[发明专利]振动型测量换能器以及其所形成的测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及振动型测量换能器，用于测量在管道中输送的可流动介质，特别地呈气体、液体、粉末或其它可流动的材料形式的介质，特别地用于测量在管道中至少有时以超过1000t/h，特别地超过1500t/h的质量流率流动的介质的密度和/或质量流率，特别地在一定时间间隔的总质量流量。此外，本发明涉及具有这样的测量换能器的测量系统，例如实现为在线测量装置的测量系统。

背景技术

在过程测量和自动化技术中，为了测量在管道中流动的介质，例如呈水性液体、气体、液体-气体混合物、蒸气、油、糊或其它可流动材料，的物理参数，例如质量流量、密度和/或粘度，常常使用这样的在线测量装置，在线测量装置利用介质流过的振动型测量换能器和与其连接的测量和操作电路，在介质中实现反作用力，例如对应于质量流量的科里奥利力、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，并且从这些推导，产生表示介质的相应的质量流量、相应的粘度和/或相应的密度的测量信号。被特别实现为科里奥利质量流量计或科里奥利质量流量/密度计的这样的测量换能器全面并且详细地描述于例如EP-A1 001 254、EP-A553 939、US-A2002/0157479、US-A2006/0150750、US-A53 70 002、US-A5,796,011、US-B6,308,580、US-B6,415,668、US-B6,711,958、US-B6,920,798、US-B7,134,347、US-B7,392,709或WO-A03/027616。

测量换能器中的每一个包括换能器外壳，其入口侧第一外壳端部至少部分地由第一分流器形成，第一分流器具有相互彼此间隔开的正好两个圆柱形或圆锥形流开口，并且其出口侧第二外壳端部至少部分地由第二分流器形成，第二分流器具有相互彼此间隔开的正好两个流开口。在US-A5,796,011、US-B7,350,421或US-A2007/0151368中示出的测量换能器中某些情况下，换能器外壳包括相当厚壁的圆柱形管区段，其形成换能器外壳的至少中区段。

为了输送至少有时流过并且在给定情况下还极其热的介质，测量换能器还在每种情况下包括正好两个弯曲的测量管，这两个弯曲的测量管连接用于并行流，它们由金属，特别是钢或钛制成，并且其放置于换能器外壳内并且由前述分流器振荡地保持在其中。测量管（其最经常具有等同构造并且彼此平行延伸）中的第一个以入口侧、第一测量管端部通往入口侧第一分流器的第一流开口，并且以出口侧、第二测量管端部通往出口侧第二分流器的第一流开口，并且测量管中的第二个以入口侧第一测量管端部通往第一分流器的第二流开口，并且以出口侧第二测量管端部通往第二分流器的第二流开口。分流器中的每一个额外地具有凸缘，凸缘具有密封表面用于将测量换能器不透流体地连接到分别用于向测量换能器供应介质和从测量换能器移除介质的管道的管区段。

为了产生所提到的反作用力，在操作期间由激励机构驱动使测量管振动，用于产生或维持测量管以所谓的被驱动或希望模式的机械振荡，特别地弯曲振荡。以希望模式的振荡，最经常地，特别地在将测量换能器应用为科里奥利质量流量计和/或密度计的情况下，至少部分地被实现为横向弯曲振荡，并且在介质流过测量管的情况下，由于其中引起的科里奥利力，叠加以所谓科里奥利模式的额外相等频率的振荡。因此，激励机构，此处最经常地为电动激励机构，以这样的方式实现，即利用激励机构，经由沿着共享作用线同时但在相反方向作用的激励力的进入，能至少部分地以希望模式不同地激励两个测量管，特别地主要地反向等值的弯曲振荡。

为了记录测量管的振动（特别地由激励机构激励的弯曲振荡）和为了产生表示振动的振荡信号，在每种情况下，测量换能器额外地具有传感器布置，传感器布置对于测量管的相对运动做出反应，并且最经常地同样也是电动的。通常，由记录测量管不同地振荡，因此仅记录测量管的相对运动的入口侧振荡传感器，以及也记录测量管不同地振荡的出口侧振荡传感器形成传感器布置。通常彼此等同构造的振荡传感器中的每一个由保持在第一测量管上的永磁体和保持在第二测量管上并且被磁体的磁场渗透的圆柱形线圈形成。