误差量度的电阻抗变化。
[0023]根据本发明的第十实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量生成系统状况报告,例如呈警报形式的系统状况报告,其例如在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知至少一个振荡激励器的电阻抗和/或机电变送器常数和/或至少一个振荡传感器的电阻抗和/或机电变送器常数超过预定误差量度的变化。[0024]根据本发明的第十一实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用驱动信号的第二类型的信号分量,例如基于在至少一个振荡激励器中流动的并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电流,或者基于驱动至少一个振荡激励器的并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压,和利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量,例如基于借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压和/或基于振荡信号的第二类型的信号分量相对于驱动信号的第二类型的信号分量的相位差来检测测量系统与先前,例如在校准和/或起动测量系统时为测量系统确定的参考状态相比,是否和/或在什么程度上变化,例如由于老化和/或由于测量变送器的载荷,例如以这样的方式,使得表征所述测量系统并且在所述测量系统操作期间基于驱动信号的第二类型的信号分量和/或基于至少一个振荡信号的第二类型的信号分量确定的至少一个系统参数的系统参数测量值偏离在测量系统的参考状态中为所述系统参数确定的系统参数参考值超过预定误差量度,例如超过所述参考值的0.1%。
[0025]根据本发明的第十二实施例,额外地设置为驱动信号同时包含第一类型的信号分量和第二类型的信号分量,其中由至少一个振荡激励器激励的至少一个测量管同时执行部分共振振荡,即具有对应于一阶振荡波型的瞬时本征频率的振荡频率4^=4和部分强制非共振振荡两者。
[0026]根据本发明的第十三实施例,额外地设置为驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率大于5Hz,例如大于IOHzjP /或驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率fdrv,?大于一阶振荡波型的瞬时本征频率O. I倍。
[0027]根据本发明的第十四实施例,额外地设置为驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率对应于一阶振荡波型的瞬时本征频率的超过I. 01倍,例如超过I. 15倍,并且小于2. 7倍,例如小于2. 4倍,其中由至少一个振荡激励器所激励的至少一个测量管至少部分地执行非共振的强制振荡,其中振荡频率在频率范围11. 01 · f^fdrv,π<2. 7 · f! I,即一阶振荡波型的瞬时本征频率的大于I. 01倍,例如大于I. 15倍,和小于2. 7倍,例如小于2. 4倍;以及振荡信号的第二信号分量的信号频率为一阶振荡波型的瞬时本征频率的大于I. 01倍,例如大于I. 15倍和小于2. 7倍,例如小于2. 4倍。进一步发展本发明的此实施例,额外地设置为发送器电子器件在频率范围11.01 · ^<^,?<2. 7 · |,即一阶振荡波型的瞬时本征频率的大于I. 01倍,例如大于I. 15倍,和小于2. 7倍,例如小于2. 4倍,逐步改变驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率,例如以这样的方式,使得发送器电子器件在所述频率范围内以可预定的量值逐步增加,或者以可预定的量值逐步减小所述信号频率,?*ν,π,始于在所述频率范围11. 01 · ^<^?;11<2. 7 · I内其所预定的起始值,直到到达为信号频率预定的最终值;和/或,发送器电子器件在频率范围11. 017 -fj,即一阶振荡波型的瞬时本征频率的大于I. 01倍,例如大于I. 15倍,并且小于2. 7倍,例如小于2. 4倍,持续地改变驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率,例如,以这样的方式,使得发送器电子器件线性增加或线性减小所述信号频率,始于在频率范围内为其确定的初始值,并且继续到所述频率范围内为信号频率预定的最终值,或者发送器电子器件交替地线性增加或线性减小所述信号频率。
[0028]根据本发明的第十五实施例,额外地设置为驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率小于至少一个测量管的二阶振荡波型的瞬时本征频率f2,其中,至少一个振动测量管能绕静止位置执行振荡,振荡在每种情况下在第一测量管端部和第二测量管端部的区域中具有振荡波节并且在所期望的振荡长度的区域中具有额外振荡波节以及准确地两个振荡波腹,其中由至少一个振荡激励器所激励的至少一个测量管至少部分地执行非共振的强制振荡,即在频率范围I fd?,n〈f21,该频率范围低于二阶振荡波型的瞬时本征频率;以及至少一个振荡信号至少有时具有具有信号频率的第二类型的信号分量,信号频率小于二阶振荡波型的瞬时本征频率的信号频率,例如,以这样的方式,由至少一个振荡激励器所激励的至少一个测量管至少部分地执行非共振的强制振荡,即在频率范围11,该频率范围大于一阶振荡波型的瞬时本征频率fi并且小于二阶振荡波型的瞬时本征频率f2;以及至少一个振荡信号至少有时具有具有信号频率的第二类型的信号分量,信号频率大于一阶振荡波型的瞬时本征频率和小于二阶振荡波型的瞬时本征频率的信号频率。进一步发展本发明的此实施例,额外地设置为驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率小于二阶振荡波型的瞬时本征频率的O. 95倍。
[0029]根据本发明的第十六实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第一类型的信号分量和/或利用驱动信号的第一类型的信号分量,确定,例如循环地确定,介质参数测量值,表示流动介质待测量的参数,例如质量流率、密度和/或粘度。
[0030]根据本发明的第十七实施例,额外地设置为驱动信号的第一类型的信号分量的信号频率对应于自然弯曲振荡波型的瞬时本征频率,其中,至少一个振动测量管执行围绕其静止位置的弯曲振荡,其中弯曲振荡在每种情况下具有在第一测量管端部和第二测量管端部的区域中的振荡波节并且在期望的振荡长度的区域中具有正好一个振荡波腹(因此为弯曲振荡基本模式),其中由至少一个振荡激励器激励的至少一个测量管至少部分地,例如主要地执行共振弯曲振荡,即振荡频率对应于所述弯曲振荡波型的瞬时本征频率的振荡;以及至少一个振荡信号的第一类型的信号分量的信号频率对应于所述弯曲振荡波型的瞬时本征频率。
[0031]根据本发明的第十八实施例,额外地设置为至少一个测量管为直的。
[0032]根据本发明的第十九实施例,额外地设置为至少一个测量管为直的;以及驱动信号的第一类型的信号分量的信号频率对应于自然扭曲振荡波型的瞬时本征频率,其中至少一个振动测量管绕其静止位置执行扭曲振荡,即绕虚构地连接入口侧第一测量管端部与出口侧第二测量管端部的虚构振荡轴线的扭曲振荡,该扭曲振荡在每种情况下在第一测量管端部和第二测量管端部的区域中具有振荡波节并且在所期望的振荡长度的区域中具有正好一个振荡波腹(因此,为扭曲振荡基本模式),其中由至少一个振荡激励器所激励的至少一个测量管至少部分地,例如主要地,执行扭曲共振振荡,即,具有对应于所述扭曲振荡波型的瞬时本征频率的振荡频率的振荡;以及至少一个振荡信号的第一类型的信号分量的信号频率对应于所述扭曲振荡波型的瞬时本征频率。
[0033]根据本发明的第二十实施例,额外地设置为为了输送流动介质,测量变送器具有彼此机械耦合的至少两个测量管,例如两个相同构造的测量管和/或至少分段地相对于彼此平行的测量管;其中每一个以所期望的振荡长度在相应的入口侧第一测量管端部与相应的出口侧第二测量管端部之间延伸;以及,其中的每一个在每种情况下具有一阶自然振荡波型,其中,其能绕相应静止位置执行本征振荡;本征振荡在每种情况下在相应第一测量管端部和第二测量管端部的区域中具有振荡波节并且在所期望的振荡长度的区域中具有正好一个振荡波腹;以及,在每种情况下,本征振荡具有等于在每种情况下另一测量管的一阶自然振荡波型的本征频率的本征频率,f\。进一步发展本发明的此实施例,额外地设置为在至少两个测量管之间例如不同地作用的至少一个振荡激励器用于将电激励功率转换成至少两个测量管中每一个的振动,例如以这样的方式,使得至少两个测量管中的每一个至少部分地同时以其所固有的自然振荡波型的瞬时本征频率执行绕静止位置的振荡;以及驱动信号的第一类型的信号分量的信号频率对应于至少两个测量管中每一个的一阶自然振荡波型的瞬时本征频率,f工,其中由至少一个振荡激励器激励的至少两个测量管中的每一个至少部分地,例如主要地,执行共振振荡,g卩,具有对应于一阶振荡波型的瞬时本征频率的振荡频率i=fi的振荡,例如以这样的方式,使得至少两个测量管的振荡相对于彼此相反相等。
[0034]根据本发明的第二十一实施例,额外地设置为,为了输送流动介质,测量变送器具有彼此机械耦合的四个测量管,例如相同构造的测量管和/或至少逐对分段地相对于彼此平行的测量管。
[0035]根据本发明的第一进一步发展,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号,以及利用驱动信号的第二类型的信号分量确定,例如循环地确定,表征测量变送器固有的测量变送器传递函数并且因此也表征测量系统的系统参数的系统参数测量值,根据该测量变送器传递函数,将驱动信号或者其个别信号分量,例如在至少一个振荡激励器中流动的并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电流,或者驱动至少一个振荡激励器并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压,转换为至少一个振荡信号或其个别信号分量,例如由借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压。
[0036]根据本发明的第一进一步发展的第一实施例,额外地设置为所述系统参数对应于借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压与在至少一个振荡激励器中流动的并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电流的比(例如,具有实部和虚部的复数比)。
[0037]根据本发明的第一进一步发展的第二实施例,额外地设置为所述系统参数的系统参数测量值表示借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压与在至少一个激励器中流动的并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电流的比。
[0038]根据本发明的第一进一步发展的第三实施例,额外地设置为所述系统参数对应于借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压与驱动在至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压的比(例如,具有实部和虚部的复数比)。
[0039]根据本发明的第一进一步发展的第四实施例,额外地设置为所述系统参数的系统参数测量值表示借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压与驱动在至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压的比,或者由发送器电子器件基于所述幅值比来确定。
[0040]根据本发明的第一进一步发展的第五实施例,额外地设置为所述系统参数的系统参数测量值表示在借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压与在至少一个振荡激励器中流动的并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电流之间的相位差。
[0041]根据本发明的第一进一步发展的第六实施例,额外地设置为所述系统参数的系统参数测量值表示在借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压与另一方面驱动在至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压之间的相位差。
[0042]根据本发明的第一进一步发展的第七实施例,额外地设置为发送器电子器件基于驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率与驱动信号的第一类型的信号分量的信号频率之比来确定所述系统参数的系统参数测量值。
[0043]根据本发明的第一进一步发展的第八实施例,额外地设置为所述系统参数的系统参数测量值表示借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压的幅值与驱动至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压的幅值之比,或者由发送器电子器件基于所述比来确定。
[0044]根据本发明的第一进一步发展的第九实施例,额外地设置为所述系统参数的系统参数测量值表示借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压的幅值与驱动在至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压的幅值之比乘以表示有效用于驱动信号的第二类型的信号分量的至少一个振荡激励器的电阻抗Ζ&ν,π的参数测量值,或者由发送器电子器件基于所述比来确定。
[0045]根据本发明的第一进一步发展的第十实施例,额外地设置为所述系统参数的系统参数测量值表示借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压的幅值与在至少一个振荡激励器中流动的并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电流的幅值之比,或者由发送器电子器件基于所述比来确定。
[0046]根据本发明的第一进一步发展的第十一实施例,额外地设置为发送器电子器件基于驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率与驱动信号的第一类型的信号分量的信号频率之比,以及基于借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压的幅值与驱动在至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压的幅值之比来确定所述系统参数的系统参数测量值。
[0047]根据本发明的第一进一步发展的第十二实施例,额外地设置为发送器电子器件基于驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率与驱动信号的第一类型的信号分量的信号频率之比,以及基于借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压的幅值与在至少一个振荡激励器中流动的并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电流的幅值之比来确定系统参数的系统参数测量值。
[0048]根据本发明的第一进一步发展的第十三实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用表征测量变送器传递函数的所述系统参数,检测测量系统与先前例如在校准和/或起动测量系统时为测量系统确定的参考状态相比是否和/或在什么程度上变化,例如由于老化和/或由于测量变送器的载荷,例如以这样的方式,使得发送器电子器件利用表征测量变送器传递函数的所述系统参数在给定情况下生成系统状况报告,例如呈警报形式的系统状况报告,其用信号告知测量系统与先前为测量系统确定的参考状态相比超过预定误差量度的偏差。
[0049]根据本发明的第一进一步发展的第十四实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第一类型的信号分量和/或利用驱动信号的第一类型的信号分量,确定,例如循环地确定,介质参数测量值,表示流动介质待测量的参数,例如质量流率、密度和/或粘度。
[0050]根据本发明的第一进一步发展的第十五实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量,以及利用驱动信号的第二类型的信号分量确定,例如循环地确定,表征测量变送器固有的测量变送器传递函数,并且因此也表征测量系统的系统参数的系统参数测量值,根据测量变送器传递函数,将驱动信号或者其个别信号分量,进入在至少一个振荡激励器中流动的并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电流,或者驱动至少一个振荡激励器的并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压,转换为至少一个振荡信号或其个别信号分量,例如借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压,并且发送器电子器件也通过采用系统参数测量值来确定至少一个介质参数测量值,例如以这样的方式,使得发送器电子器件补偿测量系统与之前为测量系统所确定的参考状态的偏差(通过采用系统参数测量值来确定)对于确定介质参数测量值的测量系统的测量精确度的影响,利用发送器电子器件确定介质参数测量值。
[0051]根据本发明的第二进一步发展,额外地设置为发送器电子器件具有用于借助于测量系统所产生的测量值的数据存储器,例如易失性数据存储器,其中数据存储器保持借助于在测量系统的操作期间产生的并且例如暂时地表示测量系统的操作状态的测量值形成的至少一个测量数据集合,测量数据集合包括用于表征测量系统的不同系统参数并且基于驱动信号的第二类型的信号分量和/或基于至少一个传感器信号的第二类型的信号分量而产生的系统参数测量值。
[0052]根据本发明的第二进一步发展的第一实施例,额外地设置为测量数据集合包括用于在测量系统操作期间供应到至少一个振荡激励器的驱动信号的第二类型的信号分量的系统参数测量值和/或在测量系统操作期间由测量变送器递送的至少一个振荡信号的第二类型的信号分量的系统参数测量值和/或在测量系统操作期间从供应到激励器机构的驱动信号的第二类型的信号分量导出的和在测量系统操作期间从测量变送器递送的至少一个振荡信号的第二类型的信号分量导出的系统参数测量值。
[0053]根据本发明的第二进一步发展的第二实施例,额外地设置为在用于借助于测量系统所产生的测量值的数据存储器中,保持借助于在测量系统操作期间产生并且表示在测量变送器中输送的介质的测量值形成测量数据集合,其中对于表征流动介质的不同参数,例如质量流率、密度和/或粘度,数据集合包括基于驱动信号的第一类型的信号分量和/或基于至少一个传感器信号的第一类型的信号分量产生的介质参数的测量值。
[0054]根据本发明的第三进一步发展,额外地设置为发送器电子器件具有用作表示测量系统的参考状态的参考值的测量值的数据存储器,例如非易失性数据存储器,在数据存储器中保持表示测量系统,例如已经安装于管道中的测量系统的参考状态的至少一个参考数据集合;并且至少一个参考数据集合包括例如不同系统参数,即表征测量系统的,借助于测量系统在制造商的工厂中校准测量系统的过程中和/或在测量系统起动期间产生的系统参数的系统参数参考值,例如以这样的方式,使得所述系统参数参考值为借助于处于参考状态的测量系统本身和/或借助于输送已知温度的介质的测量变送器产生的测量值。
[0055]根据本发明的第三进一步发展的第一实施例,额外地设置为参考数据集合包括当测量系统处于参考状态时供应到至少一个振荡激励器的驱动信号的第二类型的信号分量的系统参数参考值和/或当测量系统处于参考状态时由测量变送器所递送的至少一个振荡信号的第二类型的信号分量的系统参数参考值和/或从当测量系统处于参考状态时供应到激励器机构的驱动信号的第二类型的信号分量导出的和从当测量系统处于参考状态时由测量变送器递送的至少一个振荡信号的第二类型的信号分量导出的系统参数参考值。
[0056]根据本发明的第三进一步发展的第二实施例,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量,以及利用驱动信号的第二类型的信号分量确定,如循环地确定,表征测量变送器固有的测量变送器传递函数,并且因此也表征测量系统的系统参数的系统参数测量值,根据该测量变送器传递函数,将驱动信号或者其个别信号分量,例如在至少一个振荡激励器中流动的并且用作驱动信号(Stev)的第二类型的信号分量的电流,或者驱动至少一个振荡激励器的并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压,转换为至少一个振荡信号或其个别信号分量,例如借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压并且参考数据集合包括表征测量变送器传递函数的系统参数的系统参数参考值,其中例如利用处于参考状态的测量系统本身和/或利用输送已知温度的介质的测量变送器来确定系统参数参考值并且表示处于参考状态的测量系统的测量变送器传递函数。
[0057]根据本发明的第三进一步发展的第三实施例,额外地设置为参考数据集合包括表示当测量系统处于参考状态时一阶振荡波型的本征频率的系统参数参考值以及表示当测量系统处于参考状态时供应到至少一个振荡激励器的驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率的系统参数参考值。
[0058]根据本发明的第三进一步发展的第四实施例,额外地设置为参考数据集合包括表示当测量系统处于参考状态时供应到至少一个振荡激励器的驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率与当测量系统处于参考状态时一阶振荡波型的本征频率之比的系统参数参考值。
[0059]根据本发明的第四进一步发展,额外地设置为发送器电子器件,利用至少一个振荡信号的第二类型的信号分量,以及利用驱动信号的第二类型的信号分量确定,例如循环地确定,表征所述测量变送器固有的测量变送器传递函数,并且因此也表征所述测量系统的系统参数的系统参数测量值,根据测量变送器传递函数,将驱动信号或者其个别信号分量,例如在至少一个振荡激励器中流动的并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电流,或者驱动至少一个振荡激励器并且用作驱动信号(SdJ的第二类型的信号分量的电压,转换为至少一个振荡信号或其个别信号分量,例如借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压,并且参考数据集合包括表征测量变送器传递函数的系统参数的系统参数参考值,例如借助于处于参考状态的测量系统本身和/或借助于输送已知温度的介质的测量变送器所确定并且表示处于参考状态的测量变送器的测量变送器的传递函数的系统参数参考值。
[0060]根据本发明的第四进一步发展的第一实施例,额外地设置为所述系统参数的系统参数参考值表示当测量系统处于参考状态时借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压与当测量系统处于参考状态时驱动至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压之比。
[0061]根据本发明的第四进一步发展的第二实施例,额外地设置为所述系统参数的系统参数测量值表示当测量系统处于参考状态时借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压与当测量系统处于参考状态时驱动至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压之比。
[0062]根据本发明的第四进一步发展的第三实施例,额外地设置为所述系统参数的系统参数测量值表示当测量系统处于参考状态时借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压与当测量系统处于参考状态时驱动至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作驱动信号的第二类型的信号分量之间的电压的相位差。
[0063]根据本发明的第四进一步发展的第四实施例,额外地设置为所述系统参数的系统参数测量值表示当测量系统处于参考状态时借助于至少一个振荡传感器生成的并且用作振荡信号的第二类型的信号分量的电压的幅值与当测量系统处于参考状态时驱动至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作驱动信号的第二类型的信号分量的电压的幅值之比。
[0064]根据本发明的第五进一步发展,额外地设置为发送器电子器件具有用于借助于测量系统所产生的测量值的数据存储器,例如易失性数据存储器,其中数据存储器保持借助于在测量系统的操作期间产生的测量值形成的至少一个测量数据集合,用于例如暂时地表示测量系统的操作状态,其中,数据集合包括用于表征测量系统的不同系统参数,基于驱动信号的第二类型的信号分量和/或基于至少一个传感器信号的第二类型的信号分量而产生的系统参数测量值,并且发送器电子器件具有用作表示测量系统的参考状态的参考值的测量值的数据存储器,例如非易失性数据存储器,在数据存储器中保持表示测量系统,例如已经安装于管道中的测量系统的参考状态的至少一个参考数据集合,并且其中数据集合包括用于不同系统参数,即表征测量系统的系统参数的系统参数参考值,例如借助于测量系统在制造商的工厂中校准测量系统的过程中和/或在测量系统起动期间产生的系统参数参考值,例如以这样的方式,使得所述系统参数参考值为借助于处于参考状态的测量系统本身和/或借助于输送已知温度的介质的测量变送器产生的测量值。[0065]根据本发明的第五进一步发展的第一实施例,额外地设置为发送器电子器件,基于参考数据集合和测量数据集合,例如基于在参考数据集合与测量数据集合之间确定的偏差Λ Gme来检测与之前为测量系统所确定的参考状态相比,测量系统是否和/或在什么程度上变化,和/或发送器电子器件,基于在参考数据集合与测量数据集合之间确定的偏差Λ Gme来检测与之前为测量系统确定的参考状态相比,测量系统是否和/或在什么程度上变化,例如以这样的方式,使得发送器电子器件比较,例如循环地比较,参考数据集合与测量数据集合。
[0066]根据本发明的第五进一步发展的第二实施例,额外地设置为发送器电子器件通过确定形成测量数据集合的系统参数测量值中至少一个与相对应的系统参数参考值,即表示相同系统参数的系统参数参考值的偏差AGme来比较,例如循环地比较,参考数据集合与测量数据集合,例如以这样的方式,使得发送器电子器件确定在所述系统参数测量值与相对应的系统参数参考值之间的差,和/或发送器电子器件确定所述系统参数测量值与相对应的系统参数参考值之比。
[0067]根据本发明的第五进一步发展的第三实施例,额外地设置为发送器电子器件基于参考数据集合与测量数据集合的比较生成系统状况报告,例如呈警报形式发布的系统状况报告,其用信号告知测量系统与先前例如在测量系统校准和/或起动期间对测量系统确定的参考状态的偏差,例如与测量系统老化有关和/或与不可逆地改变所述至少一个测量管的振荡行为的测量变送器的载荷有关的偏差。
[0068]根据本发明的第五进一步发展的第四实施例,额外地设置为发送器电子器件基于在至少一个系统参数测量值与相对应的系统参数参考值之间所确定的偏差AGme来生成系统状况报告,例如呈警报形式发布的系统状况报告,其用信号告知测量系统与先前为测量系统确定的参考状态的偏差为超过了预定误差量度的量,例如与测量系统老化有关和/或与不可逆地改变至少一个测量管的振荡行为的测量变送器的载荷有关和/或与改变至少一个振荡激励器的电阻抗和/或机电变送器常数的测量变送器的热载荷有关和/或与改变至少一个振荡传感器的电阻抗和/或机电变送器常数的测量变送器的热载荷有关的偏差。
[0069]根据本发明的第五进一步发展的第五实施例,额外地设置为发送器电子器件基于在至少一个系统参数测量值与相对应的系统参数参考值之间所确定的偏差AGme来生成系统状况报告,例如呈警报形式发布的系统状况报告,在这个意义上,所确定的偏差△6_超过表示为测量系统预定的误差量度的阈值,例如以这样的方式,使得所确定的偏差AGme为相关联的系统参数参考值的超过O. 1%,其中状况报告例如在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知测量系统与先前为测量系统确定的参考状态的偏差超过了预定误差量度,例如与测量系统老化有关和/或与不可逆地改变至少一个测量管的振荡行为的测量变送器的载荷有关和/或与改变至少一个振荡激励器的电阻抗和/或机电变送器常数的测量变送器的热载荷有关和/或与改变至少一个振荡传感器的电阻抗和/或机电变送器常数的测量变送器的热载荷有关的偏差。
[0070]本发明的基本构思在于基于至少一个测量管被主动激励的非共振的振荡,在这情况下,因此强制振荡,其为在所讨论类型的测量系统的情况下在以所期望的模式共振的任何情形下激励的至少一个测量管的振荡的补充,并且分别基于从振荡激励,即从驱动信号和/或振荡响应,即,至少一个振荡信号易于导出的某几个系统参数,诸如信号频率、信号幅值、至少一个振荡信号相对于驱动信号的相位差(相位角)或者从其导出的复合因数等系统参数来执行测量系统在其实际测量精确度或操作安全性方面的审查和在早期检测即将发生的或者可能存在的缺陷并且尽可能精确地诊断这种情况。在此情况下,本发明是基于以下令人意外的发现:实际上也在主动激励至少一个测量管在选定频率范围,即不再受到振荡品质因数的变化或阻尼质量明显影响的频率范围,因此,在至少一个测量管的非共振频率的频率范围振荡的情况下,在很大程度上独立于在测量变送器中引导的介质和其将要记录的介质参数的测量系统的审查或诊断能仅基于显著存在于所讨论类型的测量系统中的驱动器或振荡信号来发生,并且与常规系统相比较,这样的信号需要能很容易地被修改并且也同样很容易地生成;这是可提供足量的电力用于以充分的尺度激励和甚至也同时用于实际测量操作的情况。
[0071]在此情况下,本发明的优点在于,特别地也为了实施本发明的振荡测量,或者最终基于它的测量系统的审查或诊断,能使用在操作上得到证明的常规的测量变送器,特别地通常安装于其中的电动振荡激励器或传感器,以及在操作上也得到证明的常规发送器电子器件两者,当然,相对应地由审查或诊断所需的软件相对应地扩展。
【专利附图】

【附图说明】
[0072]现将基于在附图中所展示的实施例的示例来更详细地解释本发明以及其它有利实施例。相同的部分在所有附图中具有相同的附图标记;当明确地需要或者当在其它方面看起来合理时,在后面的附图中省略已经提到的附图标记。其它有利实施例或进一步发展,特别地以及本发明的第一仅单独地解释的方面的组合,通过附图以及也仅通过所附权利要求将变得更加显然。附图中的图示出了下列:
[0073]图la、图1b示出了实现为用于在管道中流动的介质的紧凑型测量装置的测量系统的变型的不同侧视图;
[0074]图2a、图2b示出了实现为用于在管道中流动的介质的紧凑型测量装置的测量系统的另一变型的不同侧视图;
[0075]图3以框图的方式示意性地示出了发送器电子器件,特别地适合于根据图la、图lb、图2a、图2b的测量系统的发送器电子器件,其中振动型测量变送器连接到其上;
[0076]图4、图5以局部截面和透视图示出了振动型测量变送器的变型,特别地为适合于根据图la、图1b的测量系统的振动型测量变送器,其中在操作期间测量管振动;
[0077]图6、图7以局部截面和透视图示出了振动型测量变送器的另一变型,特别地为适合于根据图2a、图2b的测量系统的振动型测量变送器,其中在操作期间测量管振动;
[0078]图8示意性地示出了在测量变送器中所包含的测量管的(本征)振荡的根据图4、图5或图6、图7的测量变送器中可检测的频谱;以及
[0079]图9示出了结合本发明所执行的实验研究的结果,特别地也为通过采用基于计算机的模拟程序和/或利用实验室中的实际测量系统所执行的实验研究,并且从实验研究所得到的结果用于确定根据图la、图1b或图2a、图2b的测量系统的操作状态,或者测量系统与之前为测量系统所确定的参考状态的偏差。【具体实施方式】
[0080]图la、图Ib和相应的图2a、图2b在每种情况下分别示出可插入于过程管线,例如工业设施管道的测量系统的变型,例如,由科里奥利质量流量测量装置、密度测量装置、粘度测量装置等形成的用于可流动的,特别是流体介质的测量系统。测量系统特别地用于测量和/或监视例如质量流率、密度、粘度等的参数,表征在过程管线中流动的介质。因此,此处由紧凑构造的在线测量装置所实施的测量系统包括经由入口端#111以及出口端#112连接到过程管线的振动型测量变送器MT。在操作期间,待测量的介质,例如,低粘度液体和/或高粘度浆糊和/或气体,通过测量变送器流动。测量系统额外地包括用于启动测量变送器和用于评估从测量变送器递送的振荡信号的发送器电子器件ME,发送器电子器件ME连接到测量变送器,特别地在操作期间经由连接电缆和/或通过内部储能器被供应电能。如在图3中以框图的方式示意性地示出,发送器电子器件包括:用于启动测量变送器的驱动器电路Exc ;以及用于处理测量变送器MT的振荡信号和由例如微计算机形成和/或在操作期间与驱动器电路Exc通信的测量和评估电路μ C,测量和评估电路μ C在操作期间递送表示至少一个测量变量,例如瞬时或总质量流量的测量值。驱动电路Exc和评估电路μ C以及用于测量系统操作的发送器电子器件的其它电子部件,例如提供内部供电电压U1的内部能量供应电路ESC和/或用于连接到上级测量数据处理系统和/或现场总线的通信电路COM额外地容纳于相对应的电子器件壳体200中,特别地为抗冲击和/或也防爆的和/或气密地密封的电子器件壳体。
[0081]为了使得测量系统内部产生的测量值和/或在给定情况下测量系统内部生成的系统状况报告,例如现场错误报告或警报的可视化,测量系统还可具有至少有时与发送器电子器件通信的显示和操作元件HMI,显示和操作元件HMI,例如为放置于电子器件壳体中设置于电子器件壳体中视窗后的LCD、0LED或TFT显示器以及输入键盘和/或触摸屏。以有利的方式,发送器电子器件ME,特别地可编程和/或可远程传输参数的发送器电子器件,可额外地被设计成使得在测量系统操作期间,其能经由数据传送系统,例如现场总线系统和/或无线地经由无线电与其上级的电子数据处理系统(例如,可编程的逻辑控制器(PLC)、个人计算机和/或工作站)交换测量和/或其它操作数据(例如电流测量和/或系统诊断值或用于控制测量系统的调谐值)。对于测量系统要耦合到现场总线或其它通信系统的情况,发送器电子器件ME包括用于进行数据通信和根据相关行业标准之一实现的通信接口 COM。此外,发送器电子器件ME可具有例如内部能量供应电路ESC,其在操作期间从设置于前述数据处理系统中的外部能量供应经由前述现场总线系统进行馈送。在本发明的实施例中,发送器电子器件被额外地实现为其由双线连接2L(例如,被配置为4至20mA电流环路的双线连接)与外部电子数据处理系统电连接并且由此可被供应电能以及将测量值传送到数据处理系统;但测量系统也可实现为例如所谓的四导体测量装置,在此情况下,发送器电子器件ME的内部能量供应电路ESC由第一对线路与外部能量供应连接并且发送器电子器件ME的内部通信电路COM由第二对线路与外部数据处理电路或外部数据传送系统连接。
[0082]测量变送器与发送器电子器件的电连接可借助于相对应的连接线路发生,相对应的连接线路从电子器件壳体200例如经由电缆馈通引导出来并且至少分段地在测量变送器壳体内伸展。在此情况下,连接线路可至少部分地实现为至少分段地包敷在电绝缘体中的电线,例如呈“双绞”线,扁平带状电缆和/或同轴电缆的形式。作为其替代或作为其补充,连接线路可至少分段地也由电路板,特别地柔性电路板的导电迹线形成,其在给定情况下被涂漆;对此,也对照最初提到的US-B6,711,958或US-A 5,349,872。
[0083]在图4和图5、或图6和图7中,分别示意性地展示了用于实施测量系统的振动型测量变送器MT的实施例的第一示例和第二示例,用于额外地解释本发明。测量变送器MT通常用于在通过它流动的介质,例如气体和/或液体中产生的机械反作用力,例如取决于质量流量的科里奥利力、取决于密度的惯性力和/或取决于粘度的摩擦力,这些力在测量变送器上可测量地反作用,特别地可由传感器记录。可测量从这些反作用力导出的例如介质的质量流量m,密度P和/或粘度η。所以,在每种情况下,测量变送器中的每一个包括布置于测量变送器壳体100中并且实际上实现待测量的至少一个参数的物理到电转换的内部分,因此用作测量设备。此外,为了容纳该内部分,测量变送器壳体100还额外地用于保持在线测量装置和其中所容纳的驱动器和评估电路的电子器件壳体200。
[0084]为了输送流动介质,测量变送器的内部分大体上包括至少第一(在实施例的图4和图5中示出的示例中)单个至少分段地弯曲的测量管10,其以所期望的振荡长度在入口侦牝第一测量管端部11#与出口侧,第二测量管端部12#之间延伸,并且用于在操作期间产生上述反作用力,测量管10至少有时利用其所期望的振荡长度激励的机械振荡来振动,并且在此情况下,绕静态静止位置重复振荡地弹性地变形。所期望的振荡长度在此情况下,对应于在管腔内延伸的虚构中心或重心轴线(穿过测量管的所有截面区域的重心的虚构连接线)的长度,因此在弯曲测量管的情况下,测量管10的伸展长度。在这里应当指出的是尽管在图4和图5所示的实施例的示例中测量变送器具有仅单个,大致V形的弯曲测量管并且在此情况下,至少在其机械构造以及在其作用原理上类似于在US-B 7,360,451或US-B6,666,098中提出以及可以以商标“PROMASS H,,、“PR0MASS P”或“PROMASS S”购自受让人的测量变送器,为了实施本发明,当然,也可采用具有直和/或多于一个测量管(因此,例如两个或四个测量管)的测量变送器,例如可参照在最初提到的US-A 2010/0236338、US-A2010/0242624、US-A2010/0242623、US-A 6,006,609、US-B 6,513,393、US-B 7,017,424、US-B6, 840,109、US-B 6,920,798、US-A 5,796,011、US-A 5,731,527 或 US-A5, 602,345 中的那些,或者,例如可以商标“PROMASS I”、“PR0MASS Μ” 或“PROMASS Ε” 或“PROMASS F” 购自受让人的那些,在每种情况下,具有两个平行的测量管。因此,测量变送器也可具有单个直测量管或至少两个测量管,例如由入口侧分流器和出口侧分流器(在给定情况下,也补充以入口侧耦合元件和出口侧耦合元件)彼此机械耦合的测量管,和/或彼此相同构造的测量管和/或弯曲的测量管和/或彼此平行的测量管,其用于输送待测量的介质并且在例如为了产生振荡信号,在操作期间其至少有时例如以共享的振荡频率的相等频率但以彼此相反的相位振动。在本发明的进一步发展中,测量变送器因此包括例如在图6和图7中示意性地展示的,因此作为第一测量管的补充的第二测量管10’,第二测量管10’为了形成第一耦合区,借助于第一耦合元件(例如,板形第一耦合元件)与入口侧上的第一测量管10机械地连接,并且为了形成第二耦合区,借助于第二耦合元件与在出口侧上的第一测量管10机械地连接。而且,在此情况下,因此,第一耦合区在每种情况下限定两个测量管10、10’中每一个的入口侧第一测量管端部11#、11’#并且第二耦合区在每种情况下限定两个测量管
10、10’中每一个的出口侧第二测量管端部12#、12’#。因为,对于其中内部分由两个测量管形成,两个测量管10、10’中每一个在操作期间相对于彼此以基本上相反相位振荡和/或彼此平行的测量管和/或在形状和材料方面构造相同的测量管用于输送待测量的介质的情况下,所以在本发明的测量变送器的这个第二变型的额外实施例中,这两个测量管中的每一个在每种情况下在入口侧上向用于将流入介质流动分成两个流动部分的第一分流器15的两个相互间隔开的流动开口之一内开放,并且在每种情况下在出口侧上向用于引导流动部分回到一起的第二分流器16的两个相互间隔开的流动开口之一开放,使得因此在测量系统操作期间,介质同时并且并行地通过两个测量管流动。在图6和图7所示的实施例的示例中,因此,分流器为测量变送器的壳体的集成部件,借助于第一分流器形成为限定测量变送器的入口端#111的入口侧第一壳体端部,并且借助于第二分流器形成为限定测量变送器的出口端#112的出口侧第二壳体端部。
[0085]如从图4和图5,或者图6和图7的组合直接明显地,在每种情况下,至少一个测量管10也被形成为使得上述中心线,如在所讨论类型的测量变送器的情况中通常那样,位于测量变送器的虚构管平面中。根据本发明的实施例,在此情况下,在操作期间,使至少一个测量管10以这样的方式振动,即,其特别地以绕与虚构地连接两个测量管端部11#、12#的虚构连接轴线重合或平行的振荡轴线的弯曲振荡波型来振荡。至少一个测量管10额外地被形成和布置于测量变送器中使得上述连接轴线基本上平行于,在给定情况下也重合于虚构地连接测量变送器的入口端和出口端的测量变送器的虚构纵向轴线L延伸。
[0086]测量变送器的至少一个测量管10 (例如,由不锈钢、钛、钽或锆或其合金制成的测量管)和在这情况下,在测量管10的管腔内延伸的虚构中心线可例如基本上为U形或以及也如图4和图5,或图6和图7,或者也如图8所示基本上为V形。因为测量变送器应适用于大量很多种应用,特别是在工业测量和自动化【技术领域】中,所以测量管被额外地设置为,取决于测量变送器的具体应用,具有在约Imm与约IOOmm之间范围的直径。
[0087]为了最小化借助于单个测量管形成的作用于内部分上的干扰影响,以及也为了减小可能从测量变送器释放到连接的过程管线的振荡能量,根据图4和图5所示的实施例的示例,测量变送器的内部分还包括,与此处单个弯曲测量管10机械地耦合的反振荡器20,例如与测量管类似地实现为U形或V形的反振荡器20。反振荡器20也如图2所示,被布置成与测量变送器中的测量管10在侧向间隔开并且分别在入口侧上固着到测量管10,以形成最终限定上述第一测量管端部11#的第一耦合区,和在出口侧固着到测量管10,以形成最终限定上述第二测量管端部12#的第二耦合区。此处基本上平行于测量管10延伸(在给定情况下,也相对于测量管10同轴布置)的反振荡器20,由金属,例如钢,钛或锆等制成,可与测量管在热膨胀行为方面兼容并且在此情况下,也例如实现为管状或也基本上为盒形。如图2所示或者除了其它方面之外,如在US-B 7,360,451中所设置,反振荡器20可例如借助于布置于测量管10的左侧和右侧上的板或者也借助于布置于测量管10的左侧和右侧上的阻塞管形成。作为其替代,反振荡器20可如在US-B 6,666,098中所设置,也借助于在测量管的侧向和平行于测量管延伸的单个阻塞管形成。如从图2和图3的组合明显地,在此处所示的实施例的示例中,反振荡器20借助于至少一个入口侧第一耦合器31保持到第一测量管端部11#和借助于特别地与第一耦合器31基本上相同的至少一个出口侧第二耦合器32耦合到第二测量管端部12#。在此情况下,例如简单节点板用作耦合器31、32,简单节点板在每种情况下以适当方式在入口侧和出口侧上固着到测量管10和反振荡器20。此外,如在图2和图3所示的实施例的示例的情况下所设置,借助于在测量变送器的虚构纵向轴线L的方向相互间隔开的节点板形成的完全闭合的盒或在给定情况下也部分打开的框架,与在入口侧和出口侧上的反振荡器20的突出端一起分别用作耦合器31和耦合器32。如在图2和图3中示意性地展示,测量管10额外地连接到过程管线(未图示),经由在第一耦合区的区域中入口侧上开口的直的第一连接管件11和经由在第二耦合区的区域中的出口侧上开口的与第一连接管件11基本上相同的直的第二连接管件12分别供应和排放介质,其中连接管件11的入口侧的入口端基本上形成测量变送器的入口端并且连接管件12的出口侧的出口端形成测量变送器的出口端。以有利方式,测量管10和两个连接管件11、12可实现为单件,使得例如通常用于这样的测量变送器的材料的单个管状库存或半成品部件,例如不锈钢、钛、锆、钽或其相对应合金,能用于其制造。作为在每种情况下由单个单件式管的区段形成测量管10、入口管件11和出口管件12的替代,但在需要的情况下,它们也可借助于个别,随后接合在一起,例如焊接在一起的库存或半成品部件制成。在图2和图3所示的实施例的示例中,额外地设置为两个连接管件11、12也相对于彼此定向以及相对于虚构地连接两个耦合区11#、12#的测量变送器的虚构纵向轴线L定向成此处借助于反振荡器和测量管形成的内部分以及两个连接管件11、12的扭曲能像钟摆那样绕纵向轴线L移动。为此目的,两个连接管件11、12相对于彼此定向成使得基本上直管区段基本上平行于虚构纵向轴线L或测量管的弯曲振荡的虚构振荡轴线延伸,使得管区段与纵向轴线L以及也相对于彼此基本上对准。由于在此处图示的实施例的示例中,两个连接管件11、12在其整个长度上基本上是直的,它们因此总体上相对于彼此以及相对于虚构纵向轴线L基本上彼此对准。而且,如从图2和图3进一步明显地,测量变送器壳体100特别地与测量管10相比,抗弯曲和抗扭曲地,特别地刚性地,固着到相对于第一耦合区远端的入口侧连接管件11的入口端以及相对于第一耦合区远端的出口侧连接管件12的出口端。在这情况下,因此,此处借助于测量管10和反振荡器20形成的整个内部分不仅完全包敷于测量变送器壳体100中,而是,由于其本征质量和两个连接管件11、12的弹簧作用,也振荡地保持于测量变送器壳体100中。
[0088]对于其中测量变送器MT能与例如形成为金属管道的过程管线可释放地组装的情况下,在测量变送器的入口侧上设置用于连接到向测量变送器供应介质的过程管线的管线区段的第一连接法兰13和在出口侧上设置用于连接到从测量变送器排放介质的过程管线的管线区段的第二连接法兰14。在此情况下,如在上文所描述类型的测量变送器的情况下很平常的那样,连接法兰13、14也在末端集成于测量变送器壳体100中。但在需要的情况下,连接管件11、12还可例如通过焊接或硬钎焊与过程管线直接连接。在图2和图3所示的实施例的示例中,第一连接法兰13形成于入口侧连接管件11上其入口端上并且第二连接法兰14形成于出口侧连接管件12的其出口端上,而在图4和图5所示的实施例的示例中,连接法兰与相关联的分流器相对应地连接。
[0089]如已经多次提到的那样,在本发明的测量系统的情况下,通过使至少一个测量管以主动激励的振荡波型,所谓的所期望的模式进行振荡来在待测量的相应介质中实现测量所需的反作用力。如在所讨论类型的测量变送器的情况下很平常的那样,在此情况下,至少一个测量管固有的大量自然振荡波型中的至少一种模式被选择为所期望的模式,其中,在每种情况下,所述测量管在其测量管端部的区域中具有振荡波节并且可在振荡的其振荡长度区域中执行具有绕静止位置的共振振荡的至少一个振荡波腹,其特定本征振荡形式以及其特定本征频率,如已知的那样,也明确地取决于在测量管中流动的介质的介质参数,特别地其瞬时密度和粘度。特别地,由于这种与通过至少一个测量管(因此,测量变送器)流动的介质的相关性,在操作期间,测量变送器的自然振荡波型在相当大尺度上是可变的。取决于构造方式、应用和测量范围,在此情况下,本征频率可在所期望的频带内变化,完全在数百赫兹或甚至数千赫兹的范围内移动。在将至少一个测量管激励到其瞬时本征或者共振频率之一的情况下,因此,一方面,基于瞬时激励的振荡频率,瞬时通过至少一个测量管流动的介质的平均密度能易于确定。而且,在另一方面,可最小化维持激励振荡在所期望的模式中的瞬时所需的电功率。但除了至少一个测量管的自然振荡波型与其中瞬时引导的介质的上述相关性之外,测量管的自然振荡波型也基本上由其相应大小、形状、材料和壁厚,以及与测量变送器的其它部件(例如,测量变送器壳体、在给定情况下设置的额外测量管或反振荡器等)的特定机械耦合,因此也由力或力矩,在给定情况也为在操作期间分别作用于测量管端部和相应地在耦合区的波动力或力矩来确定。
[0090]为了主动激励至少一个测量管的振动,特别地也以上述所期望的模式的振动,测量变送器额外地包括激励器机构5,激励器机构5为借助于与至少一个测量管成交互式连接的至少一个机电振荡激励器,例如电动振荡激励器形成的激励器机构,该振荡激励器用于分别设置和维持至少一个测量管的振荡在操作上,至少有时在每种情况下在适合于测量的所期望的模式,例如,以自然弯曲振荡波型的弯曲振荡,在每种情况下具有足够大的振荡幅值以在介质中产生并且记录上文所指定的反作用力。至少一个振荡激励器,例如电动振荡激励器,即由借助于螺线管线圈形成的振荡激励器,因此激励器机构,在此情况下,特别地用于将借助于至少一个电驱动信号Stev从发送器电子器件馈送的电激励功率转换为激励器力Fex。,例如脉动或谐振,因此基本上正弦的激励器力Fex。,其相对应地作用于至少一个测量管上并且因此实现以所期望的模式的所需的振荡。例如,至少一个驱动信号能同时也具有彼此间具有不同信号频率的多个正弦信号分量,其中之一,例如,至少有时在信号功率方面起到主导作用的信号分量具有对应于被选择为所期望的模式的自然振荡频率的本征频率的信号频率。通过转换馈送到激励器机构内的电激励功率Prai。而生成的激励器力Fex。可在此情况下以本领域技术人员本身已知的方式,例如借助于设置于发送器电子器件12中并且最终递送驱动信号的驱动器电路EXc进行相对应调整,例如,借助于在驱动器电路中实施并且控制驱动信号的电流的幅值(电流水平)的电流控制器和/或借助于在大小方面控制驱动信号的电压幅值(电压水平)的电压控制器和例如借助于同样设置于操作电路中的,在其瞬时功率方面或者在多频率激励的情况下的相位控制环路(PLL);为此,例如也参照US-A 4,801,897或US-B 6,311,136。用于主动激励测量管以在其机械本征频率之一振荡的上述相位控制环路的构造和应用详细地描述于例如US-A 4,801,897中。当然,可使用本领域技术人员本身已知的用于调谐激励器能量Erai。的其它驱动器电路,也根据最初提到的现有技术,例如,最初提到的 US-A 4, 777, 833,US-A 4, 801, 897,US-A 4, 879, 91UUS-A5,009,109、US-A 5,024,104、US-A 5,050,439、US-A 5,804,741、US-A 5,869,770、US-A6073495或US-A 63 111 36。此外,关于用于振动型测量变送器的这样的驱动器电路的应用,参考具备“PR0MASS 83”系列测量发送器的发送器电子器件,其可购自本受让人,例如,关于“PROMASS E,,、“PR0MASS F,,、“PR0MASS H,,、“PR0MASS I”、“PR0MASS P”或“PROMASS S”系列测量变送器。其驱动器电路,例如在每种情况下,执行为以所期望模式的弯曲振荡被控制为恒定的,在很大程度上独立于幅值,因此也在很大程度上独立于密度P。
[0091]在本发明的测量系统的情况下,在此情况下,特别地设置为,发送器电子器件向振荡激励器内,因此与之一起形成的激励器机构内馈送生成激励力所需的电激励功率。发送器电子器件利用电驱动信号sd?来实现这种馈送,电驱动信号sd?,至少有时具有第一类型的正弦信号分量(优选地具有足量振荡周期的信号分量)St^1,具有如在图8中示意性地指示的对应于至少一个测量管的一阶自然振荡波型的瞬时本征频率的信号频率,fd^,其中,至少一个测量管能绕静止位置执行本征振荡,本征振荡在每种情况下在第一测量管端部和第二测量管端部的区域中具有振荡波节和在所期望的振荡长度的区域中具有正好一个振荡波腹,使得因此至少一个测量管至少有时由至少一个振荡激励器41激励,至少部分地,特别是在以所期望的模式来施加所述振荡波型的情况下,主要执行共振振荡,即具有对应于一阶振荡波型的瞬时本征频率的振荡频率4^=4的共振振荡。
[0092]特别地对于所提到的情况,其中最终借助于测量变送器形成的测量系统用于测量质量流量,可特别有利地在操作期间,借助于激励器机构,至少有时以所期望的模式主动激励至少一个测量管10,其中,其执行,特别地主要地或排他性地绕静止位置的弯曲振荡,并且实际上,主要地只有一个对应于一阶弯曲振荡基本模式的自然本征频率(共振频率),其中,至少一个振荡测量管在其所期望的振荡长度的区域中具有正好一个(弯曲)振荡波腹。分别激励一阶弯曲振荡基本模式和作为所期望的模式的应用的目的因此(除了其它方面之外)是为了借助于至少一个振动测量管在流过的流动介质中引起足够强的科里奥利力,因此,测量管中每一个对应于管布置的额外,因此较高阶的振荡波型,所谓的科里奥利模式的变形能以足以用于测量的振 荡幅值来实现。对于操作地设置的情况,其中介质在过程管线中流动并且质量流量m为非零,利用以此方式振动的至少一个测量管10,也在流过的介质中引起科里奥利力。而这些作用于测量管10上并且以此方式实现可由传感器记录并且实际上基本上根据比所期望的模式较高阶的额外自然本征形式的测量管的额外变形。这种在所激励的期望模式中与相等频率相叠加的科里奥利模式的瞬时值,在此情况下,特别地在幅值方面,也取决于瞬时质量流量m并且能例如在将测量系统应用为科里奥利质量流量测量装置的情况下用于确定质量流率或总质量流量。
[0093]因此,在本发明的额外实施例中,驱动信号至少有时也形成为使得第一类型的其信号分量的信号频率St^1尽可能精确地对应于自然弯曲振荡波型的瞬时本征频率,即,弯曲振荡基本模式,其中,至少一个振动测量管绕其静止位置执行弯曲振荡,其在每种情况下,在第一测量管端部和第二测量管端部的区域中,具有振荡波节并且在所期望的振荡长度的区域中具有正好一个振荡波腹,因此由至少一个振荡激励器所激励的至少一个测量管至少部分地,特别地主要地执行弯曲共振振荡,即具有对应于所述弯曲振荡波型的瞬时本征频率的共振振荡。在应用由不锈钢,特别是哈氏合金制成,具有29_ 口径,例如I. 5_的壁厚,例如420mm的所期望的振荡长度和在两个测量管端部之间测量的305mm的弦长的测量管的情况下,其与弯曲振荡基本模式相对应的本征频率在几乎为零的密度的情况下,例如在测量管仅被填充空气的情况下将例如约500Hz。
[0094]在图4和图5所示具有借助于测量管和反振荡器形成的内部分的实施例的示例中,测量管10相对于反振荡器20主要执行借助于激励器机构主动激励的弯曲振荡,特别地以共享的振荡频率相对于彼此以相反的相位振荡。在同时,例如不同地作用于测量管以及反振荡器的激励器机构的情况下,反振荡器20也必然地被激励为同时悬臂振荡,并且实际上,其与以所期望的模式振荡的测量管10以相等的频率但至少部分地异相,特别地以相反的相位振荡。特别地,测量管10和反振荡器20在此情况下额外地彼此匹配,或者被激励为它们在操作期间至少有时并且至少部分地绕纵向轴线L执行相反相等的弯曲振荡,因此具有相等频率,但基本上相反的相位。弯曲振荡在此情况下也可被实现为它们具有相等的模阶,并且因此至少在静止流体的情况下,基本上相同地形成;在采用两个测量管的其它情况下,它们如在所讨论类型的测量变送器的情况下通常那样,借助于在两个测量管10、10’之间特别地不同地作用的激励器机构主动激励为它们在操作期间至少有时绕纵向轴线L相反相等地弯曲振荡。换言之,两个测量管10、10’或测量管10和反振荡器20然后在每种情况下以调谐叉齿的方式彼此相反振荡。对于这种情况,根据本发明的额外实施例,至少一个机电振荡激励器为此被设计成激励或维持第一测量管和第二测量管的相反相等振动,特别地测量管中每一个绕虚构地连接相应第一测量管端部与相应第二测量管端部的虚构振荡轴线进行弯曲振荡。如在具有弯曲测量管的这样的测量变送器的情况下通常那样,例如反对称扭曲模式的本征形式可用作科里奥利模式,因此在该模式的情况下,如已经提到的那样,测量管10也绕垂直于弯曲振荡轴线并且在振荡长度一半的区域中虚构地切割测量管10的中心线定向的虚构旋转振荡轴线执行旋转振荡。
[0095]对于所提到的至少一个测量管基本上为直的情况,驱动信号Sto的第一类型的信号分量的信号频率可例如也设置为自然扭曲振荡波型的瞬时本征频率,即,扭曲振荡基本模式的频率,其中,至少一个振动测量管绕其静止位置,即,绕虚构地连接入口侧第一测量管端部与出口侧第二测量管端部的虚构振荡轴线执行扭曲振荡,以这样的方式,使得所述扭曲振荡,特别地也以特别地更有利于测量粘度的方式,在每种情况下,在第一测量管端部与第二测量管端部的区域中具有振荡波节,并且在所期望的振荡长度的区域中具有正好一个振荡波腹。因此,然后,由至少一个振荡激励器激励的至少一个测量管在给定情况下至少部分地,也主要地执行扭曲共振振荡,即具有对应于所述扭曲振荡波型的瞬时本征频率的振荡频率的扭曲共振振荡。
[0096]为了记录至少一个测量管10的振荡,特别地借助于至少一个振荡激励器主动激励的振荡,测量变送器在每种情况下,额外地包括相对应的传感器装置50。这包括,也如在图4至图7中示意性地展示,第一振 荡传感器51,例如电动第一振荡传感器51,此处与至少一个振荡激励器间隔开并且布置于至少一个测量管10上,用于递送表示测量管10的振动并且用作测量变送器的第一振荡信号Ssmsl的传感器信号。振荡信号Ssmsl可例如为对应于该振荡并且具有取决于至少测量管的振荡的瞬时幅值的幅值Usmsl (电压水平)的(交流)电压usmsl。振荡信号,Ssmsl,可甚至基本上包含在其信号频率方面不同的多个信号分量,其特别地也是对应于至少一个测量管的主动激励的并且在这情况下所需的振荡。因此,如图8中示意性地指示的,至少一个振荡信号,Ssmsl,在本发明的测量系统的情况下,对应于由发送器电子器件递送的驱动信号或者至少一个测量管被其驱动的振荡,至少有时,具有对应于驱动信号sd?的第一类型的信号分量St^1的信号频率的信号频率?;?。的第一类型的正弦信号分量Ssmslil,因此具有一阶振荡的相应地激励的模式的瞬时本征频率,匕例如因此弯曲振荡基本模式的瞬时本征频率或所提到的扭曲振荡波型的瞬时本征频率。至少在将弯曲振荡基本模式用作一阶主动激励振荡波型的情况下,振荡信号的第一类型的信号分量Ssmslil相对于驱动信号Stov的第一类型的相等频率信号分量Ssmslil具有取决于在至少一个测量管10中流动的介质的当前质量流量的相位差。
[0097]根据本发明的进一步发展,传感器装置额外地包括在至少一个测量管10上与第一振荡传感器52间隔开布置的第二振荡传感器52,特别地为电动第二振荡传感器52,第二振荡传感器52递送同样表示测量管10的振动和用作测量变送器的第二振荡信号Ssms2的传感器信号。与第一传感器信号相同的第二振荡信号,Ssms2,具有信号频率对应于驱动信号sd?的第一类型的信号分量St^1的信号频率的信号分量,至少在采用构造得彼此相同的振荡传感器的情况下,此外,还具有与第一振荡信号的频谱相当的频谱。在例如相同地构造的两个振荡传感器之间延伸的相关联的至少一个测量管的区域,特别地基本上自由振动区域的长度在此情况下对应于相应测量变送器的测量长度。在此处示出的实施例示例中,在每种情况下,在入口侧上的第一振荡传感器51和在出口侧上的第二振荡传感器52布置于至少一个测量管10上,特别地与至少一个振荡激励器和测量管10的半长度中点等宽地间隔开。如在科里奥利质量流量测量装置的形式的测量系统中所用的这样的振动型测量变送器的情况下很平常的那样,第一振荡传感器51和第二振荡传感器52根据本发明的实施例,额外地,在每种情况下布置于测量变送器中由振荡激励器41所占据的测量管的一侧上。而且,第二振荡传感器52布置于测量变送器中由第一振荡传感器51所占据的测量管的一侧上。传感器装置的振荡传感器51、52可以以有利方式额外地实现为它们递送相同类型的振荡信号ssmsl、Ssms2,例如因此在每种情况下交流电压usmsel、Usens20在本发明的额外实施例中,第一振荡传感器以及第二振荡传感器两者额外地在每种情况下放置于测量变送器MT中使得振荡传感器中的每一个至少主要地记录至少一个测量管10的振动。对于上文所描述的其中内部分借助于测量管和与之耦合的反振荡器形成的情况下,在本发明的额外实施例中,第一振荡传感器以及第二振荡传感器两者在测量变送器中实现和放置为振荡传感器中每一个,例如,不同地,主要地,记录测量管相对于反振荡器的振荡,因此,第一振荡信号Ssensl以及第二振荡信号S2两者表不至少一个测量管10相对于反振荡器20的振荡移动,特别地相反相等振荡移动。对于其中内部分借助于两个测量管,特别地在操作期间相反相等振荡的测量管形成的上文描述的情况,在本发明的另一个实施例中,第一振荡传感器和第二振荡传感器两者也在测 量变送器中实现和放置为振荡传感器中的每一个例如不同地,主要地,记录第一测量管10相对于第二测量管10’的振荡,因此第一振荡信号Ssmsl以及第二振荡信号Ssms2两者表示两个测量管相对于彼此的振荡移动,特别地相反相等的振荡移动,特别地以这样的方式,使得如在常规测量变送器的情况下通常那样,借助于第一振荡传感器所产生的第一振荡信号表示第一测量管相对于第二测量管的入口侧振动,并且借助于第二振荡传感器所产生的第二振荡信号表示第一测量管相对于第二测量管的出口侧振动。在本发明的额外实施例中,还设置为传感器装置只具有两个振荡传感器,因此,并不存在除第一振荡传感器和第二振荡传感器之外的额外振荡传感器,并且在这情况下,在所用的部件方面,对应于所讨论类型的测量变送器的常规传感器装置。
[0098]额外地,应当在此指出的是,尽管在实施例示例中示出的传感器装置19的振荡传感器的情况下涉及电动型传感器,因此,在每种情况下,固着于测量管之一上的圆柱形励磁线圈和插入于其中,相对应地固着到相对放置的测量管上的永磁体,当然,此外,本领域技术人员已知的其它振荡传感器,例如光电子振荡传感器可用于形成传感器装置。而且,如在所讨论类型的测量变送器的情况下很平常的那样,作为振荡传感器的补充,其它传感器可设置于测量变送器中,例如,用于记录由外力造成的总测量系统的移动和/或管布置的不对称性的加速度传感器,用于记录测量管和/或变送器壳体中一个或多个膨胀的应变计,用于记录变送器壳体中起支配作用的静压力的压力传感器和/或用于记录测量管和/或变送器壳体中一个或多个的温度的温度传感器,例如,借助于补充的传感器可监视和在给定情况下相应地补偿测量变送器起作用的能力和/或由于交叉敏感性或外部干扰造成的测量变送器对主要被记录的测量变量(特别地质量流率和/或密度)的敏感性变化。
[0099]传感器装置19额外地,如在测量变送器的情况下通常的那样,与设置于发送器电子器件中并且例如借助于至少一个微处理器和/或借助于至少一个数字信号处理器形成的测量电路以合适方式耦合,例如经由连接线路硬接线。因此,由传感器装置从测量变送器递送的至少一个振荡信号,也在图3中示出,馈送到发送器电子器件ME并且然后馈送到其中设置的测量和评估电路μ C,其中它们首先借助于相对应的输入电路FE预处理,特别地预放大,滤波和数字化,以便使得它们然后能被合适地评估。测量电路接收传感器装置19的振荡信号并且从振荡信号生成,特别地也从包含于至少一个或多个振荡信号中的第一类型的信号分量,生成最初提到的测量值,这表示例如待测量的介质的质量流率、总质量流量和/或密度和/或粘度;这在给定情况下,也考虑借助于至少一个驱动信号,特别地第一类型的信号分量馈送到驱动器机构内并且相应地在其中转换的电激励功率。输入电路FE以及测量和评估电路μ C在此情况下,可为已经应用和确立的电路技术,例如,根据最初提到的现有技术,应用于常规科里奥利质量流量测量装置中用于转换振荡信号或者从振荡信号确定例如质量流率和/或总质量流量等变量的目的的电路技术。根据本发明的额外实施例,测量和评估电路μ C相应对应地也借助于设置于发送器电子器件ME中的微计算机,例如借助于数字信号处理器(DSP)和借助于其中相对应地实施和执行的程序代码来实施。程序代码可持续地存储于例如,用于在给定情况下在较长时段存储借助于测量系统生成的测量值的微计算机的非易失性数据存储器EEPROM中,并且能在起动时加载到易失性数据存储器RAM中,例如在微计算机中集成的易失性数据存储器RAM。同样,借助于发送器电子器件在操作期间生成的测量值能加载到这样的易失性数据存储器RAM中,在给定情况下,力口载于相同的易失性数据存储器RAM中并且相对应地保持在那里用于在后来进一步处理。适合于这种应用的处理器,例如为可购自Texas Instruments Inc公司的TMS320VC33类型的那些。当然,至少一个或多个振荡信号Ssmsel、Ssmse2,如已经指示的那样,借助于发送器电子器件ME的模拟至数字转换器A/D转换为相对应的数字信号用于在微计算机中处理;为此,参照例如最初提到的US-B 6,311,136或US-A 6,073,495或“PR0MASS 83”系列的上述测量发送器。而且,如已经提到的那样,测量值可在现场显示和/或以数字测量数据的形式发送到测量系统上级的数据处理系统并且在那里进一步处理。
[0100]发送器电子器件12,包括在其中实施的测量和操作电路,还可例如容纳于远离测量变送器布置的电子器件壳体72中,或者,如图I所示,为了形成单个紧凑装置,被布置成直接固着于测量变送器I上,例如在变送器壳体T1外部上。在此处示出的实施例的示例的情况下,因此,颈状过渡件额外地放置于变送器壳体Y1上以用于保持电子器件壳体72。在过渡件内,额外地布置例如,借助于玻璃和/或塑料封装化合物制造的气密密封和/或耐压的馈通,通过馈通在测量变送器11,特别地其中布置的振荡激励器和传感器与所提到的发送器电子器件12之间引导电连接线路。
[0101]根据本发明的额外实施例的发送器电子器件,例如,基于在第一振荡传感器51与第二振荡传感器52的振荡信号Sl、S2之间的检测的、在测量管10部分地以所期望的和科里奥利模式振荡的情况下生成的相位差,额外地提供由传感器装置50递送的振荡信号Sl、s2,的应用,以循环地确定质量流量测量值Xm,该质量流量测量值Xm尽可能准确地表示穿过测量变送器引导的介质中待测量的质量流率m。为此目的,根据本发明的额外实施例,测量和评估电路在操作期间循环地产生相位差测量值,相位差测量值表示在第一振荡信号S1的第一类型的信号分量与第二振荡信号S2的第一类型的信号分量之间存在的瞬时相位差Δφ
。能使用同样可在发送器电子器件中可用的驱动器或至少一个传感器信号的第一类型的信号分量的信号频率来进行质量流量测量值Xm的这种计算,因此,例如基于已知的关系:
[0102]
【权利要求】
1.一种用于流动介质,特别是在管道中流动的介质的测量系统,所述测量系统包括:振动型测量变送器,在操作期间,介质,特别是气体和/或液体、浆糊或粉末或某些其它可流动的材料流过所述振动型测量变送器,所述测量变送器用于产生对应于所述流动介质的介质参数,特别是质量流率、密度和/或粘度的振荡信号;以及,与所述测量变送器电耦合的发送器电子器件,用于启动所述测量变送器并且用于评估从所述测量变送器递送的振荡信号; 所述测量变送器包括: 至少一个测量管,特别地V形、U形或直测量管,其在入口侧第一测量管端部与出口侧第二测量管端部之间以所期望的振荡长度延伸,其具有多个自然振荡波型并且其用于输送流动介质; 至少一个振荡激励器,特别是电动振荡激励器,用于将电激励功率转换为所述至少一个测量管的振动,特别地所述至少一个测量管以如下方式振动:所述至少一个测量管至少部分地和/或至少有时以所述测量管的自然振荡波型的瞬时本征频率绕静止位置执行振荡;以及 至少一个振荡传感器,特别是电动振荡传感器,用于记录所述至少一个测量管的振动,特别是入口侧或出口侧振动,并且用于产生表示所述至少一个测量管的振动,特别是至少入口侧振动或出口侧振动的所述测量变送器的振荡信号;并且 所述发送器电子器件用于向所述至少一个振荡激励器递送驱动信号,所述驱动信号用于以如下的方式将电激励功率馈送到所述至少一个振荡激励器内,因此实现所述至少一个测量管的振动,其中: 所述驱动信号至少有时具有第一类型的正弦信号分量,特别是具有多个振荡周期的第一类型的正弦信号分量,所 述第一类型的正弦信号分量的信号频率对应于所述至少一个测量管的一阶自然振荡波型的瞬时本征频率,在所述至少一个测量管的一阶自然振荡波型中,所述至少一个测量管能绕静止位置执行本征振荡,所述本征振荡在每种情况下在所述第一测量管端部和第二测量管端部的区域中具有振荡波节并且在所述所期望的振荡长度的区域中正好一个振荡波腹; 由所述至少一个振荡激励器激励的所述至少一个测量管至少部分地,特别地主要地执行共振振荡,即具有对应于一阶振荡波型的瞬时本征频率的振荡频率的振荡;并且所述至少一个振荡信号至少有时具有第一类型的正弦信号分量,特别是具有多个振荡周期的第一类型的正弦信号分量,所述第一类型的正弦信号分量的信号频率,f.en,!,对应于驱动信号(SdJ的第一类型的信号分量的信号频率P因此对应于一阶振荡波型的瞬时本征频率;并且 所述驱动信号(SdJ至少有时具有第二类型的正弦信号分量(Sd?,?),特别是在信号功率方面瞬时占主导和/或具有多个振荡周期的第二类型的正弦信号分量,第二类型的正弦信号分量的信号频率,fdrv,?,在每种情况下偏离所述至少一个测量管的每个自然振荡波型的每个瞬时本征频率超过1Hz,特别地超过IOHz和/或超过所述本征频率1%,特别地超过10%,由此 由所述至少一个振荡激励器激励的所述至少一个测量管至少部分地执行非共振的强制振汤;并且所述至少一个振荡信号至少有时具有第二类型的正弦信号分量,特别地具有多个振荡周期的第二类型的正弦信号分量,所述第二类型的正弦信号分量的信号频率对应于所述驱动信号(SdJ的第二类型的信号分量的信号频率,因此并非所述至少一个测量管的某些自然振荡波型的瞬时本征频率。
2.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件,利用所述至少一个振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量(ssmsl,?),生成系统状况报告(Sysfail),特别是呈警报形式的系统状况报告,所述系统状况报告特别地在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知与在先前,特别地在测量系统校准和/或起动时为所述测量系统确定的参考状态的偏差超过所述测量系统的预定误差量度,特别是与测量系统老化有关和/或与不可逆地改变所述至少一个测量管的振荡行为的测量变送器的载荷有关和/或与改变所述至少一个振荡激励器的电阻抗和/或机电变送器常数的测量变送器的热载荷有关和/或与改变所述至少一个振荡传感器的电阻抗和/或机电变送器常数的所述测量变送器的热载荷有关的偏差。
3.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件,利用所述至少一个振荡信号的第二类型的信号分量,生成系统状况报告(Sysfail),特别是呈警报形式的系统状况报告,其特别地在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知所述测量管的磨损超过预定误差量度。
4.根据权利要求3所述的测量系统,其中: 所述系统状况报告用信号告知的偏差是源自以下事实:形成沉积物,所述沉积物依附到在操作期间由待测量介质接触的所述测量管的内表面上;和/或 不再保证所述至少一个测量管的结构完整性,特别是由于材料移除和/或由于超载和/或由于裂缝形成和/或由于 材料疲劳。
5.根据权利要求1所述的测量系统,其中, 所述发送器电子器件,利用所述至少一个振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量(Ssensl,π),生成系统状况报告,特别是呈警报形式的系统状况报告,其特别地在视觉上和/或在听觉上可察觉地用信号告知不再保证所述至少一个测量管的结构完整性,特别是由于材料移除和/或由于超载和/或由于裂缝形成和/或由于材料疲劳。
6.根据权利要求1所述的测量系统,其中, 所述发送器电子器件,利用所述至少一个振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量(Ssensl,π),生成系统状况报告,特别是呈警报形式的系统状况报告,其特别地在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知形成沉积物,所述沉积物依附到在操作期间由待测量介质接触的所述测量管的内表面上。
7.根据权利要求1所述的测量系统,其中, 所述发送器电子器件,利用所述至少一个振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量(Ssensl,π),生成系统状况报告,特别是呈警报形式的系统状况报告,其特别地在视觉上和/或在听觉上可察觉地用信号告知所述测量管的材料移除超过了预定误差量度。
8.根据权利要求1所述的测量系统,其中, 所述发送器电子器件,利用所述至少一个振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量(Ssensl,π),生成系统状况报告,特别是呈警报形式的系统状况报告,其特别地在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知在所述至少一个测量管中形成裂缝。
9.根据权利要求1所述的测量系统,其中, 所述发送器电子器件,利用所述至少一个振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量(ssmsl,?),生成系统状况报告,特别是呈警报形式的系统状况报告,其用信号告知所述至少一个测量管的振荡特征变化超过预定误差量度,特别是由于变形和/或由于材料移除和/或由于形成裂缝和/或由于材料疲劳。
10.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件,利用所述至少一个振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量(Ssensl,π),生成系统状况报告,特别是呈警报形式的系统状况报告,其特别地在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知所述测量变送器的电阻抗变化超过预定误差量度。
11.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件,利用所述至少一个振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量(Ssensl,π),生成系统状况报告,特别是呈警报形式的系统状况报告,其特别地在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知所述至少一个振荡激励器的电阻抗和/或机电变送器常数和/或所述至少一个振荡传感器的电阻抗和/或机电变送器常数的变化超过预定误差量度。
12.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件,利用所述驱动信号的第二类型的信号分量(Stv,n),特别地基于在所述至少一个振荡激励器中流动的并且用作所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量的电流— sd?,?),或者驱动所述至少一个振荡激励器的并且用作所述驱动信号(sdrv)的第二类型的信号分量(Sd?,n)的电压(u&v,n —stv,n),并利用所述至少一个振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量(ssmsl,n),特别地基于借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssensl)的第二类型的信号分量(Ssmslill)的电压(Usmslill)和/或基于所述振荡信号的第二类型的信号分量相对于所述驱动信号的第二类型的信号分量的相位差,来检测所述测量系统与先前,特别地在校准和/或起动所述测量系统时为所述测量系统确定的参考状态相比,是否和/或在什么程度上变化,特别是由于老化和/或由于所述测量变送器的载荷,特别地以下述方式检测:表征所述测量系统并且在所述测量系统操作期间基于所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量(Stv,n)和/或基于所述至少一个振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量(ssmsl,?)确定的至少一个系统参数的系统参数测量值与所述系统参数的在所述测量系统的参考状态中确定的系统参数参考值的偏差超过预定误差量度,特别地超过所述参考值的O. 1%。
13.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件根据所述驱动信号的第一类型的信号分量和/或根据所述振荡信号的第一类型的信号分量来设置所述驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率,特别地以如下方式设置:所述发送器电子器件将所述驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率设置为与所述一阶振荡波型的瞬时本征频率或者与所述驱动信号的第一类型的信号分量的瞬时信号频率成预定频率比,_ = _ = Ωβ
14.根据权利要求13所述的测量系统,其中:所述发送器电子器件将所述驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率设置为与所述一阶振荡波型的瞬时本征频率或者与所述驱动信号的第一类型的信号分量的瞬时信号频率成预定频率比
15.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件,利用所述至少一个振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量(ssmsl,?),并利用所述驱动信号(sd?)的第二类型的信号分量(Sd?,n)确定,特别地循环地确定,表征所述测量变送器固有的测量变送器传递函数,并且因此也表征所述测量系统的系统参数的系统参数测量值,根据所述测量变送器传递函数,所述测量变送器将所述驱动信号或者其个别信号分量(Sd?,n),特别地在所述至少一个振荡激励器中流动的并且用作所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量的电流—、?),或者驱动所述至少一个振荡激励器的并且用作所述驱动信号的第二类型的信号分量(Stv,n)的电压(udrv,? — Sdrv,π),转换为至少一个振荡信号或其个别信号分量,特别地借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号的第二类型的信号分量的电压。
16.根据权利要求15所述的测量系统,其中: 所述系统参数对应于借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssensl)的第二类型的信号分量的电压(usmsl,n —ssmsl,n)与在所述至少一个振荡激励器中流动的并且用作所述驱动信号(SdJ的第二类型的信号分量的电流(id?,n —S&v,n)的比usensl; n/idrv; π,特别是具有实部和虚部的复数比。
17.根据权利要求15所述的测量系统,其中: 所述系统参数g?E的所述系统参数测量值GME,ti表示借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量的电压(usmsl,? —ssmsl,?)与在所述至少一个振荡激励器中流动的并且用作所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量(sdrv π)的电流
18.根据权利要求15所述的测量系统,其中: 所述系统参数Gme对应于借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssensl)的第二类型的信号分量的电压(usmsl,n —ssmsl,?)与驱动所述至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量的电压(udrv,π — sdrv,π)的比,特别是具有实部和虚部的复数比。
19.根据权利要求15所述的测量系统,其中 所述系统参数g?E的所述系统参数测量值GME,ti表示借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssensl)的第二类型的信号分量的电压(Usmsl,n —Ssmsl,n)与驱动在所述至少一个激励器中流动的电流的并且用作所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量的电压(Ud? n-sdrv ?)的比
20.根据权利要求15所述的测量系统,其中: 所述系统参数g?E的所述系统参数测量值GME,ti表示在借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssensl)的第二类型的信号分量的电压(Usmsl,n —Ssmsl,n)与在所述至少一个振荡激励器中流动的并且用作所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量的电流(id?,n — Sdrv; π)之间的相位差
21.根据权利要求15所述的测量系统,其中: 所述系统参数g?E的所述系统参数测量值GME,ti表示在借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssensl)的第二类型的信号分量的电压(usmsl,n —ssmsl,n)与驱动在所述至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量的电压(Udrv,n — Sdrv ll)之间的相位差,aWiIll =0ME1B -^Sme 0
22.根据权利要求15所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件基于所述驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率与所述驱动信号的第一类型的信号分量的信号频率(f&VI)之比
23.根据权利要求15所述的测量系统,其中: 所述系统参数g?E的所述系统参数测量值GME,ti表示借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssensl)的第二类型的信号分量的电压(Usmsl,n —Ssmsl,n)的幅值(Usmsl,n)与驱动所述至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量的电压(Udrv n - Sdrv π)的幅值(Udrv π)之比=Gmej^0mej 或者由所述发送器电子器件基于所述比来确定。
24.根据权利要求15所述的测量系统,其中: 所述系统参数的gME的所述系统参数测量值Gmti表示借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssensl)的第二类型的信号分量的电压(usmsl,n—Ssmsl,n)的幅值(Usmsl,n)与驱动在所述至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量的电压— sd?,n)的幅值(U&v,n)之比乘以表示对于所述至少一个振荡激励器的驱动信号的第二类型的信号分量有效的电阻抗Ζ_π的参数测量值
25.根据权利要求24所述的测量系统,其中: 所述系统参数g?E的所述系统参数测量值GME,ti表示下面的函数方程式的函数值:
26.根据权利要求15所述的测量系统,其中: 所述系统参数g?E的所述系统参数测量值GME,ti表示借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssensl)的第二类型的信号分量的电压(usmsl,n —ssmsl,n)的幅值(Usmsl,n)与在所述至少一个振荡激励器中流动的并且用作所述驱动信号(sd?)的第二类型的信号分量(sd? π)的电流(idrv ? — Sdrv π)的幅值(Idrv ?)之比
27.根据权利要求26所述的测量系统,其中: 所述系统参数g?E的所述系统参数测量值GME,ti,表示下面的函数方程式的函数值:
28.根据权利要求15所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件基于所述驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率与所述驱动信号的第一类型的信号分量的信号频率(fd^)之比
29.根据权利要求15所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件基于所述驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率(ftvII)与所述驱动信号的第一类型的信号分量的信号频率(fdrv:)之比
30.根据权利要求15所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件,利用表征所述测量变送器传递函数的所述系统参数,检测:所述测量系统与先前,特别地在校准和/或起动所述测量系统时对于所述测量系统确定的参考状态相比,是否和/或在什么程度上变化,特别是由于老化和/或由于所述测量变送器的载荷,特别地以如下方式检测:所述发送器电子器件利用表征所述测量变送器传递函数的所述系统参数在给定情况下生成系统状况报告,特别是呈警报形式的系统状况报告,所述系统状况报告,特别地在视觉上和/或听觉上可察觉地,用信号告知所述测量系统与先前为所述测量系统确定的参考状态的偏差超过预定误差量度。
31.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件,利用所述至少一个振荡信号的第一类型的信号分量和/或利用所述驱动信号的第一类型的信号分量,确定,特别地循环地确定,介质参数测量值,所述介质参数测量值表示流动介质待测量的参数,特别是质量流率、密度和/或粘度。
32.根据权利要求31所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件也利用所述系统参数测量值来确定所述至少一个介质参数测量值,特别地以如下方式确定:所述发送器电子器件补偿所述测量系统与之前对测量系统所确定的参考状态的偏差(通过采用系统参数测量值来确定)对于所述测量系统的测量精确度的影响,由此确定介质参数测量值。
33.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件具有用于借助于所述测量系统所产生的测量值的数据存储器,特别是易失性数据存储器,其中所述数据存储器保持借助于在所述测量系统的操作期间产生的并且特别地暂时表示测量系统的操作状态的测量值形成的至少一个测量数据集合,其中,所述数据集合包括用于表征测量系统的不同系统参数的系统参数测量值并且基于所述驱动信号的第二类型的信号分量和/或基于所述至少一个传感器信号的第二类型的信号分量而产生。
34.根据权利要求33所述的测量系统,其中: 所述测量数据集合包括用于在所述测量系统操作期间供应到所述至少一个振荡激励器的所述驱动信号的第二类型的信号分量的系统参数测量值和/或在所述测量系统操作期间由所述测量变送器递送的所述至少一个振荡信号的第二类型的信号分量的系统参数测量值和/或由在所述测量系统操作期间供应到所述激励器机构的所述驱动信号的第二类型的信号分量导出并由在所述测量系统操作期间从所述测量变送器递送的所述至少一个振荡信号的第二类型的信号分量导出的系统参数测量值。
35.根据权利要求33所述的测量系统,其中: 在用于借助于所述测量系统所产生的测量值的所述数据存储器中,保持借助于在所述测量系统操作期间产生并且表示在所述测量变送器中输送的介质的测量值形成的测量数据集合;并且 所述数据集合包括对于表征所述流动介质的不同参数,特别是质量流率、密度和/或粘度,并基于所述驱动信号的第一类型的信号分量和/或基于所述至少一个传感器信号的第一类型的信号分量产生的介质参数测量值。
36.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件具有用作表示所述测量系统的参考状态的参考值的测量值的数据存储器,特别是非易失性数据存储器,其中,在所述数据存储器中保持表示所述测量系统,特别地已经安装于管道中的测量系统的参考状态的至少一个参考数据集合;并且 所述数据集合包括不同系统参数,即表征测量系统的系统参数的系统参数参考值,特别是借助于在制造工厂中校准所述测量系统的过程中和/或在所述测量系统起动期间由所述测量系统产生的系统参数参考值,特别是以如下方式产生:所述系统参数参考值为借助于处于参考状态的测量系统本身和/或借助于输送已知温度的介质的测量变送器产生的测量值。
37.根据权利要求36所述的测量系统,其中: 所述参考数据集合包括当所述测量系统处于参考状态时供应到所述至少一个振荡激励器的所述驱动信号的第二类型的信号分量的系统参数参考值和/或当所述测量系统处于参考状态时由所述测量变送器递送的至少一个振荡信号的第二类型的信号分量的系统参数参考值和/或由当所述测量系统处于参考状态时供应到所述激励器机构的驱动信号的第二类型的信号分量导出的并由当所述测量系统处于参考状态时由所述测量变送器递送的至少一个振荡信号的第二类型的信号分量导出的系统参数参考值。
38.根据权利要求36所述的测量系统,其中: 所述参考数据集合包括表征处于所述参考状态的所述测量系统的测量变送器传递函数的系统参数的系统参数参考值,特别是借助于处于所述参考状态的所述测量系统本身和/或借助于输送已知温度的介质的所述测量变送器所确定的系统参数参考值。
39.根据权利要求38所述的测量系统,其中, 所述系统参数gME的所述系统参数参考值Gmitef表示当所述测量系统处于参考状态时借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量的电压(usmsl,n —ssmsl,n)与当所述测量系统处于参考状态时驱动在所述至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量的电压
40.根据权利要求38所述的测量系统,其中: 所述系统参数gME的所述系统参数参考值Gmitef表示当所述测量系统处于参考状态时借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量(ssmsl,n)的电压(usmsl,? —ssensl,n)与当所述测量系统处于参考状态时驱动在所述至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量的电
41.根据权利要求38所述的测量系统,其中: 所述系统参数g?E的所述系统参数测量值Gmti表示在所述测量系统处于参考状态时借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量的电压(usmsl,? —ssmsl,n)与当所述测量系统在所述参考状态时驱动在所述至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量的电压(Udrv, H — Sdrvj π)之间的相位差
42.根据权利要求38所述的测量系统,其中: 所述系统参数gME的所述系统参数参考值Gmitef表示当所述测量系统处于参考状态时借助于所述至少一个振荡传感器生成的并且用作所述振荡信号(Ssmsl)的第二类型的信号分量的电压(usmsl,n — ssmsl,n)的幅值(Usmsl,n)与在所述测量系统处于参考状态时驱动在所述至少一个振荡激励器中流动的电流并且用作所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量的电压(Udrv π — Sdrv ?)的幅值(Udrv Π)之比
43.根据权利要求36所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件,基于所述参考数据集合和测量数据集合,特别地基于在所述参考数据集合与所述测量数据集合之间确定的偏差Λ Gme来检测与之前为所述测量系统所确定的参考状态相比,所述测量系统是否和/或在什么程度上变化。
44.根据权利要求43所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件,基于在所述参考数据集合与测量数据集合之间确定的偏差AGme来检测与之前为所述测量系统确定的参考状态相比,所述测量系统是否和/或在什么程度上变化,特别地以如下方式检测:所述发送器电子器件比较,特别地循环地比较,所述参考数据集合与所述测量数据集合。
45.根据权利要求44所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件通过确定形成所述测量数据集合的所述系统参数测量值中至少一个与相对应的系统参数参考值,即表示相同系统参数的相对应的系统参数参考值的偏差AGme来比较,特别是循环地比较,所述参考数据集合与所述测量数据集合,特别地以如下方式比较:所述发送器电子器件确定在所述系统参数测量值与所述相对应的系统参数参考值之间的差
46.根据权利要求43所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件通过确定表示下面的函数方程式的函数值:
47.根据权利要求43所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件通过确定表示下面的函数方程式的函数值:
48.根据权利要求43所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件通过确定表示下面的函数方程式的函数值:
49.根据权利要求43所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件通过确定表示下面的函数方程式的函数值:
50.根据权利要求36所述的测量系统,其中: 所述参考数据集合包括表示当所述测量系统处于参考状态时所述一阶振荡波型的本征频率的系统参数参考值以及表示当所述测量系统处于参考状态时供应到所述至少一个振荡激励器的所述驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率(fd?,n)的系统参数参考值;和/或 所述参考数据集合包括表示当所述测量系统处于参考状态时供应到所述至少一个振荡激励器的所述驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率(fd?,n)与当所述测量系统处于参考状态时所述一阶振荡波型的本征频率^之比
51.根据权利要求43所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件基于所述参考数据集合与所述测量数据集合的比较生成系统状况报告,特别是呈警报形式的系统状况报告,其特别地在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知所述测量系统与先前特别是在所述测量系统校准和/或起动期间对所述测量系统确定的参考状态的偏差(特别地,与所述测量系统老化有关和/或与不可逆地改变所述至少一个测量管的振荡行为的所述测量变送器的载荷有关的偏差)。
52.根据权利要求44所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件基于在所述至少一个系统参数测量值与所述相对应的系统参数参考值之间所确定的偏差AGme来生成系统状况报告,特别是呈警报形式的系统状况报告,其特别地在视觉上和/或听觉上可察觉地用信号告知所述测量系统与先前,为所述测量系统确定的参考状态的偏差超过预定误差量度,特别是与所述系统老化有关和/或与不可逆地改变所述至少一个测量管的振荡行为的所述测量变送器的载荷有关和/或与改变所述至少一个振荡激励器的电阻抗和/或机电变送器常数的所述测量变送器的热载荷有关和/或与改变所述至少一个振荡传感器的电阻抗和/或机电变送器常数的所述测量变送器的热载荷有关的偏差。
53.根据权利要求52所述的测量系统,其中: 所述发送器电子器件在所述确定的偏差AGme超过表示为所述测量系统预定的误差量度的阈值时生成所述系统状况报告,特别地以如下方式超过阈值:所述确定的偏差△G-达到大于所述相关联的系统参数参考值的O. 1%。
54.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述驱动信号同时包含所述第一类型的信号分量和所述第二类型的信号分量,由此由所述至少一个振荡激励器激励的所述至少一个测量管同时执行部分共振振荡,即具有对应于所述一阶振荡波型的瞬时本征频率的振荡频率4^=4和部分强制非共振振荡。
55.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述驱动信号(sdJ的第二类型的信号分量(Sd?,n)的信号频率大于5Hz,特别地大于10Hz,和/或其中所述驱动信号的第二类型的信号分量(St^11)的信号频率41?大于所述一阶振荡波型的瞬时本征频率O. I倍。
56.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述驱动信号(sd?)的第二类型的信号分量(Sd?,n)的信号频率对应于所述一阶振荡波型的瞬时本征频率的超过I. 01倍,特别地超过I. 15倍,并且小于2. 7倍,特别地小于2. 4倍,由此: 由所述至少一个振荡激励器所激励的所述至少一个测量管至少部分地执行非共振的强制振荡,其中振荡频率在频率范围11. 01 · f^fdrv,π<2. 7 · f! I,即所述一阶振荡波型的瞬时本征频率的大于I. 01倍,特别地大于I. 15倍,并且小于2. 7倍,特别地小于2. 4倍;以及 所述振荡信号(Ssensl)的第二信号分量(ssmsl,n)的信号频率为所述一阶振荡波型的瞬时本征频率的大于I. 01倍,特别地大于I. 15倍并且小于2. 7倍,特别地小于2. 4倍。
57.根据权利要求56所述的测量系统,其中:所述发送器电子器件在所述频率范围11. Ol · ^<^?,?<2. 7-fJ,即所述一阶振荡波型的瞬时本征频率的大于I. 01倍,特别地大于I. 15倍,并且小于2. 7倍,特别地小于2. 4倍内,逐步改变所述驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率,特别地以如下方式改变:所述发送器电子器件以可预定的量值逐步增加,或者以可预定的量值逐步减小所述信号频率,始于在所述频率范围11. 01 · ^<^?;11<2. 7 · fj内其所预定的起始值,并且继续到所述频率范围内的所述频率信号预定的最终值;和/或 所述发送器电子器件在所述频率范围,ll.Ol7 4」,即所述一阶振荡波型的瞬时本征频率的大于I. 01倍,特别地大于I. 15倍,并且小于2. 7倍,特别地小于2. 4倍内,连续地改变所述驱动信号的第二类型的信号分量的信号频率,特别地,以如下方式改变:所述发送器电子器件线性增加或线性减小所述信号频率,始于在所述频率范围内为其确定的初始值,并且继续到所述频率范围内为所述信号频率预定的最终值,或者所述发送器电子器件交替地线性增加或线性减小所述信号频率。
58.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述驱动信号的第二类型的信号分量(sd?,n)的信号频率小于所述至少一个测量管的所述二阶振荡波型的瞬时本征频率f2,在所述至少一个测量管的所述二阶振荡波型中,所述至少一个振动测量管能绕静止位置执行振荡,在每种情况下所述振荡在所述第一测量管端部和第二测量管端部的区域中具有振荡波节并且在所期望的振荡长度的区域中具有额外振荡波节以及正好两个振荡波腹,由此: 由所述至少一个振荡激励器所激励的所述至少一个测量管至少部分地执行非共振的强制振汤,即在频率徂围,fdrv, 中,所述频率徂围小于 阶振汤波型的瞬时本征频率;并且 所述至少一个振荡信号至少有时具有第二类型的信号分量,具有小于二阶振荡波型的瞬时本征频率的信号频率,特别地,以如下方式:由所述至少一个振荡激励器所激励的所述至少一个测量管至少部分地执行非共振的强制振荡,即在频率范围,中,所述频率范围大于所述一阶振荡波型的瞬时本征频率并且小于所述二阶振荡波型的瞬时本征频率f2 ;并且 所述至少一个振荡信号至少有时具有第二类型的信号分量,所述第二类型的信号分量的信号频率大于所述一阶振荡波型的瞬时本征频率和小于所述二阶振荡波型的瞬时本征频率。
59.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述驱动信号的第二类型的信号分量(Sd?,n)的信号频率小于所述二阶振荡波型的瞬时本征频率的O. 95倍。
60.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述驱动信号(sdJ的第一类型的信号分量的信号频率对应于自然弯曲振荡波型的瞬时本征频率,在自然弯曲振荡波型中,所述至少一个振动测量管执行围绕其静止位置的弯曲振荡,所述弯曲振荡在每种情况下在所述第一测量管端部和第二测量管端部的区域中具有振荡波节并且在所述期望的振荡长度的区域中正好一个振荡波腹(弯曲振荡基本模式),由此: 由所述至少一个振荡激励器激励的所述至少一个测量管至少部分地,特别地主要地执行共振弯曲振荡,即振荡频率对应于所述弯曲振荡波型的瞬时本征频率的弯曲振荡;并且所述至少一个振荡信号的第一类型的信号分量的信号频率对应于所述弯曲振荡波型的瞬时本征频率。
61.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述至少一个测量管为直的。
62.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 所述至少一个测量管为直的;并且 所述驱动信号(sdJ的第一类型的信号分量的信号频率对应于自然扭曲振荡波型的瞬时本征频率,在自然扭曲振荡波型中,所述至少一个振动测量管绕其静止位置执行扭曲振荡,即绕虚构地连接所述入口侧第一测量管端部与所述出口侧第二测量管端部的虚构振荡轴线的扭曲振荡,所述扭曲振荡在每种情况下在所述第一测量管端部和第二测量管端部的区域中具有振荡波节并且在所期望的振荡长度的区域中正好一个振荡波腹(扭曲振荡基本模式),由此: 由所述至少一个振荡激励器所激励的所述至少一个测量管至少部分地,特别地主要地,执行共振扭曲振荡,即,具有对应于所述扭曲振荡波型的瞬时本征频率的振荡频率;并且所述至少一个振荡信号的第一类型的信号分量的信号频率对应于所述扭曲振荡波型的瞬时本征频率。
63.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 为了输送流动介质,所述测量变送器具有彼此机械耦合的至少两个测量管,特别是两个相同构造的测量管和/或至少分段地相对于彼此平行的两个测量管; 其中,每一个以所期望的振荡长度在相应的入口侧第一测量管端部与相应的出口侧第二测量管端部之间延伸;并且 其中,每一个以在每种情况下具有一阶自然振荡波型,在一阶自然振荡波型中,其能绕相应静止位置执行本征振荡; 所述本征振荡在每种情况下在相应的第一测量管端部和第二测量管端部的区域中具有振荡波节并且在所期望的振荡长度的区域中正好一个振荡波腹;并且 所述本征振荡在每种情况下具有等于在每种情况下另一测量管的一阶自然振荡波型的本征频率的本征频率,f\。
64.根据权利要求1所述的测量系统,其中: 在所述至少两个测量管之间特别地不同地作用的所述至少一个振荡激励器用于将电激励功率转换成所述至少两个测量管中每一个的振动,特别地以如下方式振动:所述至少两个测量管中的每一个至少部分地同时以其所固有的自然振荡波型的瞬时本征频率执行绕静止位置的振荡;并且 所述驱动信号(sdJ的第一类型的信号分量(Sd^)的信号频率对应于所述至少两个测量管中每一个的一阶自然振荡波型的瞬时本征频率,,其中由所述至少一个振荡激励器激励的所述至少两个测量管中的每一个至少部分地,特别地主要地,执行共振振荡,即,具有对应于一阶振荡波型的瞬时本征频率的振荡频率的共振振荡,特别地以如下方式:所述至少两个测量管的振荡相对于彼此相反相等。
65.根据权利要求1所述的测量系统,其中:为了输送流动介质,所述测量变送器具有彼此机械耦合的四个测量管,特别地相同构造的测量管和/或至 少逐对分段地相对于彼此平行的测量管。
【文档编号】G01F1/84GK103534558SQ201180064180
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2011年10月20日 优先权日:2010年11月11日
【发明者】沃尔夫冈·德拉赫姆, 朱浩, 阿尔弗雷德·里德, 迈克尔·维斯曼, 帕特里克·乌杜瓦尔 申请人:恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司
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