RU2295120C2

RU2295120C2 - Vibration type measuring transformer

Info

Publication number: RU2295120C2
Application number: RU2004135809/28A
Authority: RU
Inventors: Вольфганг ДРАМ (DE); Вольфганг ДРАМ; Альфред РИДЕР (DE); Альфред РИДЕР
Original assignee: Эндресс + Хаузер Флоутек Аг
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2003-05-07
Publication date: 2007-03-10
Also published as: RU2298165C2; RU2004135810A; RU2004135809A

Abstract

FIELD: engineering of viscosity gages.

SUBSTANCE: transformer contains straight measuring pipe for flow of liquid, connected to pipeline through inlet and outlet branch pipes, sensor device. For creation of shift forces in liquid in measuring pipe during operation, rotary oscillations are excited around its imaginary longitudinal axis. Held on measuring pipe is suppressor of rotary oscillations, made with possible oscillations, at least partially out-phased, with measuring pipe performing rotary oscillations and having a section on the side of inlet and section on the side of outlet.

EFFECT: comparatively low mass, dynamic balancing in broad range of liquid density.

21 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к измерительному преобразователю вибрационного типа, предназначенному, в частности, для использования в вискозиметре, вискозиметре/плотномере или вискозиметре/массовом расходомере.The invention relates to a measuring transducer of vibration type, intended, in particular, for use in a viscometer, viscometer / densitometer or viscometer / mass flow meter.

Для определения вязкости протекающей в трубопроводе жидкости нередко используют такие измерительные приборы, которые посредством содержащего, по меньшей мере, одну сообщенную с трубопроводом измерительную трубу измерительного преобразователя вибрационного типа и подключенной к нему управляюще-обрабатывающей электроники вызывают в жидкости силы сдвига или же трения и, исходя из них, вырабатывают представляющий вязкость измерительный сигнал.To determine the viscosity of the fluid flowing in the pipeline, such measuring devices are often used that, by means of at least one measuring tube connected to the pipeline and connected to the pipeline, have a vibration-type measuring transducer and control-processing electronics connected to it, they cause shear or friction forces in the liquid and, based on of these, a measuring signal representing viscosity is generated.

Так, например, в US-A 4524610, US-A 5253533, US-A 6006609 и ЕР-А 1158289 описаны «ин-лайн»-вискозиметры, т.е. устанавливаемые в проводящем жидкость трубопроводе вискозиметры, соответственно, с измерительным преобразователем вибрационного типа, который реагирует на вязкость протекающей в трубопроводе жидкости и содержит:For example, in-US viscometers 4524610, US-A 5253533, US-A 6006609 and EP-A 1158289 describe in-line viscometers, i.e. Viscometers installed in a fluid-conducting pipeline, respectively, with a vibration-type measuring transducer that responds to the viscosity of the fluid flowing in the pipeline and contains:

- единственную прямую, вибрирующую при работе измерительную трубу для протекания жидкости, которая через входящий со стороны впуска впускной патрубок и через выходящий со стороны выпуска выпускной патрубок сообщена с трубопроводом;- the only direct measuring tube vibrating during operation for fluid flow, which is in communication with the pipeline through the inlet pipe entering from the inlet side and the outlet pipe leaving the outlet side;

- устройство возбуждения, которое возбуждает в измерительной трубе при работе, по меньшей мере, частично крутильные колебания вокруг соосной с измерительной трубой колебательной оси;- an excitation device that excites in the measuring tube during operation, at least partially torsional vibrations around the oscillating axis coaxial with the measuring tube;

- сенсорное устройство для локальной регистрации вибраций измерительной трубы.- a sensor device for local registration of vibrations of the measuring tube.

Прямые измерительные трубы вызывают, как известно, при возбуждении крутильных колебаний вокруг соосной с измерительной трубой колебательной оси силы сдвига в протекающей жидкости, в результате чего у крутильных колебаний отбирается и диссипируется в жидкости колебательная энергия. За счет этого происходит гашение крутильных колебаний измерительной трубы, для сохранения которых, следовательно, к измерительной трубе должна подаваться дополнительная энергия возбуждения. Можно подходящим образом измерить подведенную энергию возбуждения и на ее основе определить вязкость жидкости.Direct measuring tubes cause, as you know, torsional oscillations around a vibrational axis coaxial with the measuring tube cause shear forces in the flowing fluid, as a result of which vibrational energy is taken and dissipated from the torsional vibrations. Due to this, the torsional vibrations of the measuring tube are damped, in order to preserve them, therefore, additional excitation energy must be supplied to the measuring tube. The supplied excitation energy can be appropriately measured and the viscosity of the liquid can be determined on its basis.

Обычно в измерительных трубах, подобных установленным, например, во встроенных вискозиметрах измерительным преобразователям, при работе возбуждают мгновенную резонансную частоту основной моды крутильных колебаний, в частности при амплитуде колебаний, отрегулированной до постоянной. Далее принято возбуждать в измерительных трубах для измерения вязкости одновременно или в качестве альтернативы крутильной моде изгибные колебания вдоль колебательной оси, а именно обычно также резонансную частоту основной моды изгибных колебаний (US-A 4524610). Поскольку эта изгибная резонансная частота зависит, в частности, также от мгновенной плотности жидкости, посредством таких измерительных приборов, помимо вязкости, можно измерять также плотность протекающих в трубопроводах жидкостей.Typically, in measuring tubes, such as transducers installed, for example, in built-in viscometers, the instantaneous resonant frequency of the main mode of torsional vibrations is excited during operation, in particular when the amplitude of the oscillations is adjusted to a constant. It is further customary to excite bending vibrations along the vibrational axis at the same time, or as an alternative to the torsional mode, in measuring tubes for viscosity, and usually also the resonant frequency of the main mode of bending vibrations (US-A 4524610). Since this bending resonant frequency also depends, in particular, on the instantaneous density of the liquid, by means of such measuring instruments, in addition to viscosity, the density of liquids flowing in the pipelines can also be measured.

Использование прямых, вибрирующих описанным выше образом измерительных труб для измерения вязкости обладает по сравнению с измерением вязкости согнутыми измерительными трубами, как известно, тем преимуществом, что практически по всей длине измерительной трубы в жидкости создаются силы сдвига, в частности также с большой глубиной проникновения в радиальном направлении, и, тем самым, может быть достигнута очень высокая чувствительность измерительного преобразователя к измеряемой вязкости. Далее преимущество состоит, например, и в том, что они с высокой надежностью могут быть без остатка опорожнены практически в любом положении монтажа, в частности также после произведенной в потоке очистки. Кроме того, такие измерительные трубы по сравнению, например, с согнутой П- или спиралеобразно измерительной трубой существенно проще и соответственно рентабельнее в изготовлении.The use of straight, vibrating measuring tubes in the manner described above for measuring viscosity has, in comparison with measuring viscosity, bent measuring tubes, as is well known, with the advantage that shear forces are created along the entire length of the measuring tube in the fluid, in particular also with a large penetration depth in the radial direction, and thereby a very high sensitivity of the transmitter to the measured viscosity can be achieved. A further advantage consists, for example, in the fact that they can be emptied without residue in almost any installation position with high reliability, in particular also after cleaning in the flow. In addition, such measuring tubes in comparison, for example, with a bent P- or spiral measuring tube are much simpler and therefore more cost-effective to manufacture.

По сравнению с предложенным измерительным преобразователем существенный недостаток описанных выше измерительных преобразователей состоит в том, что при измерении посредством измерительной трубы и имеющегося при случае корпуса преобразователя от измерительного преобразователя на присоединенный трубопровод могут передаваться крутильные колебания, что может привести к изменению калиброванной нулевой точки и, тем самым, к неточностям результата измерения. Кроме того, отвод колебательной энергии в окружающее измерительный преобразователь пространство может привести к значительному снижению кпд и, возможно, также к уменьшению соотношения сигнал/шум в измерительном сигнале.Compared with the proposed transducer, a significant drawback of the transducers described above is that when measuring by means of a measuring tube and, if applicable, a transducer housing, torsional vibrations can be transmitted from the transducer to the connected pipeline, which can lead to a change in the calibrated zero point and, therefore, to the inaccuracies of the measurement result itself. In addition, the removal of vibrational energy into the space surrounding the measuring transducer can lead to a significant decrease in efficiency and, possibly, also to a decrease in the signal-to-noise ratio in the measuring signal.

Задача изобретения состоит, поэтому, в создании измерительного преобразователя вибрационного типа, в частности, для визкозиметра, который даже при использовании лишь единственной, в частности прямой, измерительной трубы при работе динамически хорошо сбалансирован в широком диапазоне плотности жидкости и который, тем не менее, имеет сравнительно небольшую массу.The objective of the invention is, therefore, to create a measuring transducer of vibration type, in particular for a viscometer, which even when using only one, in particular a straight, measuring tube, is dynamically well balanced during operation in a wide range of liquid density and which, nevertheless, has relatively small mass.

Для решения поставленной задачи измерительный преобразователь вибрационного типа для протекающей в трубопроводе жидкости содержит вибрирующую при работе с заданной частотой колебаний измерительную трубу для протекания жидкости, воздействующее на измерительную трубу для обеспечения ее вибрирования устройство возбуждения, сенсорное устройство для регистрации вибраций измерительной трубы и фиксированный на измерительной трубе гаситель крутильных колебаний. Измерительная труба сообщена с трубопроводом через входящий во впускной конец измерительной трубы впускной патрубок и входящий в выпускной конец измерительной трубы выпускной патрубок. Преимущественно для создания сил сдвига в жидкости измерительная труба при работе измерительного преобразователя совершает, по меньшей мере, временно крутильные колебания вокруг своей воображаемой продольной оси с мгновенной частотой. Для уменьшения или предотвращения отбора колебательной энергии из измерительного преобразователя в присоединенный трубопровод гаситель крутильных колебаний при работе, по меньшей мере, частично заставляют колебаться внефазно с совершающей крутильные колебания измерительной трубой.To solve the problem, the measuring transducer of vibration type for the fluid flowing in the pipeline contains a measuring tube vibrating during operation with a given frequency of oscillation for the flow of fluid, acting on the measuring tube to ensure its vibration, an excitation device, a sensor device for recording vibrations of the measuring tube and fixed to the measuring tube torsional vibration damper. The measuring pipe is in communication with the pipeline through the inlet pipe entering the inlet end of the measuring pipe and the outlet pipe entering the outlet of the measuring pipe. Advantageously, in order to create shear forces in the liquid, the measuring tube, during operation of the measuring transducer, performs at least temporarily torsional vibrations around its imaginary longitudinal axis with instantaneous frequency. To reduce or prevent the selection of vibrational energy from the measuring transducer into the connected pipe, the torsional vibration damper during operation is at least partially forced to oscillate out of phase with the torsional vibration measuring tube.

Согласно первому предпочтительному выполнению изобретения вибрирующий гаситель крутильных колебаний приводится только измерительной трубой.According to a first preferred embodiment of the invention, the vibration damper of torsional vibrations is driven only by the measuring tube.

Согласно второму предпочтительному выполнению изобретения гаситель крутильных колебаний фиксирован на измерительной трубе с впускной и выпускной сторон.According to a second preferred embodiment of the invention, the torsional vibration damper is fixed on the measuring pipe from the inlet and outlet sides.

Согласно третьему предпочтительному выполнению изобретения гаситель крутильных колебаний имеет собственную частоту крутильных колебаний, которая больше 0,8-кратного значения частоты колебаний измерительной трубы.According to a third preferred embodiment of the invention, the torsional vibration damper has its own torsional vibration frequency, which is greater than 0.8 times the vibration frequency of the measuring tube.

Согласно четвертому предпочтительному выполнению изобретения гаситель крутильных колебаний имеет собственную частоту крутильных колебаний, которая меньше 1,2-кратного значения частоты колебаний измерительной трубы.According to a fourth preferred embodiment of the invention, the torsional vibration damper has a natural torsional vibration frequency which is less than 1.2 times the vibration frequency of the measuring tube.

Согласно пятому предпочтительному выполнению изобретения гаситель крутильных колебаний образован частичным гасителем с впускной стороны и частичным гасителем с выпускной стороны.According to a fifth preferred embodiment of the invention, the torsional vibration damper is formed by a partial damper on the inlet side and a partial damper on the exhaust side.

Согласно шестому предпочтительному выполнению изобретения измерительный преобразователь содержит корпус, связанный с измерительной трубой с впускной и выпускной сторон.According to a sixth preferred embodiment of the invention, the measuring transducer comprises a housing connected to the measuring pipe from the inlet and outlet sides.

Согласно седьмому предпочтительному выполнению изобретения гаситель крутильных колебаний содержит, в частности, соосный с измерительной трубой ответный вибратор, фиксированный на измерительной трубе с впускной и выпускной сторон.According to a seventh preferred embodiment of the invention, the torsional vibration damper comprises, in particular, a response vibrator coaxial with the measuring tube fixed to the measuring tube from the inlet and outlet sides.

Согласно восьмому предпочтительному выполнению изобретения на измерительной трубе предусмотрены дополнительные массы.According to an eighth preferred embodiment of the invention, additional masses are provided on the measuring tube.

Основная идея изобретения состоит в том, чтобы выработанные совершающей крутильные колебания измерительной трубой крутящие моменты динамически компенсировать за счет вырабатывания максимально одинаковых по величине ответных крутящих моментов приводимым, в частности, только измерительной трубой закручивающимся гасителем крутильных колебаний.The main idea of the invention is to dynamically compensate for the torques generated by the torsional vibrations of the measuring tube by generating torque responses that are as uniform as possible in magnitude, given, in particular, only the measuring tube with a twisting vibration damper.

Одно преимущество изобретения состоит в том, что измерительный преобразователь, несмотря на возможные, обусловленные эксплуатацией изменения плотности и/или вязкости жидкости, простым образом сбалансирован так, что присоединенный трубопровод можно в значительной степени изолировать от внутренних крутящих моментов. Измерительный преобразователь, согласно изобретению, отличается далее тем, что благодаря этому конструктивно очень простому устранению связи колебаний он может быть выполнен, во-первых, очень компактным, а во-вторых, очень легким.One advantage of the invention is that the transmitter, despite possible operational changes in the density and / or viscosity of the liquid, is simply balanced so that the connected pipe can be substantially isolated from internal torques. The measuring transducer according to the invention is further characterized in that due to this structurally very simple elimination of the coupling of vibrations, it can be made, firstly, very compact, and secondly, very light.

Ниже изобретение и его другие преимущества поясняются с помощью примера выполнения, изображенного на чертежах. Одинаковые детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями. В случае, если это служит для наглядности, уже упомянутые ссылочные позиции на последующих фигурах опущены.Below the invention and its other advantages are explained using the exemplary embodiment shown in the drawings. Identical parts are denoted by the same reference numerals. In the event that this is for illustrative purposes, the already mentioned reference positions in the following figures are omitted.

Чертежи представляют:The drawings represent:

- фиг.1 - устанавливаемый в трубопроводе измерительный прибор для измерения вязкости протекающей в трубопроводе жидкости;- figure 1 - is installed in the pipeline measuring device for measuring the viscosity of the fluid flowing in the pipeline;

- фиг.2 - пример выполнения пригодного для измерительного прибора на фиг.1 измерительного преобразователя вибрационного типа при виде сбоку в перспективе;- figure 2 is an example implementation suitable for the measuring device in figure 1 of the measuring transducer of the vibration type when viewed from the side in perspective;

- фиг.3 - измерительный преобразователь на фиг.2 в разрезе при виде сбоку;- figure 3 - measuring transducer in figure 2 in a sectional view from the side;

- фиг. 4 - измерительный преобразователь на фиг.2 в первом сечении;- FIG. 4 - measuring transducer in figure 2 in a first section;

- фиг.5 - измерительный преобразователь на фиг.2 во втором сечении;- figure 5 - measuring transducer in figure 2 in a second section;

- фиг.6 - другой пример выполнения пригодного для измерительного прибора на фиг.1 измерительного преобразователя вибрационного типа в разрезе при виде сбоку;- Fig.6 is another example implementation suitable for the measuring device in Fig.1 of the measuring transducer of the vibrational type in section when viewed from the side;

- фиг.7а, b - схематично линии изгиба измерительной трубы и ответного вибратора, вибрирующих в продольной моде изгибных колебаний.- figa, b - schematically the bending line of the measuring tube and the reciprocal vibrator vibrating in the longitudinal mode of bending vibrations.

На фиг.1 изображен устанавливаемый в трубопроводе (не показан) измерительный прибор для измерения вязкости протекающей в трубопроводе жидкости. Кроме того, измерительный прибор предназначен также предпочтительно для измерения массового расхода и/или плотности жидкости. Измерительный прибор содержит измерительный преобразователь вибрационного типа, обтекаемый при работе измеряемой жидкостью. На фиг.2-6 схематично изображены соответствующие примеры выполнения таких измерительных преобразователей вибрационного типа.Figure 1 shows a measuring device installed in a pipeline (not shown) for measuring the viscosity of a fluid flowing in a pipeline. In addition, the measuring device is also preferably designed to measure the mass flow rate and / or density of the liquid. The measuring device contains a measuring transducer of vibration type, streamlined during operation of the measured fluid. Figure 2-6 schematically shows the corresponding examples of such measuring transducers of the vibration type.

Для протекания жидкости измерительный преобразователь содержит, в частности, единственную, в основном, прямую измерительную трубу 10, которая, совершая при работе, по меньшей мере, временно крутильные колебания вокруг своей продольной оси, повторно упруго деформируется.For fluid flow, the measuring transducer contains, in particular, a single, mainly direct measuring tube 10, which, while operating, at least temporarily torsional vibrations around its longitudinal axis, is repeatedly elastically deformed.

Для протекания жидкости измерительная труба 10 через входящий с впускной стороны впускной патрубок 11 и входящий с выпускной стороны выпускной патрубок 12 присоединена к подводящему и отводящему жидкость трубопроводам (не показаны). Измерительная труба 10, впускной 11 и выпускной 12 патрубки ориентированы по отношению друг к другу и к воображаемой продольной оси L измерительной трубы максимально соосно и выполнены предпочтительным образом за одно целое, так что для их изготовления может служить, например, единственная трубчатая заготовка; в случае необходимости измерительная труба 10 и патрубки 11, 12 могут быть изготовлены также из отдельных, впоследствии соединенных, например сваренных, заготовок. Для изготовления измерительной трубы 10 может применяться практически любой из обычных для таких измерительных преобразователей материалов, например сталь, титан, цирконий и т.д.For fluid flow, the measuring tube 10 through the inlet pipe 11 entering from the inlet side and the outlet pipe 12 coming from the outlet side is connected to the liquid supply and discharge pipes (not shown). The measuring tube 10, inlet 11 and outlet 12 of the nozzle are oriented with respect to each other and to the imaginary longitudinal axis L of the measuring tube as coaxially as possible and are preferably made in one piece, so that, for example, a single tubular workpiece can be used for their manufacture; if necessary, the measuring tube 10 and nozzles 11, 12 can also be made of separate, subsequently connected, for example welded, blanks. For the manufacture of the measuring tube 10 can be used almost any of the usual materials for such measuring transducers, for example steel, titanium, zirconium, etc.

В случае если измерительный преобразователь следует смонтировать на трубопроводе разъемно, на впускном 11 и выпускном 12 патрубках отформовывают предпочтительно соответственно первый 13 и второй 14 фланцы; в случае необходимости впускной 11 и выпускной 12 патрубки могут быть соединены с трубопроводом также непосредственно, например сваркой или высокотемпературной пайкой.If the measuring transducer should be detachably mounted on the pipeline, preferably the first 13 and second 14 flanges are molded, respectively, at the inlet 11 and outlet 12 nozzles; if necessary, the inlet 11 and outlet 12 nozzles can also be connected to the pipeline directly, for example by welding or by high-temperature soldering.

Далее, как схематично показано на фиг.1, на впускном 11 и выпускном 12 патрубках фиксирована внешняя несущая система 100, которая предпочтительно может быть выполнена также в виде размещающего в себе или охватывающего измерительную трубу 10 корпуса преобразователя (фиг.1 и 3).Further, as shown schematically in FIG. 1, an external support system 100 is fixed on the inlet 11 and the outlet 12 nozzles, which can preferably also be implemented as a transducer housing accommodating or enclosing the measuring tube 10 (FIGS. 1 and 3).

Для того чтобы создать в жидкости соответствующие вязкости силы трения, в измерительной трубе 10 при работе, по меньшей мере, временно возбуждают крутильные колебания, в частности в диапазоне естественной резонансной частоты крутильных колебаний, с возможностью ее скручивания, в основном, в соответствии с естественной формой крутильных колебаний вокруг ее продольной оси L (US-A 4524610, US-A 5253533, US-A 6006609 или ЕР-А 1158289).In order to create the corresponding friction force viscosities in the liquid, torsional vibrations are excited at least temporarily in the measuring tube 10 during operation, in particular in the range of the natural resonant frequency of torsional vibrations, with the possibility of twisting, mainly in accordance with the natural form torsional vibrations around its longitudinal axis L (US-A 4524610, US-A 5253533, US-A 6006609 or EP-A 1158289).

Предпочтительно крутильные колебания возбуждают в измерительной трубе 10 при работе с частотой f_excT, которая максимально точно соответствует естественной резонансной частоте той основной собственной моды, при которой измерительная труба 10, в основном, равнонаправленно закручивается по всей своей длине. Естественная резонансная частота этой основной собственной моды крутильных колебаний может составлять у служащей в качестве измерительной трубы 10 трубы из специальной стали с условным проходом 20 мм, толщиной стенки около 1,2 мм и длиной около 350 мм, а также с возможными надстройками (см. ниже), например, 1500-2000 Гц.Preferably, torsional vibrations are excited in the measuring tube 10 when operating at a frequency f _excT , which corresponds most closely to the natural resonance frequency of that fundamental eigenmode at which the measuring tube 10 is substantially uniformly twisted along its entire length. The natural resonant frequency of this main eigenmode of torsional vibrations can be 10 for a special steel pipe with a nominal bore of 20 mm, a wall thickness of about 1.2 mm and a length of about 350 mm, as well as possible add-ons, which serves as a measuring tube 10 (see below ), for example, 1500-2000 Hz.

Согласно одному предпочтительному варианту изобретения, дополнительно к крутильным колебаниям, в частности одновременно с ними, в измерительной трубе 10 при работе измерительного преобразователя возбуждают изгибные колебания так, что она продольно изгибается в соответствии с естественной первой формой изгибных колебаний. Предпочтительно изгибные колебания возбуждают в измерительной трубе 10 с частотой f_excB, которая максимально точно соответствует самой низкой естественной резонансной частоте изгибных колебаний измерительной трубы 10, так что, следовательно, вибрирующая, но не обтекаемая жидкостью измерительная труба 10, как схематично показано на фиг.7а, b, изгибается, в основном, симметрично средней оси, перпендикулярной ее продольной оси, и имеет при этом единственную выпучину колебаний. Эта самая низкая резонансная частота изгибных колебаний может составлять, например, у служащей в качестве измерительной трубы 10 трубы из специальной стали с условным проходом 20 мм, толщиной стенки около 1,2 мм и длиной около 350 мм, а также с возможными надстройками, например, 850-900 Гц.According to one preferred embodiment of the invention, in addition to torsional vibrations, in particular simultaneously with them, bending vibrations are excited in the measuring tube 10 during operation of the measuring transducer so that it is longitudinally bent in accordance with the natural first form of bending vibrations. Preferably, the bending vibrations are excited in the measuring tube 10 with a frequency f _excB , which most closely corresponds to the lowest natural resonant frequency of the bending vibrations of the measuring tube 10, so that, therefore, the vibrating, but not fluid-flowed measuring tube 10, as schematically shown in figa , b, bends, basically, symmetrically to the middle axis perpendicular to its longitudinal axis, and at the same time has a single bulge of oscillations. This lowest resonant frequency of bending vibrations can be, for example, for a special steel pipe serving as a measuring tube 10 with a nominal bore of 20 mm, a wall thickness of about 1.2 mm and a length of about 350 mm, as well as with possible superstructures, for example, 850-900 Hz.

В случае если жидкость протекает в трубопроводе и, тем самым, массовый расход m отличается от нуля, совершающая изгибные колебания измерительная труба 10 создает в протекающей жидкости силы Кориолиса. Они, в свою очередь, действуют обратно на измерительную трубу 10 и вызывают дополнительную, регистрируемую датчиками деформацию (не показана) измерительной трубы 10, согласно второй естественной форме изгибных колебаний, копланарно наложенной на первую форму изгибных колебаний. Мгновенное проявление деформации измерительной трубы 10 зависит при этом, в частности в отношении ее амплитуд, также от мгновенного массового расхода m. В качестве второй формы изгибных колебаний, так называемой моды Кориолиса, могут служить, например, как это принято у подобных измерительных преобразователей, антисимметричные формы изгибных колебаний с двумя или четырьмя выпучинами.If the fluid flows in the pipeline and, therefore, the mass flow rate m differs from zero, the measuring tube 10 performing bending vibrations creates Coriolis forces in the flowing fluid. They, in turn, act back on the measuring tube 10 and cause an additional, recorded by the sensors deformation (not shown) of the measuring tube 10, according to the second natural form of bending vibrations, coplanarly superimposed on the first form of bending vibrations. The instantaneous manifestation of the deformation of the measuring tube 10 depends in this case, in particular with respect to its amplitudes, also on the instantaneous mass flow rate m. As the second form of bending vibrations, the so-called Coriolis mode, can serve, for example, as is customary for such measuring transducers, antisymmetric forms of bending vibrations with two or four bulges.

Для создания механических колебаний измерительной трубы 10 измерительный преобразователь содержит далее, в частности электродинамическое, устройство 40 возбуждения. Оно служит для того, чтобы введенную управляющей электроникой (не показана) энергию Е_ехс возбуждения, например с помощью отрегулированного тока и/или отрегулированного напряжения, преобразовать в воздействующий на измерительную трубу 10, например, импульсно или гармонически, и упруго деформирующий ее описанным выше образом момент М_exc возбуждения и, при необходимости, в действующую продольно силу возбуждения. Момент М_ехс возбуждения может быть при этом, как схематично показано на фиг.4 или 6, двунаправленным или же однонаправленным и настроен известным специалисту образом, например посредством схемы регулирования тока и/или напряжения, в отношении амплитуды, а например, посредством фазорегулирующего контура - в отношении частоты. На основе энергии Е_ехс возбуждения, требуемой для сохранения крутильных колебаний и, при необходимости, также изгибных колебаний измерительной трубы 10, можно известным специалисту образом определить вязкость жидкости (US-A 4524610, US-A 5253533, US-A 6006609 или ЕР-А 1158289).To create mechanical vibrations of the measuring tube 10, the measuring transducer further comprises, in particular, an electrodynamic excitation device 40. It serves to _{convert the} excitation energy E _exc introduced by the control electronics (not shown), for example by means of a regulated current and / or regulated voltage, into an acting on the measuring tube 10, for example, pulse or harmonically, and elastically deforming it as described above the excitation moment M _exc and, if necessary, the excitation force acting longitudinally. In this case, the excitation moment M _exc can be, as schematically shown in FIGS. 4 or 6, bidirectional or unidirectional and adjusted in a manner known to the person skilled in the art, for example, by means of a current and / or voltage control circuit, with respect to amplitude, and for example, by means of a phase-regulating circuit - regarding frequency. Based on the excitation energy E _exc required to maintain torsional vibrations and, if necessary, also the bending vibrations of the measuring tube 10, it is possible to determine the viscosity of a fluid in a manner known to the person skilled in the art (US-A 4524610, US-A 5253533, US-A 6006609 or EP-A 1158289).

В качестве устройства 40 возбуждения может служить, например, простое устройство с закрепленной на корпусе 100 преобразователя цилиндрической катушкой возбуждения, через которую при работе протекает соответствующий ток возбуждения, и, по меньшей мере, частично погружающимся в катушку возбуждения постоянно-магнитным якорем, который фиксирован снаружи на измерительной трубе 10 эксцентрично, в частности посередине. Далее устройство 40 возбуждения может быть реализовано также посредством одного или нескольких электромагнитов (US-A 4524610).The excitation device 40 can be, for example, a simple device with a cylindrical excitation coil mounted on the transducer body 100 through which the corresponding excitation current flows during operation and is at least partially immersed in the excitation coil by a permanent magnetic armature, which is fixed outside on the measuring tube 10 is eccentric, in particular in the middle. Further, the excitation device 40 may also be implemented by one or more electromagnets (US-A 4,524,610).

Для обнаружения колебаний измерительной трубы 10 может использоваться, например, принятое для подобных измерительных преобразователей сенсорное устройство, у которого известным специалисту образом посредством, по меньшей мере, одного первого датчика 51, преимущественно также посредством второго датчика 52, регистрируют движения измерительной трубы 10, в частности с впускной и выпускной сторон, и преобразуют в соответствующие сигналы S₁, S₂. В качестве датчиков 51, 52 могут использоваться, например, как это схематично показано на фиг.2, 3 или 5, относительно измеряющие колебания электродинамические датчики скорости или же электродинамические датчики перемещения или датчики ускорения. Вместо электродинамических сенсорных устройств для обнаружения колебания измерительной трубы 10 могут служить также сенсорные устройства, измеряющие посредством резистивных или пьезоэлектрических тензометров, или оптоэлектронные сенсорные устройства.For detecting vibrations of the measuring tube 10, for example, a sensor device adopted for such measuring transducers can be used, in which the movements of the measuring tube 10, in particular, by means of at least one first sensor 51, mainly also by the second sensor 52, are recorded from the inlet and outlet sides, and are converted into the corresponding signals S ₁ , S ₂ . As sensors 51, 52, for example, as shown schematically in FIGS. 2, 3 or 5, electrodynamic velocity sensors or electrodynamic displacement sensors or acceleration sensors can be used, for example. Instead of electrodynamic sensor devices for detecting oscillations of the measuring tube 10, sensor devices measuring by means of resistive or piezoelectric tensometers, or optoelectronic sensor devices can also serve.

Как уже сказано, крутильные колебания гасятся, с одной стороны, за счет желательной и, в частности в целях измерения вязкости, зарегистрированной датчиками энергоотдачи жидкости. С другой же стороны, у вибрирующей измерительной трубы 10 колебательную энергию можно отобрать также за счет того, что колебания возбуждают и в механически связанных с ней деталях, например корпусе 100 преобразователя или присоединенном трубопроводе. В то время как энергоотдачу корпусу 100, хотя и нежелательную, можно было бы калибровать, по меньшей мере, энергоотдача окружающему измерительный преобразователь пространству, в частности трубопроводу, происходит, однако, практически невоспроизводимым больше или даже не определяемым заранее образом.As already mentioned, torsional vibrations are damped, on the one hand, due to the desirable and, in particular, in order to measure the viscosity recorded by the liquid energy transfer sensors. On the other hand, vibrational energy can also be taken away from the vibrating measuring tube 10 due to the fact that the vibrations are also excited in parts mechanically connected to it, for example, the converter housing 100 or an attached pipeline. While the energy transfer to the housing 100, although undesirable, it would be possible to calibrate at least the energy transfer to the space surrounding the transmitter, in particular the pipeline, however, is practically irreproducible in a larger or even undetermined manner.

В целях подавления такой отдачи энергии крутильных колебаний окружающему пространству измерительный преобразователь содержит далее гаситель 60 крутильных колебаний, фиксированный на измерительной трубе 10 с впускной и выпускной сторон. Гаситель 60 крутильных колебаний служит, согласно изобретению, для того, чтобы, по меньшей мере, частично поглощать энергию крутильных колебаний, отданную закручивающейся вокруг своей продольной оси L измерительной трубой 10, и удерживать ее от окружающего измерительный преобразователь пространства, в частности от присоединенного трубопровода. Для этого гаситель крутильных колебаний, по меньшей мере, одной из своих резонансных частот крутильных колебаний, например самой низкой, максимально согласован с частотой f_excT крутильных колебаний, с которой измерительную трубу 10 при работе заставляют преимущественно колебаться. Таким образом, можно достичь того, что гаситель 60 крутильных колебаний, по меньшей мере, частично будет совершать крутильные колебания, лежащие внефазно, в частности противофазно, крутильным колебаниям измерительной трубы 10.In order to suppress such a return of torsional vibration energy to the surrounding space, the measuring transducer further comprises a torsional vibration damper 60 fixed to the measuring tube 10 from the inlet and outlet sides. The torsional vibration damper 60 serves, according to the invention, to at least partially absorb the torsional vibration energy given up by the measuring tube 10 twisted around its longitudinal axis L and to keep it from the space surrounding the measuring transducer, in particular from the connected pipeline. For this, the torsional vibration damper of at least one of its resonant torsional vibration frequencies, for example the lowest, is maximally consistent with the torsional vibration frequency f _excT , with which the measuring tube 10 is forced to oscillate during operation. Thus, it is possible to achieve that the torsion damper 60 will at least partially perform torsional vibrations lying out of phase, in particular out of phase, to the torsional vibrations of the measuring tube 10.

Кроме того, гаситель 60 крутильных колебаний может быть согласован с измерительной трубой 10 и фиксирован на ней так, что впускной 11 и выпускной 12 патрубки даже при совершающем крутильные колебания гасителе 60 крутильных колебаний будут в значительной степени удерживаться от напряжений кручения.In addition, the torsion damper 60 can be aligned with the measuring tube 10 and fixed on it so that the inlet 11 and the outlet 12 of the nozzle even with torsional vibration damper 60 torsion will be largely kept from torsional stresses.

Использование такого гасителя 60 крутильных колебаний основано, в частности, на том факте, что заставляемая колебаться описанным выше образом измерительная труба 10 имеет, по меньшей мере, одну резонансную частоту крутильных колебаний, которая в противоположность, например, резонансным частотам ее изгибных колебаний лишь в очень малой степени коррелирована с плотностью или вязкостью жидкости и, тем самым, может поддерживаться вполне постоянной при работе. В соответствии с этим подобный гаситель крутильных колебаний уже заранее может быть согласован, по меньшей мере, одной из своих резонансный частот крутильных колебаний сравнительно точно с ожидаемой при работе резонансной частотой крутильных колебаний измерительной трубы 10. По меньшей мере, в описанном выше случае, когда устройство 40 возбуждения соединено с измерительной трубой 10 и корпусом 100 преобразователя, вибрирующий гаситель крутильных колебаний приводится непосредственно, а именно практически исключительно, измерительной трубой 10.The use of such a torsion damper 60 is based, in particular, on the fact that the measuring tube 10 forced to oscillate in the manner described above has at least one resonant frequency of torsional vibrations, which, in contrast, for example, to the resonant frequencies of its bending vibrations, is only very a small degree is correlated with the density or viscosity of the liquid and, thus, can be maintained quite constant during operation. Accordingly, such a torsional vibration damper can already be matched in advance by at least one of its resonant torsional vibration frequencies relatively accurately with the expected resonant torsional vibration frequency of the measuring tube 10. At least in the case described above, when the device 40 excitation connected to the measuring tube 10 and the housing 100 of the Converter, the vibration damper torsional vibrations is directly, and almost exclusively, measuring tubes oh 10.

Как показано на фиг.6, гаситель 60 крутильных колебаний содержит, согласно предпочтительному выполнению изобретения, первое вращающееся массовое тело 61А с заданным моментом инерции, которое через первое вращающееся пружинящее тело 61В с заданной вращательной жесткостью связано с измерительной трубой 10, а также второе вращающееся массовое тело 62А с заданным моментом инерции, которое через второе вращающееся пружинящее тело 62В с заданной вращательной жесткостью также связано с измерительной трубой 10. Вращающиеся массовые тела 61А, 62А могут быть изготовлены, например, из толстостенных коротких металлических колец соответствующей массы, тогда как в качестве вращающихся пружинящих тел 61В, 62В могут служить, например, короткие, сравнительно тонкостенные отрезки металлических труб, длина, толщина стенки и сечение которых выбраны с возможностью достижения требуемой вращательной жесткости.As shown in FIG. 6, the torsion damper 60 comprises, according to a preferred embodiment of the invention, a first rotating mass body 61A with a predetermined moment of inertia, which is connected to the measuring tube 10 through a first rotating spring body 61B with a given rotational stiffness, as well as a second rotating mass body 62A with a given moment of inertia, which through the second rotating spring body 62B with a given rotational stiffness is also connected to the measuring tube 10. Rotating mass bodies 61A, 62A can be made, for example, of thick-walled short metal rings of the corresponding mass, while short, relatively thin-walled sections of metal pipes, the length, wall thickness and section of which are selected with the possibility of achieving the required rotational stiffness, can serve as rotating spring bodies 61B, 62B .

В показанном здесь случае, когда оба вращающихся тела 61, 62А, расположенных, в частности, симметрично середине измерительной трубы 10, соединены между собой нежестко, в частности отделены друг от друга, гаситель 60 крутильных колебаний образован практически первым 61 с впускной стороны и вторым 62 с выпускной стороны частичными гасителями. В случае необходимости оба вращающихся тела 61А, 62А могут быть дополнительно непосредственно связаны между собой жестко или упруго. В соответствии с этим в качестве вращающихся тел 61А, 62А может служить, например, также единственная труба, которая охватывает измерительную трубу 10 и фиксирована на ней посредством обоих вращающихся пружинящих тел 61В, 62В описанным выше образом. Для изготовления обоих частичных гасителей 61, 62 могут применяться при этом практически те же материалы, что и для изготовления измерительной трубы 10, например, следовательно, специальная сталь и т.п.In the case shown here, when both rotating bodies 61, 62A, located, in particular, symmetrically in the middle of the measuring tube 10, are not rigidly connected to each other, in particular separated from each other, the vibration damper 60 is formed practically by the first 61 from the inlet side and the second 62 on the exhaust side with partial dampers. If necessary, both rotating bodies 61A, 62A can be additionally directly connected rigidly or resiliently. Accordingly, as the rotating bodies 61A, 62A, there can also be, for example, a single pipe which encloses the measuring tube 10 and is fixed thereto by means of both rotating spring bodies 61B, 62B as described above. For the manufacture of both partial absorbers 61, 62, practically the same materials can be used as for the manufacture of the measuring tube 10, for example, therefore, special steel and the like.

Обе части гасителя 61, 62, на стороне входа и выхода согласно предпочтительному выполнению изобретения, как схематично показано на фиг.7а, b, выполнены консольными и расположены в измерительном преобразователе так, что центр М₆₁ тяжести массы частичного гасителя с впускной стороны и центр М₆₂ тяжести массы части гасителя с выпускной стороны удалены от измерительной трубы 10, в частности, соосно с ней. Таким образом, посредством обеих частей гасителя 61, 62 на стороне входа и выхода могут быть получены моменты инерции масс, воздействующие на соответствующее место фиксации, а именно соответственно на впускной 11# и выпускной 12# концы измерительной трубы 10 эксцентрично, т.е. не в соответствующем центре М₆₁ и М₆₂ тяжести массы. Это имеет, в частности, то преимущество, что в случае, когда измерительную трубу 10 заставляют совершать изгибные колебания, действующие продольно силы инерции могут быть, по меньшей мере, частично компенсированы (собственная, предварительно не опубликованная международная патентная заявка РСТ/ЕР 02/02157).Both sides of the absorber 61, 62 on the input and output side according to a preferred embodiment of the invention, as schematically shown in Figure 7a, b, and formed by console located in the transmitter so that the center of gravity of mass M ₆₁ partial damper on the inlet side and the center M _{62 the} gravity of the mass of the part of the damper from the outlet side is removed from the measuring tube 10, in particular, coaxially with it. Thus, through both parts of the absorber 61, 62 on the inlet and outlet side, mass inertia moments can be obtained that act on the corresponding fixation point, namely, at the inlet 11 # and outlet 12 # the ends of the measuring tube 10 are eccentric, i.e. not at the corresponding center of M ₆₁ and M _{62 of} gravity. This has, in particular, the advantage that in the case when the measuring tube 10 is forced to bend, longitudinally acting inertia forces can be at least partially compensated (own, previously unpublished international patent application PCT / EP 02/02157 )

Согласно одному предпочтительному усовершенствованию изобретения, для дальнейшей минимизации действующих на измерительную трубу 10 паразитных влияний гаситель 60 крутильных колебаний содержит проходящий, в основном, параллельно измерительной трубе 10 ответный вибратор 20. Наоборот, ответный вибратор 20 уменьшает также отдачу энергии крутильных колебаний присоединенному трубопроводу.According to one preferred refinement of the invention, in order to further minimize the parasitic influences acting on the measuring tube 10, the torsion damper 60 comprises a response vibrator 20 running substantially parallel to the measuring tube 10. Conversely, the response vibrator 20 also reduces the output of torsional vibration energy to the connected pipe.

Ответный вибратор 20, как схематично показано на фиг.2 и 3, может быть выполнен трубчатым и соединен с измерительной трубой 10 на впускном 11# и выпускном 12# концах, например, так, что он, как показано на фиг.3, ориентирован, в основном, коаксиально измерительной трубе 10. В качестве материала для ответного вибратора 20 рассматриваются практически материалы, применяемые также для измерительной трубы 10, т.е. специальная сталь, титан и т.д.The response vibrator 20, as shown schematically in FIGS. 2 and 3, can be tubular and connected to the measuring tube 10 at the inlet 11 # and outlet 12 # ends, for example, so that it is oriented, as shown in FIG. 3, basically, coaxial to the measuring tube 10. As a material for the response vibrator 20, practically the materials used also for the measuring tube 10 are considered, i.e. special steel, titanium, etc.

У этого усовершенствования изобретения устройство 40 возбуждения, как показано на фиг.2, предпочтительным образом выполнено и расположено в измерительном преобразователе так, что оно при работе воздействует на измерительную трубу 10 и ответный вибратор 20 одновременно, в частности дифференцированно. В изображенном на фиг.4 примере выполнения устройство 40 возбуждения содержит для этого, по меньшей мере, одну первую катушку 41а возбуждения, через которую при работе, по меньшей мере, временно протекает ток возбуждения или частичный ток возбуждения и которая фиксирована на соединенном с измерительной трубой 10 рычаге 41с и через него, а также фиксированный снаружи на ответном вибраторе 20 якорь 41b дифференцированно воздействует на измерительную трубу 10 и ответный вибратор 20. Это выполнение имеет, в том числе, то преимущество, что, с одной стороны, ответный вибратор 20 и, тем самым, также корпус 100 преобразователя поддерживаются в сечении небольшими, но, тем не менее, катушка 41а возбуждения, в частности также при монтаже, легко доступна. Кроме того, другое преимущество этого выполнения устройства 40 возбуждения состоит также в том, что используемые при случае катушечные стаканы 41d, тяжестью которых, в частности при условных проходах свыше 80 мм, больше нельзя пренебрегать, также следует фиксировать на ответном вибраторе 20 и они, тем самым, не оказывают практически никакого влияния на резонансные частоты измерительной трубы 10. Здесь, однако, следует указать на то, что в случае необходимости катушка 41а возбуждения может удерживаться также ответным вибратором 20, а якорь 41b - измерительной трубой 10.With this improvement of the invention, the excitation device 40, as shown in FIG. 2, is advantageously made and arranged in the transmitter so that it acts on the measuring tube 10 and the response vibrator 20 at the same time, in particular differentially. In the embodiment shown in FIG. 4, the excitation device 40 comprises for this purpose at least one first excitation coil 41a through which during operation, at least temporarily, the excitation current or partial excitation current flows and which is fixed to the measuring tube connected 10 to the lever 41c and through it, as well as the armature 41b fixed externally on the response vibrator 20, differentially acts on the measuring tube 10 and the response vibrator 20. This embodiment has the advantage, including, on the one hand In this case, the response vibrator 20 and, thus, also the converter housing 100 are kept small in cross section, but, nevertheless, the excitation coil 41a, in particular also during installation, is easily accessible. In addition, another advantage of this embodiment of the excitation device 40 is also that the spool glasses 41d used in the case, the severity of which, in particular for conditional passages above 80 mm, can no longer be neglected, should also be fixed on the response vibrator 20 and they thus, they have practically no effect on the resonant frequencies of the measuring tube 10. Here, however, it should be pointed out that, if necessary, the excitation coil 41a can also be held by the response vibrator 20, and the armature 41b can be pipe 10.

Соответствующим образом сенсорное устройство 50 может быть выполнено и расположено в измерительном преобразователе с возможностью дифференцированной регистрации вибраций измерительной трубы 10 и ответного вибратора 20. В изображенном на фиг. 5 примере выполнения сенсорное устройство 50 содержит фиксированную на измерительной трубе 10, расположенную здесь вне всех главных осей инерции сенсорного устройства 50 сенсорную катушку 51а. Сенсорная катушка 51а расположена максимально близко к фиксированному на ответном вибраторе 20 якорю 51b и магнитно связана с ним с возможностью индуктирования в сенсорной катушке переменного измерительного напряжения, на которое влияют вращательные и/или продольные, изменяющие ее относительное положение и/или ее относительное расстояние относительные движения между измерительной трубой 10 и ответным вибратором 20. Благодаря такому расположению сенсорной катушки 51а можно предпочтительным образом регистрировать одновременно как вышеназванные крутильные колебания, так и возбужденные, при необходимости, изгибные колебания. В случае необходимости сенсорная катушка 51а может быть фиксирована для этого также на ответном вибраторе 20, а связанный с ней якорь 51b - соответствующим образом на измерительной трубе 10.Correspondingly, the sensor device 50 can be made and located in the measuring transducer with the possibility of differentially registering the vibrations of the measuring tube 10 and the response vibrator 20. In the embodiment shown in FIG. 5 of the exemplary embodiment, the sensor device 50 comprises a sensor coil 51a fixed on the measuring tube 10 located here outside all the major axes of inertia of the sensor device 50. The sensor coil 51a is located as close as possible to the armature 51b fixed on the response vibrator 20 and magnetically connected with it with the possibility of inducing an alternating measuring voltage in the sensor coil, which is affected by rotational and / or longitudinal, relative movements changing its relative position and / or its relative distance between the measuring tube 10 and the response vibrator 20. Due to this arrangement of the sensor coil 51a, it is possible to advantageously register simultaneously as above bath torsional vibrations, as well as excited, if necessary, bending vibrations. If necessary, the sensor coil 51a can be fixed for this also on the response vibrator 20, and the associated armature 51b, respectively, on the measuring tube 10.

В описанном выше случае, когда в измерительной трубе 10 при работе дополнительно возбуждают изгибные колебания, ответный вибратор 20 может служить также для того, чтобы динамически сбалансировать измерительный преобразователь для заранее точно определяемого, например, наиболее часто ожидаемого при работе измерительного преобразователя или также критического значения плотности жидкости с возможностью, по меньшей мере, временно полной компенсации созданных, при случае, в вибрирующей измерительной трубе 10 поперечных сил, которая тогда практически не покидает своего статического положения покоя (фиг.7а, b). В соответствии с этим в ответном вибраторе 20 при работе, как схематично показано на фиг. 7b, также возбуждают изгибные колебания, являющиеся, в основном, копланарными с изгибными колебаниями измерительной трубы 10.In the case described above, when bending vibrations are additionally excited in the measuring tube 10 during operation, the response vibrator 20 can also serve to dynamically balance the transducer for a predetermined, for example, most often expected during operation of the transducer or also critical density value liquids with the possibility of at least temporarily completely compensating for the transverse forces created, if at all, in the vibrating measuring tube 10, which then Actually does not leave its static resting position (figa, b). Accordingly, in the response vibrator 20 during operation, as schematically shown in FIG. 7b also excite bending vibrations, which are mainly coplanar with bending vibrations of the measuring tube 10.

Согласно одному предпочтительному выполнению изобретения, самая низкая резонансная частота крутильных колебаний гасителя 60 не выше 1,2-кратного значения резонансной частоты крутильных колебаний измерительной трубы 10. Согласно другому предпочтительному выполнению изобретения, самая низкая резонансная частота крутильных колебаний гасителя 60 не ниже 0,8-кратного значения резонансной частоты крутильных колебаний измерительной трубы 10.According to one preferred embodiment of the invention, the lowest resonant torsional vibration frequency of the absorber 60 is not higher than 1.2 times the resonant frequency of the torsional vibration of the measuring tube 10. According to another preferred embodiment of the invention, the lowest resonant frequency of the torsional vibration of the damper 60 is not lower than 0.8- multiple values of the resonant frequency of torsional vibrations of the measuring tube 10.

Согласно другому предпочтительному выполнению изобретения, ответный вибратор 20 имеет самую низкую резонансную частоту f₂₀ крутильных колебаний, отличающуюся от соответствующей самой низкой резонансной частоты f_{61, 62} крутильных колебаний частей гасителя 61, 62, на стороне входа и выхода. Преимущественно резонансная частота f₂₀ крутильных колебаний ответного вибратора 20 настроена при этом так, что она, в основном, равна частоте f_excT крутильных колебаний, с которой измерительную трубу 10 возбуждают при работе. Это приводит к тому, что измерительная труба 10 и ответный вибратор 20 совершают крутильные колебания внефазно по отношению друг к другу, а именно, в основном, противофазно. Предпочтительным образом ответный вибратор 20 имеет, по меньшей мере, в этом случае аналогичную или одинаковую с измерительной трубой 10 крутильную жесткость или крутильную упругость. Однако оказалось также предпочтительным настроить резонансные частоты f_{61, 62} крутильных колебаний обоих частей гасителя 61, 62, на стороне входа и выхода так, чтобы они были, в основном, равны частоте f_excT крутильных колебаний. В этом случае резонансная частота f₂₀ крутильных колебаний ответного вибратора 20 выбрана преимущественно так, что она лежит ниже или выше ожидаемой частоты f_excT крутильных колебаний.According to another preferred embodiment of the invention, the response vibrator 20 has the lowest resonant torsional vibration frequency f ₂₀ different from the corresponding lowest resonant torsional vibration frequency f _{61, 62} of the damper portions 61, 62, on the input and output side. The predominantly resonant torsional vibration frequency f ₂₀ of the response vibrator 20 is thus configured so that it is substantially equal to the torsional vibration frequency f _excT with which the measuring tube 10 is excited during operation. This leads to the fact that the measuring tube 10 and the response vibrator 20 perform torsional vibrations out-of-phase with respect to each other, namely, basically, out of phase. Preferably, the response vibrator 20 has at least in this case torsional stiffness or torsional elasticity similar or identical to the measuring tube 10. However, it also turned out to be preferable to adjust the resonance frequencies f _{61, 62 of} torsional vibrations of both parts of the damper 61, 62, on the input and output side so that they are basically equal to the frequency f _{excT of} torsional vibrations. In this case, the resonant torsional vibration frequency f ₂₀ of the response vibrator 20 is selected so that it lies below or above the expected torsional vibration frequency f _excT .

В случае необходимости ответный вибратор 20, как это раскрыто, например, также в US-A 5969265, ЕР-А 317340 или WO-A 0014485, может быть составным или реализован в виде двух отдельных частичных ответных вибраторов, фиксированных на измерительной трубе 10 с впускной и выпускной сторон (фиг.6). В частности, в том случае, когда служащий практически в качестве внутренней несущей системы ответный вибратор 20 образован частичными ответными вибраторами 20 с впускной и выпускной сторон, внешняя несущая система 100 также может быть выполнена составной из частичных систем с впускной и выпускной сторон.If necessary, the response vibrator 20, as disclosed, for example, also in US-A 5969265, EP-A 317340 or WO-A 0014485, can be composite or implemented as two separate partial response vibrators fixed to the measuring tube 10 with the inlet and exhaust sides (Fig.6). In particular, in the case where the response vibrator 20, which serves practically as an internal carrier system, is formed by partial response vibrators 20 from the inlet and outlet sides, the external carrier system 100 can also be made up of partial systems from the inlet and outlet sides.

Согласно другому предпочтительному усовершенствованию изобретения, предусмотрены далее, как схематично показано на фиг.3, уравновешивающие балансиры 101, 102, которые, будучи фиксированы на измерительной трубе 10, обеспечивают точную настройку резонансных частот ее крутильных колебаний и, тем самым, например, также улучшенное согласование с обработкой сигналов. В качестве уравновешивающих балансиров 101, 102 могут служить, например, надетые на измерительную трубу 10 металлические кольца или фиксированные на ней металлические пластины.According to another preferred improvement of the invention, further provided, as schematically shown in FIG. 3, balancing balancers 101, 102, which, being fixed on the measuring tube 10, provide fine tuning of the resonant frequencies of its torsional vibrations and, for example, also improved matching with signal processing. As balancing balancers 101, 102, for example, metal rings worn on the measuring tube 10 or metal plates fixed on it can serve.

Согласно другому предпочтительному усовершенствованию изобретения, в ответном вибраторе 20, как схематично показано на фиг.3, выполнены пазы 201, 202, которые простым образом обеспечивают точную настройку резонансных частот его крутильных колебаний, в частности снижение резонансных частот крутильных колебаний за счет уменьшения крутильной жесткости ответного вибратора 20. Хотя пазы 201, 202 показаны на фиг.2 или 3, в основном, одинаково распределенными в направлении продольной оси L, они могут быть вполне расположены в случае необходимости также неодинаково распределенными в направлении продольной оси L.According to another preferred refinement of the invention, in the response vibrator 20, as shown schematically in FIG. 3, grooves 201, 202 are made, which in a simple manner provide precise tuning of the resonance frequencies of its torsional vibrations, in particular, a decrease in the resonant frequencies of torsional vibrations by reducing the torsional stiffness of the response vibrator 20. Although the grooves 201, 202 shown in figure 2 or 3, basically, equally distributed in the direction of the longitudinal axis L, they can be quite located if necessary also unequally distributed in the direction of the longitudinal axis L.

Как легко видеть из предшествующих пояснений, измерительный преобразователь, согласно изобретению, отличается множеством возможностей настройки, которые позволяют специалисту, в частности также после спецификации внешних или внутренних монтажных размеров, достичь с высокой точностью компенсации сил кручения, созданных при работе в измерительной трубе 10 и, при необходимости, в ответном вибраторе 20, и, тем самым, минимизировать отдачу энергии крутильных колебаний окружающему измерительный преобразователь пространству.As can be easily seen from the preceding explanations, the measuring transducer according to the invention is characterized by a plurality of tuning possibilities which allow the specialist, in particular after specification of external or internal mounting dimensions, to achieve with high accuracy the compensation of torsional forces created when working in the measuring tube 10 and if necessary, in the response vibrator 20, and thereby minimize the energy transfer of torsional vibrations to the space surrounding the measuring transducer.

Claims

1. A vibration-type measuring transducer for fluid flowing in the pipeline, comprising a measuring pipe (10) vibrating during operation with a given frequency of oscillations for fluid flow, in communication with the pipeline through the inlet pipe (11) entering the inlet end (11 #) of the measuring pipe (10) ) and the outlet pipe (12) included in the outlet end (12 #) of the measuring pipe (10), and, in particular, to create shear forces in the liquid, the measuring pipe (10) is made mainly straight and with the possibility of at least e temporarily torsional oscillation around its imaginary longitudinal axis (L) from the instantaneous frequency f _excT, a also comprises acting on the measuring tube (10) to ensure its vibration apparatus (40) of the field, the sensor device (50) for registration of the measuring pipe vibration ( 10) and a torsional vibration damper (60) fixed on the measuring tube (10), configured to oscillate at least partially out of phase with the measuring tube (10) performing torsional vibrations.

2. The Converter according to claim 1, characterized in that the damper (60) of torsional vibrations is provided with a drive only from a vibrating measuring tube (10).

3. The Converter according to claim 1, characterized in that the damper (60) of torsional vibrations is fixed on the measuring tube (10) from the inlet and outlet sides.

4. The Converter according to claim 1, characterized in that the damper (60) of torsional vibrations has its own frequency of torsional vibrations, which is greater than 0.8 times the frequency of oscillation of the measuring tube.

5. The Converter according to claim 1, characterized in that the dampener (60) of torsional vibrations has its own frequency of torsional vibrations, which is less than 1.2 times the frequency of oscillations of the measuring tube.

6. The Converter according to claim 1, characterized in that the torsion damper (60) has a part (61A, 61B) on the inlet side and a part (62A, 62B) on the outlet side.

7. The Converter according to claim 5, characterized in that the resonant frequency f ₆₁ , f _{62 of} torsional vibrations of the damper parts (61, 62) is configured so that it is basically equal to the frequency of torsional vibrations with which the measuring tube (10) is excited during operation .

8. The Converter according to claim 1, characterized in that its housing (100) is fixed to the measuring tube (10) from the inlet and outlet sides.

9. The converter according to claim 1, characterized in that additional masses (101, 102) are fixed on the measuring tube (10).

10. The transducer according to claim 1, characterized in that, in particular, a response vibrator (20) coaxial with the measuring tube (10) is provided, fixed to the measuring tube (10) from the inlet and outlet sides.

11. The Converter according to any one of the preceding claims 1-10, characterized in that the grooves (201, 202) are made in the response vibrator (20).

12. The Converter according to claim 10, characterized in that the resonant frequency of torsional vibrations of the response vibrator (20) is configured so that it is basically equal to the frequency of torsional vibrations with which the measuring tube (10) is excited during operation.

13. The Converter according to claim 3, characterized in that the dampener (60) of torsional vibrations has its own frequency of torsional vibrations, which is greater than 0.8 times the frequency of oscillation of the measuring tube.

14. The Converter according to claim 3, characterized in that the dampener (60) of torsional vibrations has its own frequency of torsional vibrations, which is less than 1.2 times the frequency of the measuring tube.

15. The Converter according to claim 3, characterized in that the torsion damper (60) has a part (61A, 61B) on the inlet side and a part (62A, 62B) on the outlet side.

16. The converter according to claim 15, characterized in that the resonant frequency f ₆₁ , f _{62 of} torsional vibrations of the damper parts (61, 62) is configured so that it is basically equal to the frequency of torsional vibrations with which the measuring tube (10) is excited during operation .

17. The Converter according to claim 3, characterized in that its housing (100) is fixed to the measuring tube (10) from the inlet and outlet sides.

18. The converter according to claim 3, characterized in that additional masses (101, 102) are fixed on the measuring tube (10).

19. The transducer according to claim 3, characterized in that, in particular, a response vibrator (20) coaxial with the measuring tube (10) is provided, fixed to the measuring tube (10) from the inlet and outlet sides.

20. The converter according to claim 19, characterized in that the grooves (201, 202) are made in the response vibrator (20).

21. The Converter according to claim 19, characterized in that the resonant frequency of torsional vibrations of the response vibrator (20) is configured so that it is basically equal to the frequency of torsional vibrations with which the measuring tube (10) is excited during operation.

22. The Converter according to claim 20, characterized in that the resonant frequency of torsional vibrations of the response vibrator (20) is configured so that it is basically equal to the frequency of torsional vibrations with which the measuring tube (10) is excited during operation.