[发明专利]振动型测量变送器

说明书

技术领域

本发明涉及一种振动型测量变送器，用于测量在管道中引导的可流动介质、特别是气体、液体、粉末或其他的可流动物质。

背景技术

在过程测量和自动化技术中，利用在线的测量装置测量流入管道的介质的物理参数比如质量流量密度、粘性和/或粘度，其包括介质流经其中的振动型测量变送器，和与其连接的测量和工作电路，以在介质中得到反作用力，例如对应于质量流速的科里奥利力，对应于介质密度的惯性力和/或对应于介质粘度的摩擦力等等，以及用于从这些力得到分别代表质量流量、密度和粘度的测量信号。

这样的测量变送器，特别是那些科里奥利质量流量计或科里奥利质量质量/密度计形式的变送器，例如在WO-A 04/099735、WO-A04/038341、WO-A 03/076879、WO-A 03/027616、WO-A 03/021202、WO-A 01/33174、WO-A 00/57141、WO-A 98/07009、US-B 6807866、US-B 6711958、US-B 6666098、US-B 6308580、US-A 6092429、US-A 5796011、US-A 5301557、US-A 4876898、EP-A 553939、EP-A1001254、EP-A 1248084、EP-A 1448956或EP-A 1421349中有详细介绍。为了引导至少间歇地流动的介质，测量变送器包括至少一个变送器管，其适当地固定到通常厚壁的特别是管状的和/或横梁状的支架圆柱或在框式支架中。另外，上述的测量变送器具有第二变送器管，其同样至少有时振动并且与第一变送器管至少经由两个特别是四个耦合元件机械地耦合，该耦合元件也称为节点盘或耦合器，至少第一变送器管构造为与管道互通的第一测量管并且用作传递待测量的介质。为了产生以上反作用力，令两个变送器管振动，由通常电动的激励器配置驱动，两个变送器管通常至少间歇地执行围绕基本上平行于测量变送器纵轴的假想的回摆轴的弯曲振荡。为了检测变送器管的振动，特别是进口和出口端振动，并且为了产生至少一个代表该振动的振荡测量信号，变送器另外包括对运动作出反应并且也对变送器管的机械振荡作出反应的传感器配置。

在工作期间，由至少一个变送器管、至少瞬时在其中传递的介质以及至少部分地由激励器配置和传感器配置形成的测量变送器的上述内部振荡系统被电动机械的激励器配置激励至少间歇地以需要的振荡模式以至少一个主要的需要振荡频率执行机械振荡。这些以所谓的需要振荡模式的振荡通常至少部分地为横向振荡的形式，特别是当测量变送器被用作科里奥利质量流量和/或密度计。通常在此情况下被选用作需要振荡频率的是内部振荡系统的自然瞬时谐振频率，其又取决于变送器管的尺寸形状和材料以及介质的瞬时密度。必要时，振荡频率还可以显著地受介质瞬时粘度的的影响。由于待测介质的波动密度和/或由于工作期间发生的介质变化，测量变送器在工作期间所需的振荡频率自然地至少在校准且因而预先确定的需要频带内部是可变的，该频带相应地具有预先确定的频率上限和频率下限。由至少一个变送器管和激励器以及传感器配置共同形成的测量变送器的内部振荡系统另外通常由具有框式支架或支架圆柱作为整体元件的外壳而容纳，该外壳与管道经由输入端和输出端机械地联接并且同样呈现多种固有振荡模式。例如在WO-A 03/076879、WO-A 03/021202、WO-A 01/65213、WO-A 00/57141、US-B 6776052、US-A 6711958、US-A 6044715、US-A 5301557或EP-A 1001254中描述了用于振动型测量变送器的适当的变送器外壳。

同时，振动型测量变送器领域中的发展达到了这样的高度，即所述类型的测量变送器可以实际上应用于流量测定技术的几乎所有用途并且可以满足这种领域中存在的最高需求。因而，这种测量变送器可以被用于测量仅仅几g/h(克每小时)直到若干t/h(吨每小时)的质量流量以及对于液体最多100bar的压力乃至对于气体高于300bar。在这种应用中取得的测量精度通常大约为实际值的99.9％或甚至更高，也就是说，当保证测量范围的下限很好地位于该测量范围的终值的大约1％时，大约0.1％的测量误差。根据高带宽，取决于应用，所述类型测量变送器可以具有位于1mm和250mm之间乃至更高的在法兰测量的公称直径。