CN101360976B - 振动型测量变换器 - Google Patents

Abstract

测量变换器包括：测量管，其在工作期间至少间歇地振动并且用于引导介质，其中测量管经由通入入口侧的入口管件以及通入出口侧的出口管件与管道连通；和反振荡器，其在入口侧固定至测量管以形成第一联接区，在出口侧固定至测量管以形成第二联接区。测量变换器还包括：第一悬臂，用于在入口管件中产生弯曲力矩，其在第一联接区的区域中基本刚性地与入口管件和测量管连接，并且其质心位于入口管件的区域中；以及第二悬臂，用于在出口管件中产生弯曲力矩，其在第二联接区的区域中基本刚性地与出口管件和测量管连接，并且其质心位于出口管件的区域中。根据本发明的测量变换器特别适用于具有大于50mm的较大额定直径的测量管。

Description

振动型测量变换器

技术领域

本发明涉及一种振动型测量变换器，特别是适用于科里奥利质量流量计的振动型测量变换器。

背景技术

为了确定管道中流动的介质特别是液体的质量流量，经常使用一种测量仪表，其利用振动型测量变换器以及与其相连的控制及调节电子装置，在介质中产生科里奥利力并由这些力得到代表质量流量的测量信号。

这种科里奥利质量流量计早已为人所知并在工业中广泛应用。于是，例如在EP-A 317 340、US-A 53 98 554、US-A 54 76 013、US-A 5531 126、US-A 56 91 485、US-A 57 05 754、US-A 57 96 012、US-A 59 45609、US-A 59 79 246、US-A 60 06 609、US-B 63 97 685、US-B 66 91 583、US-B 68 40 109、WO-A 99 51 946、WO-A 99 40 394或WO-A 00 14 485中记载的科里奥利质量流量计，它们各自具有振动型测量变换器。每一公开的测量变换器都包括：单独的直的测量管，其用于引导介质并在工作期间振动，这种测量管通过入口侧通入的入口管件以及出口侧通入的出口管件与管道相通；激励机构，其激励测量管在工作期间在管平面中弯曲振荡；和传感器装置，用于逐点检测测量管的入口侧及出口侧振荡。

正如已知的，当直的测量管被激励执行第一本征振荡形式的弯曲振荡时，在流经测量管的介质中引起科里奥利力。这些力导致较高和/或较低阶的第二本征振荡形式的共面弯曲振荡叠加在激励的弯曲振荡上，从而在测量管的入口及出口端上检测的振荡还表现出依赖于质量流量的可测相差。

通常这种测量变换器，例如在科里奥利质量流量计中使用的测量变换器的测量管在工作期间被激励为第一本征振荡形式的瞬时振荡频率，特别是在其被调节为恒定振幅的情况。由于这个谐振频率特别地还依赖于介质的瞬时密度，利用市场上常见的科里奥利质量流量计可以除了测量质量流量之外，还测量流动的介质的密度。

直的测量管的一个优点在于，例如它们可以在基本上任何安装位置被高度确定地清空残留物，特别是在在线执行了清洁处理之后。另外，例如与Ω形或螺旋形弯曲的测量管相比，这种测量管可以特别简单并因而更廉价地制造。以上述方式振动的直的测量管的另一优点在于，与弯曲的测量管相比，在测量操作期间基本没有通过测量管在连接的管道中产生扭曲振荡。

另一方面，上述测量变换器的显著缺点在于，由于振动的单个测量管的交替的横向偏转，相同频率的振荡的横向力可能作用于管道。如今，这些横向力仅能够被非常有限地得到补偿并且需要非常很高的技术努力。

为了改进测量变换器的动态平衡，特别是为了减少由振动的单个测量管引起的作用于管道入口及出口端的横向力，EP-A 317 340、US-A53 98 554、US-A 55 31 126、US-A 56 91 485、US-A 57 96 012、US-A 5979 246、US-A 60 06 609、US-B 63 97 685、US-B 66 91 583、US-B 68 40109或WO-A 00 14 485中公开的测量变换器包括反振荡器，其单部件或多部件实现，并且通过形成第一联接区而在入口端固定至测量管，通过形成第二联接区而在出口端固定至测量管。这种反振荡器实现为束状或者特别是为管状或者实现为与测量管对齐的摆动体，其在工作期间与测量管异相地特别是反相地振荡，从而由测量管引起的横向力和/或横向脉冲的影响可以被最小化，并且在一些情况中被完全抑制。

这种具有单个测量管和反振荡器的测量变换器已经得到证明，特别是在待测介质具有基本恒定密度或者密度仅轻微改变的情况中，即，由测量管产生的横向力和反振荡器产生的反作用力作用于所连接管道上的合力可以在最初被设置为零的情况。相反，在介质密度在较宽范围波动的应用情况，特别是在不同介质依次流过的情况，特别是在US-A55 31 126或US-A 59 69 265中公开的测量变换器基本上与没有反振荡器的测量变换器具有相同的缺点，因为上述合力还依赖于介质的密度并且因而会显著偏离零。换言之，由于依赖于密度的不平衡以及与之相关联的横向力，至少由测量管和反振荡器形成的测量变换器的内部件在工作期间全面偏离期望的静态静止位置。

例如在US-A 52 87 754、US-A 57 05 754、US-A 57 96 010或US-B69 48 379中记载了减少依赖于密度的横向力的一种可能。在所示测量变换器的情况中，在振动的单个测量管产生的更中频或高频振荡横向力被利用与测量管相比非常重的反振荡器以及测量管与管道的可能的相对较软的联接，即，被利用机械低通滤波器，而保持远离管道。然而，这种测量变换器的一个很大缺点在于，获得足够鲁棒的衰减所需的反振荡器质量随测量管额定直径而超过成比例地增加。另一方面，当使用这种厚重反振荡器时，必须保证测量变换器的最小本征频率(其随着质量增加而变得更低)仍然远离所连接管道的同样非常低的本征频率。

例如在US-A 59 79 246、US-B 63 97 685、US-B 66 91 583、US-B 6840 109、WO-A 99 40 394或WO-A 00 14 485中建议了减少依赖于密度的横向力的其它实现可能。在所公开的补偿机制的情况中，关键是通过提供测量变换器的内部件的各个部件的合适的交互，而扩展反振荡器和偏移部分有效的带宽。

特别地，在US-B 63 97 685中，公开了一种上述类型的测量变换器，其中第一平衡质量作为对于激励振荡的质量平衡措施并且在补偿圆柱体垂直于纵轴的中央平面中与补偿圆柱体相连，并且提供第二平衡质量和第三平衡质量作为对于科里奥利振荡的质量平衡措施，第二平衡质量和第三平衡质量实现为反振荡器的末端区域。以这种方式，实现了由科里奥利测量管和补偿圆柱体构成的振荡系统在质量方面对于科里奥利测量管的激励振荡以及对于科里奥利测量管的科里奥利振荡都至少大体上得到平衡。

WO-A 00 14 485也记载了一种用于管道中流动的介质的振动型测量变换器，其中提供了：入口侧第一悬臂，其在位于第一和第二联接区之间的第三联接区的区域中与测量管联接，并且质心位于测量管的区域中；和出口侧第二悬臂，其在位于第一和第二联接区之间的第四联接区的区域中与测量管联接，并且质心位于测量管的区域中。两条悬臂各自用于执行平衡振荡，平衡振荡使得横向脉冲得到补偿，并因而使得由测量管、激励机构、传感器装置和两条悬臂形成的内部件的质心保持位置固定。另外，WO-A 99 40 394记载了一种上述类型的测量变换器，其中提供用于产生在入口侧逆着横向力作用的反作用力的第一悬臂，以及用于产生在出口侧逆着横向力作用的反作用力的第二悬臂。在这种情况中，第一悬臂在第一联接区的区域固定至测量管，并在入口侧固定至变换器外壳；第二悬臂在第二联接区的区域固定至测量管，并在出口侧固定至变换器外壳，从而形成反作用力，使得尽管有产生的横向力，但测量管仍然保持固定在期望的静态静止位置。

在前述测量变换器的情况中，包括在US-A 59 79 246中所记载的测量变换器的情况中，原理上通过在工作之前和/或期间将反振荡器的幅度特性(特别是通过反振荡器的依赖于幅度的可变弹性刚度)与测量管振荡相匹配，使得由测量管和反振荡器产生的力基本彼此补偿，而解决了依赖于密度的不平衡的问题。

最终，在US-B 66 91 583和US-B 68 40 109中，公开了测量变换器，其中提供第一悬臂和第二悬臂，第一悬臂在第一联接区的区域中基本刚性地固定至测量管、反振荡器和入口管件，第二悬臂在第二联接区的区域中基本刚性地固定至测量管、反振荡器和出口管件。

两条悬臂，特别是关于测量管的中心对称设置的悬臂在这里用于当振动的测量管连同反振荡器以及还有两个联接区横向偏离它们各自的期望静态静止位置时，在入口及出口管件中产生动态的弯曲力矩，该弯曲力矩被这样构成，使得在形变的入口管件以及形变的出口管件中产生脉冲，该脉冲与振动的测量管中产生的横向脉冲反向。两条悬臂为此这样实现并设置在测量变换器中，使得位于入口管件的区域中的第一悬臂质心以及位于出口管件的区域中的第二悬臂质心都基本位置固定地保持在静态静止位置中，尽管测量管横向偏离其期望的静态静止位置。这种补偿机构的基本原理在于，将振动的测量管的横向位移运动转换为入口及出口管件的反向形变，并基本消除该横向位移运动，其中前述的横向位移运动否则将以干扰的方式作用于测量和/或连接的管道并且叠加在其引起测量效应的基本形变上，前述入口及出口管件的反向形变动态地平衡测量变换器。通过合适地调整内部件，可以这样构成入口及出口管件的形变，使得横向脉冲基本独立于测量管的瞬时振荡幅度和/或频率而彼此补偿。以相应的方式，还可以利用由形变的入口管件和形变的出口管件产生的横向力基本补偿由振动的测量管产生的横向力。

然而，进一步的调查显示，尽管利用US-B 66 91 583和US-B 68 40109建议的解耦机构，原理上可以获得关于抗干扰性的非常好的结果，但是对于确定的应用，特别是在那些介质密度在非常宽的范围波动的应用，利用公开的结构，对于解耦机构的带宽太小，并因在测量变换器抗干扰方面不能得到令人满意的结果。然而，还可以确定，仅仅通过诸如在US-A 52 87 754、US-A 57 05 754、US-A 57 96 010或US-B69 48 379中建议的应用相对较重的反振荡器不能明显改善US-B 66 91583和US-B 68 40 109中给出的解耦机构。

发明内容

于是，本发明的目的是提供一种前述类型的测量变换器，特别是适用于科里奥利质量流量计或科里奥利质量流量/密度计，其在工作中在较宽介质密度范围上被很好地动态平衡并且其中测量管和反振荡器能够具有相对较小的质量。

为了实现该目的，本发明在于一种用于管道中流动的介质的振动型测量变换器。该测量变换器包括：测量管，其在工作期间至少间歇地振动并且用于引导介质，其中测量管经由通入入口侧的入口管件以及通入出口侧的出口管件与管道连通；和反振荡器，其在入口侧固定至测量管以形成第一联接区，在出口侧固定至测量管以形成第二联接区。测量变换器还包括：第一悬臂，用于在入口管件中产生弯曲力矩，其在第一联接区的区域中基本刚性地与入口管件和测量管连接，并且其质心位于入口管件的区域中；以及第二悬臂，用于在出口管件中产生弯曲力矩，其在第二联接区的区域中基本刚性地与出口管件和测量管连接，并且其质心位于出口管件的区域中。

根据本发明的第一实施例，两条悬臂各自的质量都至少等于反振荡器的质量。

根据本发明的第二实施例，两条悬臂各自的质量大于反振荡器的质量的1.5倍。在本发明的进一步发展中，两条悬臂各自的质量小于反振荡器的质量的5倍，特别是不大于反振荡器的质量的3倍。

根据本发明的第三实施例，反振荡器的质量至少为测量管的质量的5倍。

根据本发明的第四实施例，两条悬臂各自的质量至少为测量管的质量。

根据本发明的第五实施例，悬臂的长度至多为入口管件或出口管件的长度的0.9倍。

根据本发明的第六实施例，两条悬臂各自被构造为基本为管状或者套筒状。在这个实施例的进一步发展中，悬臂各自的最大壁厚大于反振荡器的最大壁厚。进一步，悬臂各自的最小壁厚大于反振荡器的最大壁厚。

根据本发明的第七实施例，测量管、入口管件及出口管件各自由单个的整件的管的片段形成。

根据本发明的第八实施例，测量管基本是直的。在本发明的这个实施例的进一步发展中，反振荡器同样是直的，并且测量管和反振荡器基本彼此同轴。根据本发明的这个实施例的进一步发展，悬臂各自的长度至多为测量管的长度的0.5倍，特别是在这种情况中，各条悬臂的长度小于测量管的长度的0.4倍。

根据本发明的第九实施例，测量管至少部分由反振荡器围绕。

根据本发明的第十实施例，反振荡器也是管状的。

根据本发明的第十一实施例，反振荡器的内径大于50mm和/或壁厚大于5mm。

根据本发明的第十二实施例，入口管件和出口管件基本是直的。在本发明的这个实施例的进一步发展中，入口管件和出口管件基本彼此对齐并且与测量变换器的虚拟连接两个联接区的纵轴对齐。在本发明的这个实施例的另一进一步发展中，测量管在工作期间至少间歇地执行围绕弯曲振荡轴的弯曲振荡，该弯曲振荡轴与纵轴基本平行，特别是一致。进一步，测量管在工作期间至少间歇地执行围绕扭转振荡轴的扭转振荡，该扭转振荡轴与纵轴基本平行，特别是一致。

根据本发明的第十三实施例，入口管件的长度以及出口管件的长度各自至多为测量管的长度的0.5倍。在本发明的这个实施例的进一步发展中，入口管件的长度以及出口管件的长度都小于测量管的长度的0.4倍。

在本发明的这个实施例的另一进一步发展中，测量管在工作期间至少间歇地以振荡频率振动，该振荡频率考虑了入口管件的长度以及入口管件的弯曲刚度，大于

其中L₁₁代表入口管件的长度，m₁₅代表第一悬臂的质量，E₁₁·I₁₁代表入口管件的弯曲刚度，它是由入口管件的材料的弹性模数E₁₁以及入口管件的轴向平面惯性矩I₁₁确定的。另外，测量管在填充了水时具有最低自然本征频率，其大于

根据本发明的第十四实施例，空的测量管具有最低自然本征频率，其大于或约等于反振荡器的最低自然本征频率。在本发明的这个实施例的进一步发展中，填充了水的测量管的最低自然本征频率至少为反振荡器的最低自然本征频率的1.1倍。

根据本发明的第十五实施例，入口管件、出口管件和测量管基本是直的，并且入口管件的长度以及出口管件的长度至多为测量管的长度的0.5倍。在本发明的这个实施例的进一步发展中，入口管件的长度和出口管件的长度都小于测量管的长度的0.4倍。

根据本发明的第十六实施例，第一悬臂的围绕第一悬臂虚拟第一旋转轴的第一质量惯性矩与第一悬臂的围绕第一悬臂虚拟第二旋转轴的第二质量惯性矩之比小于5，特别地小于2，其中所述第一旋转轴位于第一联接区中，所述第二旋转轴基本平行与测量管纵轴。另外，第二悬臂的围绕第二悬臂虚拟第一旋转轴的第一质量惯性矩与第二悬臂的围绕第二悬臂虚拟第二旋转轴的第二质量惯性矩之比小于5，特别地小于2，其中所述第一旋转轴位于第二联接区中，所述第二旋转轴基本平行与测量管纵轴。进一步，两个第一质量惯性矩各自至少为0.01kg·m²和/或两个第二惯性质量惯性矩各自至少为0.01kg·m²。根据本发明的这个实施例的另一发展，各个悬臂的第一惯性质量矩与其各自质量之商小于0.03m²并且特别是在0.001m²～0.01m²的范围。另外，各个悬臂的上述商与测量管的横截面面积之比小于10。特别地在这种情况中，对于两条悬臂，上述商位于0.5～5的范围。

根据本发明的第十七实施例，各条悬臂至少部分直接固定在反振荡器上。

根据本发明的第十八实施例，各条悬臂具有至少一个纵向槽。

根据本发明的第十九实施例，各条悬臂利用螺旋连接固定在反振荡器上。

根据本发明的第二十实施例，各条悬臂是利用推上反振荡器的套筒形成的。在本发明的这个实施例的进一步发展中，各个形成悬臂的套筒具有至少一个环形槽。进一步，两条悬臂中任一条的至少一个环形槽与相应悬臂的惯性主轴基本同轴，特别是同中心。

根据本发明的第二十一实施例，测量管的内径大于40mm和/或壁厚大于2mm。

根据本发明的第二十二实施例，测量变换器还包括传感器装置，用于至少监测测量管的振荡。

根据本发明的第二十三实施例，测量变换器还包括激励装置，用于至少驱动测量管。

根据本发明的第二十四实施例，测量管至少间歇地以振荡频率振动，该振荡频率至少为测量变换器的可振荡内部件的最低自然本征频率的1.5倍，该内部件至少是利用测量管、反振荡器、入口管件、出口管件以及两条悬臂形成的。在本发明的这个实施例的另一发展中，内部件的最低自然本征频率基本由悬臂、测量管和反振荡器的质量以及入口及出口管件的有效弯曲刚度确定，该有效弯曲刚度与入口及出口管件的形变相对抗地作用，所述形变是由联接区横向偏离静态静止位置以及随之而来的悬臂围绕其各自质心的扭曲而得到的。

另外，本发明在于一种在线测量仪表，其例如实施为科里奥利质量流量计、密度计、粘度计等，用于测量和/或监控管道中流动的介质的至少一个参数，例如质量流量、密度和/或粘度，其中上述类型的测量变换器位于该在线测量仪表中。

本发明的优点在于，特别是与US-A 52 87 754、US-A 57 05 754、US-A 57 96 010或US-B 69 48 379中建议的较重反振荡器相比，通过略微增加内部件的质量，显著改进测量变换器的平衡，并因此也能够显著改进其抗干扰性。本发明的测量变换器的突出之处在于，其即使对于经由连接的管道而可能耦合入的干扰振荡也有很强的抗干扰能力。还发现，例如与内部横向力被利用在US-A 52 87 754、US-A 57 05754、US-A 57 96 010或US-B 69 48 379中提到的简单机械低通系统而同等质量地得到补偿的测量变换器相比，这种测量变换器能够具有明显更低的质量。另外，由于动态振荡解耦，它可以非常紧凑地实现。于是，测量变换器特别适用于在额定直径例如大于50mm的管道中进行测量。然而，测量变换器还适用于在较大额定直径(例如，大于40mm)的管道中进行测量。

附图说明

现在根据附图中显示的实施例解释本发明及进一步的优点。相同的部件在附图中具有相同的附图标记。如果有助于清楚，在后续的附图中省略已经提到的附图标记。附图中：

图1显示了可插入管道中的在线测量仪表，用于测量管道中引导的介质的至少一个参数；

图2以透视侧视图显示了适用于根据图1的在线测量仪表的振动型测量变换器的一个实施例，所述测量变换器包括测量管、反振荡器、入口侧悬臂和出口侧悬臂；

图3以侧视图显示了部分根据图2的测量变换器；

图4显示了根据图2的测量变换器的第一截面；

图5显示了根据图2的测量变换器的第二截面；

图6a)～d)示意性显示了以横向弯曲振荡模式振荡的测量管和反振荡器的弯曲线；

图7a、b示意性显示了根据图2的测量变换器的悬臂的一个实施例；和

图8示意性显示了具有根据图6c)振动的测量管的测量变换器的截面。

具体实施方式

图1显示了可插入管道的在线测量仪表，例如科里奥利质量流量计、密度计、粘度计等，其用于测量和/或监控管道中流动的介质的至少一个参数，例如质量流量、密度、粘度等。在线测量仪表为此包括振动型测量变换器，待测介质在工作期间流经该测量变换器。图2-5示意性显示了这种测量变换器的实施例。另外，原理机械结构及其操作方式与US-B 66 91 583或US-B 68 40 109中公开的测量变换器类似。测量变换器用于在其中流过的介质中产生机械反作用力，例如依赖于质量流量的科里奥利力、依赖于密度的惯性力和/或依赖于粘度的摩擦力，它们可测量地、特别是可由传感器检测地反作用于测量变换器。以本领域已知的方式，可以从这些反作用力测量例如质量流量m、密度ρ和/或粘度η。

为了引导介质，测量变换器包括在这里为单个的基本直的测量管10，其在工作期间振动并因而围绕静态静止位置振荡地重复弹性形变。

为了最小化作用于测量管10的干扰影响，并且为了减少从测量变换器到连接的管道传递的振荡能量，测量变换器中还具有反振荡器20，其在这种情况中基本平行于测量管10延伸。如图3所示，它固定至测量管10，使得在入口侧形成限定测量管10入口端的第一联接区11#，在出口侧形成限定测量管10出口端的第二联接区12#。反振荡器20可以是管状或盒状的，并且可以例如在入口端和出口端与测量管10相连，使得它基本与测量管10同轴，正如图2和3所示，从而反振荡器20包围测量管10。另外，在当前实施例中，反振荡器20比测量管10重很多。

为了能被待测介质流过，测量管10通过在入口侧通入第一联接区的区域中的入口管件11以及通过在出口侧通入第二联接区的区域中的出口管件12连接至管道(未显示)，该管道引入或引出介质，特别地，出口管件12基本与入口管件11相同。入口管件11和出口管件12在所示实施例中基本是直的并且彼此、与测量管10以及与虚拟连接联接区的虚拟纵轴L对齐。根据本发明的一个实施例，入口管件11的长度L₁₁以及出口管件12的长度L₁₂都至多为测量管10的长度L₁₀的0.5倍。为了能够提供尽可能紧凑的测量变换器，入口管件11的长度L₁₁和出口管件12的长度L₁₂都小于测量管10的长度L₁₀的0.4倍。

以具有优点的方式，测量管10、入口管件11和出口管件12可以整件形成，从而例如单个的管状半成品能够用于它们的制造。作为替代，测量管10、入口管件11和出口管件12分别由单独的一件管的片段形成，如果需要，它们还可以由单独的随后连接(例如焊接)在一起的半成品制造。

正如图2和3示意性示出的，本发明的测量变换器还包括第一悬臂15和第二悬臂16，其中第一悬臂在第一联接区的区域中与入口管件11和测量管10联接并且质心M₁₅位于入口管件11的区域中，第二悬臂在第二联接区的区域中与出口管件12和测量管10联接并且质心M₁₆位于出口管件12的区域中。换言之，两个特别是基本相同构造的、如果需要甚至等同的悬臂15、16这样设置在测量变换器中，使得各自的质心M₁₅、M₁₆与测量管10相距，特别是在其运动范围中。于是，两条悬臂15和16偏心地保持在入口及出口管件上并相应地偏心地保持在测量管10和反振荡器20上。在本发明的另一实施例中，悬臂15这样形成并安装在测量管10上，使得其质心M₁₅基本位于入口管件11的一半长度的区域，并且悬臂16这样形成并安装在测量管10上，使得其质心M₁₆基本位于出口管件12的一半长度的区域。为了获得尽可能紧凑的测量变换器，在本发明的一个实施例中，这样构造各个悬臂15、16，使得其长度L₁₅、L₁₆分别最多为入口管件11的长度L₁₁和出口管件12的长度L₁₂的0.9倍并且/或者最多为测量管10的长度L₁₀的0.5倍。特别地，进一步这样构造各个悬臂15、16，使得其长度尽可能小于测量管10的长度L₁₀的0.4倍

正如从图1和3清楚看到的，由测量管10、反振荡器20、入口管件11、出口管件12以及两条悬臂15、16形成的测量变换器内部件可振荡地支持在变换器外壳30中，该变换器外壳介质密闭地且基本压密地包围内部件，变换器外壳30相应地固定至入口及出口管件11、12远离联接区的末端。对于测量变换器要可拆卸地安装到管道上的情况，分别在入口管件11和出口管件12上形成第一和第二法兰13、14。在这种情况中，法兰13、14可以也形成为变换器外壳30的整体部件。如果需要，入口及出口管件11、12也可以例如通过熔焊或铜焊而直接与管道连接。

为了制造上述内部件的各个部件，可以使用这种测量变换器常用的任何材料，例如，钢、钽、钛、锆等，或者可以使用这些材料的合适的组合。例如，已经证明对于测量管10以及入口管件11和出口管件12使用钛是特别适合的；然而，例如出于成本节约的原因，对于反振荡器20和悬臂15、16以及对于变换器外壳30，使用钢是具有优点的。为了能够尽可能简单且成本低廉地制造悬臂以及最终制造测量变换器，两条悬臂15、16可以例如各自基本为管状或套筒状，从而其可以基本上利用推到反振荡器20上的套筒特别是金属套筒而形成，特别是对于反振荡器20已经与测量管10相连的情况。根据进一步的发展，每一个在这种情况中形成各个悬臂15、16的套筒具有至少一个环形槽。正如从图2和3清楚看到的，在当前实施例中，至少两条环形槽中的每一个都与相应悬臂15、16的基本平行于纵轴L的惯性主轴基本同轴，特别是共中心。作为将上述套筒用于悬臂15、16的替代，悬臂还可以与反振荡器20一起例如利用单独的管状半成品整件制造或者利用两个半管而两件地制造。

在测量变换器的工作期间，正如开始已经提到的，测量管10被激励至少间歇地横向弯曲振荡，特别是在自然谐振频率的范围内，从而它以所谓的有效模式基本根据第一自然本征振荡形式弯曲。在这种情况中，弯曲振荡基本上与弯曲振荡轴横切，该弯曲振荡轴与纵轴L基本平行，特别是一致。在本发明的一个实施例中，测量管10被激励具有振荡频率f_exc，该频率尽可能精确地对应于测量管10的所谓f1本征模式的自然谐振频率，即对称本征模式，其中如图6b)～6d)示意性显示的，振动的但没有介质流过的测量管10相对于垂直于纵轴的中央轴基本对称地弯曲并且具有基本单一的振荡波腹。同样，正如在图6b中示意性显示的，反振荡器20也在测量变换器工作期间被激励弯曲振荡，该弯曲振荡与测量管10的弯曲振荡基本共面但基本反相。对于介质在管道中流动并且因而质量流量m不为零的情况，利用以上述方式振动的测量管10在流经的介质中感应科里奥利力。这些力反过来作用于测量管10并因而引起附加的测量管10的可由传感器检测的形变(这里没有显示)，该形变对应于第二自然本征振荡形式，其基本共面地叠加在激励的有效模式上。测量管10的形变的瞬时特性，特别是其幅度，也依赖于瞬时质量流量m。正如在这种测量变换器的情况中常见的，用作第二本征振荡形式的所谓科里奥利模式可以例如是具有两个振荡波腹的不对称f2本征模式的本征振荡形式和/或具有四个振荡波腹的不对称f4本征模式的本征振荡形式。

进一步，根据本发明的一个实施例，这样确定测量管10和反振荡器20的尺寸，使得空的测量管10具有最低自然本征频率f₁₀，其大于或约等于反振荡器20的最低自然本征频率f₂₀。特别地，这样确定测量管10和反振荡器20的尺寸，使得充满水的测量管10具有最低自然本征频率f_10，H2O，该频率至少等于反振荡器20的最低自然本征频率f₂₀。根据本发明的另一实施例，测量管10和反振荡器20在它们的振荡特性方面这样彼此调节，使得测量管10当完全充满水时的最低本征频率f_10，H2O也至少为反振荡器20的最低自然本征频率f₂₀的1.1倍。在测量管10由钛制成、额定直径DN约为55mm、长度L₁₀约为570mm且壁厚约为2.5mm的情况，空的测量管的f1本征模式的自然谐振频率f_10，Air将约为550Hz，而充满水的测量管的f1本征模式的自然谐振频率f_{10， H2O}，约为450Hz。

根据本发明的另一实施例，这样确定测量管10和反振荡器20的尺寸，使得反振荡器20的质量m₂₀至少为测量管10的质量m₁₀的5倍。在使用由钢制成、外径约为100mm、壁厚约为10mm的管的情况中，考虑上述方式确定尺寸的测量管，反振荡器20的质量m₂₀将为大约10kg的量级。

在本发明的进一步发展中，特别是在如US-B 68 40 109所示的测量变换器的情况中，测量管10在工作期间至少间歇地执行围绕扭转振荡轴的扭转振荡，该扭转振荡轴与纵轴L基本平行，特别是与其一致。扭转振荡轴、弯曲振荡轴以及纵轴L可以一致，这在这种测量变换器中非常常见。对于上述测量管10，例如将得到大约750Hz的范围中的扭转振荡最低自然谐振频率。

为了产生测量管10的机械振荡，即弯曲振荡和/或扭转振荡，测量变换器还包括激励装置40，特别是电动激励装置。这用于将电子激励能量E_exc转换为激励力F_exc，所述激励能量是从控制电子装置(未显示)馈送的且具有受控电流和/或受控电压，所述激励力例如脉冲地或谐波地作用于测量管10并且以前述方式令测量管10弹性形变。在这种情况中，如图4示意性示出的，激励力F_exc可以是双向的，或者也可以是单向的，并且可以以本领域技术人员熟知的方式，例如利用电流和/或电压控制电路而在幅度上得到调节，并且例如利用锁相环而在频率上得到调节。

激励装置可以是例如螺线管装置，其差动地作用于测量管10和反振荡器20，其具有圆柱激励线圈和永磁电枢，该圆柱激励线圈固定至反振荡器20并且相应的激励电流在工作期间流经该激励线圈，该永磁电枢至少间歇地插入激励线圈并在外部特别是居中地固定至测量管10。另外，激励装置40可以例如实施为电磁体，或者例如WO-A 99 51946所示实施为地震激励器。为了检测测量管10的振荡，可以使用例如这种测量变换器常用的传感器装置，以本领域技术人员熟知的方式利用入口侧第一传感器50A以及利用出口侧第二传感器50B，测量管10的运动被检测并被转换为相应的第一和第二传感器信号S₁、S₂。例如差动地测量相对于反振荡器的振荡的电动速度传感器、或者电动路径传感器或加速度传感器可以用作传感器50A和50B。作为电动传感器装置的替代或者补充，其它利用电阻或压电应力仪表测量的传感器或者光电传感器可以用于检测测量管10的振荡。

在本发明的另一实施例中，如图2～4所示，激励装置40被这样构造并设置在测量变换器中，使得激励装置40在工作期间同时地特别是差动地作用于测量管10和反振荡器20。在图4所示的实施例中，激励装置40为此具有至少一个第一激励线圈41a，其在工作期间至少间歇地被激励电流或激励电流分量流过，激励线圈41a固定至与测量管10相连的杠杆41c并且通过该杠杆以及在外部固定至反振荡器20的电枢41b而差动地作用于测量管10和反振荡器20。这种设置的优点还在于，反振荡器20以及变换器外壳100的横截面能够保持得较小，并且可以容易地接近激励线圈41a，特别是在组装期间。另外，激励装置40的这个实施例的另一优点在于，可能使用的线圈杯41d，特别是额定宽度大于50mm的重量不再可忽略的线圈杯，同样可固定至反振荡器20并因而对于测量管10的谐振频率基本没有影响。然而，这里要注意的是，如果需要，激励线圈41a也可以由反振荡器20支持并且电枢41b由测量管10支持。

以相应的方式，传感器装置50也可以这样设计并设置在测量变换器中，使得它差动地检测测量管10和反振荡器20的振动。在图5所示实施例中，传感器装置50包括传感器线圈51a，其固定至测量管10并在这里设置在传感器装置50的所有惯性主轴之外。传感器线圈51a尽可能接近固定至反振荡器20的电枢51b并且与其磁耦合，使得在传感器线圈中感应依赖于可变的测量电压，其受到测量管10和反振荡器20之间相对位置和/或相对距离改变的旋转和/或横向相对运动的影响。基于传感器装置51a的这种设置，可以以具有优点的方式同时检测上述扭转振荡以及可能的激励的弯曲振荡。如果需要，传感器线圈51a可以为此固定至反振荡器20，并且与其耦合的电枢51b以相应的方式固定至测量管10。

正如上面多次提到的，在激励有效模式的情况中，以上述方式振动的单个测量管10由于伴随弯曲振荡的质量加速度而产生已知的横向力Q₁；以相应方式，在测量变换器中产生横向脉冲。例如，在大约0.03mm振幅的情况中，在上述不锈钢测量管的情况中将产生大约100N的横向力。对于这些横向力Q₁不能得到补偿的情况，这导致悬挂在入口管件11和出口管件12之上的测量变换器内部件被相应地横向推离其期望的静态静止位置。相应地，横向力Q₁通过入口及出口管件11、12至少部分作用于连接的管道，并且因而管道将同样被引起振动。正如之前解释的，测量管10也可以被利用反振荡器20基本上仅对于单一的介质密度值并且最好在非常窄的介质密度范围上被动态地平衡；参见图6b。于是，在波动的介质密度ρ的情况中，测量管10以及基本上整个内部件横向移出在图6a～d中以纵轴L表示的静止位置，并且在低于介质密度值的较低密度ρ的情况中，在其自身的振荡运动的方向上，正如图5c示意性示出的；或者在高于上述介质密度值的较高密度ρ的情况中，在反振荡器20的振荡运动的方向上，正如图6d中示意性示出的。结果，反振荡器20更多地用于对于恰好一个预先确定的介质密度值(例如，在测量变换器工作期间期望的最常出现的密度值或者临界的介质密度值，例如，水的密度)动态平衡测量变换器，使得在振动的测量管中产生的横向力Q₁被尽可能完全补偿，并且测量管基本不离开其静态静止位置；参见图6a、6b。为了能够尽可能可简单操作地将反振荡器20调节至上述介质密度值以及测量管10的实际激励的振荡形式，本发明的一个实施例中，为反振荡器20提供特别是可拆卸的离散质量工件201、212。质量工件201、202可以是例如外部旋至固定在测量管上的突出螺栓的圆盘，或者推到测量管10上的短的管状工件。另外，例如通过形成纵向槽或环形槽，也可以形成反振荡器20上相应的质量分布。可以利用本领域技术人员熟知的方式，例如利用有限元计算和/或利用实验测量而确定适用于特定应用的质量分布。当然，如果需要，还可以使用多于所示出的两个质量工件201、202。

为了进一步改进测量变换器的动态平衡，特别是在具有显著波动的密度ρ的介质的情况中，并且考虑对于US-B 66 91 583或US-B 68 40109中公开的弯曲和/或扭转振荡的解耦原理，悬臂15基本刚性地联接至入口管件11、反振荡器20和测量管10，并且悬臂16基本刚性地联接至出口管件12、反振荡器20和测量管10。在这种情况中，特别是尽可能靠近测量管10设置的悬臂15、16可以分别与内部件的其他元件例如反振荡器20材料接合以及合型和/或力接合地连接。相应地，悬臂可以例如被熔焊、锡焊、铜焊、夹钳和/或按压。以这种方式，利用悬臂15、16，创建第一质量惯性矩J_15x、J_16x，其同等偏心地(即，不在相关的质心M₁₅、M₁₆上)作用于各自固定位置。这些第一质量惯性矩J_15x、J_16x不是各个悬臂15、16的主惯性矩。作为例子，各个悬臂15、16可以至少部分直接固定至反振荡器20。

对于上述悬臂15、16夹钳在反振荡器20和/或相关联连接管件上的情况，悬臂可以例如利用相应的螺旋连接固定。于是图7a、b显示了对于悬臂15，对于上述类型的悬臂的具有优点的夹钳连接。在这种情况中，悬臂在推到反振荡器20之后，利用至少两个相互平行的贯穿螺栓15a、15b和相应螺母15c、15d而固定，其中两个贯穿螺栓15a、15b位于在悬臂15的彼此相对的侧面中的贯穿孔15e、15f中。为了防止螺母15c、15d的无意松动，如果需要，它们可以在组装之后另外以合适的方式(例如，利用金属粘合和/或例如通过锡焊和/或铜焊)而与相应的贯穿螺栓材料接合地连接。为了保证以贯穿螺栓15a、15b和反振荡器20中可接受的张紧力在悬臂15和反振荡器20之间尽可能好的力连接，这里显示的变型中还提供了径向贯穿的纵向缝隙15g、15h，其基本与纵轴L对齐并且至少位于朝向反振荡器20和测量管10的前部上。

在两个联接区11#、12#横向运动的情况中，例如由于测量管10和反振荡器20之间依赖于密度的不平衡和/或由于从外部耦合入测量变换器的干扰振荡，在悬臂15方面在入口管件11中以及在悬臂16方面在出口管件12中产生弯曲力矩，它们由于悬臂15、16的偏心性以及质量惯性而定向，使得与其相关联的入口及出口管件11、12的形变与联接区11#、12#的横向运动反向。换言之，悬臂15、16被这样形成并测定，使得由此得到的第一质量惯性矩J_15x、J_16x围绕虚拟旋转轴D_15x、D_16x，该旋转轴垂直于纵轴L延伸但是与各悬臂的平行于纵轴的惯性主轴相距，这允许悬臂15、16在联接区11#、12#加速横向位移的情况中扭曲，但是相关的质心M_15、16保持至少横向地基本位置固定在所属的静态静止位置，该静态静止位置是基于悬臂15、16的具体的机械几何特性而分配的。结果，每一质心M₁₅、M₁₆基本上形成悬臂15、16的形成弯曲力矩的旋转运动的旋转点。

悬臂15、16的质量惯性矩J₁₅、J₁₆以上述方式偏心地作用于各个固定位置，于是(由于测量管10围绕各个位置固定的静止的质心M₁₅、M₁₆的摆动的加速横向偏移运动V)强迫得到各个相关联的固定位置的附加扭曲，其围绕垂直于这个横向偏移运动V以及纵轴L的虚拟的第一旋转轴D_15x或者围绕基本平行于第一旋转轴的虚拟第二旋转轴D_16x；参见图6c和d。正如在图8中再次放大显示的，基本上整个入口侧第一联接区11#特别是入口端的扭曲反过来至少逐段地引起入口管件11的与测量管10的偏移运动V相对的附加弯曲，其基本对应于单轴的无横向力的且因而基本无剪切应力的弯曲；以类似的方式，出口管件12与偏移运动V相对地弯曲。

正如图1～4中显示的，两条悬臂15、16在一侧固定；即，仅仅在联接区11#、12#的区域中固定。为了抑制可能的不期望的振荡模式，还可能如图8示意性示出的，提供弹性和/或衰减元件，其还用于将悬臂15和16的质心M₁₅、M₁₆稳定在各自的静止位置。这些附加的元件例如垂直于主振荡平面，或者正如这里显示的，基本位于主振荡平面中，各自固定至悬臂质量以及变换器外壳30。

包括测量管、反振荡器、入口及出口管件以及悬臂在内的内部件的尺寸，以及受其影响的入口及出口管件11、12的弯曲，可以例如利用计算机支持的仿真计算或者利用实验测量而被优化，使得由弯曲产生的反作用力Q₂在尽可能宽的介质密度波动范围上完全或至少大部分补偿在振动的测量管10中的上述横向力Q₁，并且使得除了在变换器外壳30以及连接的管道上之外，基本没有由振动的测量管10以及可能的由整个振荡的内部件引起的横向力。由于这种方式产生的弯曲力矩而在连接的管道上的可能的形变可以例如由变换器外壳30的适当高的弯曲刚度而抑制。

根据本发明的另一实施例，由激励装置驱动的测量管10在工作期间周期地和/或至少间歇地以振荡频率f_exc振动，该频率至少为测量变换器的可振荡内部件的最低自然本征频率的1.5倍，正如已经提到的，所述最低自然谐振频率至少是利用测量管10自身、反振荡器20、入口管件11、出口管件12以及两条悬臂15、16形成的。换言之，有效模式的自然谐振频率应当至少为内部件的最低自然本征频率的1.5倍，但尽可能大于2倍。对于这里给出的内部件的尺寸，在空测量管的情况中，其最低自然本征频率应例如为大约250Hz或更小，但是在水充满测量管的情况中，它将是200Hz的量级或者更低。

进一步的调查显示，这个上述的需求可以有效地实现，特别是同时保持US-B 66 91 583或US-B 68 40 109中公开的解耦原理，并且特别是与66 91 583或US-B 68 40 10中公开的测量变换器相比，在抗干扰性上有显著改进，并且因而显著改进上述类型的在线测量仪表的测量精度，其中这样实现两条悬臂15、16，使得它们具有比测量管10的质量m₁₀明显要大的质量m₁₅、m₁₆并且至少在反振荡器20的质量m₂₀的量级。于是，对于本发明的测量变换器，进一步提出，这样确定反振荡器20和悬臂15、16的尺寸，使得两条悬臂15、16中每一条的质量m₁₅、m₁₆至少等于反振荡器20的质量m₂₀。根据本发明的另一实施例，两条悬臂15、16中的每一条的质量m₁₅、m₁₆大于反振荡器20的质量m₂₀的1.5倍。于是根据使用的测量管的额定直径，两条悬臂15、16各自的质量m₁₅、m₁₆能够大于测量管10的质量m₁₀的10倍。另外，在这种情况中可以进一步确定，当两条悬臂15、16各自的质量m₁₅、m₁₆小于反振荡器20的质量m₂₀的5倍或者至少对于额定直径大于50mm的测量管至多仅仅为反振荡器20的质量m₂₀的3倍时，可以获得关于抗干扰性的良好结果。

根据本发明的另一实施例，两条悬臂15、16各自这样定大小，使得它们各自的质量m₁₅、m₁₆大于5kg，特别是大于10kg，但是小于50kg。

为了提供足够大的质量m₁₅、m₁₆，在本发明的另一实施例中，每一悬臂15、16的最大壁厚大于反振荡器20的最大壁厚。另外，在当前实施例中，这样确定每一悬臂15、16的尺寸，使得其最小壁厚大于反振荡器20的最大壁厚，从而不仅可以实现相应的高质量m₁₅、m₁₆，而且与测量管10和反振荡器20相比，对于各条悬臂15、16还实现了相应较高的弯曲刚度。

在本发明的另一实施例中，至少测量管10和悬臂15、16这样彼此匹配，从而充满水的测量管10具有最低自然本征频率f_10，H2O，其至少满足：

$f_{10}\≥\frac{1}{2\mathrm{\π}}\·\sqrt{\frac{12\·E_{11}\·I_{11}/L_{11}^3}{m_{15}}},$

其中E₁₁是入口管件11的材料的弹性模数，I₁₁是入口管件11对于上述内部件的振荡的有效或平均的轴向平面惯性矩。这个平面惯性矩是以已知的方式基于以下关系得到的：

$I_{11}=\frac{\mathrm{\π}}{64}[{(\mathrm{DN}+d)}^4-d^4].$

在这种情况中，表达式E₁₁·I₁₁/L₁₁ ³代表由入口管件11确定的对于内部件的振荡给定的弹簧常数，其等于(至少对于内部件的基本对称的构造)以类似方式确定的出口管件12的弹簧常数。结果，在结构基本对称的情况中，有以下关系：

$\sqrt{\frac{E_{11}\·I_{11}/L_{11}^3}{m_{15}}}=\sqrt{\frac{E_{12}\·I_{12}/L_{12}^3}{m_{16}}}.$

在另一实施例中，对于测量管10在工作期间至少间歇地振动的主要振荡频率f_exc，有：

$f_{\mathrm{exc}}>\frac{1}{2\mathrm{\π}}\·\sqrt{\frac{12\·E_{11}\·I_{11}/L_{11}^3}{m_{15}}}.$

于是，以这种方式，入口及出口管件以及悬臂15、16的质量m₁₅、m₁₆这样彼此匹配，使得内部件的最低自然本征频率被限定为低于在工作期间期望的依赖于待测介质密度的测量管10振荡频率f_exc。

为了实现这一点，并且为了实现悬臂15、16尽可能没有延迟的扭曲以及解耦机构的高带宽，悬臂15和16还这样形成并固定至测量管10，使得上述第一质量惯性矩J_15x、J_16x被各个所属悬臂质量m₁₅或m₁₆所除得到的商尽可能小。实验调查还显示，当各悬臂15、16的质量惯性矩J_15x、J₁₆与其质量m₁₅、m₁₆的商J_15x/m₁₅、J_16x/m₁₆保持小于0.03m²特别是在0.001m²～0.01m²的范围内时，特别是即使使用例如大于10kg的相对较重并因而难以移动的悬臂15、16，也能够获得测量变换器的较高的抗干扰性，同时保持同样高的动态性。进一步，通过调查上述不同额定直径的测量变换器的振荡特性，可以确定，当悬臂15的上述商J_15x/m₁₅以及第二悬臂16的上述商I_16x/m₁₆与测量管的横截面积A₁₀(这里为平面的)之比保持尽可能小时，特别是小于10时，能够获得关于抗干扰性和动态性的较好结果。考虑这个情况，在本发明的另一实施例中，依赖于为实际测量变换器选择的测量管额定直径DN而这样构造悬臂15、16并确定其尺寸，使得悬臂15至少满足条件 $0.5<\frac{J_{15x}}{m_{15}\&CenterDot;A_{10}}<5$ 并且悬臂16至少满足条件 $0.5<\frac{J_{16x}}{m_{16}\&CenterDot;A_{10}}<5.$

根据本发明的另一实施例，悬臂15、16还这样构成，使得两个第一质量惯性矩J_15x、J_16x都至少为0.01kg·m²。

对于上述测量变换器要以双模式工作(即，测量管10既至少间歇地执行弯曲振荡也至少间歇地执行扭转振荡)的情况，除了各个悬臂15、16围绕相关旋转轴D_15x、D_16x的质量惯性矩J_15x、J_16x之外，非常重要的还有悬臂15、16的第二质量惯性矩J_15z、J_16z，其与加速扭曲围绕基本平行于纵轴L的虚拟旋转轴D_15z、D_16z相对作用。对于实施例中显示的测量变换器，其中悬臂既与入口及出口管件对齐也与测量管和反振荡器对齐，质量惯性矩J_15z、J_16z基本对应于各悬臂15、16的三个主惯性矩之一并且旋转轴D_15z、D_16z基本对应于相关联的惯性主轴。根据本发明的另一实施例，这样确定悬臂15、16的尺寸，使得各条悬臂15、16的第一质量惯性矩J_15x、J_16x与其第二质量惯性矩J_15z、J_16z之比J_15x/J_15z、J_16x/J_16z小于5，特别是小于2。至少对于上述情况，两个第一质量惯性矩J_15x、J_16x至少为0.01kg·m²，而且两个第二质量惯性矩J_15z、J_16z至少为0.01kg·m²。

在本发明的另一实施例中，悬臂15、16围绕各自旋转轴D_15x、D_16x的最低弯曲刚度大于入口管件11和出口管件12相对于相同旋转轴D_15x或D_16x的弯曲刚度E₁₁·I₁₁、E₁₂·I₁₂。对于上述情况，各悬臂15、16的相应长度L₁₅、L₁₆也被选择得明显小于入口管件11的长度L₁₁和出口管件12的长度L₁₂，可以保证，各条悬臂15、16的相应弹簧常数总是大于入口管件11的上述与E₁₁·I₁₁/L³ ₁₁成比例的弹簧常数以及出口管件12的相应弹簧常数(～E₁₂·I₁₂/L³ ₁₂)。

为了将悬臂15、16所需的质量、质量惯性矩和/或弯曲刚度最优地匹配实际预定的值，特别是由测量管10和/或反振荡器20给定的值，作为上述环形槽的替代或者补充，还可以在各条悬臂中提供与纵轴L基本对齐的纵向槽15i、15j，正如图7a和7b基于悬臂15显示的。

正如可以从以上解释容易地看出的，本发明的测量变换器的突出之处在于，具有多种调节的可能性，使得本领域技术人员特别是在制定了外部或内部安装尺寸之后也能够高质量地补偿在测量管10以及可能还有反振荡器20中产生的横向力。上述参数，特别是质量m₁₅、m₁₆、第一及第二惯性矩J_15x、J_16x以及由此获得的比例可以相应地在较宽范围内适应测量管10实际的额定直径DN以及为测量变换器提供的安装长度。本发明的测量变换器既适用于具有小于10mm的相当小额定直径DN的测量管，也特别适用于口径大于50mm的管道以及与其相关联的测量管具有大于40mm额定直径的情况。

Claims (51)

1.振动型测量变换器，用于管道中流动的介质，该测量变换器包括：

-测量管(10)，其在工作期间至少间歇地振动并且用于引导介质，其中测量管(10)通过入口侧通入的入口管件(11)以及出口侧通入的出口管件(12)与管道连通；

-反振荡器(20)，其在入口侧固定至测量管以形成第一联接区(11#)，在出口侧固定至测量管(10)以形成第二联接区(12#)；以及

-第一悬臂(15)，用于在入口管件(11)中产生弯曲力矩，

--该第一悬臂在第一联接区(11#)的区域中基本刚性地与入口管件(11)和测量管(10)连接，并且

--该第一悬臂具有位于入口管件(11)的区域中的质心M₁₅，该第一悬臂具有第一质量惯性矩J_15x，该第一质量惯性矩围绕位于第一联接区中的虚拟的第一旋转轴D_15x，该第一悬臂还具有第二质量惯性矩J_15z，该第二质量惯性矩围绕基本平行于测量管纵轴的虚拟的第二旋转轴D_15z；和

-第二悬臂(16)，用于在出口管件(12)中产生弯曲力矩，

--该第二悬臂在第二联接区(12#)的区域中基本刚性地与出口管件(12)和测量管(10)连接，并且

--该第二悬臂具有位于出口管件(12)的区域中的质心M₁₆，该第二悬臂具有第一质量惯性矩J_16x，该第一质量惯性矩围绕位于第二联接区中基本平行于第一旋转轴D_15x的虚拟的第二旋转轴D_16x；该第二悬臂还具有第二质量惯性矩J_16z，该第二质量惯性矩围绕基本平行于测量管纵轴的虚拟的第二旋转轴D_16z；

其中各条悬臂(15，16)的第一质量惯性矩J_15x，J_16x与其各自的第二质量惯性矩J_15z，J_16z之比J_15x/J_15z，J_16x/J_16z小于5。

2.根据权利要求1所述的测量变换器，其中两条悬臂(15，16)各自的质量m₁₅，m₁₆都至少等于反振荡器(20)的质量m₂₀。

3.根据权利要求2所述的测量变换器，其中反振荡器(20)的质量m₂₀至少为测量管(10)的质量m₁₀的5倍。

4.根据权利要求1所述的测量变换器，其中两条悬臂(15，16)各自的质量m₁₅，m₁₆至少为测量管(10)的质量m₁₀的10倍。

5.根据权利要求1所述的测量变换器，其中两条悬臂(15，16)各自的质量m₁₅，m₁₆大于反振荡器(20)的质量m₂₀的1.5倍。

6.根据权利要求1所述的测量变换器，其中两条悬臂(15，16)各自的质量m₁₅，m₁₆小于反振荡器(20)的质量m₂₀的5倍。

7.根据权利要求1所述的测量变换器，其中两条悬臂(15，16)各自的质量m₁₅，m₁₆最多为反振荡器(20)的质量m₂₀的3倍。

8.根据权利要求1所述的测量变换器，其中测量管(10)至少部分由反振荡器(20)围绕。

9.根据权利要求1所述的测量变换器，其中反振荡器(20)是管状的。

10.根据权利要求9所述的测量变换器，其中反振荡器(20)的内径大于50mm和/或壁厚大于5mm。

11.根据权利要求1所述的测量变换器，其中测量管(10)、入口管件(11)及出口管件(12)各自由单个的整件的管的片段形成。

12.根据权利要求1所述的测量变换器，其中两条悬臂(15，16)各自基本为管状或者套筒状。

13.根据权利要求12所述的测量变换器，其中各条悬臂的最大壁厚大于反振荡器(20)的最大壁厚。

14.根据权利要求13所述的测量变换器，其中各条悬臂(15，16)的最小壁厚大于反振荡器(20)的最大壁厚。

15.根据权利要求14所述的测量变换器，其中测量管在工作期间至少间歇地执行围绕弯曲振荡轴的弯曲振荡，该弯曲振荡轴与纵轴(L)基本平行。

16.根据权利要求15所述的测量变换器，其中所述弯曲振荡轴与纵轴(L)一致。

17.根据权利要求15或16所述的测量变换器，其中测量管(10)基本是直的。

18.根据权利要求17所述的测量变换器，其中测量管(10)和反振荡器(20)彼此基本同轴。

19.根据权利要求17所述的测量变换器，其中各条悬臂(15，16)的长度L₁₅，L₁₆最多为测量管(10)的长度L₁₀的0.5倍。

20.根据权利要求17所述的测量变换器，其中各条悬臂(15，16)的长度L₁₅，L₁₆小于测量管(10)的长度L₁₀的0.4倍。

21.根据权利要求17所述的测量变换器，其中测量管在工作期间至少间歇地执行围绕扭转振荡轴的扭转振荡，该扭转振荡轴与纵轴(L)基本平行。

22.根据权利要求21所述的测量变换器，其中所述扭转振荡轴与纵轴(L)一致。

23.根据权利要求1所述的测量变换器，其中入口管件(11)和出口管件(12)基本是直的。

24.根据权利要求23所述的测量变换器，其中入口管件(11)和出口管件(12)基本彼此对齐并且与测量变换器的虚拟连接两个联接区的纵轴(L)基本对齐。

25.根据权利要求23所述的测量变换器，其中各条悬臂(15，16)的长度L₁₅，L₁₆最多为入口管件(11)或出口管件(12)的长度L₁₁，L₁₂的0.9倍。

26.根据权利要求23所述的测量变换器，其中入口管件(11)的长度L₁₁以及出口管件(12)的长度L₁₂各自最多为测量管(10)的长度L₁₀的0.5倍。

27.根据权利要求23所述的测量变换器，其中入口管件(11)的长度L₁₁以及出口管件(12)的长度L₁₂都小于测量管(10)的长度L₁₀的0.4倍。

28.根据权利要求23所述的测量变换器，其中测量管(10)在工作期间至少间歇地以振荡频率f_exc振动，对于该振荡频率考虑了入口管件(11)的长度L₁₁以及入口管件(11)的弯曲刚度E₁₁·I₁₁，有：

$f_{\mathrm{exc}}>\frac{1}{2\mathrm{\&pi;}}\&CenterDot;\sqrt{\frac{12\&CenterDot;E_{11}\&CenterDot;I_{11}/L_{11}^3}{m_{15}}},$

其中，E₁₁是入口管件(11)的弹性模数，I₁₁是入口管件(11)的轴向平面惯性矩。

29.根据权利要求17所述的测量变换器，其中充满了水的测量管(10)具有最低自然本征频率f₁₀，对于该本征频率考虑了入口管件(11)的长度L₁₁以及入口管件(11)的弯曲刚度E₁₁·I₁₁，有：

$f_{10}\&GreaterEqual;\frac{1}{2\mathrm{\&pi;}}\&CenterDot;\sqrt{\frac{12\&CenterDot;E_{11}\&CenterDot;I_{11}/L_{11}^3}{m_{15}}},$

其中，E₁₁是入口管件(11)的弹性模数，I₁₁是入口管件(11)的轴向平面惯性矩。

30.根据权利要求1所述的测量变换器，其中空的测量管(10)具有最低自然本征频率f₁₀，其大于或约等于反振荡器(20)的最低自然本征频率f₂₀。

31.根据权利要求1所述的测量变换器，其中充满了水的测量管(10)的最低自然本征频率f₁₀至少为反振荡器(20)的最低自然本征频率f₂₀的1.1倍。

32.根据权利要求1所述的测量变换器，其中各条悬臂(15，16)的第一质量惯性矩J_15x，J_16x与其各自的第二质量惯性矩J_15z，J_16z之比J_15x/J_15z，J_16x/J_16z小于2。

33.根据权利要求1所述的测量变换器，其中两个第一质量惯性矩J_15x，J_16x各自至少为0.01kg·m²和/或两个第二惯性质量惯性矩J_15z，J_16z各自至少为0.01kg·m²。

34.根据权利要求1所述的测量变换器，其中各个悬臂(15，16)的第一惯性质量矩J_15x，J_16x与其各自质量m₁₅，m₁₆之商J_15x/m₁₅，J_16x/m₁₆小于0.03m²。

35.根据权利要求34所述的测量变换器，其中各个悬臂(15，16)的第一惯性质量矩J_15x，J_16x与其各自质量m₁₅，m₁₆之商J_15x/m₁₅，J_16x/m₁₆在0.001m²～0.01m²的范围。

36.根据权利要求34或35所述的测量变换器，其中第一悬臂(15)的所述商J_15x/m₁₅以及第二悬臂(16)的所述商J_16x/m₁₆与测量管的横截面面积A₁₀之比小于10。

37.根据权利要求36所述的测量变换器，其中第一悬臂(15)满足条件

并且第二悬臂(16)满足条件

38.根据权利要求1所述的测量变换器，其中各条悬臂(15，16)至少部分直接固定在反振荡器(20)上。

39.根据权利要求1所述的测量变换器，其中各条悬臂(15，16)是利用推上反振荡器(20)的套筒形成的。

40.根据权利要求1所述的测量变换器，其中各个形成悬臂(15，16)的套筒具有至少一个环形槽。

41.根据权利要求40所述的测量变换器，其中两条悬臂(15，16)中任一条的所述至少一个环形槽与相应悬臂(15，16)的惯性主轴基本同轴。

42.根据权利要求41所述的测量变换器，其中两条悬臂(15，16)中任一条的所述至少一个环形槽与相应悬臂(15，16)的惯性主轴同中心。

43.根据权利要求1所述的测量变换器，其中各条悬臂(15，16)具有至少一个纵向槽(15i，15j)。

44.根据权利要求1所述的测量变换器，其中各条悬臂(15，16)利用螺旋连接(15a，15b，15c，15d，15e，15f)固定在反振荡器(20)上。

45.根据权利要求1所述的测量变换器，其中测量管(10)的内径大于40mm和/或壁厚大于2mm。

46.根据权利要求1所述的测量变换器，还包括传感器装置(50)，用于监测至少测量管(10)的振荡。

47.根据权利要求1所述的测量变换器，还包括激励装置(40)，用于至少驱动测量管(10)。

48.根据权利要求1所述的测量变换器，其中测量管(10)至少间歇地以振荡频率f_exc振动，该振荡频率至少为测量变换器的可振荡内部件的最低自然本征频率的1.5倍，该内部件至少是利用测量管(10)、反振荡器(20)、入口管件(11)、出口管件(12)以及两条悬臂(15，16)形成的。

49.根据权利要求48所述的测量变换器，其中内部件的最低自然本征频率基本由悬臂(15，16)、测量管(10)和反振荡器(20)的质量m₁₅，m₁₆，m₁₀，m₂₀以及入口及出口管件(11，12)的有效弯曲刚度确定，该有效弯曲刚度与入口及出口管件(11，12)的形变相对抗地作用，所述形变是由联接区横向偏离静态静止位置以及随之而来的悬臂围绕其各自质心M₁₅，M₁₆的扭曲而得到的。

50.根据前述任一权利要求所述的测量变换器在在线测量仪表中的应用，该在线测量仪表用于测量和/或监控管道中流动的介质的至少一个参数。

51.根据权利要求50所述的应用，其中所述在线测量仪表是科里奥利质量流量计、密度计、粘度计，用于测量和/或监控管道中流动的介质的质量流量m、密度ρ和/或粘度η。

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