CN102472653A - 振动型测量变换器以及带有该测量变换器的测量装置 - Google Patents

Abstract

一种测量变换器包括用于输送流动介质的至少一个测量管。测量管在工作期间至少间或振动。所述测量变换器还包括用来记录测量管的振荡的传感器装置。测量管以在入口侧第一测量管端和出口侧第二测量管端之间的振荡长度延伸，并且在工作期间围绕振荡轴振荡，所述振荡轴平行于或重合于假想地连接所述两个测量管端的假想连接轴。借助于布置在测量管上的第一振荡传感器，传感器装置产生表示测量管的振动的第一主信号，并且借助于布置在测量管上且与第一测量传感器间隔开的第二振荡传感器，传感器装置产生表示测量管的振动的第二主信号。传感器装置的振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中，使得所述测量变换器的测量长度对应于小于振荡长度的65％、尤其小于55％，并且大于振荡长度的25％、尤其大于30％。

Description

振动型测量变换器以及带有该测量变换器的测量装置

相关申请的交叉引用

本申请是要求2009年7月24日提交的美国专利临时申请61/213,890的优先权的非临时申请。

技术领域

本发明涉及一种振动型测量变换器，其包括：至少一个测量管，该至少一个测量管用来输送流动介质(例如，气体或液体)，并且在工作时例如在弯曲振荡模式下围绕振荡轴振荡；以及传感器装置，该传感器装置用来记录测量管的振荡，并且传送表示至少一个测量管的振动的主信号。本发明还涉及一种用于可流动介质的测量装置，该测量装置实施为例如紧凑型测量装置和/或科里奥利质量流量测量装置，其具有如所述的测量变换器以及测量装置电子器件，该测量装置电子器件与测量变换器电耦接，以用于处理由测量变换器传送的主信号并产生测量值。

背景技术

在工业测量技术，(特别是与自动化过程的调节和监控结合的技术中)，为了确定工艺管线(例如管道)中的流动介质(例如液体和/或气体)的特性测量变量，常常使用测量系统，借助于振动型测量变换器和(通常位于单独的电子器件壳体内的)带有驱动器和评估电路的相连接的测量装置电子器件，该测量系统在流动介质中引发反作用力(例如科里奥利力)，并且产生从这些力导出的相应地表示至少一个测量变量(例如质量流率、密度、粘度或其他过程参数)的测量信号。

这种测量系统(常常借助于带有诸如科里奥利质量流量计的一体式测量变换器的紧凑设计的在线测量装置形成)并且已被认识很久和在工业应用中得到证明。带有振动型测量变换器及其单独部件的测量系统的示例在例如下列专利中有所描述：EP-A 317 340、EP-A 848 234、JP-A 8-136311、JP-A 9-015015、US-A 2007/0119264、US-A2007/0119265、US-A 2007/0151370、US-A 2007/0151371、US-A2007/0186685、US-A 2008/0034893、US-A 2008/0141789、US-A4,738,144、US-A 4,777,833、US-A 4,777,833、US-A 4,801,897、US-A4,823,614、US-A 4,879,911、US-A 5,009,109、US-A 5,024,104、US-A5,050,439、US-A 5,291,792、US-A 5,301,557、US-A 5,398,554、US-A5,734,112、US-A 5,476,013、US-A 5,531,126、US-A 5,602,345、US-A5,691,485、US-A 5,796,010、US-A 5,731,527、US-A 5,796,011、US-A5,796,012、US-A 5,804,741、US-A 5,869,770、US-A 5,945,609、US-A5,979,246、US-A 6,047,457、US-A 6,092,429、US-A 6,073,495、US-A 63111 36、US-B 6,223,605、US-B 6,330,832、US-B 6,397,685、US-B6,557,422、US-B 6,651,513、US-B 6,666,098、US-B 6,691,583、US-B6,776,052、US-B 6,799,476、US-B 6,840,109、US-B 6,883,387、US-B6,920,798、US-B 7,017,424、US-B 7,040,179、US-B 7,073,396、US-B7,077,014、US-B 7,080,564、US-B 7,200,503、US-B 7,216,550、US-B7,299,699、US-B 7,318,356、US-B 7,360,451、US-B 7,392,709、WO-A 0014 485、WO-A 01 02 816、WO-A 07/130024、WO-A 08/013545、WO-A08/07 7574、WO-A 99/28708、WO-A 99 40 394或WO-A 96/02812。

示出测量变换器的这些专利中的每一个都包括至少一个大致直的或至少一个弯曲的(例如，U形或V形)测量管(由例如不锈钢、钛、锆或钽制成)，所述测量管用于输送(某些情况下为极冷或极热介质的)介质。为了产生部分地受流过的介质的影响的振荡形式，在测量系统工作期间，(在入口侧第一测量管端和出口侧第二测量管端之间以振荡长度延伸的)该至少一个测量管被使得围绕假想地连接这两端的假想振荡轴振动(特别是在弯曲振荡模式下振动)。

为了激励至少一个测量管的振荡，振动型测量变换器因此还具有激励器机构，该激励器机构通过由测量装置电子器件的驱动电路产生并相应地调节的电驱动器信号(例如调节的电流)来驱动；以及借助于工作期间流过电流且实际上直接作用在测量管上的至少一个机电(特别是电动)振荡激励器，在至少一个测量管内激励机械振荡例如弯曲振荡，并且，在这方面，将由测量电子器件送入测量变换器的电功率转化为机械运动。此外，这种测量变换器包括具有至少两个(特别是电动和/或同样实施的)振荡传感器的传感器装置，振荡传感器用于至少针对点地记录至少一个测量管的入口侧和出口侧振荡(特别是科里奥利模式下的振荡)，并且用于产生传感器电信号，该信号充当测量变换器的主信号，并且受例如质量流率、总质量流量或密度的待记录过程参数的影响。

在带有弯曲的(例如U形、V形或Ω形)测量管的测量变换器的情况下，对于待激励的振荡形式(所谓的驱动或所希望模式)，通常选择这样的特定振荡形式，其中在最低自然共振频率的情况下，测量管至少部分地以钟摆状模式以一端固定的悬臂的方式围绕测量变换器的假想纵向轴摆动；从而在流过的介质中引发依赖于质量流量的科里奥利力。这又导致以下情况：在弯曲测量管从而钟摆状悬臂振荡的情况下，按照至少第二同样自然振荡形式的所谓的科里奥利模式，频率与所希望模式的激励振荡相等的弯曲振荡被叠加到激励振荡上。在带有弯曲测量管的测量变换器的情况下，由科里奥利模式的科里奥利力迫使发生的这些悬臂振荡通常对应于本征振荡形式，其中测量管也围绕垂直于纵向轴对齐的假想旋转振荡轴进行旋转振荡。相反，在带有直测量管的测量变换器的情况下，为了产生依赖于质量流量的科里奥利力，常常选择特定的所希望模式，其中测量管至少部分地进行基本上在单个假想振荡平面内的弯曲振荡，以使得科里奥利模式下的振荡因此形成为与所希望模式振荡共平面且具有相同振荡频率的弯曲振荡。因此，测量管的两端在这方面由对于所希望模式和科里奥利模式公共的两个特定振荡节点限定。在弯曲测量管的情况下，振荡长度因而实际上等于在这两个振荡节点之间延伸的相应测量管的大致自由振荡段的展开直线长度。

由于所希望模式和科里奥利模式的叠加，(借助于传感器装置记录的)振动测量管的入口侧振荡和出口侧振荡也具有依赖于质量流量的可测得的相位差。通常，在工作期间，这种测量变换器(例如科里奥利中使用的质量流量计)的测量管被激励至所希望模式选择的振荡形式的瞬时自然共振频率，特别是以调节至恒定的振荡幅度。由于该共振频率除了别的以外特别依赖于介质的瞬时密度，除了质量流量之外，可借助于市售质量流量计测量介质的密度。此外，如US-B 6,651,513或US-B 7,080,564中所示，也可以例如在激励振荡所希望的激励功率的基础上，借助于振动型测量变换器直接测量流过的介质的粘度。

在带有两个测量管的测量变换器的情况下，通常经由在测量管和入口侧连接凸缘之间延伸的入口侧分配器元件，并且经由在测量管和出口侧连接凸缘之间延伸的出口侧分配器元件，将两个测量管结合到工艺管线中。在带有单个测量管的测量变换器的情况下，通常经由通入入口侧的大致直的连接管段，并且经由通入出口侧的大致直的连接管段，将测量管与工艺管线连通。此外，带有单个测量管的图示测量变换器中的每一个都至少包括实施为一体式或多件式(例如管形、箱形或板形)的反振荡器，该反振荡器耦接到测量管以在入口侧形成第一耦接区并在出口侧形成第二耦接区，并且在工作期间，基本上静止或相反等同地振荡，即以相等频率和相反相位地振荡。借助于测量管和反振荡器形成的测量变换器的内部部件通常借助于两个连接管件保持独立，在工作期间，测量管在测量变换器壳体内经由这两个连接管件与工艺管线连通，特别是以使得内部部件能够相对于测量管振荡的方式。在带有单个基本上直的测量管的测量变换器(如例如US-A5,291,792、US-A 5,796,010、US-A 5,945,609、US-B 7,077,014、US-A2007/0119264、WO-A 01 02 816或WO-A 99 40 394中所示)的情况下，测量管和反振荡器大致彼此同轴地布置，如对于传统测量变换器典型的那样。在市场上销售的前述类型的测量变换器的情况下，反振荡器通常也大致为管形且形成为基本上直的中空圆柱形，其以这样的方式布置在测量变换器中，使得测量管至少部分地被反振荡器包围。诸如结构钢或易切削钢的相对不贵的钢材通常被用作此类反振荡器的材料，甚至或特别是在使用钛、钽或锆作为测量管的情况下。

此处讨论类型的测量变换器的激励器机构通常具有至少一个电动振荡激励器和/或至少一个振荡激励器，该至少一个振荡激励器有差别地作用在至少一个测量管上(并且在给定情况下作用在本发明的反振荡器或本发明的第二测量管上)，同时传感器装置包括入口侧通常也为电动的振荡传感器以及至少一个本质上同样实施的出口侧振荡传感器。市场上销售的振动型测量变换器的这样的电动和/或差动振荡激励器通常借助于电磁线圈和细长(特别是棒状)的永久磁铁形成，电磁线圈的至少一部分流过电流(在带有一个测量管和耦接到其上的反振荡器的测量变换器的情况下，电磁线圈通常固定到反振荡器)，所述永久磁铁：1)充当电枢；2)与电磁线圈相互作用(并且特别是插入电磁线圈中)；以及3)对应地固定到将运动的测量管。永久磁铁和充当激励器线圈的电磁线圈通常布置成使它们基本上彼此同轴延伸的方式。另外，在传统的测量变换器中，激励器机构通常以这样的方式设计和设置在测量变换器中，使得其本质上居中地作用在至少一个测量管上。在这种情况下，振荡激励器以及在这方面的激励器机构通常沿着测量管的假想中央周边线至少逐点地固定到测量管，如在US-A 5,796,010、US-B6,840,109、US-B 7,077,014或US-B 7,017,424中提出的测量变换器的情况下所示。

在市场上销售的大多数振动型测量变换器的情况下，如此前暗示的，至少就其按照相同的作用原理工作而言，传感器装置的振荡传感器基本上具有与振荡激励器相同的构造。因此，这样的传感器装置的振荡传感器通常也在每种情况下借助于永磁电枢和线圈形成(永磁电枢固定到测量管并且递送磁场)，线圈：1)与电枢相互作用、2)被其磁场穿透、3)至少间或提供有感应测量电压、并且4)通常固定到反振荡器(只要其存在)，否则固定到其中一个测量管。前述线圈中的每一个另外借助于至少一对电连接线连接到所提及的操作和评估电子器件。这些线多数情况下经由最短的可能路线从线圈、经反振荡器延伸到变换器壳体。

市场上通常销售的前述类型的在线测量装置的测量装置电子器件多数情况下常常具有实时提供数字测量值的微计算机，例如借助于数字信号处理器(DSP)形成的微计算机。除了至少一个对应的处理器和相关的电路部件(例如A/D转换器和D/A转换器)之外，该微计算机通常也包括对应的易失性和非易失性数据存储器，用于存储内部确定或外部传输到相应的在线测量装置的数字测量和操作数据，例如用于存储与待测量介质的测量相关(例如用作参考)的那些化学或物理特性。除了微计算机和(使测量变换器可以工作的)驱动电路之外，测量装置电子器件通常还具有输入电路，该电路为微计算机实现对由测量变换器传送的测量信号的调节，并且(形成测量装置电子器件的上述测量和评估电路)对应地与微计算机互连。基于由测量变换器传送的测量信号和/或由测量装置电子器件传送的(驱动测量变换器的)驱动器信号，微计算机确定并实时提供所希望主测量值，例如，流过测量变换器的介质的瞬时质量流率，和/或总质量流量，该值对应于在预定时间段内总共流过测量变换器的介质的质量。

由于所讨论类型的常规测量系统通常实施为将要结合到(例如经由2线或4线线路)上级电子数据处理系统(例如，控制填充过程和/或借助于可编程逻辑控制器(PLC)形成的系统)的独立测量装置，所讨论类型的现代在线测量装置的测量装置电子器件在每种情况下也具有对应的通信电路，该电路使得可以传送和接收测量或操作数据。该通信电路例如以工业测量和自动化技术中形成的类型的数字输出的形式、以形成的4-20mA电流信号输出的形式、以符合NAMUR推荐NE43：1994和/或PROFIBUS标准IEC 61158的总线接口形式或以符合工业标准的另一种接口电路的形式出现。在测量装置电子器件中另外设置有电源电路，该电路确保在线测量装置的能量供应，并且从内部蓄能器和/或经由4线线路或借助于2线线路从电子数据处理系统获得所希望能量，2线线路例如实施为具有测量装置侧负载调制的4-20mA电流环路。

如除了别的之外可从此前提及的EP-A 848 234或WO-A 96/02812得出的，在借助于振动型测量变换器形成的测量系统的情况下，为了实现期望且仍然预期的高测量精度，特别的含义将归因于主振荡传感器相对于一个或多个测量管的振荡的所选振荡节点的定位，所述测量管被激励以便测量主测量变量，即质量流量。根据EP-A 848234或WO-A99/28708，通过将振荡传感器在每种情况下设置在尽可能靠近此前提及的所希望模式的振荡节点处，可另外达到对(例如来自外部振动的)干扰变量的较低灵敏度，并且在这方面达到所关注的测量系统的高测量精度，从而其借助于传感器装置记录的振荡的份额以及在这方面相应主信号的份额保持尽可能地低。在市场上销售的所述类型的常规测量系统的情况下，特别是在单独地带有居中地作用在测量管上的振荡激励器的测量系统的情况下，为了实现对主测量变量(特别是质量流量或质量流率)尽可能高的灵敏度，同时实现对可能的干扰变量可能最低的灵敏度，以及对于在被激励的振荡频率范围内的主信号足够高的信噪比，传感器装置的振荡传感器被以这样的方式设置在测量变换器中，即，与在第一振荡传感器和第二振荡传感器之间延伸的测量管的区域的长度相对应的测量变换器的测量长度大于振荡长度的65％。在弯曲测量管的情况下，测量长度因而等于在这两个振荡传感器之间延伸的相应测量管的大致自由振荡段的展开直线长度。

然而，对此处所述类型的各种测量系统的研究已经显示，以上述方式定位振荡传感器由于以下事实而存在缺点：为了在对于所希望高测量精度足够的振荡传感器位置达到10-15μm的振荡幅度，在测量管中央处对相应测量系统来说相对较大的约30μm的最大振荡幅度对于在所希望模式下的激励振荡是必要的。与此相关，必须在激励器机构中转化在一些情况下远大于100mW的相对较高的电功率，在低质量流率的情况下尤其是这样。

尤其是在这样的在线测量装置(如例如在此前提及的US-B6,799,476或US-B 7,200,503中提出的)的情况下，该在线测量装置的测量装置电子器件在工作期间将单独地借助于提供测量数据和能量转移两者的2线连接(例如4-20mA电流环路)与上级数据处理系统相连接，如已知的，连续可用和最大允许的电功率均根据具体情况限制(根据所用电压源或从技术安全角度允许的)到约40-150mW或到1W，以使得除了别的以外，在工作期间并非始终有足够的能量可用，以允许提供实际上需要的信噪比或噪声分离。对于所提及的情况，其中在线测量装置借助于4-20mA电流环路从外部供应电能并且也通过与之成比例地调节流过电流环路的电流水平而提供测量值，整个测量系统的可用电功率变得越少(并且在这方面测量变换器的可用电激励器功率越少)，对于所希望高测量精度实际上需要的功率将越大。此外，较高的最大振荡幅度存在另外的缺点，原因是可能引发数倍的不期望干扰振动，并且作为结果，测量系统的对干扰的总敏感性相应地增加。

发明内容

因此，本发明的目的是提高振动型测量变换器中的效率，利用该效率，在工作期间，馈送至其相应的激励器机构内的电激励功率或激励能最终变为主信号，并且以这样的方式做到这一点：一方面，主信号(特别是其表示科里奥利模式的相应的信号分量)具有尽可能小的测量管最大振荡幅度(并且，作为结果，具有较低的电激励功率)和尽可能高的信噪比；以及，另一方面，传感器装置(并且在这方面测量变换器总体)也具有对待记录的主测量变量，特别是质量流率和/或总质量流量足够高的灵敏度。

为了实现该目的，本发明在于振动型测量变换器，所述振动型测量变换器包括：

至少一个测量管，所述至少一个测量管用于输送流动介质(例如，气体和/或液体)，并且随着在入口侧第一测量管端和出口侧第二测量管端之间的振荡长度延伸，且在工作期间(例如在弯曲振荡模式下)围绕假想振荡轴振荡，所述假想振荡轴与假想地连接测量管的两个端部的假想连接轴平行或重合；以及

传感器装置，所述传感器装置用来记录测量管的振荡，并且带有：1)(例如电动的)振荡传感器，该振荡传感器装置在测量管(例如在入口侧)上，并且传送表示测量管的振动的测量变换器的第一主信号；以及2)第二(例如电磁)振荡传感器，该第二振荡传感器装置在测量管上与第一振荡传感器间隔一定距离处(例如在出口侧)，并且(特别是与第一主信号同时地)传送表示测量管的振动的测量变换器的第二主信号。此外，传感器装置的第一振荡传感器和传感器装置的第二振荡传感器以这样的方式设置在测量变换器中，使得，(与在第一振荡传感器和第二振荡传感器之间延伸的区域的长度相对应的)测量变换器的测量长度也小于振荡长度的65％(优选地小于55％)，并且大于振荡长度的25％(优选地大于30％)。

此外，本发明在于一种用于特别是流体的可流动介质的测量装置，(所述测量装置实施为例如紧凑型测量装置或科里奥利质量流量测量装置)，其包括上述测量变换器以及测量装置电子器件，该测量装置电子器件与测量变换器电耦接，以用于处理由测量变换器传送的主信号并产生测量值。

根据本发明的测量变换器的第一实施例，至少一个测量管被实施为部分弯曲或特别是弧形的形式，特别是在第一振荡传感器和第二振荡传感器之间延伸的区域内部。

根据本发明的测量变换器的第二实施例，提供的是，至少在第一振荡传感器和第二振荡传感器之间延伸的区域内部，测量管被设计成大致V形的形式。

根据本发明的测量变换器的第三实施例，提供的是，测量管具有大于1mm(特别是大于5mm)的口径。进一步改进本发明的该实施例，特别另外提供的是，测量管的口径大于50mm(例如也大于60mm)，并且测量变换器的测量长度小于振荡长度的65％。可替选地，测量管的口径可大于15mm(例如也大于20mm)和/或小于50mm(例如也小于40mm)，并且测量变换器的测量长度因而小于振荡长度的55％。具体地，第一测量管可有利地以这样的方式加工尺寸，并且振荡传感器以这样的方式被定位，使得测量变换器的测量长度与口径比(由测量变换器的测量长度与测量管的口径的比率限定)小于10，特别是小于5。

根据本发明的测量变换器的第四实施例，提供的是，测量管具有1)入口侧第一直管段，该入口侧第一直管段具有假想纵向轴，该假想纵向轴具有指向第一耦接区的方向向量，和2)出口侧第二直管段，该出口侧第二直管段具有假想纵向轴，该假想纵向轴具有指向第二耦接区的方向向量；以及，这两个直管段被一起布置成这样的方式(例如形成本质上至少部分地V形或U形的测量管)，使得第一直管段的假想纵向轴的方向向量和第二直管段的假想纵向轴的方向向量相交而形成角度，特别是小于170°(例如也小于160°)和/或大于10°(例如也大于20°)的角度。至少在所述角度小于100°的情况下，还提供的是，传感器装置的第一振荡传感器和传感器装置的第二振荡传感器以这样的方式设置在测量变换器中，使得测量长度与振荡长度比(由测量长度与振荡长度的比率限定)小于或等于0.6，特别是以这样的方式，使得测量长度与振荡长度比大于0.3。至少在所述角度大于100°(例如也大于115°)的情况下，还提供的是，传感器装置的第一振荡传感器和传感器装置的第二振荡传感器以这样的方式设置在测量变换器中，使得测量长度与振荡长度比小于或等于0.62，特别是以这样的方式，使得测量长度与振荡长度比大于0.45。

进一步改进本发明的第四实施例，另外提供的是，这两个直管段借助于弯曲(例如弧形)管段彼此相连接，特别是以这样的方式，使得弧形管段具有从其中心线测量的小于500mm(例如也小于300mm)的平均管弧半径R，并且测量管或至少其弧形段具有小于7mm(例如也小于3mm)的管壁厚度。以有利的方式，第一测量管也以这样的方式加工尺寸，使得测量管的横截面的面惯性矩达至少40mm⁴，例如也大于150mm⁴，特别是以这样的方式，使得由测量管的所述面惯性矩与测量管的测量长度的比率限定的测量管的面惯性矩与测量长度比I₁₀/L₅₀大于40mm³(例如也大于150mm³)。可替选地或附加地，弧形管段还可以这样的方式实施，使得由弧形管段的管弧半径与管外径的比率限定的管弧半径与管外径比小于60(例如也小于50)和/或大于3(例如也大于4)，特别是在以下情况下：传感器装置的第一振荡传感器和传感器装置的第二振荡传感器以这样的方式设置在测量变换器中，使得由测量长度与振荡长度的比率限定的测量长度与振荡长度比大于4.0。

根据本发明的测量变换器的第五实施例，提供的是，第一振荡传感器和第二振荡传感器具有彼此相同的构造。

根据本发明的测量变换器的第六实施例，所述测量变换器还包括反振荡器(特别是在工作期间与测量管基本上反相位地振荡和/或平行地布置的反振荡器)，所述反振荡器固定到测量管以在入口侧形成第一耦接区，并且固定到测量管以在出口侧形成第二耦接区；其中第一耦接区限定测量管的入口侧第一端部，且第二耦接区限定测量管的出口侧第二端部。进一步改进本发明的该实施例，另外提供的是，第一振荡传感器和第二振荡传感器以这样的方式设置在测量变换器中，使得振荡传感器中的每一个(例如主要地或排他地)都记录(例如有差别地)测量管相对于反振荡器的振荡；和/或使得，测量管和反振荡器在工作期间至少以共同的振荡频率彼此反相位地振荡；和/或使得，第一主信号和第二主信号都表示至少一个测量管相对于反振荡器的(例如反向相等的)振荡运动；和/或使得，振荡传感器(和/或同样实施的振荡传感器)(例如同时地或有差别地)记录至少一个(和/或U形或V形)测量管的振动以及(和/或U形或V形)反振荡器的振动。

根据本发明的测量变换器的第七实施例，提供的是，第一振荡传感器设置在测量变换器中，并且到测量管的中心的距离与第二振荡传感器相等。

根据本发明的测量变换器的第八实施例，所述测量变换器另外包括两个测量管，这两个测量管例如在工作期间彼此大致反相地振荡和/或彼此平行和/或在形状和材料上同样地实施，并且借助于(例如板形)第一耦接元件机械地彼此连接以在入口侧形成第一耦接区，并且，借助于(例如平台形)第二耦接元件在出口侧形成第二耦接区，其中，第一耦接区在每种情况下限定了测量管中每一个的入口侧第一端部；以及第二耦接区在每种情况下限定了测量管中每一个的出口侧第二端部。进一步改进本发明的该实施例，特别另外提供的是，两测量管中的每一个在每种情况下都在入口侧与测量变换器的第一分配器元件连通，并且在每种情况下都在出口侧与测量变换器的第二分配器元件连通。可替选地或附加地，在本发明的该实施例中还提供的是，在工作期间，两测量管至少以共同的振荡频率彼此反相位地振荡；和/或，由第一振荡传感器传送的测量变换器的第一主信号和由第二振荡传感器传送的测量变换器的第二主信号都表示测量管相对于彼此的振荡，例如测量管相对于彼此具有相反相位的振荡。

根据本发明的测量变换器的第九实施例，所述测量变换器还包括激励器机构，所述激励器机构用于引起所述至少一个测量管的振动，例如以弯曲振荡模式，其中所述至少一个测量管围绕假想振荡轴至少部分地执行弯曲振荡，所述激励器机构具有至少一个(特别是正好一个)例如电动振荡激励器，所述振荡激励器(例如在一半振荡长度的区域中)作用于测量管上。进一步改进本发明的该实施例，特别另外提供的是，在工作期间，所述至少一个测量管借助于激励器机构至少间或在所希望模式下被激励，因为其(例如主要地或排他地)围绕假想振荡轴(例如以测量管的单个和/或最低共振频率)进行弯曲振荡，特别是以这样的方式，使得测量变换器的主信号中的每一个在每种情况下具有信号分量(例如，主要分量和/或与所希望模式相对应的分量)，该信号分量具有信号频率，该信号频率例如与所希望模式下的弯曲振荡相对应，和/或与所述至少一个测量管的例如最低共振频率相对应。可替选地或附加地，本发明的该实施例另外提供的是，第一振荡传感器设置在测量变换器中，并且到至少一个振荡激励器的距离与第二振荡传感器相等。

根据本发明的测量变换器的第十实施例，提供的是，测量管由金属制成，特别是至少部分地由不锈钢、钛、钽或锆制成。

根据本发明的测量变换器的第十一实施例，提供的是，除第一和第二振荡传感器之外，传感器装置不具有其他的振荡传感器。

根据本发明的测量装置的第一实施例，提供的是，测量装置电子器件借助于第一主信号且借助于第二主信号，特别是基于在第一主信号和第二主信号之间存在的相位差，至少间或瞬时生成质量流量测量值，该测量值表示流过测量变换器的介质的质量流率m。

根据本发明的测量装置的第二实施例，提供的是，在工作期间，测量装置电子器件重复地产生相位差值，该相位差值表示在第一主信号和第二主信号之间瞬时存在的相位差。

根据本发明的测量装置的第三实施例，所述测量装置还包括驱动电路，特别是在工作期间与评估电路通信的驱动电路，该驱动电路与测量变换器电耦接，并且传送驱动其激励器机构的至少一个激励器信号。

根据本发明的测量装置的第四实施例，提供的是，测量装置电子器件借助于双线连接可与外部电子数据处理系统电连接(所述双线连接特别是实施为4-20mA电流环路)。

根据本发明的测量变换器的第五实施例，提供的是，借助于主信号中的至少一个，评估电路至少间或生成密度测量值，特别是数字测量值，该测量值表示流过测量变换器的介质的瞬时密度ρ。

根据本发明的测量变换器的第六实施例，提供的是，借助于主信号中的至少一个，评估电路至少间或生成粘度测量值(特别是数字测量值)，该测量值表示流过测量变换器的介质的瞬时粘度η。

本发明的基本思想在于，将振荡传感器(用来针对点地记录至少一个测量管的振荡运动，特别是科里奥利模式的振荡)设置成更靠近所希望模式的振荡的最大振荡幅度的位置，即更接近至少一个振荡激励器或更接近至少一个测量管的一半长度，以便由此实现在以下两方面之间的良好折衷：一方面，足够高的灵敏度，利用该灵敏度，用于流过测量变换器的待记录的测量变量(例如质量流率)中的每一个都被最终转化为相应的主信号的对应信号变量，例如，信号幅度、信号差和/或相位角，或者在这两个主信号之间的相位差；另一方面，足够高的测量变换器的主信号的信噪比。在这种情况下，本发明基于以下惊人的认识：可通过高测量长度实现的高灵敏度不但决定性地影响所关注类型的测量系统的测量精度，而是也具体地影响可通过尽可能低的测量长度实现的尽可能高的主信号的信号幅度。这样的结果是，振动型测量变换器在某个乘积总体上尽可能最大时达到最佳测量长度，该乘积由测量变换器的实际灵敏度S_ACT和在工作期间实际上可实现的主信号在振荡传感器的位置的信号幅度A_ACT形成，其中实际灵敏度S_ACT相对于(理论)最大可能灵敏度S_MAX，即在(与测量管的振荡长度相等的)最大测量长度下的灵敏度，信号幅度A_ACT相对于在最大振荡幅度的位置处(因而通常在振荡激励器的区域中或在一半振荡长度的区域中)的(理论)最大可能信号幅度A_MAX，从而作为结果，满足以下条件：

即函数

最大化或至少逼近最大值。

除了别的以外，本发明的优点在于，即使在很大程度上保持用于测量信号调节和评估的现有电路架构和技术时，也可以对质量流量，例如质量流率进行极其准确的测量，甚至以极低的激励功率和/或在非常低的质量流率下进行。作为结果，所讨论类型的测量系统的测量范围能够整体上扩大。根据本发明的测量变换器的另外的优点可从以下事实进一步看出：该测量变换器特别适合在小于1W的低功率水平的测量系统中和/或借助于4-20mA电流环路工作的测量系统中使用。

附图说明

现在将以附图的图中所示出的实施例为例更详细地说明本发明及其另外的有利实施例。在所有图中，相同的部件具有相同的附图标记，当出于总体上更清楚的原因而要求或当其他原因而看起来需要时，在后续附图中省去前述附图标记。另外的有利实施例或进一步改进，特别是开始仅单独地说明的本发明的部分方面的组合将从附图的图以及从属权利要求本身变得更加明显。在附图中：

图1a、1b以不同的侧视图示出了测量系统的变型，该测量系统实施为用于在管道中流动的介质的紧凑型测量装置；

图2a、2b以不同的侧视图示出了测量系统的另一个变型，该测量系统实施为用于在管道中流动的介质的紧凑型测量装置；

图3以框图的方式示意性地示出了带有连接的振动型测量变换器的测量装置电子器件，该电子器件尤其适用于根据图1a、1b、2a、2b的测量系统；

图4和5分别以局部剖视图和透视图示出了振动型测量变换器的变型，该测量变换器尤其适用于根据图1a、1b的测量系统；

图6和7分别以局部剖视图和透视图示出了振动型测量变换器的另一个变型，该测量变换器尤其适用于根据图2a、2b的测量系统；

图8示意性地以侧视图示出了测量管，尤其是适合在根据图4和5或图6和7的测量变换器中使用的测量管；以及

图9至17示出了结合本发明进行的实验研究结果，尤其是使用基于计算机的模拟程序进行的实验的结果。

具体实施方式

图1a、1b和图2a、2b分别示出了用于可流动介质特别是液体介质的测量系统的变型。测量系统可插入工艺管线(未示出)，例如，工业设施的管道，并且具体地用于测量和/或监控流过工艺管线的介质的至少一种物理测量变量，例如质量流量、密度、粘度、压力等。因此，此处实施为具有紧凑构造的在线测量装置的测量系统包括振动型测量变换器MW，该测量变换器经由入口侧端以及出口侧端连接到工艺管线。在工作期间，(例如低粘度液体和/或高粘度糊剂和/或气体的)待测介质流过测量变换器。测量变换器连接到测量系统的测量装置电子器件ME。测量装置电子器件ME经由连接电缆从外部和/或借助于内部蓄能器被供以电能，特别是在工作期间。如图3中以框图方式示意性地表示的，测量装置电子器件包括：驱动电路Exc，其用来驱动测量变换器；以及评估电路μC，其处理测量变换器MW的主信号。评估电路例如借助于微计算机形成和/或与驱动电路Exc通信。在工作期间，评估电路传送表示测量变量(例如瞬时质量流量或总质量流量)的至少一个测量值。此外，驱动电路Exc和评估电路μC以及测量装置电子器件的其他电子元件容纳在对应的电子器件壳体200(特别是以抗冲击和/或防爆的气密密封形式实施的壳体中)，所述电子元件为测量系统的工作服务，例如，供应内部电源电压U_N的内部能源电路ESC，和/或用于与上级测量数据处理系统连接的通信电路COM和/或现场总线。为了可视化在测量系统中内部产生的测量值和/或在给定情况下在测量系统中内部生成的状态报告(例如，错误报告或警报)，测量系统能进一步具有至少间或与测量装置电子器件通信的现场显示器和交互元件HMI，例如，LCD或TFT显示器以及对应的输入小键盘和/或触摸屏，其中显示器设置在电子器件壳体中并在对应地设置在壳体中的窗口之后。有利地，测量装置电子器件(特别是可编程和/或可远程参数化的测量装置电子器件)还能以这样的方式设计，使得在在线测量装置工作期间，测量装置电子器件能与这些上级数据处理系统(例如，可编程逻辑控制器(PLC)、个人计算机和/或工作站)中的一个经由诸如现场总线系统的数据传输系统和/或经由无线电无线地交换测量和/或其他操作数据(例如，当前测量值或设置和/或用于控制在线测量装置的诊断值)。在这样的情况下，测量装置电子器件ME能例如具有一种内部能源电路ESC，该内部能源电路在工作期间由设置在数据处理系统中的外部能源(经由上述现场总线系统)馈送。根据本发明的一个实施例，测量装置电子器件还以这样的方式被实施，使得借助于双线连接2L(例如被配置为4-20mA电流环路的双线连接)，测量装置电子器件可与外部电子数据处理系统相连接并通过这种连接而提供电能，并且能将测量值传送至数据处理系统。在其中在线测量装置被装备以耦接至现场总线或其他通信系统的情况下，测量装置电子器件ME能具有对应的通信接口COM，用于按照其中一种相关的工业标准进行数据通信。测量变换器与上述测量装置电子器件的电连接能借助于对应的连接线路进行，该连接线路(例如经由电缆馈通)从电子器件壳体200引出，并且至少部分地敷设在变换器壳体内部。在这种情况下，连接线路可至少部分地实施为至少部分地包封在电绝缘物内的电线，例如，以双绞线、平带缆和/或同轴电缆形式存在的电线。可替选地或附加地，连接线路也可至少部分地借助于电路板形成(特别是柔性电路板，视具体情况可为涂层电路板)；比较此前提及的US-B 6,711,958或US-A5,349,872。

为了进一步说明本发明，图4和5以及图6和7中分别示意性地示出了适用于实施测量系统的振动型测量变换器的实施例的第一示例和第二示例。测量变换器MW大致用于在流过其中的介质(例如气体和/或液体)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)，这些反作用力以可量测方式，特别是可经由传感器记录的方式反作用于测量变换器。由这些反作用力导出的例如介质的质量流量m、密度ρ和/或粘度η可被测量。为此，测量变换器中的每一个在每种情况下都包括内部部件，该内部部件布置在变换器壳体100中，并且实际上进行至少一个待测参数的物理-电变换。除了容纳内部部件之外，变换器壳体100还可用来保持在线测量装置的电子器件壳体200。驱动器和评估电路容纳在电子器件壳体中。

为了输送流动介质，在图4和5中所示实施例的示例中，测量变换器的内部部件大致包括第一单个至少部分地弯曲的测量管10，测量管10随着在入口侧第一测量管端11#和出口侧第二测量管端12#之间的振荡长度L₁₀延伸，并且为了产生上述反作用力，测量管10在工作期间至少在其振荡长度L₁₀上被迫振动，从而围绕反复弹性变形的静止位置振荡。这里，同样在图8中示意性地示出的，振荡长度L₁₀等于具有假想连接线形式的假想中心轴或质心轴的长度，该假想连接线穿过在管腔内延伸的测量管的所有横截面区域的重心；在弯曲测量管的情况下，振荡长度因而等于测量管10的展开直线长度。

在这一点上应当明确指出的是，虽然在图4和5中所示实施例的示例中的测量变换器仅具有单个测量管，并且至少在这方面在其机械构造和作用原理上类似于US-B 7,360,451或US-B 6,666,098中提出的测量变换器，或者可以商品名“PROMASS H”、“PROMASS P”或“PROMASS S”购得的那些测量变换器，但具有不止一个测量管的测量变换器当然也可以用于实施本发明，例如，与此前提及的US-A5,796,011、US-A 5,731,527或US-B 6,920,798中示出的那些相当的测量变换器，或者例如可以商品名“PROMASS E”或“PROMASS F”代表受让人在市场上销售的那些测量变换器，这些市售测量变换器都具有两个平行测量管。据此，测量变换器也可具有用于输送待测介质的两个测量管，例如借助于入口侧分配器元件和出口侧分配器元件，在给定情况下还另外借助于至少一个入口侧耦接元件和至少一个出口侧耦接元件，所述两个测量管彼此机械地耦接，和/或彼此同样地被实施和/或彼此弯曲和/或平行；以及为了产生主信号，所述两个测量管在工作期间至少间或例如以相等的共享振荡频率但彼此反相位地振动。根据本发明的进一步改进，例如如图6和7中示意性地示出的，除了第一测量管10之外，测量变换器因此包括第二测量管10′，第二测量管10′在入口侧借助于(例如板形的)第一耦接元件形成第一耦接区，并且在出口侧借助于第二(例如板形的和/或具有与第一耦接元件相同的构造)耦接元件形成第二耦接区，从而机械连接到第一测量管10。同样，在这种情况下，第一耦接区在每种情况下限定了在两测量管10、10′中的每一个的入口侧上的第一测量管端11#、11′#，并且第二耦接区在每种情况下限定了在两测量管10、10′中的每一个的出口侧上的第二测量管端12#、12′#。由于对于内部部件借助于两个测量管形成的情况来说，两测量管10、10′中的每一个(其在工作期间特别地以彼此相反的相位振荡和/或在形状和材料上同样地实施)都用来输送测量介质，根据依据本发明的测量变换器的这两个变型的另外的实施例，两测量管中的每一个在每种情况下都在入口侧与测量变换器的共享的第一分配器元件15(其将流入的介质分为两个流部分)连通，并且在每种情况下在出口侧与测量变换器的共享的第二分配器元件16(其将流部分重新引导到一起)连通，以使得在测量系统工作期间，两测量管中以同时且平行的方式流过介质。

如从图4和5与分别地图6和7以及图8的组合中明显看出的，至少一个测量管10在每种情况下以这样的方式被成形，使得上述中心轴位于测量变换器的假想管平面内，如在所讨论类型的测量管的情况下常见的。根据本发明的一个实施例，在这种情况下，至少一个测量管10在工作期间被迫以这样的方式振动，使得其特别是在弯曲振荡模式下围绕振荡轴振荡，该振荡轴平行于或重合于假想地连接两个测量管端11#、12#的假想连接轴。此外，至少一个测量管10以这样的方式成形和布置在测量变换器中，使得上述连接轴大致平行于或在给定情况下也重合于测量管的假想纵向轴L延伸，该假想纵向轴L假想地连接测量变换器的入口端和出口端。

由于测量变换器应当可用于大量的不同应用(特别是在工业测量和自动化技术领域中)，还提供的是，至少一个测量管具有大于1mm、特别是大于5mm的口径D₁₀(与管内径相对应)。为了达到对于所希望测量精度足够高的振荡幅度(特别是在弯曲振荡模式下)，根据本发明的一个实施例，至少一个测量管还具有壁厚s，该值小于7mm，尤其小于3mm，特别是以这样的方式，使得由关系式

限定的测量管的横截面的面惯性矩I₁₀大于40mm⁴，尤其大于150mm⁴。

测量变换器的至少一个测量管10(例如，由不锈钢、钛、钽、锆或它们的合金制成)以及在这方面在管腔内延伸的测量管10的假想中心轴可例如以大致U形、或如图4和5、图6和7或图8中所示的大致V形方式被实施。

据此，根据本发明的另一个实施例，至少一个测量管具有：1)入口侧第一直管段，该第一直管段具有具有指向第一耦接区的方向向量a1的假想纵向轴；和2)出口侧第二直管段，该第二直管段具有具有指向第二耦接区的方向向量a2的假想纵向轴。如从图4和5以及分别从图6和7中可直接明显看出的，两个直管段借助于弧形(此处大致圆弧形)管段彼此相连接，如在这种测量管几何形状中很常见的。为了形成具有总体上尽可能短的安装长度的尽可能紧凑的测量变换器，根据本发明的另一个实施例，弧形管段此处还以这样的方式设计，使得从其中心轴测量，该弧形管段具有小于500mm、尤其小于300mm的平均管弧半径R。至少一个测量管10的两个直管段相对于彼此以这样的方式进一步布置，使得如图8中示意性地示出的，第一直管段的假想纵向轴的方向向量a1和第二直管段的假想纵向轴的方向向量a2相交以形成角度Θ。在两个直管段经由圆弧形管段彼此相连接的情况下，角度Θ的大小取决于弧形管段的管弧半径R以及对应的弧长B，例如使用弧度时为使用角度时为

具体地，至少一个测量管的两个直管段相对于彼此以这样的方式布置，使得角度Θ具有小于160°和/或大于20°的大小。可替选地或附加地，根据本发明的另一个实施例，弧形管段以这样的方式设计，使得管弧半径与管外径比R′(由管弧半径R与管外径的比率限定，管外径与测量管口径D₁₀和弧形管段的壁厚s相对应，即r＝0.5·D₁₀+s)小于60(尤其小于50)和/或大于3(尤其大于4)。

为了最小化影响借助于单个测量管形成的内部部件的干扰影响，并且为了减小就相应测量变换器而言释放到作为整体的相连接的工艺管线的振荡能，根据图4和5中所示实施例的示例，测量变换器的内部部件还包括(例如实施为U形或V形的)反振荡器20，该反振荡器与此处单个的测量管机械耦接。反振荡器20(也如图2中所示)被布置在与测量管10横向隔开的测量变换器中，并且在入口侧形成(最终限定上述第一测量管端11#的)第一耦接区，在出口侧形成(最终限定上述第二测量管端12#的)第二耦接区，从而在每个位置固定到测量管10。反振荡器20此处大致平行于测量管10延伸且在给定情况下也被布置成与测量管共轴，其由与测量管在热膨胀行为方面相容的诸如钢、钛或锆的金属制成，并且在这种情况下也能实施为例如管形或大致箱形形式。如图2中所示，或者除了别的以外如在US-B 7,360,451中提出的，反振荡器20可例如借助于被布置到测量管10的左右侧的板或借助于被布置到测量管10的左右侧的盲管形成。可替选地，反振荡器20可借助于横向地且平行于测量管延伸的单个盲管形成，如例如在US-B 6,666,098中提出的。如通过比较图2和3可明显看出的，在此处所示实施例的示例中，反振荡器20在入口侧借助于至少一个第一耦接器31保持在第一测量管端11#上，并且在出口侧借助于至少第二耦接器32(特别是与第一耦接器31大致相同的耦接器)保持在第二测量管端12#上。对于耦接器31、32来说，此处可使用例如简单节点板，其在每种情况下在出口侧和入口侧固定到测量管10，并且以对应方式固定到反振荡器20。此外，如在图2和3中所示实施例的示例中所示，完全封闭的箱体(或在给定情况下具有局部开放的框架的箱体)也可充当耦接器31或耦接器32，该箱体借助于在测量变换器的假想纵向轴L的方向上彼此间隔开的节点板形成，并且分别在出口侧和入口侧带有反振荡器20的突出端。如图1和2中示意性地示出的，测量管10还经由直的第一连接管件11和直的第二连接管件13(特别是与第一连接管件11大致相同的管件)连接到负责向系统和从系统输送介质的工艺管线(此处未示出)，其中第一连接管件11在第一耦接区的区域中的入口侧开放，并且在第二耦接区的区域中的出口侧开放；其中入口侧连接管件11的入口端实际上形成测量变换器的入口端，并且出口侧连接管件12的出口端实际上形成测量变换器的出口侧。有利地，测量管10与两个连接管件11、12一起可以一体方式实现，以使得例如可使用单个管坯或半成品部件用来制造它们，所述管坯或半成品部件由对于此类测量变换器典型的材料(例如不锈钢、钛、锆、钽或其相应的合金)制成。代替测量管10，入口管件11和出口管件12在每种情况下由单个一体管的管段形成，如果需要，这些部件也可借助于随后接合到一起(例如焊接到一起)的单个坯料或半成品部件制成。在图2和3中所示实施例的示例中进一步提供的是，两连接管件11、12相对于彼此和相对于测量变换器的假想纵向轴L(假想地连接两个耦接区11#、12#)以这样的方式布置，使得此处借助于反振荡器和测量管形成的内部部件可以钟摆状模式围绕纵向轴L运动，并且伴随着两连接管件11、12的扭转。为此，两连接管件11、12相对于彼此以这样的方式布置，使得大致直的管段大致平行于假想纵向轴L或测量管的弯曲振荡的假想振荡轴延伸，并且管段大致与纵向轴L对齐和彼此对齐。由于两连接管件11、12在此处示出的实施例的示例中被实施为在其整个长度上实际上大致直的，它们在整体上对应地被取向为彼此大致对齐以及与假想纵向轴L大致对齐。如从图2和3中另外明显看出的，变换器壳体100，特别是相比测量管10抗弯曲和抗扭转的变换器壳体100被特别是刚性地固定到相对于第一耦接区较远的入口侧连接管件11的入口端，并且被固定到相对于第二耦接区较远的出口侧连接管件12的出口端。在这方面，此处借助于测量管10和反振荡器20形成的整个内部部件不但完全被变换器壳体100包封，而且由于其自身的具体质量和两连接管件11、12的弹簧效应，以可振荡方式保持在变换器壳体100中。

对于其中测量变换器MW以可释放方式安装在例如实施为金属管道的工艺管线中的情况，在测量变换器的入口侧提供有第一连接凸缘13，并且在出口侧提供有第二连接凸缘14。在这种情况下，如在所述类型的测量变换器的情况下十分常见的，连接凸缘13、14也可至少部分端部地一体化到变换器壳体100内。然而，如果需要，连接管件11、12也可例如通过焊接或硬钎焊直接与工艺管线相连接。在图2和3中所示实施例的示例中，第一连接凸缘13一体地模制到入口侧连接管件11的入口端，第二连接凸缘14一体地模制到出口侧连接管件12的出口端；而在图4和5中所示实施例的示例中，连接凸缘则对应地与相关分配器元件相连接。

为了主动地激励至少一个测量管10(或多个测量管10)的机械振荡，图4至7中所示测量变换器中的每一个都包括激励器机构40，特别是电动激励器机构。该激励器机构由对应地经调节的激励器信号(例如，具有受控电流和/或受控电压，并且由测量装置电子器件的驱动电路传送)驱动，并且在给定情况下与评估电路交互，其在每种情况下用来将借助于驱动电路馈送的电激励器能E_exc转化为激励器力F_exc，该力作用在至少一个测量管10上(例如，谐振地或具有脉冲形状)，并且使测量管10以上述方式偏转。如在这种测量变换器的情况下典型的，激励器力F_exc可被双向或单向地展开，且以本领域已知的方式，例如借助于电流和/或电压控制电路，并且可对其振幅进行调节和(例如借助于相控回路)对其频率进行调节。激励器机构40可以例如是以常规方式借助于例如单个电动振荡激励器41形成的机构，该振荡激励器居中地(也就是说在振荡长度L₁₀一半的区域中)作用于相应的测量管上。在如图4中所示内部部件借助于反振荡器和测量管形成的情况下，振荡激励器41可例如借助于附接到反振荡器20的圆柱形激励器线圈并借助于永磁性电枢形成，其中激励器线圈为例如在工作期间相应的激励器电流流过其中且与之相关由对应磁场穿透的线圈，永磁性电枢从外部(特别是居中地)固定到测量管10，并且至少部分地插入激励器线圈内。在例如此前提及的US-A 5,705,754、US-A 5,531,126、US-B6,223,605、US-B 6,666,098或US-B 7,360,451中也示出了另外的激励器机构，这些激励器机构用于也十分适合本发明的测量系统的至少一个测量管的振荡。

根据本发明的另一个实施例，在工作期间，至少一个测量管10借助于激励器机构至少间或在所希望模式下被主动地激励，在该模式下，测量管(尤其主要地或排他地)围绕上述假想振荡轴进行弯曲振荡，例如主要地以相应测量变换器(或形成该测量变换器的测量变换器的内部部件)的正好一个共振频率，例如与基本弯曲振荡模式相对应的共振频率，在该模式下，至少一个测量管具有正好一个振荡波腹。此处特别提供的是，如具有弯曲测量管的这种测量变换器中非常典型的，至少一个测量管10借助于激励器机构且以这样的方式被激励至具有激励频率f_exc的弯曲振荡，使得在所希望模式下，测量管10(例如以夹在一端上的悬臂的方式)围绕所述振荡轴振荡的测量管10，按照其自然弯曲振荡方式中的一种至少部分地向外弯曲。在这种情况下，测量管的弯曲振荡在(限定入口侧测量管端11#的)入口侧耦接区的区域中具有入口侧振荡节点，并且在(限定出口侧测量管端12#的)出口侧耦接区的区域中具有出口侧振荡节点，以使得测量管以在这两个振荡节点之间的振荡长度L₁₀大致自由振荡地延伸。如果需要，如例如US-B7,077,014或JP-A 9-015015中提出的，振动测量管的振荡运动也可借助于弹簧弹性元件或电动耦接元件靶向地被影响，所述耦接元件对应地在振荡长度的区域内进一步作用在测量管上。驱动电路可例如实施为相控回路(PLL)，该回路用于以本领域已知的方式将激励器信号的激励器频率f_exc连续调节至期望的所希望模式的瞬时本征频率。在例如US-A 4,801,897中详细描述了用于将测量管主动激励至以特定机械频率振荡的此类相控回路的构造和应用。当然也可使用本领域本身已知可以并且适合调节激励器能E_exc的其他驱动电路，例如根据此前提及的现有技术，例如此前提及的US-A 4,777,833、US-A 4,801,897、US-A4,879,911、US-A 5,009,109、US-A 5,024,104、US-A 5,050,439、US-A5,804,741、US-A 5,869,770、US-A 6,073,495或US-A 6,311,136。关于用于振动型测量变换器的此类驱动电路的用途，还应参照提供有“PROMASS 83”系列测量变送器的测量装置电子器件。此类测量装置电子器件由受让人例如结合“PROMASS E”、“PROMASS F”、“PROMASSH”、“PROMASS I”、“PROMASS P”或“PROMASS S”系列测量变换器提供。这些驱动电路例如以这样的方式被实施，使得所希望模式的横向弯曲振荡被调节至恒定振幅，从而很大程度上独立于密度ρ的振幅。

为了引起至少一个测量管10的振动，如此前提及的，激励器机构40被馈送以具有可调频率f_exc的同样振荡的激励器信号，从而在工作期间，振荡激励器(此处为作用在测量管10上的单个样本)的激励器线圈中流过对应地按照其振幅控制的电激励电流i_exc，从而产生使测量管运动所希望的磁场。驱动器信号或激励器信号(或激励器信号的激励电流i_exc)可以例如是谐波、复频或矩形信号。在实施例的示例中所示测量变换器的情况下，保持至少一个测量管10的弯曲振荡所希望的电激励电流i_exc的激励器频率f_exc可有利地以这样的方式被选择和调节，使得横向地振荡的测量管10至少主要地在具有单个振荡波腹的弯曲振荡模式下振荡。据此，根据本发明的另一个实施例，激励器或所希望模式频率f_exc以这样的方式被调节，使得其尽可能准确地等于测量管10的弯曲振荡的本征频率，特别是基本弯曲振荡模式的本征频率。在使用由不锈钢(特别是哈司特镍合金)制成的具有29mm的口径D₁₀、约1.5mm的壁厚s、约420mm的振荡长度和305mm的弦长(在测量管的两端之间测量)的测量管的情况下，与测量管的基本弯曲振荡模式相对应的共振频率等于约490Hz，例如在实际为零的密度的情况下(例如在仅填充空气的测量管的情况下)。

在图4和5中所示实施例的示例中，其中内部部件借助于测量管和反振荡器形成，测量管10主要相对于反振荡器20进行(借助于激励器机构主动激励的)弯曲振荡，特别是以公共频率和彼此相反的相位振荡。在激励器机构同时(例如有差别地)作用于测量管和反振荡器两者的情况下，反振荡器20在这种情况下也被迫激励以同时悬臂振荡，并且实际上以这样的方式，使得其以与在所希望模式下振荡的测量管10相等的频率振荡，但至少部分地异相，特别是具有大致相反的相位。具体地，在这种情况下，测量管10和反振荡器20还以这样的方式彼此匹配，特别是以这样的方式被激励，使得在工作期间，两者至少间或且至少部分地围绕纵向轴L进行反向相等的弯曲振荡，即相等频率但相位大致相反的弯曲振荡。在这种情况下，弯曲振荡可以这样的方式形成，使得弯曲振荡具有相等的模阶数(modal order)，并且至少在静止流体的情况下，也基本上具有相同的形状；或者，在使用两个测量管的情况下，如在所讨论类型的测量变换器的情况下典型的，测量管借助于激励器机构(特别是在两测量管10、10′之间有差别地作用的激励器机构)以这样的方式被主动激励，使得在工作期间，这两个测量管至少间或围绕纵向轴L进行反向相等的弯曲振荡。换句话讲，两测量管10、10′和反振荡器20在每种情况下以相对于彼此振荡的音叉尖的方式运动。

在可操作地提供的情况下，其中介质流过工艺管线从而质量流量m不等于零，借助于以上述方式振动的测量管10，在流过的介质中引发科里奥利力。该力又反作用于测量管10，从而本质上根据比所希望模式更高模阶数的另一个特定振荡形式引起另外的相同变形(其可由传感器记录)。在这种情况下(特别是就其振幅而言)，(具有与所希望模式相同频率且叠加到其上的)这种所谓的科里奥利模式的瞬时值也依赖于瞬时质量流量m。如具有弯曲测量管的这种测量变换器的情况下典型的，对于科里奥利模式，例如，可以使用具有反对称扭曲模式的特定振荡形式，即这样的特定振荡模式，在(如已提及的)测量管10也围绕假想旋转振荡轴进行旋转振荡的情况下，所述假想旋转振荡轴垂直于弯曲振荡轴，并且假想地与测量管10的中心轴在振荡长度L₁₀的一半的区域中相交。

为了记录至少一个测量管10的振荡(特别是弯曲振荡)，特别是在科里奥利模式下的振荡，测量变换器还具有对应的传感器装置50。如同样在图4至7中示意性地示出的，该传感器装置包括：第一振荡传感器51(特别是电动振荡传感器)，该传感器装置在与至少一个振荡激励器间隔开的至少一个测量管上，并且传送表示测量管10的振动的测量变换器的第一主信号s₁(例如，与振荡相对应的电压或与振荡相对应的电流)；以及第二振荡传感器52(特别是电动振荡传感器)，该传感器装置在与第一振荡传感器51间隔开的至少一个测量管上，并且传送表示测量管10的振动的测量变换器的第二主信号s₂。在两个(例如同样地实施的)振荡传感器之间延伸的相关测量管的区域(特别是以大致自由振荡的方式振动的区域)的长度此处与相应测量变换器的测量长度L₅₀相对应(如同样也在图8中示意性地示出的)。在这种情况下，测量变换器MW的(通常宽频的)主信号s₁、s₂中的每一个都具有与所希望模式相对应的信号分量，并且具有：1)信号频率，该信号频率对应于以主动激励的所希望模式振荡的至少一个测量管10的瞬时振荡频率f_exc；和2)相对于激励器信号i_exc的相移(其依赖于在至少一个测量管10中流动的介质的当前质量流量)，该激励器信号例如借助于PLL生成，并且是振荡测量信号s₁、s₂中的至少一个与激励器机构中的激励器电流之间存在的相位差的函数。甚至在使用相对宽频的激励器信号i_exc的情况下，由于测量变换器MW的振荡质量因子通常非常高，因此可以假设，对应于所希望模式的主信号中的每一个的信号分量超过其他信号分量，并且在这方面，所述信号分量至少在与所希望模式的带宽相对应的频率范围内是支配性的，所述其他信号分量特别是超过与可能的外部干扰相对应的和/或被归类为噪声的那些信号分量。

在此处所示实施例的示例中，两个振荡传感器在每种情况下布置在至少一个测量管10上，其中第一振荡传感器51在入口侧，第二振荡传感器52在出口侧；以及特别地，第二振荡传感器与至少一个振荡激励器(或测量管10的中点处)的间距和第一振荡传感器相等。如在实施为科里奥利质量流量测量装置的测量系统中使用的这类振动型测量变换器的情况下十分典型的，根据本发明的一个实施例，第一振荡传感器51和第二振荡传感器52在每种情况下另外布置在测量变换器内由振荡激励器41所占据的测量管的一侧上。此外，第二振荡传感器52也可布置在测量变换器内由第一振荡传感器51所占据的测量管的一侧上。传感器装置的振荡传感器还可以有利地以这样的方式实施，使得它们传送相同类型的主信号，例如在每种情况下传送信号电压或信号电流。根据本发明的另一个实施例，第一振荡传感器和第二振荡传感器在每种情况下另外以这样的方式设置在测量变换器MW中，使得振荡传感器中的每一个至少主要地记录至少一个测量管10的振动。对于其中内部部件借助于测量管和与之耦接的反振荡器形成的上述情况来说，根据本发明的另一个实施例，第一振荡传感器和第二振荡传感器都以这样的方式实施并设置在测量变换器中，使得振荡传感器中的每一个主要地(且特别是有差别地)记录测量管相对于反振荡器的振荡；以及以这样的方式，使得第一主信号s₁和第二主信号s₂都表示至少一个测量管10相对于反振荡器20的振荡运动(特别是反向相等的振荡运动)。对于其中内部部件借助于两个测量管(特别是在工作期间相对于彼此反向相等振荡的两个测量管)形成的所述其他情况来说，根据本发明的另一个实施例，第一振荡传感器和第二振荡传感器都以这样的方式实施和设置在测量变换器中，使得振荡传感器中的每一个主要地(且特别是有差别地)记录第一测量管10相对于第二测量管10′的振荡；以及以这样的方式，使得第一主信号s₁和第二主信号s₂都表示两个测量管相对于彼此的振荡运动(特别是反向相等的振荡运动)。根据本发明的另一个实施例，提供的是，传感机构具有正好两个振荡传感器，也就是说，除了第一和第二振荡传感器之外没有另外的振荡传感器，并且在这方面就所用部件而言对应于常规传感器装置。

由传感器装置传送的振荡测量信号s₁、s₂在每种情况下具有信号分量，该信号分量具有与在主动激励的所希望模式下振荡的测量管的瞬时振荡频率f_exc相对应的信号频率，也如图3中所示，所述振荡测量信号被馈送至测量装置电子器件ME，继而馈送至设置在其中的测量和评估电路μC，在这里，借助于对应的输入电路FE，信号首先被预处理(特别是被预放大、滤波和数字化)，以便随后以适当方式评估。对于输入电路FE以及测量和评估电路μC，可以使用在传统的科里奥利质量流量测量装置中已经使用和成熟的电路技术，该技术用于转化主信号的目的或用于确定质量流率和/或总质量流量等的目的，特别是根据此前提及的现有技术的那些电路技术。根据本发明的另一个实施例，因此，测量和评估电路μC借助于设置在测量电子器件ME中的微计算机实现，例如借助于数字信号处理器(DSP)实现，并且借助于在该微计算机上相应地实施和运行的程序代码来实现。程序代码可以例如永久地存储在微计算机的非易失性存储器EEPROM中，并且在微计算机启动期间，可加载到易失性存储器RAM中，例如一体化到微计算机的RAM。适用于这种应用的处理器(例如TMS320VC33型处理器)可得自Texas Instruments Inc.公司。在这种情况下显而易见的是，如已经暗示的，主信号s₁、s₂借助于测量装置电子器件ME的对应的模数转换器A/D转化为数字信号，以便在微计算机中处理；将这与此前提及的US-B6,311,136或US-A 6,073,495或上述“PROMASS 83”系列的测量变送器进行比较。

根据本发明的一个实施例，借助于由传感器装置50传送的两个主信号s₁、s₂，例如基于在主信号s₁、s₂之间检测到的相位差，该相位差在部分地以所希望模式和科里奥利模式振荡的测量管的情况下生成，测量和评估电路μC用来重复地确定质量流量测量值X_m，该测量值尽可能准确地表示对于经测量变换器输送的介质的待测质量流率m。可替选地或附加地，测量和评估电路用来确定表示瞬时总质量流量M的质量测量值X_M，该测量值例如从当前质量流量值X_m和/或从大量此前依次产生的测量值和/或质量流量测量值导出。为此，根据本发明的另一个实施例，在工作期间，评估电路重复地产生相位差值

该值表示当时存在的第一主信号s₁和第二主信号s₂之间的相位差此外，根据本发明的测量系统的评估电路也可以本领域已知的方式用来另外生成(例如数字的)密度测量值X_ρ，该值表示待测介质的瞬时密度ρ，所述密度测量值例如基于由传感器装置传送的主信号中的至少一个从至少一个测量管10的横向弯曲振荡(例如所希望模式下的横向弯曲振荡)的振荡频率导出。可替选地或附加地，如在所讨论类型的在线测量装置的情况下非常典型的，评估单元可确定或在给定情况下也可用来确定(例如数字的)粘度测量值X_η，该值表示介质的瞬时粘度，并且从驱动器信号i_exc导出，如已知的，该驱动器信号也可用作对由测量管输送的介质的表观粘度或粘度-密度乘积的量度；在这方面，比较US-B 7,017,424、US-B 6,840,109或US-B 6,651,513。此外，容易设想的是，由测量装置电子器件确定的测量值(特别是可能的临时值)，至少临时缓存在测量装置电子器件ME中(例如，缓存在已提及的EEPROM存储器中和/或RAM存储器中)，从而被足够长时间地保存，以供后续使用。上述计算功能(特别是用于产生质量流量测量值X_m或用于产生其他相应测量值中每一个的功能)，可非常容易地实现，例如借助于以上提及的评估电路μC的微计算机或对应地设置在其中的数字信号处理器DSP。对应算法的产生和实现以及它们在测量装置电子器件中向对应地可执行的程序代码的转换是本领域熟悉的，因此不需要在与本发明无关的任何方面详细说明，其中算法对应于此前描述的公式或者也例如模拟激励器机构的上述幅度或频率控制电路的操作。当然，由测量装置电子器件实现的测量系统的上述公式或其他功能可以容易地完全或部分地借助于测量装置电子器件中的对应地分立实施和/或混合的(即模拟-数字混合的)计算电路来实现。

为了实现尽可能高的效率，以该效率将(在工作期间馈送至激励器机构内的)激励器功率或激励器能E_exc最终转化为主信号s₁、s₂或转化为信号变量(例如，信号幅度、信号频率和/或两个主信号之间的相位角或相位差等)，该信号变量与(例如质量流率和/或密度的)测量变量相对应，测量变量在每种情况下是将借助于测量变换器记录的，特别是以这样的方式，使得实际上限定所讨论类型的测量变换器的通用优化函数的上述条件

尽可能最大，在根据本发明的测量系统的情况下，传感器装置的第一振荡传感器和传感器装置的第二振荡传感器以这样的方式设置在测量变换器中，使得测量变换器的测量长度L₅₀小于振荡长度L₁₀的65％(尤其小于55％)，并且大于振荡长度L₁₀的25％(尤其大于30％)(在这一点上，比较图9，特别是与图8结合)。换句话讲，在下列条件下，两个振荡传感器被最佳地设置在测量变换器中：当1)相对于(理论)最大可能灵敏度S_MAX，在测量变换器中实际上达到的灵敏度S_ACT，从而即在对应于振荡长度L₁₀(L₅₀＝L₁₀)的最大测量长度处的特定灵敏度，和2)在工作期间，相对于在最大振荡幅度处(此处在振荡激励器处或振荡长度L₁₀(L₅₀＝0)的一半的点处)的(理论)最大可能振荡幅度A_ACT，对于在振荡传感器的位置处主信号s₁、s₂实际上达到的信号幅度A_ACT时，两者都为最大可能或逼近最大可能；在常规测量管几何形状的情况下，足够惊人的是，所述位置又是在振荡长度L₁₀的65％和30％之间的上述区域，该区域迄今为止未被用于定位传感器(在这一点上，也比较图9)。

在这种情况下，对于具有典型测量管构造(例如用于具有在10mm和250mm之间的范围内的口径D₁₀的弯曲测量管)的测量变换器的进一步的研究，特别是借助于计算机模拟计算的研究，已经进一步表明(如例如从图10、11、12、13、14、16和17的组合容易看出的)，传感器装置的第一振荡传感器和传感器装置的第二振荡传感器将以这样的方式设置在测量变换器中，使得在测量长度与振荡长度比ξ＝L₅₀/L₁₀(由测量长度L₅₀与振荡长度L₁₀的比率限定)的情况下，条件ξ≤0.6在最大可能的程度下被满足，特别是以使得条件ξ＞0.35也被满足的方式。

通过对具有大致V形的弯曲测量管的大量典型测量变换器构造的进一步研究(该研究的各项结果以举例方式在图10中示出)，已经尤其明显的是，为了在上述意义上优化测量变换器，随着由两个直管段形成的上述角度Θ的变化，将传感器装置的第一振荡传感器和传感器装置的第二振荡传感器以这样的方式设置在测量变换器中，使得上述测量长度与振荡长度比ξ＝L₅₀/L₁₀满足条件

对于具有V形弯曲测量管的测量管尤其如此，这种测量管的角度Θ小于100°。

通过对在角度Θ大于100°、特别是大于115°的情况下的测量变换器的进一步的案例研究，已经对于不同的传感器位置和测量管口径进一步发现，对于具有V形测量管的大量传统测量变换器构造来说，当满足条件ξ≤0.62(特别是条件ξ＞0.45)时，可以得到最佳测量长度与振荡长度比ξ＝L₅₀/L₁₀。

通过对具有大致V形的测量管的测量管的进一步研究(该研究的各项结果以举例方式在图11至14中示出)，以上提及的弧形管段的管弧半径R已经表现为附加的变量，该变量用于在上述意义上最佳的传感器位置的尺寸确定，并且与之相关，用于最佳测量长度或测量长度与振荡长度比ξ。据此，可以另外证明对于实现上述意义上的测量管最高可能效率有益的是，当在所提及的情况下，其中测量长度与振荡长度比ξ＝L₅₀/L₁₀小于0.65，尤其大于0.4时，作为至少一个测量管10的管外径r(0.5D₁₀+s)的函数，管弧半径R满足条件或者满足条件

或者相反地，测量长度与振荡长度比ξ＝L₅₀/L₁₀满足条件

或

对于以上提及的情况而言，尤其是后者，其中弧形管段以这样的方式实施，使得其管弧半径与管外径比R′小于60和/或大于3。

为了进一步提高测量变换器的此前所指效率，或者为了最大化上述优化函数

，根据本发明的另一个实施例，至少一个测量管被以这样的方式确定尺寸、并且振荡传感器以这样的方式设置在测量变换器中，使得测量变换器的测量长度与口径比L₅₀/D₁₀(由测量变换器的测量长度L₅₀与测量管的口径D₁₀的比率限定)小于10(尤其小于5)；尤其使得(如从图15明显看出的)至少一个测量管的口径D₁₀大于15mm(尤其大于20mm)，并且测量变换器的测量长度L₅₀小于振荡长度L₁₀的55％；或者在测量管的口径D₁₀大于50mm(尤其大于60mm)的情况下，测量变换器的测量长度L₅₀小于振荡长度L₁₀的65％(但尤其大于振荡长度L₁₀的40％)；这尤其适用于以上提及的情况，其中测量管的面惯性矩I₁₀等于40mm⁴或以上，或者其中测量管被以这样的方式成形和加工尺寸，并且振荡传感器被以这样的方式定位，使得(如从图17可明显看出的)测量变换器的面惯性矩与测量长度比I₁₀/L₅₀(由测量管的横截面的面惯性矩I₁₀与测量变换器的测量长度L₅₀的比率限定)大于40mm³(并且尤其大于100mm³)。

在了解此前说明的测量管和传感器装置的尺寸确定规则的情况下，本领域的技术人员应当毫不困难地优化所述类型的测量变换器，目的是，在尽可能小的测量管最大振荡幅度的情况下，或者在尽可能小的电激励功率的情况下，一方面，主信号具有高噪声分离或高信噪比，另一方面，尽管如此，测量变换器在整体上对于待记录的主测量变量足够灵敏，特别是对于质量流率和/或总质量流量。

Claims (53)

1.一种振动型测量变换器，其包括：

至少第一测量管，所述至少第一测量管用于输送流动介质，所述至少第一测量管以在入口侧第一测量管端和出口侧第二测量管端之间的振荡长度延伸、并且在工作期间围绕振荡轴振荡，特别是以弯曲振荡模式振荡，所述振荡轴平行于或重合于假想地连接所述两个测量管端的假想连接轴；

传感器装置，所述传感器装置用于记录至少所述第一测量管的振荡，其中，所述传感器装置包括：第一振荡传感器，所述第一振荡传感器装置在所述至少第一测量管上，特别是在所述入口侧上，并且传送表示所述至少第一测量管的振动的所述测量变换器的第一主信号；以及第二振荡传感器，特别是电动第二振荡传感器，所述第二振荡传感器装置在所述至少第一测量管上，特别是在所述出口侧上，并且与所述第一测量传感器间隔开且传送表示所述至少第一测量管的振动的所述测量变换器的第二主信号，其中：

所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中：使得与在所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器之间延伸的区域的长度相对应的所述测量变换器的测量长度小于所述振荡长度的65％，尤其小于55％，并且大于所述振荡长度的25％，尤其大于30％。

2.根据权利要求1所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管，特别是在所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器之间延伸的所述区域内，以部分弧形方式实施。

3.根据权利要求1所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管，至少在所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器之间延伸的所述区域内，以大致V形方式实施。

4.根据权利要求1所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管具有大于1mm、尤其大于5mm的口径。

5.根据权利要求4所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管的所述口径大于50mm，尤其大于60mm；以及

所述测量长度小于所述振荡长度的65％，尤其大于所述振荡长度的40％。

6.根据权利要求4所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管的所述口径大于15mm，尤其大于20mm；和/或小于50mm，尤其小于40mm；以及

所述测量变换器的所述测量长度小于所述振荡长度的55％。

7.根据权利要求4所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管端以这样的方式加工尺寸、并且所述振荡传感器以这样的方式设置：使得由所述测量变换器的所述最大测量长度与所述至少一个测量管的所述口径的比率限定的所述测量变换器的测量长度与口径比小于10，尤其小于5。

8.根据权利要求1所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管具有入口侧第一直管段，所述入口侧第一直管段具有假想纵向轴，所述假想纵向轴具有指向第一耦接区的方向向量；和出口侧第二直管段，所述出口侧第二直管段具有假想纵向轴，所述假想纵向轴具有指向第二耦接区的方向向量；以及

所述两个直管段相对于彼此以这样的方式布置：使得所述第一直管段的所述方向向量和所述第二直管段的所述方向向量相交以形成角度(Θ)，特别是使得所述角度(Θ)具有小于170°和大于10°的大小。

9.根据权利要求8所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管以这样的方式成形：使得所述角度(Θ)具有小于170°、尤其小于160°和/或大于10°、尤其大于20°的大小。

10.根据权利要求8所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管以这样的方式成形：使得所述角度(Θ)具有小于100°的大小。

11.根据权利要求10所述的测量变换器，其中：

所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中：使得由所述测量长度与所述振荡长度的比率限定的测量长度与振荡长度比ξ满足条件ξ≤0.6。

12.根据权利要求11所述的测量变换器，其中：

所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中：使得由所述最大测量长度与所述振荡长度的比率限定的所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件ξ＞0.35。

13.根据权利要求12所述的测量变换器，其中：

所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中：使得由所述最大测量长度与所述振荡长度的比率限定的所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件：

14.根据权利要求8所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管以这样的方式成形：使得所述角度(Θ)大于50°。

15.根据权利要求8所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管以这样的方式成形：使得所述角度(Θ)大于100°，尤其大于115°。

16.根据权利要求15所述的测量变换器，其中：

所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中：使得由所述最大测量长度与所述振荡长度的比率限定的所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件ξ≤0.62。

17.根据权利要求16所述的测量变换器，其中：

所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中：使得由所述最大测量长度与所述振荡长度的比率限定的所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件ξ＞0.45。

18.根据权利要求8所述的测量变换器，其中：

所述两个直管段借助于弧形管段而彼此连接。

19.根据权利要求18所述的测量变换器，其中：

所述弧形管段具有小于500mm、尤其小于300mm的中间管弧半径；以及

所述至少一个测量管具有小于7mm、尤其小于3mm的管壁厚度。

20.根据权利要求19所述的测量变换器，其中：

所述第一测量管以这样的方式加工尺寸、并且以这样的方式设置在所述测量变换器中：使得由所述至少一个测量管的横截面的面惯性矩[s1]与所述测量变换器的测量长度的比率限定的所述测量变换器的面惯性矩与测量长度比大于40mm³，尤其大于100mm³；以及

所述至少一个测量管的所述横截面的所述面惯性矩满足条件

$I_{10}=\frac{\mathrm{\π}}{64}\·[D_{10}^4-{(D_{10}+s)}^4].$

21.根据权利要求20所述的测量变换器，其中：

所述第一测量管以这样的方式加工尺寸：使得所述至少一个测量管的上述面惯性矩至少为40mm⁴，尤其大于150mm⁴。

22.根据权利要求19所述的测量变换器，其中：

所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中：使得由所述最大测量长度与所述振荡长度的比率限定的所述测量长度与振荡长度比ξ小于0.65；以及

所述弧形管段以这样的方式实施：使得所述弧形管段的管弧半径满足条件 $R\≤\frac{0.5\·D_{10}+s}{\mathrm{\ξ}-0.4}.$

23.根据权利要求19所述的测量变换器，其中：

所述弧形管段以这样的方式实施：使得管弧半径与管外径比小于60、尤其小于50和/或大于3、尤其大于4；以及

所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量管中：使得所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件

24.根据权利要求23所述的测量变换器，其中：

所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中：使得所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件ξ＞0.4。

25.根据权利要求19所述的测量变换器，其中：

所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述至少一个测量管中：使得所述测量长度与振荡长度比ξ小于0.65；以及

所述弧形管段以这样的方式实施：使得管弧半径与管外径比满足条件 $R^{\′}\≤\frac{1}{\mathrm{\ξ}-0.4}.$

26.根据权利要求19所述的测量变换器，其中：

所述弧形管段以这样的方式实施，并且所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述至少一个测量管中：使得所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件 $\mathrm{\ξ}\≤\frac{0.5\·D_{10}+s}{R}+0.4.$

27.根据权利要求26所述的测量变换器，其中：

所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述至少一个测量管中：使得所述测量长度与振荡长度比ξ满足条件ξ＞0.4。

28.根据权利要求19所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管以这样的方式实施、并且所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述至少一个测量管中：使得所述测量变换器满足条件 $\frac{L_{10}}{L_{50}}\·(\frac{0.5\·D_{10}+s}{R}+0.4)\≥1.$

29.根据权利要求28所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管以这样的方式实施、并且所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述传感器装置的所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述至少一个测量管中：使得所述测量变换器满足条件 $\frac{L_{10}}{L_{50}}>0.35.$

30.根据权利要求1所述的测量变换器，其中：

所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器具有彼此相同的构造。

31.根据权利要求1所述的测量变换器，还包括：

反振荡器，所述反振荡器在所述入口侧上固定到所述至少一个测量管以形成第一耦接区，并且在所述出口侧上固定到所述至少一个测量管以形成第二耦接区，特别是与所述至少一个测量管基本上反相位地振荡和/或平行于所述至少一个测量管的反振荡器，其中：

所述第一耦接区限定所述至少一个测量管的入口侧第一端，并且所述第二耦接区限定所述至少一个测量管的出口侧第二端。

32.根据权利要求31所述的测量变换器，其中：

所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器都以这样的方式设置在所述测量变换器中：使得所述振荡传感器中的每一个记录所述至少一个测量管相对于所述反振荡器的振荡。

33.根据权利要求31所述的测量变换器，其中：

在工作期间，所述至少一个测量管和所述反振荡器至少以彼此相反相位的共享振荡频率振荡；和/或

所述第一主信号和所述第二主信号都表示所述至少一个测量管相对于所述反振荡器的振荡运动。

34.根据权利要求31所述的测量变换器，其中：

所述振荡传感器记录所述至少一个测量管和所述反振荡器的振动。

35.根据权利要求1所述的测量变换器，其中：

所述第一振荡传感器这样设置在所述测量变换器中：使与所述至少一个测量管的一半长度点之间的间距和与所述第二振荡传感器的相同。

36.根据权利要求1所述的测量变换器，其中：

提供有两个测量管，在所述入口侧借助于形成第一耦接区的第一耦接元件并在所述出口侧借助于形成第二耦接区的第二耦接元件，所述两个测量管彼此机械地连接，特别是彼此以基本上相反的相位振荡和/或平行于彼此和/或在形状和材料上同样地实施的测量管；以及

所述第一耦接区限定每个所述测量管的入口侧第一端，以及所述第二耦接区限定[s2]每个所述测量管的出口侧第二端。

37.根据权利要求36所述的测量变换器，其中所述两个测量管中的每一个都在所述入口侧与所述测量变换器的第一分配器元件连通，并且在所述出口侧与所述测量变换器的第二分配器元件连通。

38.根据权利要求36所述的测量变换器，其中：

在工作期间，所述两个测量管至少以彼此相反相位的共享振荡频率振荡；和/或

其中，由所述第一振荡传感器传送的所述测量变换器的所述第一主信号和由所述第二振荡传感器传送的所述测量变换器的所述第二主信号都表示所述测量管相对于彼此的振荡，特别是相对于彼此反相的测量管振荡。

39.根据权利要求1所述的测量变换器，还包括：

激励器机构，所述激励器机构具有至少一个振荡激励器，其在工作期间作用于所述至少一个测量管上，特别是在所述振荡长度的一半的区域中，以用于促使所述至少一个测量管振动，其中所述至少一个测量管至少部分地围绕所述假想振荡轴执行弯曲振荡。

40.根据权利要求39所述的测量变换器，其中：

在工作期间，所述至少一个测量管借助于所述激励器机构至少间或以所希望的模式被激励，其中所述至少一个测量管围绕所述假想振荡轴执行弯曲振荡，特别是以所述至少一个测量管的单和/或以最低共振频率振荡。

41.根据权利要求40所述的测量变换器，其中：

所述测量变换器的所述主信号中的每一个都具有信号分量，所述信号分量具有与所希望的模式的所述弯曲振荡相对应和/或与所述至少一个测量管的共振频率相对应的信号频率。

42.根据权利要求39所述的测量管，其中：

所述第一振荡传感器这样设置在所述测量变换器中：使与所述至少一个振荡激励器之间的间距和与所述第二振荡传感器的相同。

43.根据权利要求1所述的测量变换器，其中：

所述至少一个测量管由金属，特别是不锈钢、钛、钽或锆制成。

44.根据权利要求1所述的测量变换器，其中：

除了所述第一和第二振荡传感器之外，所述传感器装置没有额外的振荡传感器。

45.根据权利要求1所述的测量变换器，其中：

所述传感器装置的所述第一振荡传感器和所述第二振荡传感器以这样的方式设置在所述测量变换器中，使得：

测量变换器的灵敏度，相对于[微软用户3]在最大测量长度对应于所述振荡长度的情况下的理论灵敏度，流过所述测量变换器的介质的待记录的测量变量以所述测量变换器的灵敏度被转化为与所述第一和/或所述第二主信号对应的信号变量，以及

相对于在最大振荡幅度的位置处的理论最大可能幅度，在工作期间实际达到的所述主信号的信号幅度，

满足条件

$\frac{A_{\mathrm{ACT}}}{A_{\mathrm{MAX}}}\·\frac{S_{\mathrm{ACT}}}{S_{\mathrm{MAX}}}\stackrel{!}{=}\mathrm{Max},$ 其中

A_ACT＝单一幅度

A_MAX＝理论最大幅度

S_ACT＝所述测量变量的所述灵敏度

S_MAX＝所述测量变量的所述最大灵敏度。

46.一种用于可流动介质的测量装置，所述测量装置包括：

根据权利要求1所述的测量变换器，以及与所述测量变换器电耦接的测量装置电子器件，以用于处理由所述测量变换器传送的主信号和产生测量值。

47.根据权利要求46所述的测量装置，其中：

借助于所述第一主信号和借助于所述第二主信号，所述测量装置电子器件至少间或产生质量流量测量值，所述质量流量测量值表示流过所述测量变换器的介质的瞬时质量流率。

48.根据权利要求46所述的测量装置，其中：

在工作期间，所述测量装置电子器件重复地产生相位差值，所述相位差值表示在所述第一主信号和所述第二主信号之间瞬时存在的所述相位差。

49.根据权利要求46所述的测量装置，还包括：

驱动电路，所述驱动电路与所述测量变换器电耦接、并且传送驱动所述测量变换器的激励器机构的激励器信号。

50.根据权利要求46所述的测量装置，其中：

所述测量装置电子器件借助于双线连接、特别是实施为4-20mA电流环路的双线连接而可与外部数据处理系统电连接。

51.根据权利要求46所述的测量装置，其中：

所述评估电路，借助于所述两个主信号中的至少一个，至少间或产生密度测量值，所述密度测量值表示流过所述测量变换器的介质的瞬时密度。

52.根据权利要求46所述的测量装置，其中：

所述评估电路，借助于所述两个主信号中的至少一个，至少间或产生粘度测量值，所述粘度测量值表示流过所述测量变换器的介质的瞬时粘度。

53.根据权利要求46所述的测量装置用于测量流过工艺管线的介质的质量流量和/或密度和/或粘度和/或压力的用途。

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