[发明专利]电子振动多传感器

说明书

本发明涉及用于测量和/或监测介质(M)的至少一个过程变量(P)的装置(1)以及方法。该装置包括传感器单元(2)，其具有第一机械振动单元(4)、至少一个第一压电元件(11a)、用于测量和/或监测压力(p)的单元(13)、以及电子单元(6)。该装置(1)被设计成借助于激励信号(A)来激励机械振动单元(4)进行机械振动，接收振动单元(4)的机械振动并将它们转换成第一接收信号(E_A)，发射发送信号(S)并且接收第二接收信号(E_S)，并且电子单元(6)被设计成基于第一接收信号(E_A)和/或第二接收信号(E_S)以测量介质的至少一个过程变量(P)。

技术领域

本发明涉及一种用于确定和/或监测介质的至少一个过程变量的装置，该装置包括传感器单元，该传感器单元具有机械可振荡单元、至少第一压电元件和第二压电元件、用于确定和/或监测介质的温度的单元以及电子单元。此外，本发明涉及一种用于确定和/或监测介质的至少一个过程变量的方法。介质位于容器中，例如，在容器中或在管道中。

背景技术

电子振动传感器被广泛地用在过程和/或自动化技术中。在填充水平测量装置的情况下，这样的装置具有至少一个机械可振荡单元，诸如例如振荡叉、单个叉齿或膜片。这样的可振荡单元在操作期间借助于常常以机电换能器单元为形式的激励器/接收单元被激励，使得机械振荡被执行。机电换能器单元可以是例如压电驱动器或电磁驱动器。对应的现场装置由申请人大量生产并且例如以商标LIQUIPHANT和SOLIPHANT销售。基础测量原理是大体上从大量出版物中获知的。激励器/接收单元借助于电激励信号来激励机械可振荡单元，使得机械振荡被执行。相反地，激励器/接收单元能够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。激励器/接收单元相应地是单独的驱动单元和单独的接收单元，或组合式激励器/接收单元。

在这种情况下，激励器/接收单元在许多情况下是反馈电路、电气电路、振荡电路的一部分，借助于该电路来发生机械可振荡单元的激励，使得机械振荡被执行。例如，对于谐振振荡，必须满足振荡电路条件，根据放大因子≥1并且在振荡电路中出现的所有相位合计为360°的倍数。为了激励并满足振荡电路条件，必须保证激励信号与接收信号之间的某个相移。因此，常常设置用于相移的可预定值，从而设置用于激励信号与接收信号之间的相移的期望值。为此，现有技术提供最多样化的解决方案，包括模拟方法以及数字方法两者，诸如例如在DE102006034105A1、DE102007013557A1、DE102005015547A1、DE102009026685A1、DE102009028022A1、DE102010030982A1或DE00102010030982A1中描述的方法。

激励信号以及接收信号这两者都通过频率ω、振幅A和/或相位Φ来表征。相应地，为了确定特定过程变量通常考虑这些变量的变化。过程变量可以是例如填充水平、预定填充水平或介质的密度或粘度及其流量。在液体用电子振动限位开关的情况下，例如区分可振荡单元是被液体覆盖还是自由振荡。这两个状态(即自由状态和被覆盖状态)，在这种情况下是例如基于不同的谐振频率从而基于频移而区分的。

当可振荡单元被介质完全覆盖时，密度和/或粘度进而仅能够用这样的测量装置查明。关于确定密度和/或粘度，同样在现有技术例如DE10050299A1、DE102007043811A1、DE10057974A1、DE102006033819A1、DE102015102834A1或DE102016112743A1中公布的那些中描述了不同选项。

许多过程变量能够用电子振动传感器确定并用于表征给定过程。然而，在许多情况下，对于综合过程监测和/或控制，需要有关过程的其他信息，尤其是关于其他物理和/或化学过程变量和/或参数的知识。例如，能够通过将其他现场装置集成到过程中来处理这种情况。然后，能够在装置上级的单元中合适地进一步处理由不同的测量装置提供的测量值。