专利名称：具有振动型测量变换器的测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于流体的测量系统，特别是被体现为紧凑测量装置和/或科里奥利质量流量测量装置的测量系统，其中，该测量系统包括:振动型测量变换器，在运行期间流体至少有时流过它，并且它产生由用于表征流动的流体的至少一个所测量的变量影响的振荡信号，该至少一个所测量的变量特别是质量流量、密度、粘度等；以及，变送器电子设备，其与测量变换器电耦合，并且将由测量变换器传递的振荡信号处理为测量值。
背景技术：
在用于确定在诸如管道的过程管线中流动的诸如液体和/或气体的流体的特征测量变量的工业测量技术中，特别是在也与自动化制造过程的控制和监控相关的工业测量技术中，经常使用下述测量系统，该测量系统通过振动型测量变换器和与其连接并且通常被容纳在独立的电子设备壳体中的变送器电子设备在流动的流体中引发诸如科里奥利力的反作用力，并且产生从这些循环地得出的、对应地表示诸如质量流率、密度、粘度或某个其他过程参数的至少一个所测量变量的测量值。这样的测量系统——经常通过具有诸如科里奥利质量流量计的集成的测量变换器的紧凑构造的在线测量装置而形成——久已成为已知的，并且在工业用途中已经证明了它们自己。例如在下述部分中描述了具有振动型测量变换器的这样的测量系统或其单独部件的示例:EP-A317340、JP-A8-136311、JP-A9-015015、US-A2007/0119264、US-A2007/0119265、US-A2007/0151370、US-A2007/0151371, US-A2007/0186685、US-A2008/0034893、US-A2008/0141789、US-A4, 680，974、US-A4, 738，144、US-A4, 777，833、US-A4, 801，897、US-A4, 823，614、US-A4, 879，911、US-A5, 009，109、US-A5, 024，104、US-A5, 050，439、US-A5, 291，792、US-A5, 359，881、US-A5, 398，554、US-A5, 476，013、US-A5, 531，126、US-A5, 602, 345、US-A5, 691，485、US-A5, 734，112、US-A5, 796，010、US-A5, 796，011、US-A5, 796，012、US-A5, 804，741、US-A5, 861，561、US-A5, 869，770、US-A5, 945，609、US-A5, 979，246、US-A6, 047, 457、US-A6, 092, 429、US-A6, 073, 495、US-A6, 311，136、US-B6, 223, 605、US-B6, 330, 832、US-B6, 397, 685、US-B6, 513, 393、US-B6, 557, 422、US-B6, 651，513、US-B6, 666，098、US-B6, 691，583、US-B6, 840, 109、US-B6, 868，740、US-B6, 883，387、US-B7, 017, 424、US-B7, 040, 179、US-B7, 073, 396、US-B7, 077, 014、US-B7, 080, 564、US-B7, 134，348、US-B7, 216，550、US-B7, 299，699、US-B7, 305，892、US-B7, 360，451、US-B7, 392，709、US-B7, 406, 878、W0-A00/14485、W0-A01/02816、W0-A2004/072588,TO-A2008/013545、TO-A2008/077574、TO-A95/29386、W0-A95/16897 或者 TO-A9940394。其中例示的测量变换器的每一个包括至少一个实质上直的或弯曲的测量管，该测量管被容纳在测量变换器壳体中，并且传送或引导——在一些情况下也极快或极慢——流动的流体。在测量系统的运行中，使得至少一个测量管振动以用于产生被流过测量管的流体影响的振荡形式的目的。在具有两个测量管的测量变换器的情况下，这些在通常经由在测量管和入口侧连接法兰之间的入口侧上延伸的分流器以及经由在测量管和出口侧连接法兰之间的出口侧上的延伸的分流器被集成到过程管线内。在具有单个测量管的测量变换器的情况下，该单个测量管通常经由在入口侧上开口的大体直的连接管件以及经由在出口侧上开口的大体直的连接管件而与过程管线相通。另外，具有单个测量管的所示测量变换器的每一个在各种情况下包括至少一个一件或多部分——例如，管状的、盒状的或板状的——偶合振荡器，该偶合振荡器耦合到在入口侧上的测量管以形成第一耦合区域，并且耦合到在出口侧上的测量管以形成第二耦合区域，并且在运行期间实质上休止或与测量管等幅相反地振荡，因此具有相等的频率和相反的相位。通过测量管和偶合振荡器形成的测量变换器的内部部分在通常特别地以使得该内部部分能够相对于测量管振荡的方式通过所述两个连接管件被单独容纳在保护测量变换器壳体中，经由该两个连接管件，测量管在运行期间与过程管线相通。在具有单个大体直的测量管的测量变换器的情况下——例如如在US-A5，291，792、US-A5, 796，010、US-A5, 945，609、US-B7, 077，014、US-A2007/0119264、W0-A0102816 或W0-A9940394中所示，该测量管和偶合振荡器如在传统测量变换器的情况下非常常见的那样相对于彼此实质上同轴地定位。在上述类型的通常上市的测量变换器的情况下，偶合振荡器也在通常是大体管状的，并且被体现为大体直的空圆柱，该圆柱以测量管至少部分地被偶合振荡器套住的方式被布置在测量变换器中。诸如结构钢或易切削钢的性价比相对好的钢类型通常被用作用于这样的偶合振荡器的材料，特别是也在对于测量管应用钛、钽或锆的情况下。选择本征振荡形式通常被选择为在具有诸如U、V或Ω类形状的弯曲测量管的情况下的自激振荡形式——所谓的期望模式，在该情况下，测量管至少部分地以最低的自然谐振频率围绕测量变换器的假想纵轴以钟摆状方式来移动，就像一端被夹住的悬臂，由此，取决于质量流量在流过的流体中引发科里奥利力。这些力继而导致下述情况:在弯曲的测量管并且因此钟摆状的悬臂振荡的情况下，根据至少一个类似自然的第二振荡形式即所谓的科里奥利模式，在期望模式的激励的振荡上叠加与前一个相等频率的弯曲振荡。在具有弯曲的测量管的测量变换器的情况下，在由科里奥利力引起的在科里奥利模式下的这些悬臂振荡通常对应于那个本征振荡形式，在该情况下，测量管也执行围绕垂直于纵轴地定向的假想垂直轴的旋转振荡。相反在具有直的测量管的情况下，为了产生依赖于质量流量的科里奥利力的目的，经常选择这样的期望模式，在该情况下，测量管至少部分地执行实质上在单个振荡假想平面中的弯曲的振荡，使得在科里奥利模式下的振荡是与期望模式振荡相等的振荡频率的并且与期望模式振荡共面的弯曲振荡。因为期望的和科里奥利模式的叠加，通过在入口侧上和在出口侧上的传感器装置来记录的振动测量管的振荡具有也取决于质量流量的可测量相差。通常，在运行期间将例如在科里奥利质量流量计中应用的这样的测量变换器的测量管激励到对期望模式选择的振荡形式的瞬时自然谐振频率，特别是，将振荡幅度控制为恒定的。因为该谐振频率也特别取决于流体的瞬时密度，并且除了质量流量之外也可以通过市场上通常的科里奥利质量流量计来测量流动的流体的密度。另外，例如如在US-B6，651，513或US-B7，080, 564中所示，也可能通过振动型测量变换器例如基于用于保持振荡所需的激励器能量或激励功率和/或基于源自振荡能量的消耗的至少一个测量管的振荡(特别是在上述的期望模式下的那些)的阻尼来直接地测量流动的流体的粘度。而且，也可以确定从上述的质量流率的初步测量值得出的其他测量变量，诸如雷诺数；比较 US-B6, 513，393。为了激励至少一个测量管的振荡，振动型测量变换器另外具有被通过所述的驱动器电子设备产生和对应地调节的、诸如受控电流的电激励器信号在运行期间驱动的激励器机构。该激励器机构通过至少一个机电的、特别是实际上直接地作用于测量管上的电动的振荡激励器将测量管激励到在期望模式下的弯曲振荡，并且被电流在运行期间流过。而且，这样的测量变换器包括传感器装置，该传感器装置具有振荡传感器，特别是电动振荡传感器，用于至少一个测量管、特别是在科里奥利模式下的那些的入口侧和出口侧振荡的至少逐点的记录，并且用于产生被诸如质量流量或密度的待记录的过程参数影响并且作为测量变换器的振荡信号的电传感器信号。如例如在US-B7，216，550中所述，在要讨论的类型的测量变换器的情况下，在给定的情况下，振荡激励器也可以至少有时被用作振荡传感器，和/或，振荡传感器可以至少有时可以被用作振荡激励器。所讨论的类型的测量变换器的激励器机构通常包括至少一个电动振荡激励器和/或一个振荡激励器，该至少一个电动振荡激励器和/或在存在偶合振荡器的给定情况下或在存在其他测量管的给定情况下差动地作用于至少一个测量管的振荡激励器，而传感器装置包括入口侧的、通常同样的电动振荡传感器以及与其基本上相同构造的至少一个出口侧振荡传感器。通过磁线圈来形成通常上市的振动型测量变换器的这样的电动和/或差动振荡激励器，电流至少有时地流过该磁线圈。在具有测量管和与其耦合的偶合振荡器的测量变换器的情况下，该磁线圈通常被固定到后者。这样的振荡激励器进一步包括相当细长的、特别是杆状的永久磁体，该磁体与至少一个磁线圈相互作用，特别是插入其中，并且作为衔铁并且对应地被固定到要移动的测量管。该永久磁体和作为激励器线圈的磁线圈在该情况下通常以它们相对于保持实质上同轴地延伸的方式定向。另外，在传统测量变换器的情况下，激励器机构通常以下述方式被体现和布置在测量变换器中，使得它实质上中央地作用于该至少一个测量管。在这样的情况下，振荡激励器(并且在此方面，激励器机构)一例如如在US-A5，796，010、US-B6, 840, 109.US-B7, 077, 014或US-B7，017, 424中提出的测量变换器的情况下所示——通常沿着测量管的假想的中间的、外围线至少逐点地从外部被固定。作为对于通过中央地和直接地作用于测量管的振荡激励器形成的激励器机构的替代，也可以一一诸如除了别的之外在US-B6，557，422、US-A6，092, 429或US-A4，823，614中所提出的——使用例如通过未固定在测量管的中心而是相反分别被固定在其入口和出口侧的两个振荡激励器形成的激励器结构，或者也可以——如除了别的之外在US-B6，223，605或US-A5，531，126中所提出的——使用例如通过在给定的情况下存在的偶合振荡器和测量变换器壳体之间作用的振荡激励器形成的激励器机构。在大多数通常上市的振动型测量变换器的情况下，传感器装置的振荡传感器如上所述，至少在它们根据相同的作用原理工作的范围内被体现为具有与至少一个振荡激励器实质上相同的结构。因此，在各种情况下通常经常通过下述部分来形成这样的传感器装置的振荡传感器:1)通常被固定到在给定情况下存在的偶合振荡器的至少一个磁体，该至少一个磁体至少有时被可变磁场通过，并且与此相关联地至少有时被供应感应的测量电压；以及，2)永久磁衔铁，其传递磁场。该衔铁被固定到测量管，并且与至少一个线圈相互作用。上述线圈的每一个另外通过至少一对电连接线与在线测量装置的所述变送器电子设备连接。该连接线通常引向从线圈经由偶合振荡器到测量变换器壳体的尽可能短的路径上。
如除了别的之外在前述的 US-B7, 406，878、US-B7，305，892、US-B7，134，348、US-B6, 513，393、US-A5, 861，561、US-A5, 359，881 或 TO-A2004/072588 中所述，与这样的测量系统的运行和/或其中安装了测量系统的工厂的运行相关的另一个参数可以是在流中的压力损失(例如，由测量变换器和在这个方面由测量系统引起的压力损失)或在测量变换器的出口侧的源自该压力损失的降低的压力。在流中的压力损失是重要的，特别是对于其中流体具有诸如液体气体混合物的两个或更多相和/或其中在运行期间必须预备或无条件地防止作为超过或低于在流动的流体中的最小静压的结果的不期望的空穴(其可以甚至危机测量变换器的结构完整性)的情况。
发明内容
因此，本发明的目的是为下述目标改善通过振动型测量变换器形成的测量系统:可以使用它可靠地并且尽早地检测到在流过测量变换器的流体中的空穴的存在，尤其是也用于信号通知或补偿测量的提高的精度的目的，和/或发出对于由测量变换器引起的在流过测量变换器的流体中的不期望的高压降的警告的目的，和/或用于检测作为空穴侵蚀的结果的测量变换器的增大的磨损的目的，这特别是也在这样的测量系统中证明的测量技术的初步的——在给定的情况下也是排他的——应用的情况下，该应用例如是所建立的振荡传感器和/或致动技术或所建立的变送器电子设备的已经证明的技术和架构。为了实现该目的，本发明涉及测量系统，特别是特别用于在管道中流动的流体的紧凑测量装置和/或科里奥利质量流量测量装置。该测量系统包括:1)振动型测量变换器，在运行期间，诸如液体或其他倾向朝空穴可流动的材料流过它，并且所述振动型测量变换器产生对应于参数的振荡信号，所述参数特别是所述流动的流体的质量流率、密度和/或粘度；以及，2)与所述测量变换器电耦合的变送器电子设备，用于启动所述测量变换器，并且用于评估由所述测量变换器传递的振荡信号。所述测量变换器包括:至少一个测量管，诸如V形、U形、Z形或直的测量管，用于传送流动的流体；至少一个机电——例如电动——振荡激励器，用于例如以下述方式主动地激励和/或保持在期望模式下的所述至少一个测量管的振动，使得所述至少一个测量管至少部分地在期望的振荡长度上执行具有单个振荡波腹的弯曲振荡和/或在对于所述测量管固有的瞬时最小弯曲振荡谐振频率下的弯曲振荡和/或在对于所述测量管固有的自然弯曲振荡模式下的弯曲振荡；以及，第一振荡传感器，特别是电动、第一振荡传感器，用于记录至少所述至少一个测量管的振动，特别是入口侧振动，并且用于产生所述测量变换器的第一振荡信号，所述第一振荡信号表示至少所述至少一个测量管的振动，特别是入口侧振动，所述第一振荡信号特别是用于表示其弯曲振荡的信号。通过经由所述至少一个振荡传感器产生的并且表示弯曲振荡模式的所述振荡信号的第一信号分量，所述变送器电子设备产生例如也被声明为警告的空穴报告，所述空穴报告例如以可视和/或可声音感知的方式来信号通知在所述流体中的空穴的出现，其中，在所述弯曲振荡模式下，所述至少一个振动测量管执行具有比在例如所述期望模式下弯曲振荡的情况下多至少一个振荡波腹的弯曲振荡，即，具有至少两个振荡波腹的弯曲振荡。根据本发明的第一实施例，另外使得所述变送器电子设备传递用于进行所述至少一个测量管的弯曲振荡的所述至少一个振荡激励器的至少一个激励器信号。进一步改进本发明的这个实施例，另外使得所述激励器信号——或者在信号功率和/或信号电压方面占优并且产生所述测量管的弯曲振荡的所述激励器信号的至少一个期望信号分量——具有与所述测量管的弯曲振荡的瞬时谐振频率、特别是一阶的弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的信号频率，在该一阶的弯曲振荡模式中，所述至少一个振动的测量管在期望的振荡长度上执行精确地具有一个振荡波腹的弯曲振荡，使得由所述至少一个振荡激励器激励以便在所述期望模式下振动的所述至少一个测量管至少部分地执行具有瞬时谐振频率的弯曲振荡。例如，所述激励器信号的信号频率或所述激励器信号的期望信号分量可以对应于一阶的弯曲振荡模式的瞬时谐振频率，在该一阶的弯曲振荡模式下，所述至少一个振动测量管在期望的振荡长度上执行精确地具有一个振荡波腹的弯曲振荡，并且，所述振荡信号的第一信号分量可以具有比与一阶的所述弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的所述激励器信号的信号频率大的信号频率。根据本发明的第二实施例，另外使得所述振荡信号的第一信号分量具有与对于所述测量管固有的自然弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的信号频率，在该自然弯曲振荡模式下，所述测量管执行具有比在所述期望模式下和/或作为在所述期望模式下振动的测量管中流动的流体中引起的科里奥利力的结果激励的科里奥利模式下的所述弯曲振荡的情况下精确地多一个振荡波腹的弯曲振荡，所述期望模式特别是二阶的弯曲振荡模式，在该二阶的弯曲振荡模式下，所述至少一个振动测量管在期望的振荡长度上执行具有精确地两个振荡波腹的弯曲振荡。根据本发明的第三实施例，另外使得所述变送器电子设备仅当所述振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度超过为其预定的阈值，特别是在所述变送器电子设备中存储的阈值和/或在运行期间可改变的阈值时才产生所述空穴报告。根据本发明的第四实施例，另外使得所述变送器电子设备也通过所述振荡信号的第二信号分量来产生所述空穴报告，所述振荡信号表示这样的一种弯曲振荡模式，在这样的一种弯曲振荡模式下，所述至少一个振荡测量管执行具有比在通过所述第一信号分量表示的所述振荡模式的情况下多至少一个振荡波腹的弯曲振荡，特别是具有至少三个振荡波腹的弯曲振荡。进一步改进本发明的这个实施例，另外使得所述振荡信号的第二信号分量具有与三阶的弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的信号频率，在该三阶的弯曲振荡模式下，所述至少一个振动测量管执行具有比在所述期望模式下弯曲振荡的所述情况下精确地多两个振荡波腹的弯曲振荡；和/或，所述变送器电子设备仅当所述振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度未超过为其预定的阈值时才产生所述空穴报告，所述预定值例如是在运行期间可改变的阈值和/或取决于所述振荡信号的第一信号分量的瞬时信号电压的阈值。可以在这样的情况下例如以下述方式来选择用于所述振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度的阈值，使得它大于所述振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度。对于其替代地或补充地，可以以下述方式来选择用于所述振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度的阈值和用于所述振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度的阈值，使得通过用于所述振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度的阈值对用于所述振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度的阈值的比率限定的阈值比率大于I。另外，也可以以下述方式来适配所述变送器电子设备，使得它仅当由所述振荡信号的第一信号分量的信号值的幅度对所述振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度的比率限定的信号电压比率超过对于所述信号电压比率预定的阈值时才产生所述空穴报告，所述对于所述信号电压比率预定的阈值，特别是在运行期间可改变和/或取决于所述振荡信号的第一信号分量的瞬时信号电压和/或取决于所述振荡信号的第二信号分量的瞬时信号电压的阈值。根据本发明的第五实施例，另外使得所述变送器电子设备也利用压力测量值来产生所述空穴报告，所述压力测量值例如被存储于在所述变送器电子设备中设置的易失性数据存储器中，所述压力测量值表示例如来自所述测量变换器的出口端上游和/或来自所述测量变换器的入口端下游的流动的流体中正占支配地位的压力，并且，所述压力测量值例如通过与所述变送器电子设备进行通信的压力传感器被测量，和/或通过所述测量变换器的振荡信号被确定，和/或是静态的，和/或通过泵被设置。根据本发明的第六实施例，另外使得所述测量系统进一步包括:压力传感器，所述压力传感器在运行期间与所述变送器电子设备进行通信，并且用于记录压力，所述压力特别是正在支配传送流体的管道中来自所述测量变换器的入口端的上游或来自所述测量变换器的出口端的下游的压力，并且例如是静态的。根据本发明的第七实施例，另外使得所述变送器电子设备传递用于影响所述至少一个测量管的弯曲振荡的所述至少一个振荡激励器的至少一个激励器信号，并且，通过所述激励器信号并且通过所述振荡信号，所述变送器电子设备产生用于表示在所述流动的流体中的两个预定参考点之间出现的压差的压差测量值，并且例如以所述两个参考点的第一个位于所述测量变换器中的入口侧上和/或所述两个参考点的第二个位于所述测量变换器中的出口侧上的方式来如此进行。所述变送器电子设备可以在这样的情况下利用例如雷诺数测量值和/或利用粘度测量值，来确定所述压差测量值，所述雷诺数测量值例如被存储于在所述变送器电子设备中设置的易失性数据存储器中和/或通过所述激励器信号和/或通过由所述测量变换器传递的至少一个振荡信号被产生，并且表示用于在所述测量变换器中流动的流体中的雷诺数；所述粘度测量值例如被内部存储于在所述变送器电子设备中设置的易失性数据存储器中和/或在运行期间通过所述激励器信号和/或通过至少一个所述振荡信号来产生，并且所述粘度测量值表示在所述测量变换器中流动的流体的粘度；所述变送器电子设备并且可以例如也以下述方式来确定该压差，从而为了确定所述压差测量值，所述变送器电子设备参考在所述测量变换器中流动的所述流体的瞬时动能来产生压降系数，所述压降系数表示取决于所述流动的流体的所述瞬时雷诺数的在所述测量变换器上的压降。进一步改进本发明的第二实施例，另外使得所述变送器电子设备利用所述压差测量值来产生所述空穴报告。替代地或补充地，利用所述压差测量值，所述变送器电子设备可以例如也产生例如以可视和/或可听地可感知的方式来信号通知在流过所述测量变换器的所述流体中超出了静态压力的早期限定的最大可允许下降的警告，和/或，产生信号通知一也以可视和/或可听地可感知的方式一由所述测量变换器引起的在所述流体中的太高压降的警告。本发明的基本思想是基于所述振荡信号的至少一个的单独选择的频谱信号分量一一例如，也通过评估它们的一个或多个信号幅度和/或它们的在所述频谱中的相对位置——来检测在实际上要通过相应的测量系统测量的流体内的规则地不期望或也有损害的空穴的出现，这在给定的情况下也进一步考虑对于测量流动的流体所建立的某个小数量的测量值，诸如密度、粘度、质量流率和/或雷诺数，所述某个小数量的测量值通常在正在讨论的类型的测量系统中在任何情况下可获得，并且也内部和/或基于通常通过这样的测量系统的所述变送器电子设备通常内部产生的另外的操作参数而被确定，所述另外的操作参数例如是在用于表示所述至少一个测量管的入口侧和出口侧振荡的所述振荡信号之间的相位差。本发明在该情况下尤其基于令人惊讶的认识:在给定情况下，甚至完全基于上述类型的振荡信号，并且结果基于在其上应用的频谱分析或其单独频谱信号分量的取决于频率的选择，可以以足够好的精度和可靠性来确定在所述流动的流体中可能出现的空穴以用于发出警告的目的。这也可以在很宽的雷诺数范围上被实现，因此用于层流并且也用于湍流两者。本发明的优点特别是在这样的情况下，为了实现本发明的空穴检测/信号通知，可以使用在操作上证明的、传统的测量变换器以及在操作上证明的传统的变送器电子设备两者一当然关于为本发明的评估而实现的软件加以适配。
现在基于在附图中呈现的实施例的示例而更详细地说明本发明及其其他有益实施例。在所有的图中的相同部分被提供相同的附图标记，当简明要求此或否则看起来明显时，在随后的图中省略已经描述的附图标记。其他有益实施例或另外的改进，特别是仅单独地第一次描述的本发明的方面的组合将从附图并且也同样地基于从属权利要求而变得进一步明显。附图示出如下:图la、图1b以不同的侧视图示出了被体现为用于在管道中流动的流体的紧凑测量装置的测量系统的一种变化形式；图2a、图2b以不同的侧视图示出了被体现为用于在管道中流动的流体的紧凑测量装置的测量系统的另一种变化形式；图3以框图的方式示意地示出了变送器电子设备和与其连接的振动型测量变换器，特别是适合于根据图la、lb、2a、2b的测量系统的变送器电子设备；图4和图5以部分截面或透视图示出了振动型测量变换器的一种变化形式，特别是适合于根据图la、lb的测量系统的测量变换器；图6和图7以部分截面或透视图示出了振动型测量变换器的另一种变化形式，特别是适合于根据图2a、2b的测量系统的测量变换器；图8至图12示出与本发明相关地执行的实验调查的结果，特别是利用基于计算机的模拟程序获得的结果和/或通过在实验室中的真实测量系统获得的结果或者从其得出的特征曲线，用于确定在流过诸如根据图4、5或6、7的振动型测量变换器的振动型测量变换器的流体中的压差；以及图13示出了在传统的振动型测量变换器中的通过实验确定的压力损失曲线，特别是利用基于计算机的模拟程序获得的压力损失曲线。
具体实施例方式图la、lb或者2a、2b示出在各种情况下的适合于流体、因此适合于液体或糊状物的测量系统的变化形式，该测量系统能够被插入过程管线中，诸如工厂的管道中，所述测量系统例如是通过科里奥利质量流量测量装置、密度测量装置或粘度测量装置等形成的测量系统，该测量系统特别用于检测在过程管线中流动的流体中出现的空穴，在给定的情况下也用于测量和/或监控流体的至少一个另外的物理测量变量，诸如质量流率和/或粘度等。在此通过在紧凑的构造中的在线测量装置实现的测量系统包括用于其的振动型测量变换器MW，该振动型测量变换器MW经由入口端#111以及出口端#112连接到过程管线，要测量的流体在运行期间对应地流过这个测量变换器，该要测量的流体例如是低粘度液体和/或高粘度糊状物和/或气体，并且该测量变换器连接到该测量系统的变送器电子设备ME，特别是在运行期间被经由连接到的电缆从外部和/或通过能量存储器内部地供应电能的变送器电子设备。所述变送器电子设备如以框图方式在图3中示意地所示包括:驱动器电路Exc，用于启动测量变换器丽；以及，测量系统的测量和评估电路μ C，用于处理测量变换器丽的振荡信号。该测量和评估电路μ C例如由微计算机形成，和/或在运行期间与驱动器电路Exc进行通信。在运行期间，测量和评估电路μ C传递用于表示诸如瞬时或总计的质量流量的至少一个测量变量的测量值。另外在对应的电子设备壳体200中、特别是以抗冲击和/或爆炸和/或密封的方式体现的壳体中容纳驱动器电路Exc和评估电路μ C以及服务与测量系统的运行的变送器电子设备的其他电子部件，诸如用于提供内部电源电压UN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。为了在测量系统内部产生的测量值和/或在给定情况下在测量系统中内部产生的诸如错误报告或警告的状态报告的可视化，测量系统可以进一步在现场具有至少有时与变送器电子设备进行通信的显示器和操作元件HMI。该显示器和操作元件可以包括例如位于在电子设备壳体中的对应地设置在其中的窗口后的IXD、OLED或TFT显示器以及对应的输入小键盘和/或触摸屏。以有益的方式，可以以下述方式另外设计变送器电子设备ME——特别是可编程和/或可远程参数化的变送器电子设备，在在线测量装置的运行期间，它可以经由诸如现场总线系统的数据传输系统和/或经由无线电无线地与上级电子数据处理系统——例如，可编程逻辑控制器(PLC)、个人计算机和/或工作站——交换测量数据和/或其他操作数据，诸如用于在线测量装置的控制的电流测量值或调整和/或诊断值。在该情况下，变送器电子设备ME可以具有例如能够在运行期间由提供在数据处理系统外部的能量供应经由上述的现场总线系统进行馈送的内部能量供应电路ESC。在本发明的一个实施例中，以下述方式来另外体现变送器电子设备，使得它能够通过双线连接2L——例如，被配置为4-20mA电流回路——与外部电子数据处理系统电连接，并且可以由此被供应电能。也可以通过它来向数据处理系统发送测量值。对于其中测量系统要耦合到现场总线或其他通信系统的情况，变送器电子设备ME可以具有对应的通信接口 C0M，用于根据相关的工业标准之一来进行数据通信。测量变换器与变送器电子设备的电连接可以通过对应的连接线而出现，该连接线经由电缆通孔从例如电子设备壳体200引出，并且至少部分地在测量变换器壳体内延伸。该连接线可以在这样的情况下例如以“双绞线”、扁平带状电缆和/或同轴电缆的形式至少部分地被体现为电导线，至少部分地被包入电绝缘体中，作为其替代或其补充，该连接线可以至少部分地也通过特别柔软一一在给定情况下被涂漆的——电路板的导电迹线形成；将此也与前述的US-B6，711，958或US-A5，349，872作比较。为了进一步说明本发明，图4和5或6和7示意地示出了适合于测量系统的实现方式的振动型测量变换器MW的实施例的第一和第二示例。测量变换器MW —般用于在流过的流体——例如，气体和/或液体——中产生机械反作用力，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/或取决于摩擦力的粘度，该机械反作用力特别地以传感器可记录的方式可测量地反作用于测量变换器上。可以测量例如从这些反作用力得出的流体的质量流量m、密度P和/或粘度η。每一个测量变换器包括用于其的内部部分，该内部部分被布置在测量变换器壳体100中，用于实际上进行要测量的至少一个参数的物理一电转换。除了容纳该内部部分之外，测量变换器壳体100也可以进一步用于与其中容纳的驱动器和评估电路一起容纳在线测量装置的电子设备壳体200。为了传送流动的流体，测量变换器的内部部分一般至少包括第一一在图4和5中所示的实施例的示例中，单个至少部分弯曲的——测量管10，该第一测量管10以期望的振荡长度在入口侧的第一测量管端11#和出口侧的第二测量管端12#之间延伸，并且为了在运行期间产生上述的反作用力，被使得至少在其期望的振荡长度上振动，并且在该情况下重复地弹性变形，围绕静态休止位置振荡。期望的振荡长度在该情况下对应于在管腔内延伸并且形成通过测量管的所有横截面区域的中心的假想连接线的假想中心(或也是质心)轴的长度；在弯曲测量管的情况下，期望的振荡长度因此为测量管10的拉伸长度。在此应当明确地注意，虽然在图4和5中所示的实施例的示例中的测量变换器仅具有单个弯曲的测量管并且至少在这个方面在其机械构造上以及在其作用原理上类似于在US-B7，360，451或US-B6，666，098中提出的测量变换器或者也类似于在类型指定“PROMASS H”、“PR0MASS P”或“PROMASS S”下从受让人可获得的测量变换器，但是具有直的测量管和/或多个测量管的测量变换器当然也可以用于实现本发明；例如比较在前述的 US-A6, 006，609、US-B6, 513，393、US-B7, 017，424、US-B6, 840，109、US-B6, 920，798、US-A5, 796，011、US-A5，731，527或US-A5，602，345中公开的那些设计，或者例如也比较在类型指定“PROMASS I”、“PR0MASS M”、“PR0MASS E”或“PROMASS F”下从受让人可获得的测量变换器，该测量变换器在每种情况下具有两个并行的测量管。根据这一点，测量变换器也可以具有单个直的测量管或至少两个测量管，该至少两个测量管例如通过入口侧分流器和出口侧分流器并且在给定的情况下也补充地通过至少一个入口侧耦合元件和至少一个出口侧耦合元件彼此机械耦合，和/或彼此相同地构造和/或弯曲和/或彼此平行，以用于传送要测量的流体,并且在运行期间至少有时振动以产生振荡信号；例如,相等并共享的振荡频率但是相互相反相位的振荡信号。在本发明的另一种改进中，诸如在图6和7中示意地所示的测量变换器因此除了第一测量管10之外进一步具有第二测量管10’，第二测量管10’为了形成第一耦合区域通过例如是平板形状的第一耦合元件在入口侧上与第一测量管10机械连接；并且第二测量管10’为了形成第二耦合区域，通过第二耦合元件在出口侧上与第一测量管10机械连接，该第二耦合元件例如是平板形状的，和/或与第一耦合元件相同地被构造。也在该情况下，第一耦合区域因此在各种情况下限定了两个测量管10、10’的每个的入口侧第一测量管端11#、11’#，并且第二耦合区域在各种情况下限定了两个测量管10、10’的每个的出口侧第二测量管端12#、12’#。因为对于其中通过两个测量管形成内部部分的情况，两个测量管10、10’的每个(特别是在运行期间以相对于彼此实质上相反的相位振荡和/或相互平行和/或关于形状和材料相同地被构造的测量管10、10’)用于传送要测量的流体，在本发明的测量变换器的这种第二变化形式的另一个实施例中，该两个测量管的每一个在各种情况下在入口侧上通向第一分流器15的两个流开口之一内，该两个流开口彼此分开，并且用于将流入的流体划分为两个流部分。在出口侧上，测量管在各种情况下通向第二分流器16的两个流开口之一内，该两个流开口彼此分开，并且用于将这些流部分引导回到一起，使得在运行期间，流体因此同时并且平行地流过测量系统的两个测量管。在图6和7中图示的实施例的示例中，分流器是测量变换器壳体的集成部件，其中，第一分流器形成用于限定测量变换器的入口端#111的入口侧的第一壳体端，并且第二分流器形成用于限定测量变换器的出口端#112的出口侧的第二壳体端。从图4和5或6和7的组合可以看出，在各种情况下以下述方式来体现至少一个测量管10，使得在所讨论的类型的测量变换器的情况下相当通常，上述的中心线位于测量变换器的假想管平面中。根据本发明的一个实施例，该至少一个测量管10在该情况下被使得以下述方式在运行期间振动，使得它特别是在弯曲振荡模式下围绕与假想地连接两个测量管端11#、12#的假想连接轴平行或重合的振荡轴振荡。以下述方式在测量变换器中另外体现和布置至少一个测量管10使得上述的连接轴实质上与假想地连接测量变换器的入口和出口端的测量变换器的假想纵轴L平行，并且在一些情况下也与其重合。测量变换器的至少一个测量管10—例如由不锈钢、钛、钽或锆或其合金制造——并且在这一点上在其管腔内延伸的测量管10的假想中心线可以是例如大体U形状的，或者也如图4和5或6和7中所示，可以是大体V形的。因为测量变换器应当适用于大量的最多样的应用，特别是在工业测量和自动化技术的领域中，所以另外使得测量管根据测量变换器的应用而具有在例如Imm和例如IOOmm之间的范围中的直径。为了最小化作用于通过单个测量管形成的内部部分上的干扰影响，并且也为了减小从测量变换器向连接的过程管线释放的总的振荡能量，根据在图4和5中所示的实施例的示例，测量变换器的内部部分进一步包括偶合振荡器20，偶合振荡器20与——在该情况下单个弯曲的一测量管10机械耦合，并且例如与测量管类似地体现为U或V形状。偶合振荡器20也如图2中所示与测量管10横向分开地被布置在测量变换器中，并且在入口侧上被固定到测量管10以形成限定上述的第一测量管端11#的第一耦合区域，并且在出口侧上被固定到测量管10以形成限定上述的第二测量管端12#的第二耦合区域。由关于热膨胀与测量管兼容的金属产生偶合振荡器20，该偶合振荡器20在此为大体与测量管10平行地延伸并且在给定情况下也与其同轴地布置的偶合振荡器，该金属例如是钢、钛或锆，并且在该情况下，该偶合振荡器20也例如是管状的或者甚至大体盒状的。如图2中所示，或者除了别的之外也在US-B7，360, 451中提供，可以例如通过在测量管10的左和右侧上布置的板或也通过在测量管10的左和右侧上布置的盲管来形成偶合振荡器20。替代地，也可以通过从测量管横向地延伸并且与其平行地延伸的单个盲管来形成偶合振荡器20，如例如在US-B6, 666，098中提供的。从图2和3的组合可以看出，偶合振荡器20在在此图示的实施例的示例中通过至少一个入口侧第一耦合器31被紧固到第一测量管端11#，并且通过至少一个出口侧第二耦合器32被紧固到第二测量管端12#，第二耦合器32特别是与耦合器31基本上相同的一个。在该情况下作为耦合器31、32可以例如是简单节点板，该节点板被以适当的方式紧固到分别在入口侧和出口侧上的测量管10和偶合振荡器20。另外，如在图2和3中所示的实施例的示例的情况下设置的那样，完全封闭的盒子一在各种情况下通过在测量变换器的假想纵轴L的方向上彼此分开的节点板而形成——与偶合振荡器20的突出端一起地可以在入口侧和在出口侧上作为耦合器31或耦合器32，根据具体情况或在给定的情况下，偶合振荡器也可以是部分开口的框架。如在图2和3中示意地所示，测量管10另外经由在第一耦合区域的区块中的入口侧上开口的直的第一连接管件11并且经由在第二耦合区域的区块中的出口侧上开口的直的第二连接管件12——管件12特别与第一连接管件11实质上相同一连接到供应和抽取流体的过程管线(未示出)，其中，入口侧连接管件11的入口端实质上形成测量变换器的入口端，并且，出口侧连接管件12的出口端形成测量变换器的出口端。以有益的方式，包括两个连接管件11、12的测量管10可以是一件，使得例如，通常用于这样的测量变换器的材料的单个管状原料或半成品部分可以用于其制造，该材料例如是不锈钢、钛、锆、钽或其对应的合金。取代测量管10，入口管件11和出口管件12在各种情况下是单个一件管的分段，如果需要，这些也可以通过单独的原料或半成品部分而产生，该单独的原料或半成品部分随后被结合在一起，例如，焊接在一起。在图2和3中图示的实施例的示例中，另外使得两个连接管件11、12相对于彼此以及相对于测量变换器的假想纵轴L定向，该假想纵轴L以下述方式假想地连接两个耦合区域11#、12#，使得通过偶合振荡器和测量管在此形成的内部部分可以如钟摆那样关于纵轴L移动，并且伴随两个连接管件11、12的扭转。为了这样的目的，两个连接管件11、12以下述方式相对于彼此定向，使得大体直的管分段与假想纵轴L或测量管的弯曲振荡的假想振荡轴大体平行地延伸，使得两个分段都实质上与纵轴L对准，并且也彼此对准。因为在在此例示的实施例的示例中两个连接管件11、12实质上在它们的整个长度上为直的，所以它们整体因此实质上彼此对其地或与假想纵轴L对其地定向。从图2和3进一步可以看出，测量变换器壳体100以弯曲和扭转刚性和特别坚硬的方式——特别是与测量管10作比较——被固定到入口侧连接管件11的远(关于第一耦合区域)入口端以及出口侧连接管件12的远(关于第一耦合区域出口)端。在这一点上，整个内部部分一在此通过测量管10和偶合振荡器20形成一因此不仅完全被测量变换器壳体100围绕，而且作为其固有质量和两个连接管件11、12的弹簧作用的结果，也以可振荡的方式被固定在测量变换器壳体100中。对于其中测量变换器MW要可释放地与诸如以金属管道形式的过程管线的过程管线组装的通常的情况，测量变换器在入口侧上具有用于连接到向测量变换器供应流体的过程管线的管线分段的第一连接法兰13，并且在出口侧上具有用于连接到从测量变换器去除流体的过程管线的管线分段的第二连接法兰14。在这样的情况下，连接法兰13、14可以如在所述类型的测量变换器的情况下相当通常的那样也被在末端集成到测量变换器壳体100内。而且，如果需要，则连接管件11、12也可以例如通过焊接或硬钎焊而直接与过程管线连接。在图2和3中图示的实施例的示例中，第一连接法兰13形成在入口侧连接管件11上的其入口端上，并且第二连接法兰14形成在出口侧连接管件12上的其出口端上，而在图4和5中图示的实施例的示例中，连接法兰与相关联的分流器对应地连接。对于至少一个测量管——或根据情况而言的多个测量管——特别在它或它们的自然本征频率的一个或多个下的机械振荡的主动激励，在图4至7中图示的测量变换器的每个另外包括机电、特别是电动(因此通过插入的衔铁、线圈对或螺线管)的激励器机构40。这在各种情况下用于——被由变送器电子设备的驱动器电路传递的、诸如具有受控电流和/或受控电压对应的调整的激励器信号操作并且在给定情况下与测量和评估电路进行相互作用一将通过驱动器电路馈送的电激励器能量或功率Erai。转换为例如使用脉冲形状或使用谐波作用于至少一个测量管10并且以上述的方式来将其偏转的激励器力Fex。。激励器力Fex。可以如在这样的测量变换器的情况下通常的那样是双向的或单向的，并且可以例如通过电流和/或电压控制电路关于其幅度并且例如通过相控环路关于其频率以对于本领域内的技术人员已知的方式加以设置。作为激励器机构40可以是例如通过在中心、因此在期望的振荡长度的一半的区域中作用于相应的测量管的振荡激励器41——例如，单电动振荡激励器一以传统方式形成的激励器机构40。如图4所示，可以在通过偶合振荡器和测量管形成的内部部分的情况下例如通过在偶合振荡器20上紧固的圆柱激励器形成振荡激励器41，其中，在运行期间，对应的激励器电流流过这个线圈，并且其中，与其相关联地，线圈被对应的磁场渗透，并且也通过至少部分地插入激励器线圈的永久磁衔铁形成，该衔铁被外部地、特别是在一半的长度固定到测量管10。例如在前述US-A5，705，754、US-A5, 531，126、US-B6, 223，605、US_B6, 666，098 或 US-B7, 360，451 中示出了也非常适合于本发明的测量系统的用于振荡至少一个测量管的其他激励器机构。根据本发明的另一个实施例，该至少一个测量管10至少有时在运行期间通过激励器机构被主动地激励到期望模式，在该期望模式下，它特别支配地或排他地例如主要以精确的特定测量变换器或在各种情况下与其一起形成的测量变换器的内部部分的自然本征频率(谐振频率)一例如，与所述测量变换器或在各种情况下与其一起形成的测量变换器的内部部分固有的自然弯曲振荡基本模式对应的模式——关于测量管固有的静态休止位置并且因此上述的假想振荡轴执行弯曲振荡，在所述自然弯曲振荡基本模式中，至少一个测量管在其期望振荡长度 上精确地具有一个振荡波腹。在该情况下，特别另外使得如在具有弯曲的测量管的这样的测量变换器的情况下相当通常的那样，至少一个测量管10以下述方式被激励器机构激励到在激励器频率f;x。下的弯曲振荡，使得它在期望模式下关于至少部分地根据其自然的弯曲振荡形式振荡的所述的假想振荡轴一例如以在一侧夹紧的悬臂的方式——弯出。在该情况下，测量管的弯曲振荡具有在限定入口侧测量管端11#的入口侧耦合区域的区块中的入口侧振荡节点和在限定出口侧测量管端12#的出口侧耦合区域的区块中的出口侧振荡节点，使得测量管因此延伸，并且其期望的振荡长度实质上在这两个振荡节点之间自由地振荡。根据本发明的另一个实施例，在这样的另外的情况下，以下述方式选择期望模式，以便特别地以下述方式来激励至少一个测量管，使得在期望的振荡长度上，该测量管至少部分地执行具有单个振荡波腹的弯曲振荡和/或在所述测量管固有的瞬时最小弯曲振荡谐振频率下或者在所述测量管固有的自然弯曲振荡模式——诸如所述的弯曲振荡基本模式——中的弯曲振荡。为此，在变送器电子设备中设置的驱动器电路Exc可以例如被实施为相控环路(PLL或锁相环)，该相控环路(PLL或锁相环)被以本领域内的技术人员已知的方式用于将激励器信号的激励器频率f 。连续地保持在期望的期望模式的瞬时本征频率处。例如在US-A4, 801，897中详细地描述了用于将测量管主动地激励到在机械本征频率下的振荡的这样的相控环路的构造和应用。当然，也可以使用适合于调整激励器能量Eex。并且被本领域内的技术人员同样已知的其他驱动器电路，例如，在前述的现有技术中所述的那些，前述的现有技术例如是前述的 US-A4, 777，833、US-A4, 801，897、US-A4, 879，911、US-A5, 009，109、US-A5, 024，104、US-A5, 050，439、US-A5, 804，741、US-A5, 869，770、US-A6, 073495 或者US-A6，311，136。另外，关于用于振动型测量变换器的这样的驱动器电路的应用，参考具有例如与系列 “PROMASS E”、“PR0MASS F”、“PR0MASS H”、“PR0MASS I”、“PR0MASS P” 或“PROMASS S”的测量变换器相关的、从所述受让人可获得的系列“PR0MASS83”的测量变送器的变送器电子设备。例如在各种情况下以下述方式来体现它们的驱动器电路，使得在期望模式下的横向弯曲振荡被控制为恒定的幅度，并且因此也主要独立于密度P。为了使得至少一个测量管10振动，通过可调整的激励器频率fex。的同样振荡的激励器信号向如上所述的激励器机构40进行馈送，使得在其幅度上被适当地控制的激励器电流iex。在运行期间流过作用于测量管10的——在此为单个——振荡激励器的激励器线圈，由此产生用于移动测量管所需的磁场。可以例如使用谐波、多频地或矩形地形成驱动器——或也为激励器——信号或其激励器电流iM。。可以在实施例的示例中图示的测量变换器的情况下以下述方式有益地选择和设置用于保持至少一个测量管10的弯曲振荡所需的激励器电流的激励器频率f；x。，使得横向振荡的测量管10振荡，至少主要在弯曲振荡基本模式(一阶的弯曲振荡模式)下振荡，并且因此在具有单个振荡波腹的其期望振荡长度上振荡。根据这一点，根据本发明的另一个实施例，以下述方式来产生激励器信号iex。或至少关于信号功率和/或信号电压占优并且产生测量管的弯曲振荡的所述激励器信号U。的期望信号分量，使得它具有对应于，诸如一阶的弯曲振荡模式的瞬时谐振频率的测量管的弯曲振荡的瞬时谐振频率的信号频率，在所述一阶的弯曲振荡模式中，至少一个振动测量管在其期望振荡长度上执行精确地具有一个振荡波腹的弯曲振荡，使得由至少一个振荡激励器41激励以便在期望模式下振动的至少一个测量管因此至少部分地使用瞬时谐振频率来执行弯曲振荡。换句话说，以下述方式来设置激励器或期望模式频率。，使得它尽可能精确地对应于在弯曲振荡基本模式下的测量管10的弯曲振荡的本征频率，并且至少主要通过激励器信号被激励到此。在应用具有29mm的口径、例如1.5mm的壁厚、例如420mm的期望振荡长度和在两个测量管端之间测量的305mm的弦长度的由不锈钢，特别是哈斯特洛伊耐蚀镍基合金制造的测量管的情况下，与弯曲振荡基本模式对应的同一测量管的谐振频率例如在实际上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例如是490Hz。在具有通过测量管和偶合振荡器形成的内部部分的、在图4和5中所示的实施例的示例中，测量管10相对于偶合振荡器20特别是在共享的振荡频率和相互相反的相位下执行主要由激励器机构主动地激励的弯曲振荡。在激励器机构——例如,差动地——同时作用于测量管以及偶合振荡器两者上的情况下，偶合振荡器20在该情况下也同时地、并且事实上以它以相同频率但是至少部分地与在期望模式下振荡的测量管10异相地——并且特别地与测量管10实质上相反相位地——振荡的方式被激励到悬臂振荡。另外，测量管10和偶合振荡器20在该情况下以下述方式特别彼此匹配或以下述方式被激励，使得在运行期间，它们至少有时并且至少部分地关于纵轴L以相反相等的方式一因此具有相同的频率但是实质上相反的相位——执行弯曲振荡。在该情况下，可以以弯曲振荡具有相等的模态阶，并且因此至少在休止的流体的情况下具有实质上相同的形状的方式来体现弯曲振荡；在应用两个测量管的另一种情况下，这些如在所讨论的类型的测量变换器的情况下通常的那样被激励器机构——特别是在两个测量管10、10’之间差动地作用的激励器机构一以在运行期间它们至少有时关于纵轴L执行相反相等的弯曲振荡的方式主动地激励。换句话说，两个测量管10、10’或测量管10和偶合振荡器20在各种情况下以振荡音叉齿的方式相对于彼此移动。对于该情况，根据本发明的另一个实施例，该至少一个机电振荡激励器被设计来激励和保持第一测量管和第二测量管的相反相等的振动，特别是测量管的每一个的弯曲振荡，每一个测量管关于假想地连接相关的第一测量管端和相关的第二测量管端的假想振荡轴振荡。对于其中流体在过程管线中流动并且因此质量流量m与不同于零的可操作性地提供的情况下，也通过以上述方式振动的测量管10来在流体中引起科里奥利力。科里奥利力继而作用于测量管10，并且因此进行由传感器可记录的测量管10的另外的变形。该变形实质上根据比期望模式高的模态阶的另外的自然本征振荡的形式出现。以相等的频率叠加在激励的期望模式上的这个所谓的科里奥利模式的瞬时形状在该情况下也取决于瞬时质量流量m，特别是关于幅度。如在具有弯曲的测量管的这样的测量变换器的情况下通常地，例如，反对称扭动模式的本征振荡形式一因此下述形式:在该情况下，测量管10如上所述也关于被定向得垂直于弯曲振荡轴并且假想地与在振荡长度的一半的区域中的测量管10的中线相交的假想旋转振荡轴执行旋转振荡一可以作为科里奥利模式。为了记录至少一个测量管10的振荡，特别是弯曲振荡，例如在科里奥利模式下的那些，测量变换器在各种情况下另外包括对应的传感器装置50。该传感器装置也如在图4-7中不意地所不包括:第一振荡传感器51,例如，电动振荡传感器,第一振荡传感器51在此被布置得与在至少一个测量管10上的至少一个振荡激励器分开，并且传递作为测量变换器的第一主信号S1的表不测量管10的振动的振荡测量信号,例如，与振荡对应的电压或与振荡对应的电流。根据本发明的另一种改进，传感器装置另外包括与在至少一个测量管10上的第一振荡传感器51分开地布置的第二振荡传感器52,特别是电动第二振荡传感器52,其同样传递作为用于表示测量管10的振动的测量变换器的第二主信号S2的振荡测量信号。在两个(例如，相同地构造的)振荡传感器之间延伸的相关联的至少一个测量管的区域的长度、特别是测量管的实质上自由振荡的振动区域的长度在该情况下对应于相应的测量变换器的测量长度。在该情况下，在各种情况下的测量变换器MW的振荡信号Sl、S2的每一个——在此为两个通�？泶摹哂卸杂τ谄谕Ｊ降男藕欧至坎⑶揖哂杏朐谥鞫だ钠谕Ｊ较抡竦吹闹辽僖桓霾饬抗�10的瞬时振荡频率fex。对应的信号频率，并且具有取决于在至少一个测量管10中流动的流体的当前质量流量的相移，其是相对于激励器信号。测量的，其例如，通过PLL电路基于在振荡测量信号Sl、S2的至少一个和在激励器机构中的激励器电流之间存在的相位差来产生。即使在施加相当宽带的激励器信号i 。的情况下，作为测量变换器丽的通常很高的振荡质量因子的结果，可以假定与期望模式对应的振荡信号的每一个的信号分量相对于其他信号分量、特别是与可能的外部干扰对应的和/或被分类为噪声的信号分量占主导，并且在这个方面，也至少在与期望模式的带宽对应的频率范围内占优势。 在此所示的实施例的示例中，第一振荡传感器51在各种情况下被布置于至少一个测量管10上的入口侧上，并且第二振荡传感器52被布置于至少一个测量管10的出口侧上，特别是第二振荡传感器52如第一振荡传感器51 —样相对于测量管10的至少一个振荡激励器一或相对于测量管10的半长平面一刚好相同宽度地格开。如在形成为科里奥利质量流量的测量装置的测量系统中使用的这样的振动型测量变换器的情况下相当通常的那样，根据本发明的一个实施例，第一振荡传感器51和第二振荡传感器52另外在各种情况下被布置在测量变换器上的由振荡激励器41占用的测量管的一侧上。而且，第二振荡传感器52也可以被布置在测量变换器中的由第一振荡传感器51占用的测量管的侧上。可以以下述方式以有益的方式另外体现传感器装置的振荡传感器，使得它们传递相同类型的振荡信号，例如，在各种情况下传递信号电压或信号电流。在本发明的另一个实施例中，第一振荡传感器以及第二振荡传感器两者在各种情况下另外以下述方式被布置在测量变换器MW中，使得振荡传感器的每一个至少主要记录至少一个测量管10的振动。对于其中通过测量管和与其耦合的偶合振荡器形成内部部分的上述的情况，根据本发明的另一个实施例，以下述方式来体现第一振荡传感器以及第二振荡传感器两者，并且将它们以下述方式布置在测量变换器中，使得振荡传感器的每一个主要记录——例如，差动地记录——测量管相对于偶合振荡器的振动，使得第一主信号S1以及第二主信号S2两者因此表示至少一个测量管10相对于偶合振荡器20的振荡移动，特别是相反相等的振荡移动。对于其中通过两个测量管形成内部部分的另一种所述情况，特别是在运行期间相反相等地振荡的测量管，根据本发明的另一个实施例，第一振荡传感器以及第二振荡传感器两者以下述方式被体现并且以下述方式被布置在测量变换器中，使得振荡传感器的每一个主要记录——例如，差动地记录——第一测量管10相对于第二测量管10’的振动，使得第一主信号S1以及第二主信号S2两者因此特别以下述方式表示两个测量管相对于彼此的振荡移动，特别是相反相等的振荡移动，如在传统的测量变换器的情况下通常的那样，通过第一振荡传感器产生的第一主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，通过第二振荡传感器产生的第二主信号表示第一测量管相对于第二测量管的出口侧振动。在本发明的另一个实施例中，另外使得传感器装置精确地具有两个振荡传感器一因此除了第一和第二振荡传感器之外没有另外的振荡传感器——并且在这个方面因此对应于用于关于所使用的部件讨论的类型的测量变换器的传统传感器装置。由传感器装置传递的、分别作为第一和第二振荡信号并且在各种情况下具有与在主动激励的期望模式下振荡的至少一个测量管10的瞬时振荡频率。对应的信号分量信号频率的振荡测量信号Sl、S2也如图3中所示被馈送到变送器电子设备ME，并且然后被馈送到其中设置的测量和评估电路μ C。首先，该信号被对应的输入电路IE预处理，特别是预放大、滤波和数字化，以便然后能够被适当地评估。在该情况下，用于转换振荡信号或确定质量流率和/或总计的质量流量等目的的已经在传统科里奥利质量流量测量装置中应用和建立的电路技术(例如，也根据前述的现有技术的这样的电路)可以被用作输入电路ΙΕ，也可以被用作测量和评估电路μ C。根据本发明的另一个实施例，因此也通过在变送器电子设备ME中设置的微计算机一例如，数字信号处理器(DSP)—并且通过其中对应地实现和运行的程序代码来实现该测量和评估电路μ C。该程序代码可以被永久地存储在例如微计算机的非易失性数据存储器EEPROM中，并且在启动该程序代码时可以被加载到例如，集成在微计算机中的易 失性数据存储器RAM内。对于这样的应用，适当的处理器例如包括从Texas Instruments Inc.公司可获得的TMS320VC33的那些类型。当然,振荡信号S^S2如上所示要被变送器电子设备ME的对应的模数转换器A/D转换为对应的数字信号以用于在微计算机中的处理；将此与例如前述的US-B6，311，136或US-A6，073，495或与上述的系列"PR0MASS 83”的测量传输器作比较。在本发明的测量系统的情况下，变送器电子设备ME如上所述特别也用于通过至
少一个振荡信号产生空穴报告Xkv-也例如在被声明为警告，该空穴报告例如以可视和/
或在声音上可感知的方式信号通知在流体中的通常损害的或不期望的空穴的出现。变送器电子设备ME特别被适配来基于所述振荡信号的第一信号分量来产生空穴报告。该第一信号分量表示这样的一种弯曲振荡模式，在这样的一种弯曲振荡模式中，至少一个振动测量管执行具有比通过激励器机构主动地激励的在期望模式下的弯曲振荡的情况下多至少一个振荡波腹的弯曲振荡；在作为期望模式的弯曲振荡基本模式的使用的情况下，因此执行具有至少两个振荡波腹的弯曲振荡。例如，激励器信号或其期望信号分量的信号频率可以因此对应于一阶的所述弯曲振荡模式的瞬时谐振频率，在该一阶的弯曲振荡模式下，至少一个振动测量管在其期望振荡长度上执行精确地具有一个振荡波腹的弯曲振荡，并且如基于在流动的流体中出现的空穴的情况下以实验方式确定的振荡信号的频谱在图8中所示的振荡信号的第一信号分量可以具有比与一阶的弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的激励器信号的信号频率大的信号频率，例如，具有与对于测量管固有的自然弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的激励器信号的信号频率大的信号频率，在该自然弯曲振荡模式下，测量管执行具有比在期望模式下的弯曲振荡的情况下精确地多一个振荡波腹的弯曲振荡。后一种自然弯曲振荡模式可以因此例如是自然弯曲振荡模式(二阶的弯曲振荡模式)，在该自然弯曲振荡模式中，至少一个振动测量管在其期望的振荡长度上执行精确地具有两个振荡波腹的弯曲振荡，并且可以因此结果是科里奥利模式。根据本发明的另一个实施例，在该情况下变送器电子设备ME被以下述方式设计使得它仅当振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度超过为其预定的阈值THRl—例如，在变送器电子设备中存储和/或经由通过用户的对应的输入在运行期间可改变的阈值——时才产生空穴报告。根据本发明的另一个实施例，变送器电子设备ME也另外通过振荡信号的第二信号分量来产生空穴报告，该第二信号分量表示这样的一个弯曲振荡模式，在这样的一个弯曲振荡模式下，至少一个振动测量管执行具有比在由第一信号分量表示的弯曲振荡模式的情况下多至少一个振荡波腹、因此例如具有三个或更多振荡波腹的弯曲振荡。特别是对于其中第一信号分量已经表示在第二弯曲振荡基本模式下，即，在其瞬时本征频率下的弯曲振荡的所述情况下，振荡信号的第二信号分量可以因此例如具有与三阶的弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的信号频率，并且具有这样的信号频率的振荡信号的信号分量可以因此被用作第二信号分量，在所述的三阶弯曲振荡模式中，该至少一个振动测量管执行具有比在期望模式下的弯曲振荡的情况下精确地多两个振荡波腹的弯曲振荡。在这样的情况下，特别地或变送器电子设备ME被特别以下述方式适配，使得仅当振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度不超过为其预定的阈值THR2时由变送器电子设备ME才产生空穴报告，该阈值例如是继而在运行期间可改变和/或取决于振荡信号的第一信号分量的瞬时信号电压的阈值。对于在图8中所示的测量变换器配置并且基于数据，可以另外确定应当在给定情况下也经由测量系统的在运行期间的对应的循环适配以下述方式来有益地、尤其为了防止可能的错误警告的目的地选择用于振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度的阈值THR1，使得它比振荡信号的第二信号分量的信号电压的瞬时幅度大，例如大超过两倍;或者，应当以下述方式来选择用于振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度的阈值THRl和用于振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度的阈值THR2，使得由用于振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度的阈值与用于振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度的阈值的比率限定的阈值值比率大于1，例如，大于2。替代地或补充地，也可以以下述方式来例如适配变送器电子设备ME，使得它仅当由振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度与振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度的比率限定的信号电压比率超过对于所述信号电压比率预定的阈值时才产生空穴报告，该阈值例如继而在运行期间能够被改变和/或取决于振荡信号的第一信号分量的瞬时信号电压和/或取决于振荡信号的第二信号分量的瞬时信号电压。可以继而以对应的方式选择用于该信号电压比率的阈值以便大于1，特别是大于2。因为空穴的出现可以尤其被测量变换器本身或被由测量变换器引起的在流动的流体中的压降导致，所以根据本发明的另一个实施例，变送器电子设备被适配为——也在申请人拥有的、未预先公布的德国专利申请DE102010000759.5、DE102010000760.9或DE102010000761.7中被提供——通过第一振荡信号和/或通过激励器信号以及利用第一压力测量值Xpl (例如，在变送器电子设备中设置的易失性数据存储器RAM中存储的那个)来产生第二压力测量值Xp2 (与这个第一压力测量值Xpl不同)，第一压力测量值表示第一压力Pm、特别是在流动的流体中——例如在从测量变换器的入口端的上游或从测量变换器的出口端的下游——占支配地位的静态第一压力Pm，该第二压力测量值表示在流动的流体中支配的静态第二压力Prait。由第一压力测量值表示的压力Pm可以例如是在测量变换器的入口侧上或在出口侧上的静态压力，该测量变换器被向前传送流动的流体的对应的受控的泵加压，和/或被对应的受控的阀门设置，而由第二压力测量值Xp2表示的压力可以例如是在流过测量变换器的流体内支配或在从测量变换器的入口端的下游处产生并且被分类为对于测量系统整体关键的最小静态压力。因此可以以例如下述很简单的方式来确定第一压力测量值Xpl，通过在运行期间将其从所述的上级数据处理系统向变送器电子设备和/或从直接地连接到变送器电子设备的压力传感器向变送器电子设备发送，使得压力传感器形成测量系统的一部分。在变送器电子设备中，它可以然后被存储在所述的易失性数据存储器RAM中和/或非易失性数据存储器EEPROM中。因此，根据另一种改进，测量系统另外包括压力传感器，用于记录在传送流体的管道中支配的、例如在从测量变换器的入口端的上游处或从测量变换器的出口端的下游处支配的静态压力，这个压力传感器例如经由直接的点到点连接和/或经由无线电无线地在运行期间与变送器电子设备进行通信。然而，作为其替代或其补充，也可以由变送器电子设备例如除了别的之外利用从前述的US-B6, 868，740、US-A5，734，112、US-A5，576，500、US-A2008/0034893或W0-A95/29386、W0-A95/16897已知的压力测量方法，基于测量变换器的振荡信号的至少一个来直接地确定压力测量值Xpl。在本发明的另一个实施例中，另外设置了变送器电子设备以基于所确定的第二压力测量值Xp2来对于测量系统或与其连接的管道系统监控对于操作关键的条件，例如，由测量变换器本身在流动的流体中不可避免地带来的压降的大小和/或作为太高的压降低的结果通常损害在流动的流体中的空穴的、与压降的大小相关联的风险。考虑到这一点，根据另一个实施例，本发明的变送器电子设备被另外设计使得也例如以下述方式利用第二压力测量值Xp2产生空穴报告，使得仅在超过最大可允许压降的情况下启动用于产生空穴报告的变送器电子设备的功能，因此结果仅能够对于所述情况产生空穴报告；和/或，在超过或低于最大可允许压降的情况下，在这个方面停止用于产生空穴报告的变送器电子设备的功能，使得不产生空穴报告，虽然第一信号分量初始需要这一点。替代地或补充地，变送器电子设备可以另外被适配使得产生警告，该警告适当地信号通知一例如在测量系统附近以可视和/或在声音上可感知的方式——在流动的流体中的太低的静态压力和/或超过了或低于在流体中的较早限定的最小可允许静态压力和/或在流体中出现——例如，即将出现一空穴。可以例如通过所述的显示和操作元件HMI来现场显示警告，和/或，可以通过由测量系统控制的信号喇叭使得警告可被听到。
为了产生第二压力测量值X2，根据本发明的另一个实施例，使得利用由测量变换器传递的至少一个振荡测量信号和/或基于激励器信号，变送器电子设备确定表示由在测量变换器中的流确定的压降的压差测量值)(_或者在流动的流体中的两个预定参考点之间出现的压差，并且例如以下述方式来如此进行，使得该两个参考点的第一个位于测量变换器中的入口侧上，并且该两个参考点的第二个位于测量变换器中的出口侧上，并且在这个方面，作为整体确定通过测量变换器降低的压差Aptotalt5然而，替代地，也可以以下述方式来设置第二参考点，使得它位于测量变换器中直接地在预期的最小静态压力的区域中，因此在增大的空穴风险的区域中。基于压差测量值以及内部存储的第一压力测量值Xpl，可以通过变送器电子设备，例如通过函数Χρ2=Χρ1-ΧΛρ来产生第二压力测量值Xp2。对于其中第一压力测量值Xpl未精确地表示与作为压差测量值的基础的两个参考点之一对应的在流体中的压力的情况，例如，因为传递压力测量值Xpl的压力传感器或传递压力测量值Xpl的受控泵相对于测量变换器的入口端离开较远，所以当然例如通过在与压力测量值Xpl对应的测量点和通过测量系统的校准限定的参考点之间出现的已知压降的对应的相减或相加而要将压力测量值Xpl对应地调整到参考点。压差测量值而且也可以在运行期间用于监控测量变换器和/或其对于在该流上的压降低的影响。因此，在另一个实施例中，变送器电子设备被设计来在给定的情况下利用压差测量值来产生警告，该警告对应地信号通知一例如，以可视和/或在声音上可感知地方式现场一在流过测量变换器的流体中超出了的静态压力的较早限定的最大可允许降低和/或在由测量变换器带来的在流体中的太高压降Aptotalt5可以例如以下述方式，例如根据由振动型测量变换器可执行的、在US-B7，305，892或US-B7，134，348中描述的用于测量压差的方法来确定压差测量值ΧΛρ，使得基于至少一个测量管对于多模态振荡激励的振荡响应以及基于用于测量系统(在此被体现为科里奥利质量流量测量装置)的动态的、在变送器电子设备中提供的物理数学模型来在流过测量变换器的流体中确定可用作压差测量值的压降。作为其替代或其补充，并且通过第二主信号以及考虑到对于流动的流体确定的雷诺数，要测量诸如位于测量变换器内的点的、在流动的流体中的两个预定参考点之间出现的压差——诸如在由测量变换器本身引起的在流动的流体中的压降。为了这样的目的，通过第一和第二`振荡信号，以及利用内部存储的(例如，在易失性数据存储器RAM中)雷诺数，变送器电子设备产生测量值Xlte，该测量值表示用于在测量变换器中流动的流体的雷诺数Re。例如，可以通过激励器信号和/或通过至少一个振荡信号，例如根据在前述的US-B6，513，393中描述的方法，在运行期间直接地在变送器电子设备中产生雷诺数测量值XKe。作为其替代或其补充，可以例如通过上述的电子数据处理系统向变送器电子设备ME发送雷诺数测量值Xse0在本发明的另一个实施例中，变送器电子设备利用雷诺数测量值Xlte以及测量系统内部存储的(例如，再一次在易失性数据存储器RAM中)流能量测量值Xmdn来确定压差测量值，该流能量测量值Xadn表示在测量变换器中流动的流体的动能P U2，该动能取决于在测量变换器中流动的流体的密度P和流动速度U。为了这样的目的，另外在变送器电子设备中实现对应的计算算法，该算法基于关系(图9中通过示例图示)
f \
Xap= (K,^ K.-XRe ”来产生压差测量值，其中，ΚζΛ、Κζ，2、Κζ，3是较早通过实验确定的测量系统参数(例如，在测量系统的校准的过程中和/或通过基于计算机的计算，例如，通过FEM或CFD，并且在变送器电子设备中被特别存储为常数)，该测量系统参数最后也限定作为要确定的压差的基础的参考点的相应位置。通过这些测量系统参数形成的函数(在图10中示出通过实验调查确定的这样的函数的示例)实际上表示在流动流体的瞬时或当前有效的雷诺数Re和取决于它的特定压降之间存在的测量系统的压降特征曲线，该特定压降与在测量变换器中流动的流体的瞬时动能P U2相关。从压降特征曲线在变送器
电子设备中内部产生并且随后在此被称为压降系数Χζ的函数值=Kfl +Ky.Xr Κ;++1仅
取决于瞬时雷诺数。例如，可以以下述方式来选择限定压降特征曲线的测量系统参数Ku、Κζ,2、Κζ,3，使得参考点的第一个位于测量变换器的入口端#111 (在此通过测量变换器壳体的第一壳体端形成)，并且参考点的第二个位于测量变换器的出口端#112 (在此通过测量变换器壳体的第二壳体端形成)，使得压差测量值ΧΛρ因此作为结果表示在从入口端向出口端流动的流体中出现的总的压差Aptotal ;比较图11、12和13。然而，也可以例如以下述方式来选择测量系统参数和在这个方面的参考点，使得如图10中所示的压差测量值ΧΛρ直接表示在测量变换器内流动的流体中的最大压降岣_。这个最大压降Apmax在所讨论的类型的测量变换器的情况下出现，如也可从用于在通过第一壳体端形成的测量变换器的入口端#111和位于由第二壳体端形成的测量变换器的出口端#112的上游的增大的湍流区域之间的所讨论类型的测量变换器的压力损失曲线(在图13中通过示例图示)看出。对于其中通过用于压降系数或压降特征曲线的测量系统参数的对应的选择的该情况，将两个参考点之一布置于在测量变换器中流动的流体内的最小压力(Λ P= Λ pmax)的(较早精确地确定的)位置，因此可以以下述方式来确定第二压力测量值Xp2，使得它表示在测量变换器中流动的流体内的最小静压，并且因此在测量系统的运行期间，它可以直接地检测是否在测量变换器内一或在给定情况下直接地从所连接的管道的同一出口区域的下游一要处理在流动的流体中的不许可地低的静压。考虑压降特征曲线或压降系数Χζ，所提出的用于确定压差测量值的函数关系此外可以被简化为关系ΧΔρ=Χζ.^Ekin0根据本发明的另一个实施例，为了确定第二压力测量值Xp2的目的，特别是也为了确定对于其所需的压差测量值χΛρ和/或对于其所需的流能量测量值xEkin和/或对于其所需的雷诺数测量值Xm测量和评估电路μ C利用由传感器装置50传递的振荡信号Sl、S2—例如，基于在测量管10部分地在期望和科里奥利模式下振荡的情况下产生的第一和第二振荡传感器51、52的振荡信号Sl、S2之间检测的相位差——另外用于循环地确定质量流量测量值Xm，质量流量测量值Xm尽可能精确地表示对于通过测量变换器引导的流体测量的质量流率^ 3为了这样的目的，根据本发明的另一个实施例，测量和评估电路在运行期间循环地产生相位差测量值亥相位差测量值ΧΑφ瞬时地表示在第一主信号S1和第二主信号S2之间存在的相位差Δφ。利用同样在变送器电子设备中存储并且表示诸如在期望模式下的至少一个测量管10的上述横向弯曲振荡的振动的振荡频率的频率测量值Xf，可以例如基于已知的关系来 进行质量流量测量值Xm的计算:
权利要求
1.一种用于流动的流体，特别是在管道中流动的流体的测量系统，所述测量系统包括: 振动型测量变换器，在运行期间，诸如液体或其他倾向朝空穴可流动的材料流过所述振动型测量变换器，并且所述振动型测量变换器产生对应于参数的振荡信号，所述参数特别是所述流动的流体的质量流率、密度和/或粘度； 与所述测量变换器电耦合的变送器电子设备，用于启动所述测量变换器，并且用于评估由所述测量变换器传递的振荡信号，其中，所述测量变换器包括: 至少一个测量管，特别是V形、U形、Z形或直的测量管，用于传送流动的流体； 至少一个机电振荡激励器，特别是电动振荡激励器，特别是用于以下述方式主动地激励和/或保持在期望模式下的所述至少一个测量管的振动:使得所述至少一个测量管至少部分地在期望的振荡长度上执行具有单个振荡波腹的弯曲振荡和/或在对于所述测量管固有的瞬时最小弯曲振荡谐振频率下的弯曲振荡和/或在对于所述测量管固有的自然弯曲振荡模式下的弯曲振荡；以及， 至少一个第一振荡传感器，特别是电动的第一振荡传感器，用于记录至少所述至少一个测量管的振动，特别是入口侧振动或出口侧振动，并且用于产生所述测量变换器的第一主信号(Si )，所述第一主信号表示至少所述至少一个测量管的振动，特别是入口侧或出口侧振动；以及 通过由所述至少一个振荡传感器产生并且表示弯曲振荡模式的所述振荡信号的第一信号分量，所述变送器电子设备产生空穴报告，特别是被声明为警告的报告，所述警告特别以可视和/或可声音感知的方式来信号通知在所述流体中的空穴的出现，其中，在所述弯曲振荡模式下，所述至少一 个振动测量管执行具有比在例如所述期望模式下弯曲振荡的情况下多至少一个振荡波腹的弯曲振荡，即，具有至少两个振荡波腹的弯曲振荡。
2.根据上述权利要求之一所述的测量系统，其中: 所述变送器电子设备为致使所述至少一个测量管产生弯曲振荡的所述至少一个振荡激励器传递至少一个激励器信号。
3.根据上述权利要求所述的测量系统，其中: 所述激励器信号，至少是在信号功率和/或信号电压方面占优并且产生所述测量管的弯曲振荡的所述激励器信号的一个期望信号分量，具有与所述测量管的弯曲振荡的瞬时谐振频率、特别是与一阶的弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的信号频率，在所述一阶的弯曲振荡模式下，所述至少一个振动的测量管在期望的振荡长度上执行精确地具有一个振荡波腹的弯曲振荡，使得由所述至少一个振荡激励器激励以便在所述期望模式下振动的所述至少一个测量管至少部分地执行具有瞬时谐振频率的弯曲振荡。
4.根据上述权利要求所述的测量系统，其中: 所述激励器信号的信号频率或所述激励器信号的期望信号分量对应于一阶的弯曲振荡模式的瞬时谐振频率，在所述一阶的弯曲振荡模式下，所述至少一个振动测量管在期望的振荡长度上执行精确地具有一个振荡波腹的弯曲振荡；并且， 其中所述振荡信号的第一信号分量具有比与一阶的所述弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的所述激励器信号的信号频率大的信号频率。
5.根据上述权利要求之一所述的测量系统，其中:所述振荡信号的第一信号分量具有与对于所述测量管固有的自然弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的信号频率，在所述自然弯曲振荡模式下，所述测量管执行具有比在所述期望模式下和/或作为在所述期望模式下振动的测量管中流动的流体中引起的科里奥利力的结果激励的科里奥利模式下的所述弯曲振荡的情况下精确地多一个振荡波腹的弯曲振荡，所述期望模式特别是二阶的弯曲振荡模式，在所述二阶的弯曲振荡模式下，所述至少一个振动测量管在期望的振荡长度上执行具有精确地两个振荡波腹的弯曲振荡。
6.根据上述权利要求之一所述的测量系统，其中: 所述变送器电子设备仅当所述振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度超过为其预定的阈值，特别是在所述变送器电子设备中存储的阈值和/或在运行期间可改变的阈值时，才产生所述空穴报告。
7.根据上述权利要求之一所述的测量系统，其中: 所述变送器电子设备也通过所述振荡信号的第二信号分量来产生所述空穴报告，所述振荡信号表示这样一种弯曲振荡模式，在所述这样一种弯曲振荡模式下，所述至少一个振荡测量管执行具有比在通过所述第一信号分量表示的所述振荡模式的情况下多至少一个振荡波腹的弯曲振荡，特别是具有至少三个振荡波腹的弯曲振荡。
8.根据上述权利要求之一所述的测量系统，其中: 所述振荡信号的第二信号分量具有与三阶的弯曲振荡模式的瞬时谐振频率对应的信号频率，在所述三阶的弯曲振荡模式下，所述至少一个振动测量管执行具有比在所述期望模式下弯曲振荡的所述情况下精确地多两个振荡波腹的弯曲振荡。
9.根据权利要求7或8所述的测量系统，其中， 所述变送器电子设备仅当所 述振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度未超过为其预定的阈值时才产生所述空穴报告，所述预定值例如是在运行期间可改变的阈值和/或取决于所述振荡信号的第一信号分量的瞬时信号电压的阈值。
10.根据上述权利要求所述的测量系统，其中: 以下述方式来选择用于所述振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度的阈值:使得它大于，特别是两倍于，所述振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度，和/或 以下述方式来选择用于所述振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度的阈值和用于所述振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度的阈值:使得通过用于所述振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度的阈值对用于所述振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度的阈值的比率限定的阈值比率大于1，并且特别是大于2。
11.根据权利要求7-10之一所述的测量系统，其中: 所述变送器电子设备仅当由所述振荡信号的第一信号分量的信号电压的幅度对所述振荡信号的第二信号分量的信号电压的幅度的比率限定的信号电压比率超过对于所述信号电压比率预定的阈值时才产生所述空穴报告，所述对于所述信号电压比率预定的阈值特别是在运行期间可改变的阈值和/或取决于所述振荡信号的第一信号分量的瞬时信号电压的阈值和/或取决于所述振荡信号的第二信号分量的瞬时信号电压的阈值。
12.根据上述权利要求所述的测量系统，其中: 选择用于所述信号电压比率的阈值使得其大于1，特别是大于2。
13.根据上述权利要求之一所述的测量系统，其中:所述变送器电子设备也利用压力测量值，特别是存储于在所述变送器电子设备中设置的易失性数据存储器中的压力测量值，来产生所述空穴报告，所述压力测量值表示在所述流动的流体中占支配地位的压力Pm，特别是来自所述测量变换器的出口端上游和/或来自所述测量变换器的入口端下游的压力，并且所述压力测量值例如通过与所述变送器电子设备进行通信的压力传感器而被测量、和/或通过所述测量变换器的振荡信号被确定，和/或是静态的，和/或通过泵被设置。
14.根据上述权利要求之一所述的测量系统，进一步包括: 压力传感器，所述压力传感器在运行期间与所述变送器电子设备进行通信，并且用于记录压力，特别是在传送流体的管道中支配来自所述测量变换器的入口端的上游或来自所述测量变换器的出口端的下游的压力，特别是静态压力。
15.根据权利要求2-14之一所述的测量系统，其中: 借助所述激励器信号并且借助所述振荡信号，所述变送器电子设备特别以下述方式产生用于表示在所述流动的流体中的两个预定参考点之间出现的压差的压差测量值(ΧΛρ):使得所述两个参考点的第一个位于所述测量变换器中的入口侧，和/或，所述两个参考点的第二个位于所述测量变换器中的出口侧。
16.根据上述权利要求所述的测量系统，其中: 所述变送器电子设备利用所述压差测量值来产生所述空穴报告。
17.根据权利要求15-16之一所述的测量系统，其中: 利用所述压差测量值，所述变送器电子设备产生警告，所述警告特别以可视和/或可声音感知的方式来信号通知在流过所述测量变换器的所述流体中超出了静态压力的较早限定的最大可允许降低；和/或 利用所述压差测量值，所述变送器电子设备产生警告，所述警告特别以可视和/或可声音感知的方式来信号通知由所述测量变换器引起的在所述流体中的太高的压降。
18.根据权利要求15-17之一所述的测量系统，其中: 所述变送器电子设备利用雷诺数测量值确定所述压差测量值，所述雷诺数测量值特别是被存储于在所述变送器电子设备中设置的易失性数据存储器中的雷诺数和/或通过所述激励器信号和/或通过由所述测量变换器传递的至少一个振荡信号产生的雷诺数，并且所述雷诺数表示用于在所述测量变换器中流动的流体的雷诺数Re。
19.根据权利要求15-18之一所述的测量系统，其中: 所述变送器电子设备利用粘度测量值来确定所述压差测量值，所述粘度测量值特别是被内部存储于在所述变送器电子设备中设置的易失性数据存储器中和/或在运行期间通过所述激励器信号和/或通过至少一个所述振荡信号所产生的粘度测量值，并且所述粘度测量值表示在所述测量变换器中流动的流体的粘度n。
20.根据权利要求15-19之一所述的测量系统，其中: 为了确定所述压差测量值，所述变送器电子设备特别基于下述关系来产生压降系数，所述压降系数表示取决于参考在所述测量变换器中流动的流体的瞬时动能的所述流动的流体的瞬时雷诺数Re的、在所述测量变换器上的压降:其中，K。、Κζ， 2、Κζ，3是较早通过实验确定的测量系统参数，并且在所述变送器电子设备中，特别是在所述变送器电子设备中设置的非易失性数据存储器中被存储为常数。
全文摘要
一种测量系统包括振动型测量变换器，在运行期间流体流过它，并且它产生与流动的流体的参数对应的振荡信号；以及，变送器电子设备(ME)其与测量变换器电耦合，并且用于启动测量变换器以及用于评估由测量变换器传递的振荡信号。测量变换器(MW)包括至少一个测量管(10；10’)，用于传送流动的流体；至少一个机电振荡激励器(41)，用于主动地激励和/或保持在期望模式下的至少一个测量管的弯曲振荡；以及，至少一个第一振荡传感器(51)，用于记录至少一个测量管的振动，并且用于产生测量变换器的振荡信号(s1)，该振荡信号表示至少该至少一个测量管的振动。变送器电子设备(ME)继而通过表示弯曲振荡模式的振荡信号的信号分量来产生空穴报告(XKV)，该空穴报告信号通知在流体中的空穴的出现，在该弯曲振荡模式下，至少一个振动测量管执行具有比在期望模式下的弯曲振荡的情况下多至少一个振荡波腹的弯曲振荡。
文档编号G01F1/74GK103154677SQ201180040195
公开日2013年6月12日 申请日期2011年7月11日 优先权日2010年8月19日
发明者朱浩, 沃尔夫冈·德拉赫姆, 阿尔弗雷德·里德, 维韦克·库马尔 申请人:恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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