專利名稱：在線測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有振動(dòng)式測(cè)量傳感器的在線測(cè)量裝置，特別是 科里奧利質(zhì)量流量測(cè)量裝置/密度測(cè)量裝置，用于在管路中流動(dòng)的特別 是兩個(gè)或者多個(gè)相位的介質(zhì)，以及用于借助這種測(cè)量傳感器生成表示 介質(zhì)的物理測(cè)量量(例如介質(zhì)的質(zhì)量流量、密度和/或粘度)的測(cè)量值 的方法。
背景技術(shù)：
在過(guò)程測(cè)量技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)中針對(duì)在管路中流動(dòng)的介質(zhì)的物理 量(例如質(zhì)量流量、密度和/或粘度)的測(cè)量，經(jīng)常采用在線測(cè)量裝置， 特別是科里奧利質(zhì)量流量測(cè)量裝置，其借助在運(yùn)行中被介質(zhì)流經(jīng)的振 動(dòng)式測(cè)量傳感器以及連接于其上的測(cè)量電路和運(yùn)行電路，引發(fā)在該介 質(zhì)中的反應(yīng)力，例如與質(zhì)量流量相關(guān)的科里奧利力、與密度相關(guān)的慣 性力或者與粘度相關(guān)的摩擦力等，并且從它們推導(dǎo)得出代表該介質(zhì)的 相應(yīng)的質(zhì)量流量、相應(yīng)的粘度和/或相應(yīng)的密度的測(cè)量信號(hào)。這樣一種 具有振動(dòng)式測(cè)量傳感器的在線測(cè)量裝置連同其作用方式對(duì)于本領(lǐng)域技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的，并且例如在下述專利中被詳細(xì)描述過(guò)了 WO-A 05/040734、 WO-A 05/040733、 WO-A 03/095950、 WO-A 03/095949、 WO-A 03/076880、 WO-A 02/37063、 WO-A 01/33174、 WO-A 00/57141、 WO-A 99/39164、 WO-A 98/07009、 WO-A 95/16897、 WO-A 88/03261、 US-A 2004/ 0200268、 US-A 2003/0208325、 US-B 68 89 561、 US-B 68 40 109、US-B 66 91 583、US-B 66 51 513、US-B 65 13 393、US-B 65 05 519、 US-A60 06 609、 US-A 58 69 770、 US-A 57 96 011、 US-A 56 16 868、 US-A 56 02 346、 US-A 56 02 345、 US-A 55 31 126、 US-A 53 01 557、 US-A 52 53 533、 US-A 52 18 873、 US-A 50 69 074、 US-A 48 76 898、 US-A 47 33 569、 US-A 46 80 974、 US-A 46 60 421、 US-A45 24 610、US-A 44 91 025、US-A 41 87 721、EP-A 1 291 639、EP-A 1 281 938、EP-A 1 001 254或EP-A 553 939。
為了引導(dǎo)介質(zhì)，測(cè)量傳感器分別包括至少一個(gè)在例如管形或箱形 的支承架上固定的測(cè)量管，該測(cè)量管具有直線的管段，為了在運(yùn)行中 (由電磁激勵(lì)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng))生成前述反應(yīng)力，該測(cè)量管在主要使用模式 中實(shí)用地被允許單頻率地振動(dòng)。為了檢測(cè)特別是在輸入側(cè)和輸出側(cè)的 該管段的振動(dòng)，該測(cè)量傳感器還包括根據(jù)管段的運(yùn)動(dòng)而受激勵(lì)的物理 電子傳感器系統(tǒng)。
在科里奧利質(zhì)量流量測(cè)量裝置中，在管路中流動(dòng)的介質(zhì)的質(zhì)量流 量的測(cè)量例如基于下述情況所述介質(zhì)流過(guò)在該管路中插入的、并且 在運(yùn)行中再使用模式下側(cè)向于測(cè)量管軸線振蕩的測(cè)量管，由此在該介 質(zhì)中感生出科里奧利力。這還將引發(fā)在測(cè)量管的輸入側(cè)和輸出側(cè)區(qū)域 相互相位平移的振蕩。這種相位平移的尺度被作為質(zhì)量流量的大小。 測(cè)量管的振蕩因而借助所述傳感器系統(tǒng)的兩個(gè)沿著該測(cè)量管相互間隔 地布置的振蕩傳感器被檢測(cè)，并且被轉(zhuǎn)換為振蕩測(cè)量信號(hào)，質(zhì)量流量 被從它們的相互的相位平移中推導(dǎo)出來(lái)。在開始部分參引的US-A41 87 721還提到借助這種在線測(cè)量裝置還可以檢測(cè)流動(dòng)的介質(zhì)的瞬時(shí)密 度，更具體的說(shuō)，是根據(jù)至少一個(gè)從傳感器系統(tǒng)給出的振蕩測(cè)量信號(hào)。 此外大多數(shù)情況下以合適的方式直接測(cè)量介質(zhì)的溫度，例如借助布置 在測(cè)量管上的溫度傳感器。另外已知的是，直線的測(cè)量管還可以圍繞 基本與測(cè)量管縱軸線平行布置的或者重合的扭轉(zhuǎn)振蕩軸線發(fā)生扭轉(zhuǎn)振 蕩，即在流經(jīng)過(guò)的介質(zhì)中生成徑向的剪切力，由此對(duì)于扭轉(zhuǎn)振蕩來(lái)說(shuō) 振蕩能量明顯地被帶走了并在介質(zhì)中消失。其結(jié)果是，振蕩的測(cè)量管 的扭轉(zhuǎn)振蕩的顯著的衰減，為了正確保持該振蕩因此附加地必須提供 給該測(cè)量管以電子激勵(lì)功率。從測(cè)量管的扭轉(zhuǎn)振蕩的正確保持所必須 的電子激勵(lì)功率來(lái)推導(dǎo)，就可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式借助測(cè) 量傳感器至少接近的方式確定該介質(zhì)的粘度，為此特別對(duì)比US-A 45 24 610、 US-A 52 53 533、 US-A 60 06 609或US-B 66 51 513。所描述類型的在線測(cè)量裝置的問(wèn)題首先是測(cè)量傳感器的振蕩特 性以及由測(cè)量管的振蕩推導(dǎo)得到的振蕩測(cè)量信號(hào)，不僅僅取決于介質(zhì) 的主要物理測(cè)量量(例如質(zhì)量流量、密度和/或粘度等)，并且根據(jù)運(yùn) 行狀況的變化，而且還在很大程度上也取決于同樣變化的次要參數(shù)(例 如測(cè)量裝置特定的參數(shù)或者反映環(huán)境條件和安裝條件的參數(shù))。作為 這種變化的次要參數(shù)的代表性的示例的是，在測(cè)量傳感器內(nèi)制造用的 材料的彈性系數(shù)和剪切彈性系數(shù)以及至少一個(gè)測(cè)量管的幾何形狀。這 些次要參數(shù)的變化即可以是可逆的，例如在溫度條件下的彈性變形， 也可以是基本不可逆的。令人高興的是，這些次要參數(shù)的大部分或者 至少其變化引發(fā)的在測(cè)量運(yùn)行中的影響量能夠被附加地檢測(cè)到，并且 就這方面來(lái)說(shuō)這些設(shè)備參數(shù)和/或安裝參數(shù)的改變的對(duì)于測(cè)量精度的影
響被盡可能地補(bǔ)償了 。例如在US-B 65 12 987、 US-A 47 68 384和EP-A 578 U3所建議的，這可以一方面通過(guò)附加地應(yīng)用在在線測(cè)量裝置內(nèi)布 置的傳感器，如溫度傳感器、伸長(zhǎng)測(cè)量帶、加速度傳感器、壓力傳感 器等來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且另一方面根據(jù)振蕩測(cè)量信號(hào)自身實(shí)現(xiàn)。
基于振蕩測(cè)量信號(hào)的補(bǔ)償方法的原理的核心是，除了引發(fā)前述的 反應(yīng)力的主要使用模式之外，另外的、大多數(shù)僅作為次要的輔助模式 的振蕩模式被大多更高的振蕩頻率激勵(lì)。例如在WO-A 05/040734、 US-B 68 89 561、 US-B 65 57 422、 US-A 59 07 104、 US-A 58 31 178、 US-A 57 73 727、 US-A 57 28 952和US-A 46 80 974中分別示出用于測(cè)量 在管路中被引導(dǎo)的介質(zhì)的至少一個(gè)物理測(cè)量量的在線測(cè)量裝置，所述 在線測(cè)量裝置包括振動(dòng)式測(cè)量傳感器以及與該測(cè)量傳感器電聯(lián)接的測(cè) 量裝置電子設(shè)備，
一其中所述測(cè)量傳感器包括
—至少一個(gè)引導(dǎo)待測(cè)介質(zhì)的測(cè)量管，所述測(cè)量管與所連接的管 路連通，
一作用到所述測(cè)量管使得所述至少一個(gè)測(cè)量管振動(dòng)的激勵(lì)系
統(tǒng)，—所述激勵(lì)系統(tǒng)使得所述測(cè)量管在運(yùn)行中至少暫時(shí)和/或至少部 分地圍繞假想的側(cè)向振蕩軸以第一振蕩頻率處于第一側(cè)向振蕩中，并 且
一所述激勵(lì)系統(tǒng)使得所述測(cè)量管在運(yùn)行中至少暫時(shí)和/或至少部 分地圍繞假想的側(cè)向振蕩軸以與所述第一振蕩頻率不同的第二振蕩頻 率處于第二側(cè)向振蕩中，并且
一用于檢測(cè)所述測(cè)量管的振動(dòng)的傳感器系統(tǒng)，該傳感器系統(tǒng)輸 出代表該測(cè)量管振蕩的振蕩測(cè)量信號(hào)，
- 其中，所述測(cè)量裝置電子設(shè)備至少暫時(shí)地輸出驅(qū)動(dòng)激勵(lì)系統(tǒng) 的激勵(lì)信號(hào)，并且
- 其中，所述測(cè)量裝置電子設(shè)備借助所述振蕩測(cè)量信號(hào)和/或借
助所述激勵(lì)信號(hào)至少暫時(shí)地生成至少一個(gè)測(cè)量值，該測(cè)量值代表該介質(zhì) 的至少一個(gè)待測(cè)量的物理測(cè)量量。
根據(jù)該振蕩測(cè)量信號(hào)，該測(cè)量裝置電子設(shè)備反復(fù)地確定該測(cè)量管 的側(cè)向振蕩的振蕩頻率，并且基于此測(cè)定和/或監(jiān)視在線測(cè)量裝置的至 少一個(gè)設(shè)備參數(shù)和/或安裝參數(shù)或者探測(cè)至少一個(gè)不允許的高測(cè)量誤差。
如其中在WO-A 05/040734所述，在測(cè)量管壁的內(nèi)側(cè)上的覆蓋物的 形成(例如由于沉積、黏附等)，假如該覆蓋物形成沒有在測(cè)定測(cè)量 值時(shí)被關(guān)注，那么將很大程度地消極影響該在線測(cè)量裝置的測(cè)量精度。 實(shí)驗(yàn)至今表明，基于多個(gè)側(cè)向振蕩盡可能早地探測(cè)在測(cè)量管上的覆蓋 物是極為困難的。這特別是因?yàn)橐环矫娓采w物的密度當(dāng)然大約處于介 質(zhì)的密度范圍內(nèi)，并且另一方面該覆蓋物對(duì)側(cè)向振蕩的影響與待測(cè)介 質(zhì)對(duì)側(cè)向振蕩的影響一般是類似的。因此，形成的覆蓋物表現(xiàn)出基本 與介質(zhì)的物理特性的根據(jù)運(yùn)行的變化(特別是其密度和/或粘度的變化) 相同的對(duì)側(cè)向振蕩的效果。
此外還可能出現(xiàn)這種情況，即不僅在線測(cè)量裝置的至少一個(gè)測(cè)量管被這種覆蓋物覆蓋，而且特別是連接到該在線測(cè)量裝置的管路部分 也被覆蓋。這可能引發(fā)這樣的情況，即其它的在線測(cè)量裝置和/或其輸 入路徑也遇到了覆蓋物形成，而這無(wú)法通過(guò)相應(yīng)的自我確認(rèn)在受到影 響的測(cè)量裝置側(cè)直接地識(shí)別出來(lái)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)因而在于，給出一種具有振動(dòng)式測(cè)量傳感器的在線 測(cè)量裝置，特別是科里奧利質(zhì)量流量測(cè)量裝置/密度測(cè)量裝置和/或粘度 測(cè)量裝置，其一方面適合于特別精確地測(cè)量待測(cè)量的物理測(cè)量量，特 別是質(zhì)量流量、密度和/或粘度，并且其另一方面能夠至少在超過(guò)最小 覆蓋物厚度時(shí)探測(cè)在測(cè)量管上形成的覆蓋物。本發(fā)明的另一個(gè)任務(wù)在 于，給出一種合適的方法，其根據(jù)所描述類型的普通測(cè)量傳感器生成 的振蕩信號(hào)，能夠可靠地探測(cè)和/或足夠精確地測(cè)量在測(cè)量管上形成的 覆蓋物。本發(fā)明的另一個(gè)任務(wù)在于，監(jiān)測(cè)可能會(huì)在接觸介質(zhì)的管壁， 特別是連接到測(cè)量傳感器的管路上出現(xiàn)的覆蓋物沉積。
為此本發(fā)明在于把在線測(cè)量裝置構(gòu)造為例如科里奧利質(zhì)量流量測(cè) 量裝置/密度測(cè)量裝置和/或粘度測(cè)量裝置，用于測(cè)量在管路中被引導(dǎo)的 介質(zhì)的至少一個(gè)物理測(cè)量量X，例如質(zhì)量流量m、密度y0和/或粘度) 。所 述在線測(cè)量裝置具有振動(dòng)式測(cè)量傳感器以及與該測(cè)量傳感器電聯(lián)接的 測(cè)量裝置電子設(shè)備。該測(cè)量傳感器包括至少一個(gè)用于引導(dǎo)待測(cè)介質(zhì) 的基本直線式的測(cè)量管，所述測(cè)量管與所連接的管路連通；作用到所 述測(cè)量管使得所述至少一個(gè)測(cè)量管振動(dòng)的激勵(lì)系統(tǒng)，所述激勵(lì)系統(tǒng)使 得所述測(cè)量管在運(yùn)行中至少暫時(shí)和/或至少部分地圍繞假想地相互連接 所述測(cè)量管的輸入端和所述測(cè)量管的輸出端的扭轉(zhuǎn)振蕩軸地扭轉(zhuǎn)振 蕩；以及用于檢測(cè)所述至少一個(gè)測(cè)量管的振動(dòng)的傳感器系統(tǒng)，所述傳 感器系統(tǒng)給出代表所述測(cè)量管的至少一個(gè)振蕩的振蕩測(cè)量信號(hào)。所述 測(cè)量裝置電子設(shè)備其至少暫時(shí)地給出驅(qū)動(dòng)所述激勵(lì)系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)， 并且借助至少一個(gè)振蕩測(cè)量信號(hào)和/或借助激勵(lì)信號(hào)至少暫時(shí)地生成至 少一個(gè)測(cè)量值，所述至少一個(gè)測(cè)量值表示所述介質(zhì)的至少一個(gè)待測(cè)量的物理測(cè)量量，例如所述質(zhì)量流量、所述密度或者所述粘度。此外所 述測(cè)量裝置電子設(shè)備根據(jù)所述至少一個(gè)振蕩測(cè)量信號(hào)和/或根據(jù)所述激 勵(lì)信號(hào)反復(fù)地測(cè)定所述測(cè)量管的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率，并且基于 所述扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率監(jiān)視所述至少一個(gè)測(cè)量管的至少一個(gè)運(yùn)行狀 態(tài)。
此外本發(fā)明還在于一種用于監(jiān)視管壁的運(yùn)行狀態(tài)的方法，所述管 壁由至少暫時(shí)地流過(guò)的介質(zhì)接觸并且因此至少節(jié)段式地經(jīng)受了改變， 借助具有振動(dòng)式傳感器的在線測(cè)量裝置(例如被構(gòu)造為科里奧利質(zhì)量 流量測(cè)量裝置)和與該測(cè)量傳感器電聯(lián)接的測(cè)量裝置電子設(shè)備。該方 法特別包括讓介質(zhì)流過(guò)至少一個(gè)測(cè)量傳感器的測(cè)量管的步驟，所述 測(cè)量管與連接到所述測(cè)量傳感器的、引導(dǎo)所述介質(zhì)的管路連通；把激 勵(lì)信號(hào)供給到與所述測(cè)量管機(jī)械地聯(lián)接的激勵(lì)系統(tǒng)，以便使得所述測(cè) 量管圍繞假想地相互連接所述測(cè)量管的輸入端和所述測(cè)量管的輸出端 的扭轉(zhuǎn)振蕩軸而扭轉(zhuǎn)振蕩的步驟；檢測(cè)測(cè)量管的振動(dòng)以生成至少部分 地表示所述測(cè)量管的至少一個(gè)扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩測(cè)量信號(hào)的步驟；以及 使用所述至少一個(gè)振蕩測(cè)量信號(hào)和/或激勵(lì)信號(hào)以測(cè)定所述測(cè)量管的扭 轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率的步驟。此外，該方法還包括基于所測(cè)到的扭轉(zhuǎn) 振蕩的振蕩頻率而生成表示該管壁的運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)值的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的在線測(cè)量裝置的第一實(shí)施方式規(guī)定所述測(cè)量裝置 電子設(shè)備基于所述測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率至少探測(cè)在所述測(cè) 量管上形成的覆蓋物的存在，和/或所述測(cè)量裝置電子設(shè)備基于所述測(cè) 得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率探測(cè)在所述測(cè)量管上形成的覆蓋物的程 度。
根據(jù)本發(fā)明的在線測(cè)量裝置的第二實(shí)施方式其中，所述測(cè)量裝置 電子設(shè)備基于所述測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率測(cè)定至少一個(gè)第一 類狀態(tài)值，所述第一類狀態(tài)值至少把在所述測(cè)量管上形成的覆蓋物的 存在信號(hào)化。根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的改進(jìn)方式，由所述測(cè)量裝置電子設(shè)備測(cè)得的所述第一類狀態(tài)值表示在所述測(cè)量管上形成的覆蓋物的 程度，特別是所述覆蓋物的厚度或所述覆蓋物的質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明該 實(shí)施方式另一個(gè)改進(jìn)方式還規(guī)定，所述測(cè)量裝置電子設(shè)備至少也參考 所述介質(zhì)的密度和/或所述介質(zhì)的粘度來(lái)測(cè)定所述第一類狀態(tài)值。
根據(jù)本發(fā)明的在線測(cè)量裝置的第三實(shí)施方式規(guī)定所述測(cè)量裝置 電子設(shè)備基于所述測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率探測(cè)在測(cè)量管上的 磨損。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式的改進(jìn)方式規(guī)定所述測(cè)量裝置電子 設(shè)備基于所述測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率測(cè)定在所述測(cè)量管上存 在的磨損的程度。
根據(jù)本發(fā)明的在線測(cè)量裝置的第四實(shí)施方式，其中，測(cè)量裝置電 子設(shè)備基于所述測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率測(cè)定至少一個(gè)第二類 狀態(tài)值，所述第二類狀態(tài)值至少把測(cè)量管的磨損的存在信號(hào)化。根據(jù) 本發(fā)明該實(shí)施方式的改進(jìn)方式，由所述測(cè)量裝置電子設(shè)備測(cè)得的所述 第二類狀態(tài)值表示在所述測(cè)量管上存在的磨損的程度，特別是所述測(cè) 量管的管壁的當(dāng)前壁厚相對(duì)于額定壁厚的減少程度。
根據(jù)本發(fā)明的在線測(cè)量裝置的第五實(shí)施方式，假想的扭轉(zhuǎn)振蕩軸 被校準(zhǔn)為基本平行于測(cè)量管的慣性主軸，特別是假想的扭轉(zhuǎn)振蕩軸基 本與測(cè)量管的慣性主軸重合。根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的改進(jìn)方式，所 述激勵(lì)系統(tǒng)使得所述測(cè)量管在運(yùn)行中至少暫時(shí)地和/或至少部分地，圍 繞假想地相互連接測(cè)量管的輸入端和測(cè)量管的輸出端的側(cè)向振蕩軸 (特別是基本平行于所述扭轉(zhuǎn)振蕩軸校準(zhǔn)的)處于側(cè)向振蕩中，特別 是處于彎曲振蕩中。在有利方式下，所述假想的側(cè)向振蕩軸和所述假 想的扭轉(zhuǎn)振蕩軸如此相互布置并校準(zhǔn)，即它們基本相互重合。根據(jù)本 發(fā)明該實(shí)施方式的另一改進(jìn)方式，所述激勵(lì)系統(tǒng)使得測(cè)量管在運(yùn)行中
交替處于扭轉(zhuǎn)振蕩或者側(cè)向振蕩中，或者所述激勵(lì)系統(tǒng)使得測(cè)量管在 運(yùn)行中至少暫時(shí)地同時(shí)處于扭轉(zhuǎn)振蕩和側(cè)向振蕩中，從而扭轉(zhuǎn)振蕩和 側(cè)向振蕩相互疊加。根據(jù)本發(fā)明的在線測(cè)量裝置的第六實(shí)施方式規(guī)定激勵(lì)系統(tǒng)使得 測(cè)量管在運(yùn)行中至少暫時(shí)地和/或至少部分地、圍繞假想地相互連接測(cè) 量管的輸入端和測(cè)量管的輸出端的側(cè)向振蕩軸而處于側(cè)向振蕩中，特 別是處于彎曲振蕩中；并且所述測(cè)量裝置電子設(shè)備根據(jù)至少一個(gè)振蕩 測(cè)量信號(hào)和/或根據(jù)所述激勵(lì)信號(hào)反復(fù)地測(cè)定測(cè)量管的側(cè)向振蕩的振蕩 頻率。根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的改進(jìn)方式，至少一個(gè)測(cè)量值是密度測(cè)
量值，所述密度測(cè)量值表示介質(zhì)的待測(cè)量的密度，并且其中，所述測(cè) 量裝置電子設(shè)備基于所測(cè)得側(cè)向振蕩的振蕩頻率生成至少一個(gè)測(cè)量 值。根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的另一改進(jìn)方式，至少一個(gè)測(cè)量值是粘度 測(cè)量值，所述粘度測(cè)量值表示所述介質(zhì)的待測(cè)量的粘度。測(cè)量裝置電 子設(shè)備特別地基于測(cè)量管的振蕩的取決于介質(zhì)的衰減來(lái)測(cè)定至少一個(gè)
根據(jù)本發(fā)明的在線測(cè)量裝置的第七實(shí)施方式規(guī)定測(cè)量裝置電子 設(shè)備基于所述測(cè)得的扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率測(cè)定至少一個(gè)考慮到在所述 測(cè)量管上形成的覆蓋物的校準(zhǔn)值，其中，測(cè)量裝置電子設(shè)備通過(guò)使用 所述至少一個(gè)校正值來(lái)生成至少一個(gè)測(cè)量值。
根據(jù)該方法的第一實(shí)施方式規(guī)定所述狀態(tài)值至少把所述管壁的 至少一段上的覆蓋物的存在信號(hào)化。
根據(jù)該方法的第二實(shí)施方式規(guī)定所述狀態(tài)值表示在所述管壁上 至少節(jié)段式地形成的覆蓋物的程度，特別是所述覆蓋物的厚度或者所 述覆蓋物的質(zhì)量。
根據(jù)該方法的第三實(shí)施方式規(guī)定所述狀態(tài)值至少把所述管壁的 至少一段上的磨損的存在信號(hào)化。
根據(jù)該方法的第四實(shí)施方式規(guī)定所述狀態(tài)值表示在管壁上至少節(jié)段式地存在的所述磨損的程度，特別是管壁的當(dāng)前壁厚與額定壁厚 的相比的減少程度。
根據(jù)該方法的第五實(shí)施方式規(guī)定所述管壁的被監(jiān)視的節(jié)段至少 部分地延伸經(jīng)過(guò)所述測(cè)量管。
根據(jù)該方法的第六實(shí)施方式規(guī)定所述被監(jiān)視的管壁部分至少部 分地延伸經(jīng)過(guò)連接在所述測(cè)量傳感器上的管路。
本發(fā)明的基本思想在于，為了探測(cè)在測(cè)量管上形成的覆蓋物，特 別是為了補(bǔ)償由此引發(fā)的測(cè)量誤差，至少暫時(shí)地以這樣一種振蕩模式 驅(qū)動(dòng)測(cè)量傳感器，在該振蕩模式中所述測(cè)量管至少部分地執(zhí)行扭轉(zhuǎn)振 蕩，因?yàn)檫@些扭轉(zhuǎn)振蕩可以在很大程度上是覆蓋物敏感的。根據(jù)至少 所述測(cè)量管的扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率，能夠以非常簡(jiǎn)單的方式可靠地獲 得下述信息所述至少一個(gè)測(cè)量管是否被不希望出現(xiàn)的覆蓋物覆蓋。 本發(fā)明的另一個(gè)基本思想在于，借助所述描述類型的在線測(cè)量裝置(可 能也包含涉及到管路的、假定存在的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn))監(jiān)測(cè)所連接的管路的 上游段和/或下游段的運(yùn)行狀態(tài)。
本發(fā)明還特別基于令人意想不到的認(rèn)識(shí)，即這種測(cè)量管的自然扭 轉(zhuǎn)振蕩的固有頻率不僅很大程度被在管壁上形成的覆蓋物影響，而且 甚至以良好可重現(xiàn)的方式如此地與覆蓋物的變化相關(guān)聯(lián)，即該覆蓋 物能夠基于扭轉(zhuǎn)振蕩頻率至少考慮到其發(fā)揮效能的質(zhì)量而被測(cè)量；與 此相比而言，例如直線式測(cè)量管的側(cè)向振蕩的振蕩頻率以明顯較低的 程度地取決于在該測(cè)量管上形成的覆蓋物。借助粘度的變化而可能引 發(fā)的扭轉(zhuǎn)振蕩的固有頻率的很小的變化，能夠考慮到在運(yùn)行中至少以 合適方式被測(cè)得的粘度毫無(wú)疑問(wèn)地被補(bǔ)償。與此相似，可能出現(xiàn)的扭 轉(zhuǎn)振蕩頻率的固有頻率的密度關(guān)聯(lián)性，也能夠基于至少同樣被測(cè)定的 介質(zhì)密度和/或基于至少同樣被測(cè)量的側(cè)向振蕩的振蕩頻率而被校驗(yàn)。 相同的是，在主要測(cè)量參數(shù)的變化的影響之外，開始部分提到的次要參數(shù)的變化引發(fā)的、針對(duì)扭轉(zhuǎn)振蕩的干擾影響，也能夠相應(yīng)地一同被 關(guān)注，例如通過(guò)溫度變化引起的軸應(yīng)力、彈性系數(shù)的變化和/或剪切彈 性系數(shù)的變化。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)首先在于被激勵(lì)的扭轉(zhuǎn)振蕩也能用于非常準(zhǔn)確地測(cè)
量在測(cè)量管內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)的粘度，對(duì)比開始提到的US-A 45 24 610或 US-B 68 40 109。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)還在于，由于測(cè)量管的大多數(shù)很 大程度的相似性和所連接的管路，特別在其流動(dòng)特性和/或材料特性方 面，根據(jù)該測(cè)量管的振蕩特性所探測(cè)的覆蓋物也能夠追溯到在該管路 內(nèi)的覆蓋物形成。


現(xiàn)在將結(jié)合在附圖中圖示的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明以及其具備 優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式。在所有圖中相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記，如果 出于清楚的需要，則在后續(xù)圖中放棄已經(jīng)提及的附圖標(biāo)記。
圖l示出了能夠被應(yīng)用到管路的在線測(cè)量裝置，其用于測(cè)量在該管 路內(nèi)引導(dǎo)的液體的質(zhì)量流量；
圖2以透視側(cè)視圖示出了適合于圖1的測(cè)量裝置的振動(dòng)式測(cè)量傳感 器的實(shí)施例；
圖3以側(cè)剖面圖示出了圖2的測(cè)量傳感器；
圖4以第一橫截面示出了圖2的測(cè)量傳感器的；
圖5以第二橫截面示出了圖2的測(cè)量傳感器的；
圖6以框圖方式示意性地示出了適合于圖1的在線測(cè)量裝置的測(cè)量 裝置電子設(shè)備的構(gòu)造；以及
圖7圖示了借助根據(jù)圖1至7的在線測(cè)量裝置實(shí)驗(yàn)性地測(cè)得的測(cè)量數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式
圖l中透視地示出特別是多變量的在線測(cè)量裝置l，其特別適合于 檢測(cè)管道內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)(在此出于清楚的原因未示出)的一個(gè)或多個(gè)物理測(cè)量量，例如質(zhì)量流量m，密度p和/或粘度i ，并且適合于給出瞬 時(shí)地表示這些測(cè)量量的測(cè)量值Xx，例如表示質(zhì)量流量m的質(zhì)量流量測(cè)量 值X吣表示密度/ 的密度測(cè)量值Xp和/或表示粘度w的粘度測(cè)量值X,。在 此，介質(zhì)在實(shí)踐中可以是任何可流動(dòng)的物質(zhì)，例如液體、氣體、蒸汽 或類似物。
例如被構(gòu)造為科里奧利質(zhì)量流量測(cè)量計(jì)/密度測(cè)量計(jì)和/或粘度測(cè) 量計(jì)的在線測(cè)量裝置l為此包括在運(yùn)行中被待測(cè)介質(zhì)流經(jīng)的振動(dòng)式測(cè) 量傳感器IO，在圖2至圖5中示出它的實(shí)施例和構(gòu)造，以及一種如圖l和 圖6示意性地示出的與測(cè)量傳感器10電連接的測(cè)量裝置電子設(shè)備50。優(yōu) 選地測(cè)量裝置電子設(shè)備50如此構(gòu)造，使得它在線測(cè)量裝置l運(yùn)行期間能 夠與該在線測(cè)量裝置l上游的測(cè)量值處理單元(例如存儲(chǔ)器可編程控制 器(SPS)、個(gè)人電腦和/或工作站)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(例如現(xiàn)場(chǎng)總線 系統(tǒng))來(lái)交換測(cè)量數(shù)據(jù)和/或其它運(yùn)行數(shù)據(jù)。此外測(cè)量裝置電子設(shè)備50 如此構(gòu)造，使得它能夠從外部的能源供給，例如也通過(guò)之前所述的現(xiàn) 場(chǎng)總線系統(tǒng)，獲得供給。當(dāng)振動(dòng)式測(cè)量裝置被設(shè)計(jì)用于聯(lián)接到現(xiàn)場(chǎng)總 線系統(tǒng)或者其它通信系統(tǒng)時(shí)，所述特別是可編程的測(cè)量裝置電子設(shè)備 50具有相應(yīng)的用于數(shù)據(jù)通信的通信接口，例如用于發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)到已 經(jīng)提到的存儲(chǔ)器可編程控制器或者上游的過(guò)程控制系統(tǒng)。為了安置測(cè) 量裝置電子設(shè)備50還設(shè)計(jì)了特別是從外側(cè)直接安裝在測(cè)量傳感器10上 的或者與其保持距離的電子設(shè)備殼體200。
正如已經(jīng)提及的，在線測(cè)量裝置包括在運(yùn)行中被待測(cè)介質(zhì)流經(jīng)的 振動(dòng)式測(cè)量傳感器，并且該振動(dòng)式測(cè)量傳感器被用于在流經(jīng)過(guò)的介質(zhì) 中生成這樣的機(jī)械反應(yīng)力，特別是取決于質(zhì)量流量m的科里奧利力、取 決于介質(zhì)密度iO的慣性力和/或取決于介質(zhì)粘度) 的摩擦力，它們可測(cè)量 地、特別是可通過(guò)傳感器檢測(cè)地反作用到測(cè)量傳感器上。從這些描繪 介質(zhì)的反應(yīng)力推導(dǎo)，就能夠以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式測(cè)量例如介 質(zhì)的質(zhì)量流量m、密度p和/或粘度7/。圖2和圖3示意性地示出了作為振 動(dòng)式的測(cè)量傳感器10的物理電子轉(zhuǎn)換器布置的實(shí)施例。這種類型的轉(zhuǎn)換器布置的機(jī)械構(gòu)造和運(yùn)行方式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，例如
在US-B 66 91 583、 WO-A 03/095949和WO-A 03/095950中有詳細(xì)描述。
為了引導(dǎo)介質(zhì)并且生成所述的反應(yīng)力，該測(cè)量傳感器包括至少一 個(gè)預(yù)給定的測(cè)量管流量測(cè)量計(jì)的、基本直線形的測(cè)量管IO，該測(cè)量管 IO在運(yùn)行中至少暫時(shí)地被允許振動(dòng)并且由此重復(fù)地彈性變形。測(cè)量管 腔的彈性變形在這里意味著，測(cè)量管腔的空間形狀和/或空間位置在測(cè) 量管10的彈性范圍內(nèi)以預(yù)給定的方式循環(huán)地、特別是周期性地改變， 對(duì)此比較US-A 48 01 897、 US國(guó)A 56 48 616、 US-A 57 96 011 、 US-A 60 06 609、 US-B 66 91 583、 WO-A 03/095949和/或WO-A 03/095950。這里 要指出，代替在實(shí)施例中示出的具有單獨(dú)的直線式的測(cè)量管的測(cè)量傳 感器，也可以從現(xiàn)有技術(shù)公知的多種振動(dòng)式的測(cè)量傳感器中選擇用于 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的測(cè)量傳感器。例如具有兩個(gè)相互基本平行的直線式測(cè)量 管的振動(dòng)式測(cè)量傳感器是特別適合的。
如圖2和圖3所示，測(cè)量傳感器1還具有包圍測(cè)量管10以及可能的 其它測(cè)量傳感器組件(參見后文)的測(cè)量傳感器殼體IOO，該測(cè)量傳感器 殼體100為其防止有害的周圍環(huán)境影響，和/或衰減測(cè)量傳感器的向外的 可能的聲音發(fā)射。此外，測(cè)量傳感器殼體100也用于保持包裹了測(cè)量裝 置電子設(shè)備50的電子設(shè)備殼體200。另外，測(cè)量傳感器殼體100還配備 有頸狀的過(guò)渡件，電子設(shè)備殼體200相應(yīng)地固定于其上，參見圖l。代 替這里所示的管狀的、與測(cè)量管共軸分布的轉(zhuǎn)換器殼體100當(dāng)然也可以 使用其它合適的殼體形狀，例如盒狀結(jié)構(gòu)。
通常情況下，在輸入側(cè)和輸出側(cè)與待測(cè)的介質(zhì)輸入的或輸出的管 路連接的測(cè)量管10能夠振蕩地被懸掛于相當(dāng)剛性的、特別是抗彎曲抗 扭曲的轉(zhuǎn)換器殼體100內(nèi)。為了使得介質(zhì)流經(jīng)，測(cè)量管10通過(guò)通入到輸 入端11#的輸入管件11以及通入到輸出端12#的輸出管件12連接到管 路。測(cè)量管IO、輸入和輸出管件ll、 12相互之間以及相對(duì)于上述的測(cè) 量管縱軸L盡可能地同心對(duì)準(zhǔn)，并且以有利方式整件地實(shí)施，從而例如唯一的管狀半成品能夠用于它們的制造；但是如果需要，測(cè)量管10和 管件ll、 12也可以借助單獨(dú)的、后續(xù)組裝的(例如焊接的)半成品制 造。為了制造測(cè)量管lO以及輸入管件和輸出管件ll、 12，實(shí)踐中也可 以采用任何對(duì)于這種測(cè)量傳感器來(lái)說(shuō)常用的材料，例如鐵合金、鈦合 金、鋅合金和/或鉭合金、塑料或者陶瓷。對(duì)于測(cè)量傳感器可松脫地安 裝在管路上的情況來(lái)說(shuō)，輸入管件11和輸出管件12優(yōu)選分別形成第一 或第二法蘭13、 14;如果需要，輸入和輸出管件ll、 12也可以例如借 助焊接或者硬焊地直接與管路連接。此外測(cè)量傳感器還有在輸入和輸
出輸出管件ll、 12處固定的、容納了測(cè)量管10的轉(zhuǎn)換器殼體100 (對(duì)此 參見圖1和圖3)。
根據(jù)本發(fā)明的一種構(gòu)造方式，為了測(cè)量質(zhì)量流量m和/或密度p，測(cè) 量管10在一種被構(gòu)造為側(cè)向振蕩模式的振蕩利用模式中被激勵(lì)，其中， 至少部分地把振蕩，特別是彎曲振蕩側(cè)向于假想的測(cè)量管縱軸L地實(shí) 施，特別是這樣，即基本以自然的彎曲固有頻率振蕩的、根據(jù)自然 的第一固有振蕩方式側(cè)向地彎曲。對(duì)于介質(zhì)在連接的管路內(nèi)流動(dòng)并且 由此質(zhì)量流量m不為零時(shí)，借助在第一振蕩利用模式中振動(dòng)的測(cè)量管IO 在流經(jīng)的介質(zhì)中感生出科里奧利力。它再反作用到測(cè)量管IO，并且以 本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式、基本根據(jù)自然的第二固有振蕩方式導(dǎo)致 附加的、可傳感器檢測(cè)的、測(cè)量管10的變形，所述第二固有振蕩方式 與所述第一固有振蕩方式共面地疊加。在此，測(cè)量管10的變形的瞬時(shí) 的表現(xiàn)，特別是關(guān)于該變形的幅值，取決于瞬時(shí)的質(zhì)量流量m。具有兩 個(gè)振蕩腹部或者四個(gè)振蕩腹部的反對(duì)稱彎曲振蕩方式能夠作為第二固 有振蕩方式，即所謂的科里奧利模式(Coriolismode)，例如在這種測(cè) 量傳感器通常的那樣。因?yàn)闇y(cè)量管的這些側(cè)向振蕩模式的自然的固有 頻率已知在特定程度上也取決于介質(zhì)的密度p，因此也可以借助在線測(cè) 量裝置、在質(zhì)量流量m之外測(cè)量密度p。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)造方式，為了在流動(dòng)的介質(zhì)中生成與質(zhì)量流 量相關(guān)的科里奧利力和/或與密度相關(guān)的慣性力，測(cè)量管10至少暫時(shí)地以側(cè)向振蕩頻率fex化激勵(lì)，該振蕩頻率盡可能精確地對(duì)應(yīng)于測(cè)量管10的 最低自然彎曲固有頻率，從而側(cè)向振蕩的、然而沒有被液體流經(jīng)的測(cè) 量管IO，關(guān)于垂直于測(cè)量管縱軸L的中軸基本對(duì)稱地被彎曲，并且因此 具有唯一的振蕩腹部。這種最低的彎曲固有頻率例如在作為測(cè)量管IO
的優(yōu)質(zhì)鋼管情況下(其標(biāo)稱管徑為20mm、壁厚1.2mm、長(zhǎng)度為大約 350mm以及普通構(gòu)造方式)，是大約850 Hz到900 Hz。
除了側(cè)向振蕩之外，至少一個(gè)測(cè)量管IO，特別是也用于在流動(dòng)介 質(zhì)中生成取決于粘度的剪切力，至少暫時(shí)地運(yùn)行于扭轉(zhuǎn)振蕩模式中。 在該扭轉(zhuǎn)振蕩模式中，測(cè)量管被激勵(lì)，而圍繞基本與測(cè)量管縱軸L平行 地延伸的或者重合的扭轉(zhuǎn)振蕩軸地扭轉(zhuǎn)振蕩，亦即基本根據(jù)自然扭 轉(zhuǎn)振蕩方式圍繞其縱軸L扭轉(zhuǎn)，這里也參見例如US-A45 24 610、 US-A 52 53 533、 US-A 60 06 609或者EF-A 1 158 289。扭轉(zhuǎn)振蕩的激勵(lì)在這 里既可以交替地、以第一振蕩利用模式及與第一振蕩利用模式分開地 在第二振蕩利用模式中實(shí)施；或者也可以至少在相互可區(qū)分的振蕩頻 率下，同時(shí)以側(cè)向振蕩在第一振蕩利用模式中實(shí)施。換一種說(shuō)法，該 測(cè)量傳感器至少暫時(shí)地運(yùn)行于雙模式運(yùn)行中，其中，至少一個(gè)測(cè)量管 10交換地和/或交替地以至少兩個(gè)相互基本不相關(guān)聯(lián)的振蕩模式，即側(cè)
向振蕩模式和扭轉(zhuǎn)振蕩模式而被振動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)造方式， 測(cè)量管IO，特別是同時(shí)以側(cè)向振蕩處于運(yùn)行模式中地，以扭轉(zhuǎn)振蕩頻 率f^T被激勵(lì)，所述扭轉(zhuǎn)振蕩頻率盡可能精確地符合于測(cè)量管10的自然 扭轉(zhuǎn)固有頻率。最低的扭轉(zhuǎn)固有頻率例如在直線型測(cè)量管中，可以大 約處于最低的彎曲固有頻率的雙倍的范圍內(nèi)。
如所述，測(cè)量管ll的振蕩一方面通過(guò)振蕩能量的釋放，特別是釋 放到介質(zhì)中，而衰減。另一方面也可以由此從振動(dòng)的測(cè)量管10抽出大
量的振蕩能量，即與該測(cè)量管10機(jī)械聯(lián)接的構(gòu)件(例如轉(zhuǎn)換器殼體
IOO或者連接的管路)同樣被激勵(lì)而振蕩。為了抑制或者避免振蕩能量 到周圍的可能的釋放，因此在測(cè)量傳感器內(nèi)還設(shè)計(jì)輸入側(cè)和輸出側(cè)固 定在測(cè)量管10上的反振器20。該反振器20能夠整件地被實(shí)施，如圖2示意性地示出。如果需要，那么該反振器20也可以由多部分組成或者借
助兩個(gè)分離的、輸入側(cè)或輸出側(cè)固定在測(cè)量管io上的部分反振器實(shí)現(xiàn)，
例在US-A 59 69 265、 EP-A 317 340或WO-A 00/14485所示。該反振器 20首先服務(wù)于針對(duì)至少一個(gè)預(yù)定的、例如在測(cè)量傳感器運(yùn)行中最常出 現(xiàn)的或者重要的介質(zhì)密度而盡可能地動(dòng)態(tài)地平衡測(cè)量傳感器，使得補(bǔ) 償在振動(dòng)的測(cè)量管10中可能產(chǎn)生的橫向力和/或彎曲力矩(對(duì)此參閱 US-B 66 91 583)。此外，反振器20還用于當(dāng)測(cè)量管10在運(yùn)行中也被激 勵(lì)而扭轉(zhuǎn)振蕩時(shí)，產(chǎn)生盡可能地補(bǔ)償由優(yōu)選是圍繞其縱軸L扭轉(zhuǎn)的整體 的測(cè)量管10所生成的扭轉(zhuǎn)力矩的逆扭轉(zhuǎn)力矩，并進(jìn)而使得測(cè)量傳感器 的周圍，特別是所連接的管路，盡量不受動(dòng)態(tài)的扭轉(zhuǎn)力矩影響。如圖2 和3示意性所示的，該反振器20能夠管狀地實(shí)施，并且例如在輸入端11弁 和在輸出端12#這樣與測(cè)量管10連接，使得該反振器20 (如圖3所示) 基本同軸對(duì)準(zhǔn)測(cè)量管IO。作為用于反振器20的材料，在實(shí)踐中通常使 用與可用于測(cè)量管10的材料相同的材料，例如優(yōu)質(zhì)鋼、鈦合金等。
特別是與測(cè)量管10相比具有較低扭轉(zhuǎn)彈性和/或彎曲彈性的反振 器20，能夠在運(yùn)行中同樣振蕩，并且以與測(cè)量管10相比基本相同的頻 率，然而與測(cè)量管10相比相位不同，尤其是相反相位地振蕩。與此相 應(yīng)的是，反振器20以至少一個(gè)它的扭轉(zhuǎn)固有頻率、盡可能準(zhǔn)確地確定 到各個(gè)扭轉(zhuǎn)固有頻率，在運(yùn)行中主要以所述各個(gè)扭轉(zhuǎn)固有頻率來(lái)振蕩。 此外，該反振器20盡可能地將至少一個(gè)它的彎曲固有頻率設(shè)定為與至 少一個(gè)彎曲振蕩頻率相同，測(cè)量管IO (特別是在使用模式中)能夠以 該彎曲振蕩頻率振蕩；并且反振器20在測(cè)量傳感器的運(yùn)行中也被激勵(lì) 而側(cè)向振蕩，特別是彎曲振蕩，所述側(cè)向振蕩與測(cè)量管10的側(cè)向振蕩 (特別是使用模式的彎曲振蕩)基本共面地形成。
根據(jù)本發(fā)明的一種構(gòu)造方式，如圖2和3示意性所示，設(shè)計(jì)包括在 反振器20中的槽201、 202，它們能夠以簡(jiǎn)單方式精確地設(shè)定其扭轉(zhuǎn)固 有頻率，特別是通過(guò)降低反振器20的扭轉(zhuǎn)剛性的降低來(lái)降低扭轉(zhuǎn)固有 頻率。盡管在圖2或3中沿縱軸L方向示出了基本平均分布的槽201、 202，如果需要它們也可以隨意地沿縱軸L方向不均勻地布置。此外，反振器 的質(zhì)量分布也能夠借助相應(yīng)的離散的質(zhì)量補(bǔ)償體來(lái)校正，所述質(zhì)量補(bǔ) 償體固定在測(cè)量管10上。例如在測(cè)量管10上被推移的金屬環(huán)或者固定 于其上的金屬片能夠被用作為質(zhì)量補(bǔ)償體。
為了生成測(cè)量管10的機(jī)械振蕩，測(cè)量傳感器此外還包括特別是電 動(dòng)力學(xué)式的激勵(lì)系統(tǒng)40，其與測(cè)量管聯(lián)接。激勵(lì)系統(tǒng)40用于把由測(cè) 量裝置電子設(shè)備以相應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)的形式(例如借助被施加的激勵(lì)電 流i^和/或被調(diào)節(jié)的電壓)供給的電子的激勵(lì)功率P^轉(zhuǎn)換為例如以 脈沖形式或諧波形式作用到測(cè)量管10的、并使其彈性變形的激勵(lì)扭矩 Mexe和/或側(cè)向作用到測(cè)量管10的激勵(lì)力FeM。為了獲得盡可能高的效率 和盡可能高的信號(hào)/噪聲比，激勵(lì)功率P^盡可能精確地如此設(shè)定，即在 使用模式中主要維持測(cè)量管10的振蕩，亦即，盡可能精確地維持在被 介質(zhì)流經(jīng)的測(cè)量管的瞬時(shí)固有頻率或者在多個(gè)這種固有頻率上。在此， 如圖4所示，激勵(lì)力F^和激勵(lì)扭矩M^能夠分別雙向地或者也可以是全 向地形成，并且能夠通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式，例如借助電流 和/或電壓控制電路、關(guān)于其幅值進(jìn)行調(diào)整，以及例如借助相位控制回 路、關(guān)于其頻率進(jìn)行調(diào)整。正如對(duì)于振動(dòng)式測(cè)量傳感器通常的那樣，
激勵(lì)系統(tǒng)40例如可以是可伸縮線圈布置，該可伸縮線圈布置具有在反 振器20上或者從內(nèi)部固定在轉(zhuǎn)換器殼體100上的圓柱形激勵(lì)線圈，相應(yīng) 的激勵(lì)電流i^在運(yùn)行中流過(guò)所述激勵(lì)線圈；并且該可伸縮線圈還具有 至少部分地進(jìn)入到所述激勵(lì)線圈的長(zhǎng)期磁化的銜鐵，該銜鐵固定在測(cè) 量管10上。此外激勵(lì)系統(tǒng)40還可以例如在US-A 45 24 610或WO-A 03/095950所示的那樣，借助多個(gè)可伸縮線圈或者借助電磁裝置實(shí)現(xiàn)。
為了探測(cè)測(cè)量管10的振蕩，測(cè)量傳感器還包括傳感器系統(tǒng)50，該 傳感器系統(tǒng)50借助至少一個(gè)對(duì)測(cè)量管10的振動(dòng)有反應(yīng)的第一振蕩傳感 器51，生成代表其的第一、特別是模擬的振蕩測(cè)量信號(hào)s"振蕩傳感器 51可以例如借助長(zhǎng)期磁化的銜鐵構(gòu)成，其被固定在測(cè)量管10上，并且 與固定在反振器20或轉(zhuǎn)換器殼體上的傳感器線圈相互作用。特別適合作為振蕩傳感器51的是這些傳感器所述這些傳感器基于電動(dòng)力學(xué)的
原理檢測(cè)測(cè)量管10的偏轉(zhuǎn)速度。也可以采用測(cè)量加速度的電動(dòng)力學(xué)式
傳感器或者測(cè)量行程的阻抗式傳感器和/或光學(xué)傳感器。當(dāng)然也可以采 用其它本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，適合于探測(cè)這種振動(dòng)的傳感器。傳感
器系統(tǒng)60此外還包括特別是與第一振蕩傳感器51相同的第二振蕩傳感
器52，借助它該傳感器系統(tǒng)60提供代表測(cè)量管10的振動(dòng)的第二振蕩測(cè) 量信號(hào)S2。這兩個(gè)振蕩傳感器51、 52在這種構(gòu)造方式情況下沿著測(cè)量管 IO相互間隔，特別是與測(cè)量管10的中心保持相同距離地，這樣在測(cè)量 傳感器10中布置，使得借助傳感器系統(tǒng)50既在輸入側(cè)也在輸出側(cè)局部 地檢測(cè)測(cè)量管10的振動(dòng)，并且轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的振蕩測(cè)量信號(hào)81或32。如圖 6所示，通常分別具有對(duì)應(yīng)于測(cè)量管10的瞬時(shí)振蕩頻率的信號(hào)頻率的兩 個(gè)振蕩測(cè)量信號(hào)s,、 S2被輸送給測(cè)量裝置電子設(shè)備50，在測(cè)量裝置電子 設(shè)備50中以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式被相應(yīng)地預(yù)處理，特別是數(shù)字 化，并且隨后被適合地分析處理。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式如圖2、 3和4所示，激勵(lì)系統(tǒng)40如此被 構(gòu)造且被布置在測(cè)量傳感器內(nèi)，使得該激勵(lì)系統(tǒng)40在運(yùn)行中同時(shí)，特 別是差分地，作用到測(cè)量管10和反振器20。在本發(fā)明的改進(jìn)方式中， 亦如圖2所示，激勵(lì)系統(tǒng)40以優(yōu)選的方式如此被構(gòu)造且被布置在測(cè)量傳 感器內(nèi)，使得該激勵(lì)系統(tǒng)40在運(yùn)行中同時(shí)，特別是差分地，作用到測(cè) 量管10和反振器20。在如圖4所示的實(shí)施例中，激勵(lì)系統(tǒng)40此外還具有 至少一個(gè)在運(yùn)行中至少暫時(shí)地由激勵(lì)電流或者部分激勵(lì)電流流經(jīng)的第 一激勵(lì)線圈41a，所述第一激勵(lì)線圈41a固定在與測(cè)量管10連接的臂41c 上，并且通過(guò)其和從外側(cè)固定在反振器20上的銜鐵41b，差分地作用到 測(cè)量管10和反振器20上。這種布置方式此外也具有優(yōu)點(diǎn)，即 一方面 反振器20和進(jìn)而轉(zhuǎn)換器殼體100在橫截面上被保持得很小，并且盡管如 此激勵(lì)線圈41a，特別是即使在安裝時(shí)也能夠容易地被操作。此外激勵(lì) 系統(tǒng)40的實(shí)施方式的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可能要應(yīng)用的、特別是在標(biāo)稱管 徑大于80mm情況下不再能夠被忽略的重的線圈杯41d同樣能夠被固定 到反振器20上，并且由此在實(shí)踐中不影響測(cè)量管10的固有頻率。然而在此還要指出，如果需要，激勵(lì)線圈41a也能夠由反振器20保持，以及 與此相應(yīng)的銜鐵41b能夠由測(cè)量管10保持。
以與此相應(yīng)的方式，振蕩傳感器51、 52可以如此設(shè)計(jì)并在測(cè)量傳 感器中布置，使得通過(guò)它，測(cè)量管10和反振器20的振動(dòng)能夠被差分地 檢測(cè)。在圖5所示的實(shí)施例中傳感器系統(tǒng)50包括在測(cè)量管10上固定的
(在此布置在傳感器系統(tǒng)50總體的慣性主軸之外的)傳感器線圈51a。 傳感器線圈51a盡可能地靠近在反振器20上固定的銜鐵51b地布置，并且 與其如此磁聯(lián)接，使得在傳感器線圈內(nèi)感生變化的測(cè)量電壓，所述測(cè) 量電壓是受旋轉(zhuǎn)和/或側(cè)向的、改變其相對(duì)位置和/或其相對(duì)距離的、測(cè) 量管10和反振器20之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)影響的?；趥鞲衅骶€圈51a的這種 布置方式，能夠以有利的方式同時(shí)既檢測(cè)上述的扭轉(zhuǎn)振蕩也檢測(cè)被激 勵(lì)的彎曲振蕩。如果需要，傳感器線圈51a此外也能夠固定在反振器20 上，并且與其聯(lián)接的銜鐵51b能夠以相應(yīng)的方式固定在測(cè)量管10上。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，測(cè)量管IO、反振器20以及其上固 定的傳感器系統(tǒng)和激勵(lì)系統(tǒng)40、 50參考它們的質(zhì)量分布如此相互確定， 使得測(cè)量傳感器的、如此構(gòu)成的、借助輸入管件和在輸出管件ll、 12 處懸掛的內(nèi)部件具有質(zhì)量重心MS，該質(zhì)量重心MS至少位于測(cè)量管IO 內(nèi)，優(yōu)選盡可能地靠近測(cè)量管縱軸L。此外該內(nèi)部件以有利方式如此構(gòu) 成，使得它具有與輸入管件11和輸出管件12對(duì)中心的、并且至少節(jié)段 式地位于測(cè)量管10內(nèi)部的第一慣性主軸T,。由于內(nèi)部件的質(zhì)量重心的布 置，特別是由于第一慣性主軸L的所述位置，這兩個(gè)符合運(yùn)行方式地由 測(cè)量管10具有的并且由反振器20盡可能地補(bǔ)償?shù)恼袷幮问剑礈y(cè)量管 IO的扭轉(zhuǎn)振蕩和彎曲振蕩，機(jī)械地相互盡最大可能地分離(對(duì)此對(duì)比 US-B 68 40 109)。由此這兩個(gè)振蕩形式，即側(cè)向振蕩和/或扭轉(zhuǎn)振蕩， 以有利方式隨意地相互分開地被激勵(lì)。質(zhì)量重心MS和第一慣性主軸T, 的相對(duì)于測(cè)量管縱軸L的布置例如能夠由此顯著地簡(jiǎn)化，即內(nèi)部件(即 測(cè)量管IO、反振器20以及其上固定的傳感器系統(tǒng)和激勵(lì)系統(tǒng)50、 40) 如此構(gòu)造并如此相互布置，使得內(nèi)部件的質(zhì)量分布沿著測(cè)量管縱軸L基本對(duì)稱，至少相對(duì)于假想的繞測(cè)量管縱軸L的180。旋轉(zhuǎn)是不變的(c2-對(duì) 稱)。為此，在這里管形的、特別是盡可能地軸向?qū)ΨQ構(gòu)成的反振器20 與測(cè)量管10基本同軸地布置，由此內(nèi)部件的對(duì)稱質(zhì)量分布的獲得被明 顯簡(jiǎn)化了，進(jìn)而質(zhì)量重心MS以簡(jiǎn)化方式被布置靠近測(cè)量管縱軸L。此 外傳感器系統(tǒng)和激勵(lì)系統(tǒng)50、 40在實(shí)施例中被如此構(gòu)成并且如此相互 布置在測(cè)量管10并且可能布置在反振器20上，使得通過(guò)它們生成的質(zhì) 量慣性力矩盡可能集中于測(cè)量管縱軸L地構(gòu)建，或者至少被保持得盡量 小。這例如可以如此實(shí)現(xiàn)，即傳感器系統(tǒng)和激勵(lì)系統(tǒng)50、 40的共同 質(zhì)量重心同樣盡可能地靠近測(cè)量管縱軸L，和/或即傳感器系統(tǒng)和激勵(lì) 系統(tǒng)50、 40的共同質(zhì)量保持得盡可能小。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，激勵(lì)系統(tǒng)40為了分離測(cè)量管10的 扭轉(zhuǎn)振蕩和/或彎曲振蕩的激勵(lì)被如此構(gòu)成并如此固定于其上以及反振 器20上，使得生成彎曲振蕩的力沿著假想的力線作用到測(cè)量管10上，
所述力線在垂直于第一慣性主軸T!的第二慣性主軸T2的外側(cè)延伸，或者
最終僅在一個(gè)點(diǎn)上相交。內(nèi)部件優(yōu)選如此構(gòu)成，使得第二慣性主軸T2 基本與上述中軸重合。在如圖4所示的實(shí)施例中，激勵(lì)系統(tǒng)40還具有至 少一個(gè)在運(yùn)行中至少暫時(shí)地由激勵(lì)電流或者部分激勵(lì)電流流經(jīng)的第一 激勵(lì)線圈41a，所述第一激勵(lì)線圈41a固定在與測(cè)量管10連接的臂41c上， 并且通過(guò)其和從外側(cè)固定在反振器20上的銜鐵41b差分地作用到測(cè)量 管10和反振器20上。這種布置方式此外具有優(yōu)點(diǎn)，即一方面反振器20 和進(jìn)而轉(zhuǎn)換器殼體100在橫截面上被保持得小，并且盡管如此激勵(lì)線圈 41a，特別是在安裝時(shí)，也能夠容易地被操作。此外激勵(lì)系統(tǒng)40的這種 實(shí)施方式的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可能使用的、特別是在標(biāo)稱管徑大于 80mm情況下不再能夠被忽略的重的線圈杯41d同樣能夠被固定到反振 器20上，并且由此在實(shí)踐中不影響測(cè)量管10的諧振頻率。然而還要指 出，如果需要，激勵(lì)線圈41a也能夠由反振器20保持，以及與此相應(yīng)的 銜鐵41b也能夠由測(cè)量管10保持。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，激勵(lì)系統(tǒng)40具有至少一個(gè)沿著測(cè)量管10的直徑布置的第二激勵(lì)線圈42a，其以與激勵(lì)線圈41a相同的方式 與測(cè)量管10和反振器20聯(lián)接。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，激勵(lì)
系統(tǒng)具有兩個(gè)其它的、總共四個(gè)至少關(guān)于第二慣性主軸T2對(duì)稱布置的激
勵(lì)線圈43a、 44a，它們所有都以所述方式安裝在測(cè)量傳感器內(nèi)。在第二 慣性主軸T2之外作用到測(cè)量管10上的力能夠借助這種兩個(gè)或四個(gè)線圈 系統(tǒng)以簡(jiǎn)單的方式例如如此被生成，即這些激勵(lì)線圈中的一個(gè)(例如 激勵(lì)線圈41a)與各個(gè)其它激勵(lì)線圈相比具有不同的感應(yīng)系數(shù)，或者這 些激勵(lì)線圈中的一個(gè)(例如激勵(lì)線圈41a)在運(yùn)行中被部分激勵(lì)電流流 過(guò)，所述部分激勵(lì)電流與各個(gè)其它激勵(lì)線圈的各自的部分激勵(lì)電流不 同。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，傳感器系統(tǒng)50包括，如在圖5中示意 性地示出的，在第二慣性主軸T2外布置的、固定在測(cè)量管10上的傳感器 線圈51a。傳感器線圈51a盡可能地靠近在反振器20上固定的銜鐵51b地 布置，并且與其如此磁聯(lián)接，使得在傳感器線圈內(nèi)感生變化的測(cè)量電 壓，所述測(cè)量電壓是受旋轉(zhuǎn)和/或側(cè)向的、改變其相對(duì)位置和/或其相對(duì) 距離的、測(cè)量管10和反振器20之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)影響的。基于傳感器線 圈51a的、所述依據(jù)本發(fā)明的布置方式，能夠以有利的方式同時(shí)既檢測(cè) 上述的扭轉(zhuǎn)振蕩也檢測(cè)可能被激勵(lì)的彎曲振蕩。如果需要，此外傳感 器線圈51a也能夠固定在反振器20上，并且與其聯(lián)接的銜鐵51b能夠以相 應(yīng)的方式固定在測(cè)量管10上。
在這里還要說(shuō)明，即激勵(lì)系統(tǒng)40和傳感器系統(tǒng)50以本領(lǐng)域技術(shù)人
員公知的方式在其機(jī)械結(jié)構(gòu)方面也可以以基本相同的方式實(shí)施，進(jìn)而 激勵(lì)系統(tǒng)40的機(jī)械結(jié)構(gòu)的所述實(shí)施方式能夠基本地傳遞到傳感器系統(tǒng) 50的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并且反向亦然。
為了讓測(cè)量管10振動(dòng)，激勵(lì)系統(tǒng)40如所述那樣，借助同樣地、特
別是多頻率地振蕩的、具有可調(diào)節(jié)的幅值和可調(diào)節(jié)的激勵(lì)頻率fexe的激 勵(lì)電流i^如此地被供給，使得所述激勵(lì)電流iexc在運(yùn)行中流經(jīng)激勵(lì)線圈26、 36并且以相應(yīng)方式生成用于移動(dòng)銜鐵27、 37所必須的磁場(chǎng)。激勵(lì) 電流例如可以是簡(jiǎn)諧的、多頻率的或者方波形的。激勵(lì)電流i^的用于
正確保持測(cè)量管10的側(cè)向振蕩所必須的側(cè)向電流分量i^L的側(cè)向振蕩
激勵(lì)頻率f^L，能夠在實(shí)施例所示的測(cè)量傳感器中如此以有利的方式被 選擇及設(shè)定，使得側(cè)向振蕩的測(cè)量管10基本以具有唯一的振蕩腹部的
彎曲振蕩基本模式來(lái)振蕩。與此相似的是，激勵(lì)電流iexe的用于正確保 持測(cè)量管10的扭轉(zhuǎn)振蕩所必須的扭轉(zhuǎn)電流分量i^T的扭轉(zhuǎn)振蕩激勵(lì)頻 率f^T，在有利方式下如此被選擇及設(shè)定，使得扭轉(zhuǎn)地振蕩的測(cè)量管IO
盡可能以具有唯一的振蕩腹部的扭轉(zhuǎn)振蕩基本模式來(lái)振蕩。根據(jù)所選
擇的不同的運(yùn)行方式，這兩個(gè)所述電流分量i^L和i^T例如能夠間隙地，
即瞬時(shí)地分別作為激勵(lì)電流i^發(fā)揮作用，或者也可以同時(shí)即相互補(bǔ)充 到激勵(lì)電流U也供應(yīng)給激勵(lì)系統(tǒng)40。
對(duì)于上述情況，即側(cè)向振蕩頻率fe，a和扭轉(zhuǎn)振蕩頻率fexcT相互不同 地被調(diào)節(jié)，測(cè)量管可以借助所述側(cè)向振蕩頻率feML和扭轉(zhuǎn)振蕩頻率fexcT 而在運(yùn)行中振蕩，可以借助測(cè)量傳感器以簡(jiǎn)單且有利的方式即使在同 時(shí)激勵(lì)了扭轉(zhuǎn)振蕩和彎曲振蕩情況下(例如基于信號(hào)過(guò)濾或者頻率分 析)，既在激勵(lì)信號(hào)中也在傳感器信號(hào)中實(shí)現(xiàn)各個(gè)振蕩模式的分離。 否則，則推薦交替地激勵(lì)側(cè)向振蕩或扭轉(zhuǎn)振蕩。
為了生成和設(shè)定激勵(lì)電流iexe或者說(shuō)電流分量iexeL、 iexeT，測(cè)量裝置
電子設(shè)備50包括相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路53，該驅(qū)動(dòng)電路53由代表待調(diào)節(jié)的側(cè)
向振蕩激勵(lì)頻率fexcL的側(cè)向振蕩頻率調(diào)節(jié)信號(hào)yFML，和由代表激勵(lì)電流 i^的和/或側(cè)向電流分量ieML的待調(diào)節(jié)的側(cè)向振蕩幅值的側(cè)向振蕩幅值 調(diào)節(jié)信號(hào)yAML，以及至少暫時(shí)由代表待調(diào)節(jié)的扭轉(zhuǎn)振蕩激勵(lì)頻率fexcT的 扭轉(zhuǎn)振蕩頻率調(diào)節(jié)信號(hào)yPMT，和由代表激勵(lì)電流iexc的和/或扭轉(zhuǎn)電流分 量i^T的待調(diào)節(jié)的扭轉(zhuǎn)振蕩幅值的扭轉(zhuǎn)振蕩幅值調(diào)節(jié)信號(hào)yAMT控制。驅(qū) 動(dòng)電路53能夠例如借助壓控振蕩器和下游設(shè)置的電壓電流轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí) 現(xiàn)，代替模擬的振蕩器能夠例如使用數(shù)值地受控的數(shù)字式振蕩器，以 便調(diào)節(jié)瞬時(shí)的激勵(lì)電流iexc或激勵(lì)電流的分量iexcL、 UcT。例如集成到測(cè)量裝置電子設(shè)備50內(nèi)的幅值控制電路51能夠用于生 成側(cè)向振蕩幅值調(diào)節(jié)信號(hào)yAML和/或扭轉(zhuǎn)振蕩幅值調(diào)節(jié)信號(hào)yAMT，所述
幅值控制電路51根據(jù)兩個(gè)在瞬時(shí)的側(cè)向振蕩頻率和/或瞬時(shí)的扭轉(zhuǎn)振蕩
頻率下測(cè)得的振蕩測(cè)量信號(hào)S" S2中的至少一個(gè)的瞬時(shí)幅值，以及根據(jù) 側(cè)向振蕩及扭轉(zhuǎn)振蕩WB、 Wt的、相應(yīng)的、恒定的或者可變的幅值參考
值來(lái)更新幅值調(diào)節(jié)信號(hào)yAML、 yAMT;在某些情況下為了生成側(cè)向振蕩幅
值調(diào)節(jié)信號(hào)yAML和/或扭轉(zhuǎn)振蕩幅值調(diào)節(jié)信號(hào)yAMT，能夠引用激勵(lì)電流
的瞬時(shí)幅值i^。這種幅值控制電路的結(jié)構(gòu)和作用方式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)
人員同樣也是公知的。"PROMASS 83"系列的測(cè)量轉(zhuǎn)換器就是這種幅 值控制電路的例子，正如由本專利申請(qǐng)人例如與"PROMASS I"系列
的測(cè)量傳感器關(guān)聯(lián)地提供的那樣。它們的幅值控制電路優(yōu)選如此實(shí)現(xiàn)，
即測(cè)量管10的側(cè)向振蕩被調(diào)節(jié)到恒定的(也就是與密度/o無(wú)關(guān)的)幅值。
頻率控制電路52和驅(qū)動(dòng)電路53例如可以被構(gòu)造為相位調(diào)節(jié)回路， 該相位調(diào)節(jié)回路通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式這樣應(yīng)用，根據(jù)相位
差，所述相位差在至少一個(gè)振蕩測(cè)量信號(hào)S,、 S2和待調(diào)節(jié)或瞬時(shí)測(cè)量的 激勵(lì)電流iexc之間測(cè)得，側(cè)向振蕩頻率調(diào)節(jié)信號(hào)yFML和/或扭轉(zhuǎn)振蕩頻率 調(diào)節(jié)信號(hào)yFMT始終與測(cè)量管10的當(dāng)前的固有頻率比較。旨在驅(qū)動(dòng)測(cè)量管
到其機(jī)械固有頻率的這種相位調(diào)節(jié)回路的構(gòu)造和應(yīng)用例如在US-A 48 01 897中被詳細(xì)論述。當(dāng)然也可以采用其它對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的 頻率控制電路，例如在US-A45 24 610或US-A48 01 897所建議的那樣。 此外這種頻率控制電路的針對(duì)振動(dòng)式測(cè)量傳感器的應(yīng)用可以在己經(jīng)述 及的"PROMASS 83"系列的測(cè)量轉(zhuǎn)換器中找到。此外適合于驅(qū)動(dòng)電路 的電路例如可以在US-A 58 69 770或US-A 65 05 519中找到。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式幅值控制電路51和頻率控制電路 52，如在圖6中示意性地示出的，是借助在測(cè)量裝置電子設(shè)備50內(nèi)設(shè)定 的數(shù)字信號(hào)處理器DSP以及借助在其內(nèi)相應(yīng)實(shí)現(xiàn)并在其內(nèi)運(yùn)行的程序 代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該程序代碼例如可以在控制和/或監(jiān)視信號(hào)處理器的微電腦55的非易失性存儲(chǔ)器EEPROM內(nèi)持續(xù)地或者也可以是永久地存 儲(chǔ)，并且在信號(hào)處理器DSP啟動(dòng)時(shí)能夠被讀取到測(cè)量裝置電子設(shè)備50 的、例如在信號(hào)處理器DSP內(nèi)集成的、易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM內(nèi)。適 合于這種應(yīng)用的信號(hào)處理器例如是型號(hào)TMS320VC33，正如它由德州儀 器有限公司(Firma Texas Instruments Inc.)在市場(chǎng)上提供的那樣。實(shí)踐 中顯而易見的是，用于在信號(hào)處理器DSP內(nèi)處理的振蕩測(cè)量信號(hào)s" s2 借助相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，特別是參見EP-A 866 319。如果需要，由信號(hào)處理器給出的調(diào)節(jié)信號(hào)(例如幅值調(diào)節(jié)信
號(hào)yAML、 yAMT或者頻率調(diào)節(jié)信號(hào)yFML、 yFMT)能夠以相應(yīng)的方式從數(shù)字
到模擬地轉(zhuǎn)換。
如在圖6中示意性地示出的，可能預(yù)先被條件適配處理過(guò)的振蕩測(cè)
量信號(hào)S,、 S2還被輸入給測(cè)量裝置電子設(shè)備的測(cè)量電路21，該測(cè)量電路 21根據(jù)振蕩測(cè)量信號(hào)S" S2的至少一個(gè)和/或根據(jù)激勵(lì)電流i^生成至少 一個(gè)測(cè)量值Xx。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，測(cè)量電路21至少部分地被構(gòu)造為流
量計(jì)算裝置，并且該測(cè)量電路還用于以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式，
根據(jù)在至少部分側(cè)向振蕩的測(cè)量管10情況下所生成的振蕩測(cè)量信號(hào)81、
S2之間檢測(cè)到的相位差，檢測(cè)在這里作為質(zhì)量流量測(cè)量值Xm的第一類測(cè)
量值，所述第一類測(cè)量值盡可能精確地表示待測(cè)量的質(zhì)量流量m。在常
規(guī)的科里奧利質(zhì)量流量測(cè)量裝置中己經(jīng)使用和設(shè)立的、特別是數(shù)字的
測(cè)量電路能夠在這里被作為測(cè)量電路21，所述測(cè)量電路根據(jù)振蕩測(cè)量 信號(hào)s" S2測(cè)定質(zhì)量流量，參見特別是在開始部分述及的WO-A 02/37063、 WO-A 99/39164、 US-A 56 48 616和US-A 50 69 074。當(dāng)然也
可以采用其它對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的適合于科里奧利質(zhì)量流量測(cè) 量裝置的測(cè)量電路，該測(cè)量電路能夠測(cè)量并相應(yīng)地分析所述類型的振 蕩測(cè)量信號(hào)之間的相位差和/或時(shí)間差。此外測(cè)量電路21還用于生成被 應(yīng)用為密度測(cè)量值Xp的第二類測(cè)量值，該第二類測(cè)量值由振蕩頻率推 導(dǎo)得出，所述振蕩頻率是例如根據(jù)振蕩測(cè)量信號(hào)s^ S2的至少一個(gè)測(cè)得的、至少一個(gè)測(cè)量管ll的側(cè)向振蕩的振蕩頻率，所述第二類測(cè)量值瞬 時(shí)地表示了介質(zhì)的待測(cè)密度^。由于直線的測(cè)量管10如上所述地符合運(yùn) 行方式地被允許同時(shí)或者交替地側(cè)向振蕩和扭轉(zhuǎn)振蕩，因此測(cè)量電路 21此外還能被用于測(cè)定可被應(yīng)用為粘度測(cè)量值X,的第三類測(cè)量值，所 述第三類測(cè)量值由激勵(lì)電流iexc推導(dǎo)得到，該激勵(lì)電流i^可被看作為測(cè) 量管ll內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)的表現(xiàn)的粘度或者粘度密度積的尺度，所述第三
類測(cè)量值瞬時(shí)地表示了介質(zhì)的粘度，參見US-A 45 24 610、 WO-A 95 16 897或US-B 66 51 513。
這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)肯定是清楚的，即在線測(cè)量裝置既能 夠在共同的測(cè)量周期內(nèi)以相同的刷新率，也能夠以不同的刷新率，測(cè) 定不同的測(cè)量量x [m， p，,...]的各個(gè)測(cè)量值Xx [Xm， Xp， X,...]。例如 大多數(shù)明顯地變化的質(zhì)量流量m的高精度的測(cè)量通常要求非常高的刷 新率，介質(zhì)的與此相反的經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間大部分很少改變的粘度ij能夠以較 大的時(shí)間間隔來(lái)更新。
此外可以毫無(wú)顧忌地設(shè)定前提，即當(dāng)前測(cè)定的測(cè)量值X、能夠能夠
被中間存儲(chǔ)在測(cè)量裝置電子設(shè)備內(nèi)并為后續(xù)應(yīng)用保持它。在有利方式 中，測(cè)量電路21此外還可以借助信號(hào)處理器DSP來(lái)實(shí)現(xiàn)。
如在開始部分以及述及的，在管壁上例如由于沉積過(guò)程沉淀的覆 蓋物，還例如在管壁上出現(xiàn)的磨損可能導(dǎo)致在線測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果 的誤差。在具有振動(dòng)傳感器的在線測(cè)量裝置情況下特別是當(dāng)測(cè)量管的 管壁的改變自身影響到了測(cè)量精度時(shí)，當(dāng)在線測(cè)量裝置很大程度地取 決于流動(dòng)輪廓的測(cè)量精度時(shí)，引導(dǎo)介質(zhì)的管路的管壁上的未知變化同 樣會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的測(cè)量誤差。令人驚奇的是，在振動(dòng)式測(cè)量傳感器的情 況下，在測(cè)量管的管壁上形成的覆蓋物特別是影響了自然的扭轉(zhuǎn)固有 頻率并且因而影響了扭轉(zhuǎn)振蕩頻率f^T，該測(cè)量管以該扭轉(zhuǎn)振蕩頻率被 激勵(lì)，然而自然的側(cè)向固有頻率幾乎不受任何影響，參見圖7。扭轉(zhuǎn)振
蕩頻率f^T相對(duì)于測(cè)量管的管壁的另外的改變是同樣敏感的，例如由于在測(cè)量管內(nèi)磨損性的介質(zhì)導(dǎo)致的材料減少。在形成覆蓋物的情況下可以這樣形象地解釋，即一方面覆蓋物B 的密度,B在時(shí)間上的平均值基本與同樣地平均的介質(zhì)密度相同，并且因 而側(cè)向振蕩頻率fe，^對(duì)于這種在測(cè)量管上積沉的覆蓋物不是特別程度 地敏感，然而通過(guò)覆蓋物B虛擬地增大了管壁的厚度并且由此明顯地改 變了測(cè)量管的繞慣性主軸的質(zhì)量慣性力矩。在管壁上出現(xiàn)磨損的情況 下，因此分別導(dǎo)致的當(dāng)前的測(cè)量管的扭轉(zhuǎn)固有頻率的降低與在新的測(cè) 量裝置初始情況下設(shè)置的扭轉(zhuǎn)固有頻率相比而言可以如此表示，即至 少在扭轉(zhuǎn)基本模式中，預(yù)先確定的最低的可靠的扭轉(zhuǎn)振蕩頻率的下降 能被作為針對(duì)在測(cè)量管上的磨損的非?？煽康闹甘?。因而在根據(jù)本發(fā) 明的在線測(cè)量裝置情況下還規(guī)定，即測(cè)量裝置電子設(shè)備2，基于被激勵(lì) 的扭轉(zhuǎn)振蕩的被反復(fù)測(cè)定的振蕩頻率feMT，監(jiān)視至少一個(gè)測(cè)量管的運(yùn)行 狀態(tài)，特別是測(cè)量管的覆蓋物沉積和/或磨損，并且可能在測(cè)定各個(gè)測(cè) 量值XJ寸也關(guān)注該監(jiān)視的結(jié)果。測(cè)量管的該運(yùn)行狀態(tài)例如能夠以簡(jiǎn)單 方式根據(jù)扭轉(zhuǎn)振蕩頻率f^T的相對(duì)變化 ~一或者以簡(jiǎn)化的線性化形式丄excT 一 i f(1)相對(duì)于參考振蕩頻率f^T,0被定量，該參考振蕩頻率f^T，0是針對(duì)給定的帶有未被沉積覆蓋物的測(cè)量管的測(cè)量傳感器初始化地設(shè)定的，并 且以表示測(cè)量管的運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)值的形式示出。代替對(duì)扭轉(zhuǎn)振蕩頻率fexeT的近似直接的測(cè)量，根據(jù)振蕩測(cè)量信號(hào)S,、 32的至少一個(gè)，瞬時(shí) 的扭轉(zhuǎn)振蕩頻率f^T例如也能夠由被瞬時(shí)地提供到激勵(lì)系統(tǒng)的激勵(lì)信 號(hào)和/或近似間接地根據(jù)所述的扭轉(zhuǎn)振蕩頻率調(diào)節(jié)信號(hào)yFMT得出。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式設(shè)定測(cè)量裝置電子設(shè)備2，以便測(cè)定在 測(cè)量管上形成的覆蓋物B的程度，特別是有效質(zhì)量mB和/或平均厚度dB，至少探測(cè)在測(cè)量管上形成的覆蓋物B的存在。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式的擴(kuò)展還設(shè)計(jì)，即測(cè)量裝置電子設(shè)備基于所測(cè)得的扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率f^T而測(cè)定(例如給出警告的)第一類狀態(tài)值ZB，該第一類狀態(tài)值Ze 至少把在測(cè)量管上形成的覆蓋物B的存在信號(hào)化。根據(jù)振蕩頻率f^T測(cè) 定得到的覆蓋物的覆蓋物測(cè)量值XB，例如可以為此與一個(gè)或多個(gè)預(yù)先 設(shè)定的可靠的邊界值比較，并且狀態(tài)值ZB能夠從第一信號(hào)電平轉(zhuǎn)換到 第二信號(hào)電平，如果覆蓋物測(cè)量值XB相應(yīng)地超過(guò)為此而確定的邊界值。 對(duì)于這種情況，即覆蓋物測(cè)量值XB例如被作為覆蓋物B的有效質(zhì)量mB的尺度，至少在基本均勻地并且基本相同地沿著測(cè)量管分布覆蓋物B的假定情況下，在瞬時(shí)測(cè)定的振蕩頻率fexeT和有效質(zhì)量mB之間的盡可能 線性的關(guān)聯(lián)以下述數(shù)學(xué)關(guān)系非常簡(jiǎn)單地示出f2
<formula>formula see original document page 33</formula>
(2)至少對(duì)于介質(zhì)，該介質(zhì)在其溫度"9、其密度p和其粘度)j方面盡可 能地保持恒定，系數(shù)KB實(shí)用地也是常數(shù)，該系數(shù)可以在在線測(cè)量裝置 安裝過(guò)程中或之前被相應(yīng)地校準(zhǔn)并且在測(cè)量裝置電子設(shè)備中能夠以恒 量KB，o形式相應(yīng)地被存儲(chǔ)。當(dāng)然為了改善精度(以該精度，覆蓋物測(cè)量 值XB例如可以表示有效質(zhì)量mB或者由其推導(dǎo)得出的值)下述情況是必須，系數(shù)KB借助至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)相應(yīng)地被匹配到可能變化的介質(zhì)特性，特別是瞬時(shí)溫度"9、密度P和/或粘度r 等，所述運(yùn)行參數(shù)在所描述 的類別的在線測(cè)量裝置的運(yùn)行狀態(tài)中通常無(wú)論如何都被測(cè)量和/或被調(diào)節(jié)，所述運(yùn)行參數(shù)例如是測(cè)量管溫度、側(cè)向振蕩頻率fexc^，側(cè)向振蕩幅值、激勵(lì)電流幅值等。特別是這里給出，根據(jù)方程(2)求得的覆蓋物測(cè)量值XB在使用當(dāng) 前在至少一個(gè)測(cè)量管路中引導(dǎo)的介質(zhì)的密度測(cè)量值Xp和粘度測(cè)量值Xq 的條件下能夠根據(jù)下述的關(guān)系式被盡可能獨(dú)立地得出，<formula>formula see original document page 34</formula>(3)<密度測(cè)量值Xp能夠如所述那樣，例如基于在所描述種類的在線測(cè) 量裝置的運(yùn)行中以通常方式所測(cè)定的側(cè)向振蕩頻率f^L和/或例如根據(jù)側(cè)向振蕩頻率調(diào)節(jié)信號(hào)外ML在測(cè)量裝置電子設(shè)備中被計(jì)算得出。同樣已 知的是，粘度測(cè)量值X,的測(cè)定借助所描述種類的在線測(cè)量裝置，例如根據(jù)扭轉(zhuǎn)電流分量iewT，有時(shí)也參考扭轉(zhuǎn)振蕩幅值和/或側(cè)向振蕩幅值，這里例如對(duì)比開始部分提及的US-B 68 40 109、 US-A 45 24 610或US-A 2004/0200268。相對(duì)于介質(zhì)的粘度在測(cè)定覆蓋物測(cè)量值XB時(shí)，例如可以 另選地或者補(bǔ)充地相應(yīng)地參考測(cè)量管的振蕩的衰減，特別是扭轉(zhuǎn)振蕩 的衰減，所述衰減是由位于測(cè)量管內(nèi)的介質(zhì)引發(fā)的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式還規(guī)定，如此測(cè)定覆蓋物測(cè)量值XB: 該覆蓋物測(cè)量值XB能夠被看作為在測(cè)量管上形成的覆蓋物的瞬時(shí)厚度 4的尺度。這例如可以通過(guò)對(duì)所述方程(2)進(jìn)行很小的改動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，方 法是在測(cè)定覆蓋物測(cè)量值XB時(shí)，把覆蓋物B的密度PB相應(yīng)地考慮到計(jì) 算中。這例如可以如此實(shí)現(xiàn)，即在盡可能恒定的處理?xiàng)l件下，特別是 在介質(zhì)盡可能地保持相同特性時(shí)，把預(yù)先測(cè)得的覆蓋物B的密度PB并入到被作為恒量而存儲(chǔ)的校準(zhǔn)恒量KB，c而直接被用作輸入。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，為了改善精度(借助該精度覆蓋物B能夠被估算)還規(guī)定，用于測(cè)定覆蓋物測(cè)量值XB的所述系數(shù)KB反復(fù)地 借助瞬時(shí)的覆蓋物密度^B的更新估計(jì)值被盡可能好地適配到在測(cè)量管內(nèi)的實(shí)際的關(guān)系。相應(yīng)地是，用于 轉(zhuǎn)換方程(2)而使用的系數(shù)kb如下地進(jìn)行改變(4)。 作為估計(jì)值在這里例如可以是基于處理經(jīng)驗(yàn)值和/或處理歷史值的計(jì)算值，該 計(jì)算值由布置在上游的測(cè)量值處理單元相應(yīng)地測(cè)定并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線系 統(tǒng)傳遞到在線測(cè)量裝置。另選的或者補(bǔ)充的是，該估計(jì)值也可以直接在測(cè)量裝置電子設(shè)備內(nèi)依據(jù)所測(cè)得的運(yùn)行參數(shù)而測(cè) 定，例如根據(jù)多個(gè)密度測(cè)量值Xp和/或粘度測(cè)量值X,，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間而被存儲(chǔ)和/或被求平均值。這些前面敘述的，生成覆蓋物測(cè)量値Xb、系數(shù)kb和/或服務(wù)的數(shù)學(xué) 函數(shù)(通過(guò)方程(2)到(4)被符號(hào)化)，能夠至少部分地借助信號(hào) 處理器DSP或者例如也可以借助上面提及的微型計(jì)算機(jī)55來(lái)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng) 算法的制定和實(shí)現(xiàn)以及其被轉(zhuǎn)換為在這些信號(hào)處理器中可執(zhí)行的程序 代碼，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是熟知的并且因而在這里(在本發(fā) 明的認(rèn)識(shí)范圍內(nèi))不需要詳細(xì)的論述，所述算法與前述的方程相關(guān)或 者模仿幅值控制電路51和頻率控制電路52的功能。當(dāng)然所述方程也可 以毫無(wú)顧忌地完全或者部分地借助在測(cè)量裝置電子設(shè)備50內(nèi)相應(yīng)的分 布式構(gòu)造的模擬和/或數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，測(cè)量裝置電子設(shè)備2為此規(guī)定，根 據(jù)測(cè)量管的扭轉(zhuǎn)振蕩來(lái)測(cè)定在測(cè)量管上存在的磨損A，或至少探測(cè)在測(cè) 量管上的磨損的存在。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式的擴(kuò)展中還規(guī)定，測(cè)量裝置電子設(shè)備基于所測(cè)到的扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率fexeT而測(cè)定(例如給 出警告的)第二類狀態(tài)值ZA，其至少把在測(cè)量管上的磨損的存在信號(hào)化。通過(guò)測(cè)量裝置電子設(shè)備2的相應(yīng)校準(zhǔn)，還能夠以這樣一種方式測(cè)定 如此測(cè)定的第二類狀態(tài)值ZA，使得把第二類狀態(tài)值ZA作為磨損測(cè)量值 XA，該磨損測(cè)量值XA表示在測(cè)量管上存在的磨損的程度，特別是測(cè)量 管的管壁的當(dāng)前壁厚相對(duì)于額定壁厚的相比的減少程度。如果關(guān)注這樣一種情況，即應(yīng)用被投入到比較少見的應(yīng)用場(chǎng)合中， 在所述應(yīng)用場(chǎng)合情況下既出現(xiàn)顯著的覆蓋物沉積也出現(xiàn)同樣明顯的在 管壁上的磨損，被激勵(lì)的扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率f^T至少參考相應(yīng)的關(guān)于 各個(gè)應(yīng)用的附加信息，被徹底地看作用于覆蓋物沉積的明確指示或者 磨損的明確指示。這實(shí)際至少?gòu)哪硞€(gè)已知的磨損等級(jí)開始在任何情況 下都被涉及到，因?yàn)槿魏纬掷m(xù)的磨損都會(huì)導(dǎo)致這樣一種明顯的扭轉(zhuǎn)振 蕩的被關(guān)注的固有頻率的降低，所述降低至少不再能夠通過(guò)覆蓋物沉 積可靠地被解釋。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式與此相符合地還規(guī)定， 在測(cè)量裝置電子設(shè)備中用于被測(cè)量的振蕩頻率f^T的第一狀態(tài)邊界值 GA被存儲(chǔ)，在其降低時(shí)通過(guò)被測(cè)量的振蕩頻率f^T由測(cè)量裝置電子設(shè)備 給出被提高的磨損的信號(hào)化的警告。此外還把第二狀態(tài)邊界值GA/B存儲(chǔ) 在測(cè)量裝置電子設(shè)備內(nèi)，該第二狀態(tài)邊界值GA/B表示扭轉(zhuǎn)振蕩頻率，該 扭轉(zhuǎn)振蕩頻率比通過(guò)所述第一狀態(tài)邊界值GA表示的振蕩頻率高。對(duì)于 把在線測(cè)量裝置投入到偏向于覆蓋物提高的應(yīng)用的情況下，在低于第 二狀態(tài)邊界值GA/B時(shí)從測(cè)量裝置電子設(shè)備給出開始覆蓋物沉積或覆蓋 物沉積持續(xù)的信號(hào)化的警告，對(duì)于把在線測(cè)量裝置投入到偏向于磨損 提高的應(yīng)用的情況下，將相應(yīng)地給出開始磨損或者磨損持續(xù)的信號(hào)化 的警告。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式由測(cè)量裝置電子設(shè)備，根據(jù)多個(gè)用于 被測(cè)量的振蕩頻率f^T的在較長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間范圍內(nèi)存儲(chǔ)的和/或時(shí)間性地 被平均的數(shù)字的數(shù)據(jù)值，和/或根據(jù)多個(gè)用于顯示至少一個(gè)測(cè)量管的運(yùn) 行狀態(tài)的狀態(tài)值的在較長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間范圍內(nèi)存儲(chǔ)的和/或時(shí)間性地被平均 的數(shù)字的數(shù)據(jù)值，預(yù)先估算在線測(cè)量裝置或至少測(cè)量管的剩余運(yùn)行時(shí) 間。把與各個(gè)裝置和其內(nèi)當(dāng)前被引導(dǎo)的介質(zhì)相關(guān)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)包括在 內(nèi)，從按照上述方式首先為了在線測(cè)量裝置自身的監(jiān)視而測(cè)定的至少 一個(gè)測(cè)量管的運(yùn)行狀態(tài)出發(fā)，也可以回溯到至少連接在在線測(cè)量裝置 上的管路的所選擇的節(jié)段的，特別是這樣一些管壁的瞬時(shí)的和/或預(yù)先 的運(yùn)行狀態(tài)，所述管壁被在在線測(cè)量裝置內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)符合驅(qū)動(dòng)方式 地接觸。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式與此相符合地還規(guī)定，基于以 上述方式測(cè)定并分析的扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率f^T，借助測(cè)量裝置電子設(shè) 備還監(jiān)視至少一個(gè)所選擇的、至少部分地通過(guò)連接到在線測(cè)量裝置的 管路地延伸的管壁節(jié)段的運(yùn)行狀態(tài)。與此相應(yīng)的是，用于測(cè)定上述狀 態(tài)值ZA和/或ZB而投入使用的分析方法可以如此改變，即相應(yīng)地連帶參 考了管路的磨損狀態(tài)和/或覆蓋物狀態(tài)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，被允許并入到基于 振蕩頻率f^T的狀態(tài)值ZA和域ZB的運(yùn)算中，例如以相應(yīng)的時(shí)變量形式的，如果有必要把受條件控制的系數(shù)KB(t)引入到方程(2) 、 (3)和/ 或(4)。與此相符的是，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，測(cè)量裝置電子設(shè)備以這樣一種方式測(cè)定狀態(tài)值ZA和/或ZB，即管壁的分別被選擇的節(jié)段至少不完全對(duì)應(yīng)于測(cè)量管的管壁，而是至少部分地對(duì)應(yīng)于借助在線測(cè)量裝置引導(dǎo)待測(cè)量的介質(zhì)的管壁的管壁節(jié)段。第一類狀態(tài)值ZB相應(yīng)地可以至少把在管路中的覆蓋物的存在信號(hào)化，并且第二類狀態(tài)值ZA能夠至少把在管路中磨損的存在信號(hào)化。此外，第一類狀態(tài)值ZB例 如參考覆蓋物的厚度或者覆蓋物的質(zhì)量，也能夠示出在管路中的覆蓋 物沉積的程度，或者第二類狀態(tài)值ZA能夠表示在管壁上至少節(jié)段式地 存在的磨損的程度，特別是管壁的當(dāng)前的壁厚與額定的壁厚的相比的 減少程度。盡管在所描述的類型的具有振動(dòng)式測(cè)量傳感器的在線測(cè)量裝置情 況下，在測(cè)量管上形成的覆蓋物大部分僅很小程度地影響測(cè)定質(zhì)量流量m的測(cè)量精度，但是這種在測(cè)量管上的覆蓋物一定會(huì)嚴(yán)重地影響到例如測(cè)定密度p和/或粘度"的測(cè)量精度。同樣的是，在所描述的類型的在 線測(cè)量裝置情況下磨損的出現(xiàn)還可以導(dǎo)致增大測(cè)量誤差，至少在這里特別是在測(cè)定質(zhì)量流量m時(shí)。 一般情況下由此可以得出覆蓋物沉積以 及磨損的出現(xiàn)還將導(dǎo)致以通常方式假定測(cè)量管無(wú)變化而測(cè)得的測(cè)量 值不足夠精確地符合于實(shí)際的測(cè)量值x (例如實(shí)際的密度/o)，即該測(cè) 量值必須相應(yīng)地被校正。與此符合地，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，測(cè)量裝置電子設(shè)備2 以通常方式生成實(shí)用地作為初始測(cè)量值或者也作為起始測(cè)量值的測(cè)量 值X'x，其暫時(shí)地表示待測(cè)量的物理測(cè)量量x或者至少與其相關(guān)。鑒于非 常豐富且非常詳細(xì)地論述了的現(xiàn)有技術(shù)可以直接由此得出，符合于以 通常方式生成的測(cè)量值的起始測(cè)量值X'x的測(cè)定對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái) 說(shuō)毫無(wú)問(wèn)題，由此對(duì)于本發(fā)明的其余解釋該起始測(cè)量值X'x能夠被作為 已知前提。此外測(cè)量裝置電子設(shè)備基于扭轉(zhuǎn)振蕩的所測(cè)定的振蕩頻率 f^T生成至少一個(gè)參考了測(cè)量管的上述運(yùn)行狀態(tài)(例如在測(cè)量管上形成 的覆蓋物B).的用于初始測(cè)量值X'x的校正值XK。由該初始測(cè)量值X'x借 助分析電子設(shè)備21最后通過(guò)應(yīng)用至少一個(gè)校正值XK，推導(dǎo)出足夠精確 地代表物理測(cè)量值x的測(cè)量值Xx，所述測(cè)量值例如可以是質(zhì)量流量測(cè)量 值、密度測(cè)量值或者粘度測(cè)量值。根據(jù)校正信Xk，中間值X'x的校正也 與生成測(cè)量值Xx—樣，能夠在測(cè)量裝置電子設(shè)備內(nèi)例如基于該數(shù)學(xué)關(guān) 系式XX = (1+XK) . X'x (5)得出。根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)例，用于確定瞬時(shí)合適的校正值在運(yùn)行中從測(cè)量管的扭轉(zhuǎn)振蕩的當(dāng)前的振動(dòng)頻率fexcT出發(fā)可以這樣實(shí)用地被直接測(cè) 得，即在振蕩頻率fexeT的頻率值和適合于其的校正值XK之間的唯一的關(guān)系式被在測(cè)量裝置電子設(shè)備中程序化。為此測(cè)量裝置電子設(shè)備2還具有 表格存儲(chǔ)器，在該表格存儲(chǔ)器內(nèi)預(yù)先，例如在在線測(cè)量裝置的校準(zhǔn)時(shí)， 存儲(chǔ)測(cè)得的數(shù)字的校正測(cè)量值XK，,的記錄。測(cè)量電路通過(guò)借助當(dāng)前有效 的振蕩頻率f^T的頻率值而測(cè)得的存儲(chǔ)器地址實(shí)用地直接訪問(wèn)校正測(cè)量値Xk,。該校正測(cè)量值XK能夠例如通過(guò)簡(jiǎn)單的方式測(cè)得，即振蕩頻率fT的頻率值與相應(yīng)地輸入到表格存儲(chǔ)器內(nèi)的預(yù)定值為此被比較，并且 因此讀出相應(yīng)的那個(gè)校正值XK,i，即被分析電路2用于其它計(jì)算而使用， 該校正值XK,i與在下一個(gè)出現(xiàn)的預(yù)定值的當(dāng)前的整體情況相關(guān)聯(lián)。表格存儲(chǔ)器可以是可編程固定值存儲(chǔ)器、即FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程序門陣列)、 EPROM或者EEPROM。使用這種表格存儲(chǔ)器首先有這樣的優(yōu)點(diǎn)，艮P:校正值XK在測(cè)定當(dāng)前振蕩頻率f^T之后相對(duì)于運(yùn)行時(shí)間非?？焖俚靥?于可使用狀態(tài)。為此，表格存儲(chǔ)器內(nèi)輸入的校正值XK,i能夠根據(jù)少量的校準(zhǔn)測(cè)量預(yù)先非常精確地，例如基于方程(2) 、 (3)和/或(4)并且 應(yīng)用最小二乘法來(lái)測(cè)得。由前面所述的實(shí)施例能夠毫無(wú)疑問(wèn)地認(rèn)識(shí)到，起始測(cè)量值X、的校 正一方面可以通過(guò)使用少量的非常簡(jiǎn)單就能被確定的校正系數(shù)來(lái)完成。另一方面校正通過(guò)使用振蕩頻率f^T能夠以極小運(yùn)算復(fù)雜度來(lái)執(zhí)行。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是至少幾個(gè)所述校正系數(shù)能夠毫無(wú)問(wèn)題地 由例如在所描述的類型的在線測(cè)量裝置的運(yùn)行中通常直接測(cè)得的運(yùn)行 參數(shù)自身導(dǎo)出，并且進(jìn)而能夠?qū)嵱玫夭槐孛黠@提高電路開銷和測(cè)量技 術(shù)開銷地被生成。
權(quán)利要求
1.在線測(cè)量裝置，特別是科里奧利質(zhì)量流量測(cè)量裝置/密度測(cè)量裝置和/或粘度測(cè)量裝置，用于測(cè)量在管路中被引導(dǎo)的介質(zhì)的至少一個(gè)物理測(cè)量量x，特別是質(zhì)量流量m、密度ρ和/或粘度η，所述在線測(cè)量裝置包括振動(dòng)式測(cè)量傳感器(1)以及與所述測(cè)量傳感器電聯(lián)接的測(cè)量裝置電子設(shè)備(2)，-其中，所述測(cè)量傳感器(1)包括--至少一個(gè)引導(dǎo)所述待測(cè)介質(zhì)的基本直線式的測(cè)量管(10)，所述測(cè)量管(10)與所連接的所述管路連通，--作用到所述測(cè)量管(10)的激勵(lì)系統(tǒng)(40)，用于使得所述至少一個(gè)測(cè)量管(10)振動(dòng)，所述激勵(lì)系統(tǒng)(40)使得所述測(cè)量管(10)在運(yùn)行中至少暫時(shí)和/或至少部分地圍繞假想地相互連接所述測(cè)量管的輸入端和所述測(cè)量管的輸出端的扭轉(zhuǎn)振蕩軸而處于扭轉(zhuǎn)振蕩中，以及--傳感器系統(tǒng)(50)，用于檢測(cè)所述至少一個(gè)測(cè)量管(10)的振動(dòng)，所述傳感器系統(tǒng)(50)給出至少一個(gè)代表所述測(cè)量管(10)的振蕩的振蕩測(cè)量信號(hào)(s1、s2)，-其中，所述測(cè)量裝置電子設(shè)備(2)--至少暫時(shí)地給出驅(qū)動(dòng)所述激勵(lì)系統(tǒng)(40)的激勵(lì)信號(hào)(iexc)，并且--借助所述至少一個(gè)振蕩測(cè)量信號(hào)(s1、s2)和/或借助所述激勵(lì)信號(hào)(iexc)至少暫時(shí)地生成至少一個(gè)測(cè)量值(Xx)，所述至少一個(gè)測(cè)量值(Xx)表示所述介質(zhì)的所述至少一個(gè)待測(cè)量的物理測(cè)量量，特別是所述質(zhì)量流量m、所述密度ρ、或者所述粘度η，以及-其中，所述測(cè)量裝置電子設(shè)備(2)根據(jù)所述至少一個(gè)振蕩測(cè)量信號(hào)(s1、s2)和/或根據(jù)所述激勵(lì)信號(hào)(iexc)反復(fù)地測(cè)定所述測(cè)量管(10)的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率fexcT，并且基于所述扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率fexcT監(jiān)視所述至少一個(gè)測(cè)量管的至少一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述測(cè)量裝置電子設(shè)備(2)基于所述測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的所述振蕩頻率f^T至少探 測(cè)在所述測(cè)量管上形成的覆蓋物的存在。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求2所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述測(cè)量裝 置電子設(shè)備(2)基于所述測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的所述振蕩頻率f^T測(cè)定在所述測(cè)量管上形成的覆蓋物的程度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述測(cè)量裝置電子設(shè)備(2)基于所述測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的所述振蕩頻率f^T測(cè)定至少一個(gè)第一類狀態(tài)值，所述第一類狀態(tài)值至少把在所述測(cè)量管上 形成的覆蓋物的所述存在信號(hào)化。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求4所述的在線測(cè)量裝置，其中，由所述測(cè)量 裝置電子設(shè)備(2)測(cè)得的所述第一類狀態(tài)值表示在所述測(cè)量管上形成 的覆蓋物的程度，特別是所述覆蓋物的厚度或所述覆蓋物的質(zhì)量。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求5所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述測(cè)量裝 置電子設(shè)備(2)也參考所述介質(zhì)的密度p來(lái)測(cè)定至少所述第一類狀態(tài) 值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述測(cè)量裝 置電子設(shè)備(2)也參考所述介質(zhì)的粘度r/來(lái)測(cè)定所述第一類狀態(tài)值。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述測(cè)量裝置電子設(shè)備(2)基于所述測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的所述振蕩頻率f^T探測(cè)測(cè)量管的磨損。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求8所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述測(cè)量裝置電子設(shè)備(2)基于所述測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的所述振蕩頻率f^T測(cè)定在所述測(cè)量管上存在的磨損的程度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述測(cè)量 裝置電子設(shè)備(2)基于所述測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的所述振蕩頻率f^d 測(cè)定至少一個(gè)第二類狀態(tài)值，所述第二類狀態(tài)值至少把所述測(cè)量管的 磨損的存在信號(hào)化。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求IO所述的在線測(cè)量裝置，其中，由所述測(cè) 量裝置電子設(shè)備(2)測(cè)得的所述第二類狀態(tài)值表示在所述測(cè)量管上存 在的所述磨損的程度，特別是所述測(cè)量管的所述管壁的當(dāng)前壁厚相對(duì) 于額定壁厚的減少程度。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述假 想的扭轉(zhuǎn)振蕩軸被校準(zhǔn)為基本平行于所述測(cè)量管(10)的慣性主軸。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求12所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述假想 的扭轉(zhuǎn)振蕩軸基本與所述測(cè)量管(10)的慣性主軸重合。
14. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述激 勵(lì)系統(tǒng)(40)使得所述測(cè)量管(10)在運(yùn)行中至少暫時(shí)地和/或至少部 分地圍繞側(cè)向振蕩軸而處于側(cè)向振蕩中，特別是彎曲振蕩，所述側(cè)向 振蕩軸假想地相互連接所述測(cè)量管的輸入端和所述測(cè)量管的輸出端。
15. 根據(jù)上述權(quán)利要求14所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述假想 的側(cè)向振蕩軸被校準(zhǔn)為基本平行與所述扭轉(zhuǎn)振蕩軸。
16. 根據(jù)上述權(quán)利要求15所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述假想 的側(cè)向振蕩軸基本與所述扭轉(zhuǎn)振蕩軸重合。
17. 根據(jù)上述權(quán)利要求14至16之一所述的在線測(cè)量裝置，其中， 所述激勵(lì)系統(tǒng)(40)使得所述測(cè)量管(10)在運(yùn)行中交替地處于扭轉(zhuǎn)振蕩中或者側(cè)向振蕩中。
18. 根據(jù)上述權(quán)利要求14至17之一所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述激勵(lì)系統(tǒng)(40)使得所述測(cè)量管(10)在運(yùn)行中至少暫時(shí)地同時(shí) 處于扭轉(zhuǎn)振蕩中和側(cè)向振蕩中，從而這些扭轉(zhuǎn)振蕩和這些側(cè)向振蕩相 互疊加。
19. 根據(jù)上述權(quán)利要求14至18之一所述的在線測(cè)量裝置，其中， 所述測(cè)量裝置電子設(shè)備(2)根據(jù)所述至少一個(gè)振蕩測(cè)量信號(hào)(s,、 s2)和/或根據(jù)所述激勵(lì)信號(hào)(ieM)反復(fù)地測(cè)定所述測(cè)量管(10)的所述側(cè)向 振蕩的振蕩頻率fexcL。
20. 根據(jù)上述權(quán)利要求19所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述至少 一個(gè)測(cè)量值(XJ是密度測(cè)量值，所述密度測(cè)量值表示所述介質(zhì)的待測(cè)量 的密度p，并且其中，所述測(cè)量裝置電子設(shè)備(2)基于所測(cè)得的所述側(cè)向振蕩的所述振蕩頻率fexcL生成所述至少一個(gè)測(cè)量值(Xx)。
21. 根據(jù)上述權(quán)利要求1至19之一所述的在線測(cè)量裝置，其中所 述至少一個(gè)測(cè)量值(Xj是粘度測(cè)量值，所述粘度測(cè)量值表示所述介質(zhì)的待測(cè)量的粘度r 。
22. 根據(jù)上述權(quán)利要求21所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述測(cè)量 裝置電子設(shè)備(2)基于所述測(cè)量管(10)的振蕩的取決于介質(zhì)的衰減，通過(guò)使用所述至少一個(gè)振蕩測(cè)量信號(hào)(S。 S2)和/或所述激勵(lì)信號(hào)(i^)， 來(lái)測(cè)定所述至少一個(gè)測(cè)量值(Xx)。
23. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的在線測(cè)量裝置，其中，所述測(cè)量裝置電子設(shè)備(2)基于所述測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的所述振蕩頻率f^T測(cè)定至少一個(gè)參考在所述測(cè)量管上形成的所述覆蓋物的校準(zhǔn)值，并且 其中，所述測(cè)量裝置電子設(shè)備(2)也通過(guò)使用所述至少一個(gè)校正值來(lái)生成所述至少一個(gè)測(cè)量值(xo。
24. 用于監(jiān)測(cè)管壁的運(yùn)行狀態(tài)的方法，所述管壁由至少暫時(shí)地流過(guò)的介質(zhì)接觸并且因此至少節(jié)段式地經(jīng)受了改變，借助具有振動(dòng)式測(cè) 量傳感器(1)的在線測(cè)量裝置，特別是借助科里奧利質(zhì)量流量測(cè)量裝置，和與所述測(cè)量傳感器(1)電聯(lián)接的測(cè)量裝置電子設(shè)備(2)，所述方法包括下述步驟-讓所述介質(zhì)流經(jīng)所述測(cè)量傳感器(1)的至少一個(gè)測(cè)量管(10)， 所述測(cè)量管(10)與連接到所述測(cè)量傳感器且引導(dǎo)所述介質(zhì)的管路連通，以及把激勵(lì)信號(hào)(u供給到與所述測(cè)量管(10)機(jī)械地聯(lián)接的激勵(lì)系統(tǒng)(40)，以便使得所述測(cè)量管(10)圍繞假想地相互連接所述測(cè) 量管的輸入端和所述測(cè)量管的輸出端的扭轉(zhuǎn)振蕩軸而處于扭轉(zhuǎn)振蕩 中；-檢測(cè)所述測(cè)量管(10)的振動(dòng)，以生成至少部分地表示了所述 測(cè)量管(10)的扭轉(zhuǎn)振蕩的至少一個(gè)振蕩測(cè)量信號(hào)(Si、 s2)，以及使用 所述至少一個(gè)振蕩測(cè)量信號(hào)(s^ S2)和/或所述激勵(lì)信號(hào)(i^)以測(cè)定所述 測(cè)量管(10)的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率f^T，以及-基于所測(cè)得的所述扭轉(zhuǎn)振蕩的振蕩頻率fexeT生成代表所述管壁 的運(yùn)行狀況的狀態(tài)值。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述狀態(tài)值至少把所述 管壁的至少一段上的覆蓋物的存在信號(hào)化。
26. 根據(jù)上述權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述狀態(tài)值表示在 所述管壁上至少節(jié)段式地形成的覆蓋物的程度，特別是所述覆蓋物的 厚度或者所述覆蓋物的質(zhì)量。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述狀態(tài)值至少把所述 管壁的至少一段上的磨損的存在信號(hào)化。
28. 根據(jù)上述權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述狀態(tài)值表示在 管壁上至少節(jié)段式地存在的所述磨損的程度，特別是所述管壁的當(dāng)前 壁厚相對(duì)于額定壁厚的減少程度。
29. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述管壁的被監(jiān)視 的段至少部分地延伸經(jīng)過(guò)所述測(cè)量管。
30. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述管壁的被監(jiān) 視的段至少部分地延伸經(jīng)過(guò)在所述測(cè)量傳感器上連接的所述管路。
全文摘要
本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種在線測(cè)量裝置，具有振動(dòng)式測(cè)量傳感器(1)，特別是科里奧利質(zhì)量流量測(cè)量裝置/密度測(cè)量裝置和/或粘度測(cè)量裝置，其一方面適合于特別精確地測(cè)量待測(cè)量的物理測(cè)量量，特別是質(zhì)量流量、密度和/或粘度，并且其另一方面能夠至少在超過(guò)最小覆蓋物厚度時(shí)探測(cè)在所述測(cè)量管(10)上形成的覆蓋物。本發(fā)明的另一個(gè)任務(wù)在于，給出一種相應(yīng)的方法，使得能夠可靠地探測(cè)和/或足夠精確地測(cè)量在測(cè)量管(10)上形成的覆蓋物。此外本發(fā)明的任務(wù)在于，監(jiān)測(cè)可能會(huì)在接觸介質(zhì)的管壁特別是連接到測(cè)量傳感器的管路上出現(xiàn)的覆蓋物沉積。
文檔編號(hào)G01F25/00GK101305268SQ200680039230
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月21日
發(fā)明者沃爾夫?qū)さ吕漳? 邁克爾·富克斯, 阿爾弗雷德·里德 申請(qǐng)人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司