[发明专利]电子振动传感器

说明书

本发明涉及一种通过电子振动传感器(1)确定和/或监测容器(2)中的介质(3)的密度(ρ)和/或粘度(η)的方法并且涉及一种对应的传感器(1)。通过电激励信号(U_E)激励可振荡单元(4)以执行机械振荡，并且接收机械可振荡单元(4)的机械振荡并将其转换为电接收信号(U_R)。另外，所述激励信号(U_E)从所述接收信号(U_R)产生使得在激励信号(U_E)和接收信号(U_R)之间存在至少一个可预定相移()，其中，激励信号(U_E)的频率(f)是根据在可预定相移()处的接收信号(U_R)确定的。此外，阻尼(D)和/或依赖于阻尼(D)的变量是根据在可预定相移()处的接收信号(U_R)确定的，且至少从阻尼(D)和/或依赖于阻尼(D)的变量和从激励信号(U_E)的频率(f)可以确定介质的密度(ρ)和/或粘度(η)。

技术领域

本发明涉及一种通过电子振动传感器和来确定和/或监测容器中的介质的密度和/或粘度的方法并且涉及一种适合执行所述方法的设备。

背景技术

电子振动传感器在过程和/或自动化技术中得到广泛应用。在料位测量装置中，所述装置包括至少一个机械可振荡单元，例如，振荡叉、单个齿或膜。其在操作期间通过驱动/接收单元，通常以机电换能器单元的形式得以激励，以执行机械振荡。驱动/接收单元可以是，例如压电驱动器或电磁驱动器。然而，在流量测量装置中，机械可振荡单元也可以被实施为例如在根据科里奥利原理工作的测量装置中的可振荡的管，所述介质流过所述可振荡的管。

对应的现场装置由申请人以各种方式制造并且在料位测量装置的情况下，以例如LIQUIPHANT和SOLIPHANT的商标来销售。基础测量原理在大量出版物中可以获得。驱动/接收单元借助于电激励信号激励机械可振荡单元以执行机械振荡。相反地，驱动/接收单元可以接收机械可振荡单元的机械振荡并将它们转换成电接收信号。驱动/接收单元可以是单独的驱动单元和单独的接收单元或组合的驱动/接收单元。

在许多情况下，驱动/接收单元是反馈电振荡电路的一部分，通过所述电路，可激励机械可振荡单元以执行机械振荡。例如，对于共振，根据该振荡电路需满足放大系数必须≥1且在振荡电路中产生的所有相位必须总和为360°的倍数的条件。

为了激励和实现振荡电路条件，必须确保激励信号和接收信号之间的某个相移。因此，通常相移的预定值和激励信号和接收信号之间的相移的期望值被设置。为此，已知各种各样的解决方案，包括模拟以及数字方法两者。原则上，相移的设置可以通过例如使用合适的滤波器来实现，或甚至可以通过控制回路被控制为可预定相移，即期望值。例如，根据DE102006034105A1已知可调谐移相器的使用。相反，在DE102007013557A1中描述了具有用于额外控制振荡幅度的可调放大因子的放大器的附加集成。DE102005015547A1提供了全通滤波器的应用。此外，可以使用所谓的频率扫描来设置相移，例如在DE102009026685A1，DE102009028022A1和DE102010030982A1中所公开的。然而，相移也可以通过相位控制环(锁相环或PLL)控制到可预定的值。基于上述的激励方法是DE00102010030982A1的主题。

激励信号以及接收信号两者都以频率ω、幅度A和/或相位Φ为特征。相应地，通常确定特定的过程变量时考虑这些变量的变化，例如，容器中介质的预定料位或甚至介质的密度和/或粘度或者通过管道的介质的流量。在用于液体的电子振动限制液位开关中，区别于例如，可振荡单元是否被液体覆盖或者是自由振荡。这两种状态，即自由状态和覆盖状态，在上述情况下，例如，基于不同的共振频率，即频移来加以区分。当可振荡单元被介质覆盖时，密度和/或粘度相应地仅可以用所述测量装置加以确定。