CN102667420B - 具有被并行流过的两个测量管的管组件的测量系统以及监测该组件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于监测具有连接到发射器电子装置的温度测量组件的管组件的测量系统，该发射器电子装置具有用于依赖于管组件的第一测量管的温度来产生温度信号的第一温度传感器和用于依赖于管组件的第二测量管的温度来产生温度信号的至少一个第二温度传感器。在根据本发明的方法中，确定由于在至少两个测量管之间的堵塞而在流过管组件的介质中存在的温差，并且如果所确定的温差偏离了表示未堵塞的管组件的温差的预定阈值则信号通知管组件的部分堵塞，特别是确切一个测量管的堵塞。

Description

具有被并行流过的两个测量管的管组件的测量系统以及监测该组件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于监测管组件的方法，该管组件通过连接用于并行流的至少两个测量管而形成。而且，本发明涉及：可流动（特别是流体）介质；适合于实施所述方法的测量系统，该测量系统特别被实现为包括测量换能器的紧凑测量装置和/或科里奥利（Coriolis）质量流量测量装置，该测量换能器在操作期间至少间或被介质流过，并且该测量换能器产生测量信号，该测量信号受表征流动介质的至少一个被测变量的影响，该至少一个被测变量特别是质量流量、密度、粘度等；以及发射器电子装置，其与该测量换能器电耦合，用于将由测量换能器递送的测量信号处理为测量值。
背景技术
在用于确定在过程线（例如，管线）中的流动介质（例如，液体和/或气体）的特征被测变量的工业测量技术——特别是与自动化制造过程的控制和监测相关的——中，经常使用这样的测量系统，该测量系统借助振动型测量换能器并且借助与该振动型测量换能器连接并且很多时被容纳在分开的电子装置外壳中的发射器电子装置而在流动的介质中引发反作用力（例如，科里奥利力），并且循环产生从这些导出的测量值，该测量值对应地表示至少一个测量的变量，例如，质量流量、密度、粘度或另一个过程参数。这样的测量系统——经常借助具有诸如科里奥利质量流量计的集成的测量换能器的紧凑构造的在线测量装置而形成——是早已已知的，并且已经在工业用途上证明了它们本身。例如，在US-A 4,680,974、US-A 4,738,144、US-A 4,768,384、US-A 4,801,897、US-A 4,823,614、US-A 4,879,911、US-A 5,009,109、US-A 5,050,439、US-A 5,359,881、US-A 5,602,345、US-A 5,734,112、US-A 5,796,011、US-A5,926,096、US-A5,969,264、US-B 7,127,952、US-A 6,092,429、US-B 6,311,136、US-B 6,883,387、US-B 7,325,461、US-B 7,392,709、US-B 7,421,350、WO-A 96/08697或WO-A 2007/040468中描述了具有振动型的测量换能器的这样的测量系统或其独立部件的示例。其中示出的测量换能器包括在测量换能器外壳中容纳的至少两个实质上直线或弯曲（例如，U或V形的）的测量管，用于输送介质（在给定的情况下，也输送非均匀（inhomogeneous）、极热或很粘的介质），其中，形成具有彼此并行连接的流路的管组件的该至少两个测量管经由在测量管和入口侧连接法兰之间的延伸的入口侧分流器以及经由在测量管和出口侧连接法兰之间延伸的出口侧分流器而被集成到过程线内。在测量操作中，使得被并行地流过的测量管振动，以用于产生被流过的介质影响的振荡形式的目的。
在具有弯曲的测量管的测量换能器的情况下，通常被选择为激励的振荡形式——所谓的期望模式（wanted mode）——的是固有振荡形式（eigenoscillation），在该情况下，测量管中的每一个以在一端夹着悬臂的方式，关于测量换能器的虚拟纵轴以最低的自然谐振频率以钟摆状方式至少部分地运动，由此，在流过的介质中引发依赖于质量流量的科里奥利力。这些科里奥利力继而具有叠加在期望模式的激励振荡上的影响，在弯曲的测量管的情况下，因此，钟摆状悬臂振荡是根据至少一个同样自然的第二振荡形式，即所谓的科里奥利模式的、与其频率相等的弯曲振荡。在具有弯曲测量管的测量换能器的情况下，在通过科里奥利力驱动的科里奥利模式中的这些悬臂振荡通常对应于固有振荡形式，在该情况下，测量管也关于与纵轴垂直地对准的虚拟垂直轴执行旋转振荡。相反，在具有直线测量管的测量换能器的情况下，为了产生依赖于质量流量的科里奥利力的目的，经常选择这样的期望模式：在该情况下，测量管中的每一个至少部分地实质上在单个虚拟振荡平面中执行弯曲振荡，使得在科里奥利模式中的振荡因此被实现为与期望模式振荡共面并且具有相等的振荡频率的弯曲振荡。为了激励该至少两个测量管的振荡，振动型的测量换能器另外具有在操作期间被电驱动器信号（例如，受控的电流）驱动的激励器机构，该电驱动器信号由所述的驱动器电子装置产生和对应地调节；其中，激励器结构借助至少一个机电——特别是电动——振荡激励器来将在期望模式中的测量管激励到弯曲振荡，特别是相向相等弯曲振荡，该机电振荡激励器在操作期间流过电流，并且实际上直接地、特别是差动地（differentially）作用于该至少两个测量管。而且，这样的测量换能器包括传感器组件，该传感器组件具有振荡传感器，特别是电动的振荡传感器，用于至少一个测量管的入口侧和出口侧振荡，特别是在科里奥利模式中的测量管的相向相等弯曲振荡的至少点记录，并且用于产生电传感器信号，该电传感器信号被要记录的过程参数（诸如，质量流量或粘度）影响，并且该电传感器信号用作测量换能器的振动信号。如例如在US-B 73 25 461,中所述，在所讨论类型的测量换能器的情况下，在给定的情况下，振荡激励器可以至少偶尔也被用作振荡传感器，和/或振荡传感器可以至少偶尔被用作振荡激励器。所讨论类型的测量换能器的激励器机构通常包括至少一个振荡激励器，该至少一个振荡激励器是电动的和/或差动地作用于测量管，而传感器组件包括入口侧振荡传感器以及至少一个出口侧振荡传感器，该入口侧振荡传感器经常同样是电动的，该至少一个出口侧振荡传感器实质上被与入口侧振荡传感器同样地构造。在市场上可获得的振动型的测量换能器的这种电动和/或差动振荡激励器借助磁线圈并且借助相当细长的、特别是杆形状的永久磁体形成，电流至少间或流过该磁线圈，并且该磁线圈被固定到测量管中的一个，，该永久磁体与至少一个磁线圈交互（特别是插入其中），并且作为电枢，该永久磁体对应地固定到要以相向相等方式运动的另一测量管。该永久磁体和作为激励器线圈的磁线圈在该情况下通常以使得它们实质上彼此同轴地延伸的方式定位。另外，在传统测量换能器的情况下，激励器机构通常以使得它在各种情况下实质上中央地作用于测量管的方式而被实现和布置在测量换能器中。在该情况下，振荡激励器和在这种意义上的激励器结构——如例如在所建议的测量换能器的情况下所示——从外部沿着每一个测量管的虚拟中心周线至少逐点地固定到测量管。除了其他之外，如在US-A 6,092,429或US-A 4,823,614中所述，作为对于借助相当中央地和直接地作用于测量管的振荡激励器而形成的激励器结构的替代，也可以例如使用借助两个振荡激励器形成的激励器结构，该两个振荡激励器在各种情况下不固定在测量管的半长处，而是固定在其入口侧或出口侧上。在大多数市场上可获得的振动型的测量换能器的情况下，传感器组件的振荡传感器被实现为使得实质上具有与至少一个振荡激励器相同的结构，至少只要它们根据相同的行为原理工作。因此，这样的传感器组件的振荡传感器也在各种情况下经常借助固定到测量管中的一个的至少一个线圈以及借助永久磁体电枢形成，该至少一个线圈至少偶尔被可变磁场通过，并且与其相关联地，至少偶尔被供应感应的测量电压，该永久磁体电枢被固定到测量管中的另一个，与至少一个线圈交互，并递送磁场。上述线圈中的每一个另外借助至少一对电连接线而与在线测量装置的上述发射器电子装置连接，该至少一对电连接线在经常沿着尽可能短的路径从线圈至测量换能器外壳延伸。因为期望模式和科里奥利模式的叠加，借助在入口侧和在出口侧上的传感器组件而记录的振动测量管的振荡也具有依赖于质量流量的可测量的相差。通常，这种（例如，在科里奥利质量流量计中应用的）的测量换能器的测量管在操作期间被激励到对于例如在恒定受控振荡幅度下的期望模式而选择的振荡形式的瞬时自然谐振频率。因为该谐振频率也特别依赖于介质的瞬时密度，所以除了质量流量之外，流动的介质的密度也可以另外借助在市场上可获得的科里奥利质量流量计而被测量。另外，如在US-B 6,651,513或者US-B 7,080,564中所示，也可能直接地借助振动型的测量换能器而例如基于用于保持振荡所需的激励器能量或激励功率和/或基于由振荡能量的损耗造成的至少一个测量管的振荡（特别是在上述期望模式中的振荡）的阻尼来测量流过的介质的粘度。而且，可以确定从质量流量、密度和粘度的上述初步测量值得出的其他被测变量，诸如根据US-B 6,513,393的雷诺数。
特别是在用于测量高粘度（例如，糊状物、粘团或悬浮液状）介质或也用于测量输送具有测量管的口径的数量级的直径的固体，诸如含石头的泥浆、混凝土、果实沙司（诸如苹果酱）等的介质的上述类型的测量系统的应用的情况下，存在下述增加的风险：例如由于固体在测量管中的一个中卡住，该测量管变得部分或完全堵塞，而测量管的另一个仍然流过介质。由于管组件的这种部分堵塞，测量换能器在未识别该状况的情况下现在仅被非对称地流过；在给定的情况下，也以这种方式，即介质仅在测量管中的一个中流动，或测量管中的一个不再被流过。然而，对于所讨论类型的传统测量系统，通过测量换能器的非对称流动或引起这一点的管组件的部分堵塞在测量操作中——在此因此在介质流过测量换能器并且测量管以期望模式振荡的情况下——目前不可检测，也根本没有做出检测该状况的任何尝试。在前述的US-B 7,421,350中，已经提供了用于在测量换能器清空后检测在其中剩余的介质残余物的方法，该方法也可以对应地用于检测堵塞，其中，基于超过所设置的界限值，在清空的测量系统的情况下，对于对振动信号中的一个得出的振荡参数（例如，期望模式的谐振频率），该方法检测在认为已经清空测量系统后介质是否仍然在测量换能器中；然而，所述方法对于被流过的测量系统的应用不是直接可能的，因为超过上述界限值也可以仅归因于诸如密度和/或粘度的介质属性的显著改变。而且，在通常在上述类型的测量系统中测量的振动信号之间的相移不是用于测量换能器部分堵塞的可靠指标，因为至少一个仍然进一步被流过的测量管也在科里奥利模式中振荡，并且因此，借助传感器组件产生的振动信号仍然相对于彼此相移。
发明内容
然而，因为——至少在例如制药业或食品业中的应用的情况下，尤其为了卫生的原因——非常期望也能够既可靠地也尽可能早地（例如，在发生后直接地）在运行测量操作期间检测并且相应地信号通知部分堵塞，所以本发明的目的是提供一种用于监测具有在操作期间被介质并行流过的至少两个测量管的管组件的方法，特别是一种用于检测甚至所述管组件的测量管中的仅一个的堵塞的方法以及用于该方法的测量组件。
为了实现该目的，本发明在于一种用于监测借助第一测量管和至少一个第二测量管形成的管组件的方法，该第二测量管与该第一测量管连接以用于并行流，其中，该方法包括步骤如下：
-允许介质流经过该管组件；
-确定在该第一测量管和该第二测量管之间存在的温差；并且
-如果所确定的温差偏离了表示未堵塞管组件的温差的预定界限值，则信号通知该管组件的部分堵塞，例如，确切一个测量管的堵塞和/或在同时未堵塞的第二测量管的情况下的该第一测量管的堵塞。
而且，本发明在于一种测量系统（例如，被实现为紧凑测量装置和/或科里奥利质量流量测量装置），用于流过管线的介质——例如，水性液体、悬浮液、糊状物或其他可流动材料，其中，该测量系统（其例如被实现为紧凑测量装置和/或科里奥利质量流量测量装置）包括：测量换能器（介质在操作期间流过该测量换能器），用于产生与该流动的介质的参数对应的振动信号，该参数例如是质量流量、密度和/或粘度；以及发射器电子装置，其与该测量换能器电耦合，用于启动该测量换能器，并且用于评估由该测量换能器递送的测量信号。其中，该测量换能器具有：具有彼此隔开的至少两个流开口的入口侧第一分流器；具有彼此隔开的至少两个流开口的出口侧第二分流器；与所述分流器——特别是同样构造的分流器——连接的至少两个测量管，该至少两个测量管用于形成管组件，该管组件具有连接的至少两个流路来用于以并行流输送流动的介质，其中的第一测量管以入口侧第一测量管端开放到该第一分流器的第一流开口内并且以出口侧第二测量管端开放到该第二分流器的第一流开口内；并且，第二测量管以入口侧第二测量管端开放到该第一分流器的第二流开口内并且以出口侧第二测量管端开放到该第二分流器的第二流开口内；其中，用于监测该管组件的该测量系统也具有连接到该发射器电子装置的温度测量组件，其中，该温度测量组件具有依赖于该第一测量管的温度来产生温度信号的第一温度传感器，特别是直接地固定到该第一测量管和/或形成为电阻温度计的第一温度传感器，并且，该温度测量组件具有依赖于该第二测量管的温度来产生温度信号的至少第二温度传感器，特别是直接地固定到该第二测量管和/或形成为电阻温度计的第二温度传感器。另外，提供了通过应用借助该第一温度传感器产生的温度信号和借助该第二温度传感器产生的温度信号，该发射器电子装置至少间或产生报警以信号通知该管组件的部分堵塞、特别是信号通知确切一个测量管的堵塞和/或在同时未堵塞的第二测量管的情况下的该第一测量管的堵塞，该第二温度传感器例如是实质上与该第一温度传感器被相同地构造。
根据本发明的测量系统的第一实施例，进一步提供了：如果借助该第一温度传感器产生的温度信号和借助该第二温度传感器（其例如实质上与该第一温度传感器被相同地构造）产生的温度信号关于在每种情况下由此得出的至少一个信号参数彼此偏离超过对应地预定的界限值，则利用借助该第一温度传感器产生的温度信号和借助该第二温度传感器产生的温度信号的该发射器电子装置至少间或产生报警以信号通知该管组件的部分堵塞，该至少一个信号参数特别是该两个温度信号中的每一个的信号幅度的时间平均值、该两个温度信号中的每一个的信号幅度的变化或该两个温度信号的交叉相关等。
根据本发明的测量系统的第二实施例，进一步提供了：如果由温差信号表示的温差偏离了表示未堵塞管组件的预定的界限值，则利用该温差信号的该发射器电子装置产生报警以信号通知该管组件的部分堵塞，该温差信号经由借助该第一温度传感器产生的温度信号和借助该第二温度传感器产生的温度信号而形成，并且，表示在该第一测量管和该第二测量管之间存在的温差。
根据本发明的测量系统的第三实施例，进一步提供了：该第一温度传感器和该第二温度传感器被实现和置于该测量换能器中，使得较之例如与该第二温度传感器对于在该第二测量管的温度上的改变作出反应而使其温度信号改变，该第一温度传感器一样迅速地对于在该第一测量管的温度上的改变作出反应而使其温度信号改变。
根据本发明的测量系统的第四实施例，进一步提供了：该第一温度传感器和该第二温度传感器被实现和置于该测量换能器中，使得借助该第一温度传感器产生的该温度信号主要依赖于该第一测量管的温度，并且借助该第二温度传感器产生的该温度信号主要依赖于该第二测量管的温度。
根据本发明的测量系统的第五实施例，进一步提供了：该第一温度传感器和该第二温度传感器被实现和置于该测量换能器中，使得借助该第一温度传感器产生的该温度信号比借助该第二温度传感器产生的该温度信号与该第一测量管的温度更相关。
根据本发明的测量系统的第六实施例，进一步提供了：该第一温度传感器和该第二温度传感器被实现和置于该测量换能器中，使得借助该第二温度传感器产生的该温度信号比借助该第一温度传感器产生的该温度信号与该第二测量管的温度更相关。
根据本发明的测量系统的第七实施例，进一步提供了：特别是当该发射器电子装置未检测到该管组件的部分堵塞时，利用借助该第一温度传感器产生的温度信号和借助该第二温度传感器（其例如实质上与该第一温度传感器被相同地构造）产生的温度信号的该发射器电子装置至少间或产生温度测量值，该温度测量值表示在该管组件中流动的该介质的温度。
根据本发明的测量系统的第八实施例，进一步提供了：该第一温度传感器固定到该第一测量管，和/或，该第二温度传感器固定到该第二测量管。进一步改进本发明的这个实施例，进一步提供了：除了该第一温度传感器之外，没有另外的温度传感器固定到该第一测量管，和/或，除了该第二温度传感器之外，没有另外的温度传感器固定到该第二测量管。
根据本发明的测量系统的第九实施例，进一步提供了：该测量换能器具有用于输送该流动的介质的四个测量管，该四个测量管形成具有四个流路的管组件，该四个流路连接为用于并行流动，该四个测量管连接到特别是等同地构造的分流器。进一步改进本发明的这个实施例，进一步提供了：该温度测量组件具有：第三温度传感器，用于依赖于该测量换能器的第三测量管的温度来产生温度信号；以及，至少一个第四温度传感器，用于依赖于该测量换能器的第四测量管的温度来产生温度信号。
根据本发明的测量系统的第十实施例，进一步提供了：该测量换能器进一步包括测量换能器外壳，该测量换能器外壳具有：入口侧第一外壳端，特别是具有用于将该介质输送到该测量换能器的线路段的连接法兰的第一外壳端和/或借助该第一分流器形成的第一外壳端；以及，出口侧第二外壳端，特别是具有用于将该介质从该测量换能器输送离开的线路段的连接法兰的第二外壳端和/或借助该第二分流器形成的第二外壳端。进一步改进本发明的这个实施例，进一步提供了：该温度测量组件具有用于依赖于该测量换能器外壳的温度来产生温度信号的至少一个第三温度传感器，该至少一个第三温度传感器特别直接地固定到该测量换能器外壳和/或被实现为电阻温度计。利用由该第一温度传感器产生的温度信号以及由该第三温度传感器产生的温度信号，该发射器电子装置可以然后例如产生报告，该报告信号通知，因为在该测量换能器中的该介质的温度偏离该测量换能器外壳的温度的范围内，由该温度测量组件递送的该温度信号用于监测该管组件的部分堵塞的是适合的；和/或，该发射器电子装置可以然后例如产生报告，该报告信号通知，因为在该测量换能器中的该介质的温度不偏离或仅不足地偏离该测量换能器外壳的温度的范围内，由该温度测量组件递送的该温度信号用于监测该管组件的部分堵塞即刻不是适合的。
根据本发明的该测量系统的第十一实施例，进一步提供了：该测量换能器进一步包括至少一个机电的、特别是电动的振荡激励器，用于以该测量换能器的自然谐振频率来激励和/或保持该至少两个测量管的振动——特别是该至少两个测量管中的每一个关于虚拟振荡轴的相向相等弯曲振荡的振动，该虚拟振荡轴在各种情况下虚拟地连接该特定测量管的入口侧第一测量管端和该特定测量管的出口侧第二测量管端。
根据本发明的该测量系统的第十二实施例，进一步提供了：该测量换能器进一步包括：
--第一振荡传感器，特别是电动振荡传感器，用于记录该至少两个测量管的入口侧振动，并且用于产生表示该测量管中的至少一个的振动，特别是表示该第一测量管相对于该第二测量管的入口侧振动的该测量换能器的第一振动信号；以及
--第二振荡传感器，特别是电动振荡传感器，用于记录该至少两个测量管的出口侧振动，并且用于产生表示该测量管的至少一个的振动，特别是表示该第一测量管相对于该第二测量管的出口侧振动的该测量换能器的第二振动信号。进一步改进本发明的这个实施例，进一步提供了：如果该振动信号在关于在每种情况下由此得出的至少一个信号参数偏离对应地预定的界限值，则利用该振动信号中的至少一个的该发射器电子装置产生报警以信号通知该管组件的部分堵塞，该至少一个信号参数特别是信号幅度的时间平均值、信号幅度的变化或信号频率等。而且，然而，该发射器电子装置也可以借助该第一振动信号和借助该第二振动信号来产生相差测量值，该相差测量值表示在该第一振动信号和该第二振动信号之间存在的相差，特别是依赖于在该测量换能器中流动的该介质的质量流量的相差，和/或，该发射器电子装置产生用于表示在该测量换能器中流动的介质的质量流量的质量流量测量值。
本发明的基本思想是使用由于在堵塞的不再被流经的管和未堵塞的仍然被流经的测量管之间的所讨论类型的管组件的部分堵塞而规则地产生的热通量——或从其导致的温度梯度——来作为用于监测该管组件的指标变量。本发明除了别的之外基于下述认识：一方面，通常，在工业测量和自动化技术中的应用中，要测量具有显著地偏离测量系统的周围温度的温度的介质，尤其也在借助热水或蒸气在安装状态中定期指定的这样的温度传感器的清洁期间；并且，另一方面，在具有在未干扰操作中被并行地流过的测量管的管组件的情况下，在测量管中的一个的堵塞的情况下，在较短时间后，可以已经检测到相对于另一个仍然被流过的测量管的显著的、很容易检测的温差或在部分堵塞的管组件的测量管之间的对应的热通量。
现在基于附图更详细地描述本发明以及其他有利实施例和其效用。在所有附图中，相同的部分以相同的附图标记；当为了清楚的原因而需要时或当这样更明智时，在随后的附图中省略已经描述的附图标记。根据附图中各图以及根据从属权利要求本身，其他有利实施例或另外的改进，以及特别是仅单独地首先解释的本发明的方面的组合将变得更清楚。
附图说明
附图的图示出如下：
图1、2：以不同的侧视图示出，用于在管线中流动的介质的、被实现为紧凑测量装置的测量系统；
图3：以框图的方式示意地示出，具有连接的部分堵塞的管组件的发射器电子装置——特别是适合于根据图1、2的测量系统的发射器电子装置，该部分堵塞的管组件具有两个测量管，该两个测量管在不被干扰的操作中被并行地流过；
图4、5：以部分截面或透视图示出，特别适合于根据图1、2的测量系统的振动类型的测量换能器。
具体实施方式
图1、2示意地示出了用于可流动的、特别是流体的介质的测量系统的实施例的示例。测量系统可插入到例如工厂管线的过程线（在此未示出）中，测量系统被实现为例如科里奥利质量流量测量装置、密度测量装置或粘度测量装置等，并且特别用于测量和/或监测介质的至少一个物理参数，诸如质量流量、密度或粘度等。测量系统——在此被实施为在紧凑结构中的在线测量装置——为此包括测量换能器MT，测量换能器MT经由入口端#111以及出口端#112连接到过程线，并且用于记录表示至少一个参数和该至少一个参数对代表该参数的测量信号的转换；其中，测量换能器在操作期间对应地由被测介质（诸如低粘度液体和/或高粘度糊状物）流过，并且连接到测量系统的发射器电子装置TE，发射器电子装置TE与测量换能器电耦合，并且用于启动测量换能器，以及用于评估由测量换能器递送的测量信号。
为了记录所述至少一个参数，测量换能器包括在测量换能器外壳100中布置并且在操作期间被发射器电子装置TE启动的内部部分，该内部部分进行要测量的至少一个参数的物理-电子转换。为了输送流动的介质，内部部分和在该范围内的测量换能器包括：入口侧第一分流器201，其具有至少两个相互隔开的流开口201A、201B，并且用于将内部流动的介质划分为两个流动部分；出口侧第二分流器202，其具有至少两个相互隔开的流开口202A、202B，并且用于将流部分引导回一起；以及，至少两个测量管181、182，其连接到分流器201、202，特别是相同构造的分流器201、202，用于形成具有连接的至少两个流路来用于并行流的管组件。在该情况下，第一测量管181以入口侧第一测量管端开放到第一分流器201的第一流开口201A，并且以出口侧第二测量管端开放到第二分流器202的第一流开口202A内，并且第二测量管182以入口侧第一测量管端开放到第一分流器201的第二流开口201B，并且以出口侧第二测量管端开放到第二分流器202的第一流开口202B内，使得因此介质在测量系统的操作不受干扰而同时和并行地流过两个测量管。
在此描述的实施例的示例中，分流器是测量换能器外壳的集成部件：借助第一分流器来形成用于限定测量换能器的入口端#111的入口侧第一外壳端，并且借助第二分流器来形成用于限定测量换能器的出口端#112的出口侧第二外壳端。对于通常测量换能器MT被与例如形成为金属管线的过程线可释放装配的情况，在测量换能器的入口侧上设置第一连接法兰13，用于连接到向测量换能器供应介质的过程线的线路段，并且在出口侧上设置了第二连接法兰14，用于从测量换能器去除介质的过程线的线路段。连接法兰13、14可以在该情况下如在所述类型的测量换能器的情况下非常通常那样地也被焊接在外壳端上，并且因此终端集成在测量换能器外壳100中。
发射器电子装置，特别是在操作期间被经由连接线缆从外部和/或借助内部能量存储器供应电能的发射器电子装置，继而如以框图方式示意地在图3中所示包括：驱动器电路Exc，用于启动例如形成为振动型测量换能器的测量换能器，并且用于例如借助形成的微计算机和/或在操作期间与驱动器电路Exc进行通信来处理测量换能器MT的测量信号；测量系统的测量和评估电路μC，其在操作期间递送测量值，该测量值表示至少一个被测变量，例如瞬时或合计的质量流量，即，瞬时质量流量或积分质量流量。而且，在对应的电子装置外壳200中，特别是在防冲击和/或爆炸的和/或密封的电子装置外壳200中容纳驱动器电路Exc和评估电路μC以及服务于测量系统的操作的发射器电子装置的其他电子部件，该其他电子部件例如是：提供内部电源电压UN的内部能量供应电路ESC；和/或，连接到上级测量数据处理系统和/或现场总线的通信电路COM。在线测量装置的电子装置外壳200可以例如直接地安装在测量换能器外壳100上，以形成具有紧凑结构的测量装置。为了现场可视化在测量系统中内部产生的测量值和/或在给定的情况下的在测量系统中内部产生的状态报告，诸如错误报告或报警，测量系统而且可以具有至少间或与发射器电子装置进行通信的显示和操作元件HMI，诸如放置在电子装置外壳中对应地设置的窗口之后的LCD、OLED或TFT显示器以及对应的输入键盘和/或触摸屏。以有利的方式，发射器电子装置TE，特别是可编程和/或远程可参数化的发射器电子装置TE，可以另外被设计使得它可以在在线测量装置的操作期间经由例如现场总线系统的数据传输系统和/或利用无线电无线地与其上级的电子数据处理系统交换测量和/或其他操作数据，该电子数据处理系统例如是可编程逻辑控制器控制（PLC）、个人计算机和/或工作站，该测量和/或其他操作数据例如是当前测量值或用于控制在线测量装置的调谐和/或诊断值。在该情况下，发射器电子装置TE可以例如具有内部能量供应电路ESC，其在操作期间经由上述的现场总线系统从设置在数据处理系统中的外部能量供应而被馈送。在本发明的一个实施例中，将发射器电子装置另外实现为使得它借助双线连接2L（被配置为例如4-20mA的电流回路）与外部电子数据处理系统电可连接，借助该连接，发射器电子装置可以被供应电能并且向数据处理系统发射测量值。对于其中要配备测量系统以耦合到现场总线或另一个通信系统的情况，发射器电子装置TE可以具有用于根据相关的工业标准中的一种的数据通信的对应的通信接口COM。测量换能器与所述发射器电子装置的电连接可以借助对应的连接线发生，该连接线例如经由线缆通孔从电子装置外壳200延伸，并且至少部分地在测量换能器外壳内延伸。连接线可以在该情况下至少部分地实现为例如以“双绞（twistedpair）”线、扁带线缆和/或同轴电缆的形式的至少部分地被封装在电绝缘体中的电导线。作为其替代或补充，连接线可以至少部分地也借助电路板的导电轨迹形成，该电路板特别是柔性的、在给定的情况下涂漆的电路板；对于这一点，也比较初始描述的US-B 6,711,958或US-A5,349,872。
在图4和图5中示意地提供了适合于实施测量系统的测量换能器MT的实施例的示例。在此所示的测量换能器MT被实现为振动型的测量换能器，并且通常用于在流过的例如气体和/或液体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，这些力由传感器可记录地并且在该范围内也可测量地反作用于测量换能器上。基于这些反作用力，因此例如可以测量介质的质量流量m、密度ρ和/或粘度η。在图4和图5中图示的实施例的示例中，在各种情况下在其入口侧第一测量管端11#和其出口侧第二测量管端12#之间以振荡长度延伸的两个测量管10、10’的每一个至少部分地弯曲。为了产生上述的反作用力，使得两个测量管的每一个在操作期间至少在其振荡长度上振动——例如，在各种情况下以与另一个测量管相等的振荡频率然而以与其相反的相位来振动——并且在该情况下重复地弹性变形，使得它关于静态休息位置振荡。特定振荡长度在该情况下对应于在内腔内延伸的虚拟中心或质心轴（通过特定测量管的所有截面区域的重心的虚拟连接线）的长度（在弯曲测量管的情况下，因此是各个测量管10或10’的伸直长度）。根据本发明的另一个实施例，在操作期间使得测量管中的每一个以如下方式振动：使得它关于振荡轴特别是在弯曲振荡模式中振荡，该振荡轴与虚拟地连接两个测量管端11#、12#或者11#′、12#′的虚拟连接轴平行或重合，根据情况而定。在操作期间例如实质上以相对于彼此相反的相位振荡的测量管在此处说明的一个实施例的示例中借助第一耦合元件和借助第二耦合元件彼此机械的连接，该第一耦合元件例如是用于在入口侧上形成第一耦合区域的板形第一耦合元件，该第二耦合元件例如是用于在出口侧上形成第二耦合区域的板形第二耦合元件和/或与第一耦合元件相同地构造的第二耦合元件。因此，第一耦合区域在此在各种情况下限定了两个测量管10、10’的每一个的入口侧第一测量管端11#、11′#，并且，第二耦合区域在各种情况下限定了相应测量管10或10’的出口侧第二测量管端12#、12′#。测量管中的每一个另外地在测量换能器中被形成和布置为，使得上述的连接轴与测量换能器的虚拟纵轴L实质上平行并且在给定情况下甚至与其重合，该虚拟纵轴L虚拟地连接测量换能器的入口和出口端。测量换能器的测量管（例如，从不锈钢、钛、钽或锆或其合金制造的测量管）中的每一个，并且因此以及在内腔内延伸的相应测量管的虚拟中心线，可以被实现为例如实质上U形或如图4和图5中所示的实质上V形。从图4和图5的组合直接地显然，至少两个测量管10中的每一个在各种情况下在此另外被形成为，使得上述中心线如在所讨论类型的测量换能器的情况下非常通常地位于测量换能器的虚拟管平面中。因为测量换能器应当适合于大量的最为不同的应用，特别是在工业测量和自动化技术的领域中，所以进一步使得测量管中的每一个根据测量换能器的应用而具有处于在例如1mm和例如100mm之间的范围内的直径。另外在此注意，虽然在图4和图5中图示的实施例的示例中的测量换能器具有两个弯曲的测量管，并且在该范围内至少在其机械结构以及其行为原理上类似于在US-B 6,920,798或者US-A 5,796,011中提出的测量换能器或在型号名称“PROMASS E”或者“PROMASS F”下从受让方可获得的测量换能器，但是本发明当然也可以应用到具有直的和/或超过2个的测量管，例如，4个并行测量管的测量换能器，例如这可与在初始所述的US-A 5,602,345或WO-A 96/08697中说明的测量换能器或在型号名称“PROMASS M”下从受让方可获得的测量换能器比较。
为了将至少两个——特别是相互平行的和/或在形状和材料上同样构造的——测量管的机械振荡有源激励到其特别是依赖其中在各种情况下的瞬时引导的介质的密度的自然固有频率中的一个或多个，测量换能器另外具有机电激励器机构40，特别是电动激励器机构40，因此是借助插入电枢线圈或螺线管形成的激励器机构40。这个——被激励器信号操作，该激励器信号例如是具有由发射器电子装置的驱动器电路递送的受控的电流和/或受控的电压的、并且在给定的情况下在与测量和评估电路的交互中被对应地调节的激励器信号——在各种情况下用于将电激励器能量或借助驱动器电路馈送的功率Eexc转换为激励器力Fexc，该激励器力Fexc例如以脉冲形状或谐波地作用于至少两个测量管上，并且以上述方式偏转该至少两个测量管。激励器力Fexc可以如在这样的测量换能器的情况下通常的那样是双向或单向的，并且以本领域内的技术人员已知的方式被设定，例如关于其幅度而借助电流和/或电压控制电路，以及例如关于其匹配到管组件的瞬时机械固有频率的频率而借助相位控制环（PLL）。例如在US-A 4,801,897中详细描述了用于将激励器信号的激励器频率fexc与所需的期望模式的瞬时固有频率对齐的这样的相位控制环的结构和应用。当然，也可以例如根据初始所述的US-A 4,879,911、US-A 5,009,109、US-A 5,050,439或者US-B 6,311,136来使用本身已被本领域内的技术人员所知的适合于调谐激励器能量Eexc的其他驱动器电路。另外，关于用于振动型的测量换能器的这样的驱动器电路的应用，可以参考如从受让方可获得的、提供有“PROMASS 83”系列的测量发射器的发射器电子装置，例如结合“PROMASS E”、“PROMASS F”、“PROMASS M”系列的测量换能器。它们的驱动器电路例如在各种情况下被执行以使得在所要的模式中的横向弯曲振荡被控制为恒定幅度，因此在很大程度上也独立于密度ρ。
根据本发明的另一个实施例，至少两个测量管10在操作期间借助激励器机构在期望模式中至少间或被有源地激励，在该模式中，两个测量管10尤其是主要地或排他地执行关于所述虚拟振荡轴的弯曲振荡，例如主要以管组件的确切的一个自然固有频率（谐振频率）、例如，该自然固有频率对应于弯曲振荡基本模式，在弯曲振荡基本模式中，测量管中的每一个具有确切的一个振荡波腹。特别地，在该情况下，进一步提供了：测量管中的每一个如在具有弯曲的测量管的这样的测量换能器的情况下通常的那样借助激励器机构而被激励为在激励器频率fexc下的弯曲振荡，使得测量管中的每一个至少部分地根据其自然弯曲振荡形式中的一个——例如，以单边夹住的悬臂的方式——而在期望模式中振荡地关于所述的虚拟振荡轴弯出。借助激励器机构而被有源地激励的测量管的弯曲振荡在这样的情况下在各种情况下在限定特定入口侧测量管端的入口侧耦合区的区域中具有入口侧振荡节点，并且在限定特定出口侧测量管端的出口侧耦合区的区域中具有出口侧振荡节点，使得因此特定测量管在实质上自由地振荡地在这两个振荡节点之间以其振荡长度延伸。如在具有所讨论类型的管组件的测量换能器的情况下通常的那样，测量换能器借助例如在两个测量管之间差动地作用的激励器机构而在该情况下特别地被激励为，使得它们在操作期间至少偶尔并且至少部分地执行关于纵轴L的相向相等弯曲振荡。换句话说，两个测量管10、10’然后在各种情况下以调谐相对于彼此振荡的音叉齿的方式移动。对于这种情况，根据本发明的另一个实施例，激励器结构被设计来激励或保持第一测量管和第二测量管的相向相等的振动，特别是测量管中的每一个关于虚拟振荡轴的弯曲振荡，该虚拟振荡轴虚拟地连接特定第一测量管端和特定第二测量管端。在该情况下作为激励器结构40可以例如是借助电动振荡激励器41——例如，单电动振荡激励器41——以传统方式形成的激励器结构40，该电动振荡激励器41被中央地布置在至少两个测量管之间，因此被布置在半振荡长度的区域中，并且差动地作用于测量管。振荡激励器41可以如图4中所示例如借助紧固在第一测量管上的柱形激励器线圈形成，在操作期间，对应的激励器电流流过该柱形激励器线圈，并且振荡激励器41与此相关联地被对应的磁场以及永久磁体电枢渗透，该永久磁体电枢至少部分地插入激励器线圈内，并且从外部地、特别是在中央地固定在第二测量管上。在例如初始描述的US-A 4,680,974、US-A4,738,144、US-A 4,768,384、US-A 4,801,897、US-A 4,823,614、US-A4,879,911、US-A 5,009,109、US-A 5,050,439、US-A 5,359,881、US-A5,602,345、US-A 5,734,112、US-A 5,796,011、US-A 5,926,096、US-A5,969,264、US-B 7,127,952、US-A 6,092,429、US-A 6,311,136、US-B6,883,387、US-B 7,325,461、US-B 7,392,709或者US-B 7,421,350中示出用于产生至少两个测量管的振荡并且也很适合于本发明的测量系统的其他激励器结构。
为了使得测量换能器的至少两个测量管振动，激励器结构40如所述地借助同样的振荡而被馈送可调整激励器频率fexc的激励器信号，使得在其幅度上对应地被控制的激励器电流iexc在操作期间流过振荡激励器——在此，作用于测量管10上的单个振荡激励器——的激励器线圈，由此，产生用于移动测量管所需的磁场。驱动器或激励器信号或其激励器电流iexc可以例如借助谐波地、多频地或矩形地形成。用于保持测量管的有源激励的振动所需的激励器电流的激励器频率fexc可以在实施例的示例中图示的测量换能器的情况下以有利的方式被选择和设定为使得测量管如上所述地主要在具有单振荡波腹的弯曲振荡基板模式中振荡。根据这一点，根据本发明的另一个实施例，将激励器或期望模式频率fexc设定为使得其尽可能精确地对应于测量管10中的至少一个的弯曲振荡的瞬时固有频率，特别是弯曲振荡基本模式的瞬时固有频率。对于其中介质在过程线中流动并且因此在管组件中的质量流量m不同于0的在操作上所提供的情况，也借助以上述方式振动的测量管而在流过的介质中引发科里奥利力。这些继而反作用于介质流过的测量管，并且因此影响由传感器可记录的并且事实上根据比期望模式更高模态级（modal order）的另外的自然固有振荡形式的其另外的变形。这个以相等的频率叠加在激励的期望模式上的所谓的科里奥利模式的瞬时值在该情况下特别地关于其幅度也依赖于瞬时质量流量m。因为科里奥利模式可以如在具有弯曲的测量管的测量换能器的情况下通常的那样用于例如非对称扭曲模式的固有振荡形式，因此在该情况下，在各种情况下介质流过的测量管如上所述也执行关于虚拟旋转振荡轴的旋转振荡，该虚拟旋转振荡轴垂直于弯曲的振荡轴定向。这个旋转振荡轴虚拟地在振荡长度的一半的区域中切割各个测量管的中心线。
为了记录测量管的振动，特别是在科里奥利模式中的振荡，测量换能器另外包括对应的传感器组件50。也如图4和图5中示意地所示，这包括至少一个第一振荡传感器51，例如电动的第一振荡传感器51和/或与至少一个振荡激励器隔开并且被布置在至少两个测量管10之间的第一振荡传感器51。第一振荡传感器51递送表示该两个测量管的至少一个的振动的测量换能器的第一振动测量信号s1，例如，也表示该至少两个测量管的相向相等振动的信号。例如，该信号可以是对应于振荡的电压或对应于振荡的电流。另外，根据本发明的进一步的改进，使得传感器组件具有至少第二振荡传感器52，例如，与第一振荡传感器51隔开并且布置在该至少两个测量管10之间的第二振荡传感器52和/或电动第二振荡传感器52。第二振荡传感器52递送表示该两个测量管的至少一个的振动的测量换能器的第二振动测量信号s2，例如，也表示该至少两个测量管的相向相等振动的信号。传感器组件的振荡传感器可以以有利的方式被另外实现为使得它们递送相同类型的振动测量信号，例如，在各种情况下的信号电压或信号电流。在在此所示的实施例的示例中，第一振荡传感器51被布置在该至少两个测量管10之间的入口侧上，并且第二振荡传感器52被布置在该至少两个测量管10之间的出口侧上，第二振荡传感器52特别相对于至少一个振荡激励器或相对于测量管10的中心与第一振荡传感器相等地或以两个测量管的相向相等振动被不同地记录的方式隔开。然而，传感器组件的振荡传感器也可以例如被实现和布置在测量换能器中，使得它们如除了别的之外也在US-A 5,602,345中所提供的那样记录相对于测量换能器外壳的振荡。
在这样的该情况下，测量换能器MT的——通常为宽带的——振动信号s1、s2中的每一个在每种情况具有与期望模式对应的信号分量，该信号分量具有：与在有源激励的期望模式中振荡的测量管的瞬时振荡频率fexc的信号频率；以及，相对于激励器信号iexc的、依赖于在管组件中流动的介质的当前质量流量的相移，该激励器信号iexc例如借助PLL电路根据在振动信号s1、s2的至少一个和在激励器机构中的激励器电流之间存在的相差而产生。即使在相当大宽带的激励器信号iexc的应用的情况下，由于测量换能器MT的经常很高的振荡质量因子，也可以假定与期望模式对应的振动信号中的每一个的信号分量对于其他信号分量占主导，特别是对应于可能的外部干扰和/或被分类为噪声的信号分量占主导，并且也至少在对应于期望模式的带宽的频率范围中占主导。
由测量换能器递送的、并且在各种情况下有具有与在有源激励的期望模式中振荡的至少两个测量管中的瞬时振荡频率fexc对应的信号频率的信号分量的振动测量信号s1、s2也如图3中所示被馈送到发射器电子装置TE，并且然后从那里被馈送到其中设置的测量和评估电路μC，其中，借助对应的输入电路IC，振动测量信号s1、s2被首先预处理，特别是被预放大、滤波和数字化，以便然后能够被适当地评估。作为输入电路IC以及作为测量和评估电路μC，在该情况下，可以应用在用于转换振动信号的目的或用于确定质量流量和/或总计的质量流量等的传统科里奥利质量流量测量装置中已经应用和建立的电路技术，诸如，在初始描述的现有技术中公开的电路技术。根据本发明的另一个实施例，因此借助在发射器电子装置TE中中设置的微计算机来实施测量和评估电路μC，例如借助数字信号处理器（DSP）并且借助对应地实施并且在其中运行的程序代码来实现测量和评估电路μC。该程序代码可以永久地存储在例如微计算机的非易失性数据存储器EEPROM中，并且在其开始的情况下被安装到易失性数据存储器RAM内，例如在微计算机中集成的易失性数据存储器RAM内。可获得用于这样的应用的适当的处理器，诸如Texas Instruments公司的TMS320VC33型。当然，振动信号s1、s2如上所述要借助发射器电子装置TE的对应的模数转换器A/D转换为对应的数字信号以在微计算机中处理；对于这一点，比较例如初始所述的US-B 6,311,136或US-A 6,073,495或上述的“PROMASS 83”系列的测量发射器。
根据本发明的另一个实施例，发射器电子装置TE或其中包含的测量和评估电路μC在这样的情况下，利用由传感器组件50递送的振动测量信号s1、s2的应用，例如基于在期望模式或科里奥利模式中部分振荡的测量管10的情况下产生的在第一和第二振荡传感器51、52的振动信号s1、s2之间检测的相差，用于重复地确定质量流量测量值Xm，该质量流量测量值Xm表示在测量换能器中流动的介质的质量流量。为了这样的目的，根据本发明的另一个实施例，发射器电子装置在操作期间重复地产生相差测量值该相差测量值瞬时地表示在第一振动信号s1和第二振动信号s2之间存在的相差替代地或补充地，为了确定质量流量测量值Xm，测量系统的发射器电子装置TE也可以用于产生从基于振动测量信号或激励器信号、特别是基于有源激励的期望模式的频率而确定的瞬时振荡频率得出的密度测量值，该密度测量值表示在测量换能器中流动的介质的密度。另外，发射器电子装置TE可以如在所讨论类型的在线测量装置的情况下非常通常的那样，在给定的情况下也用于确定用于确定在测量换能器流动介质中的粘度的粘度测量值Xη；为此也比较初始描述的US-B 7,284,449、US-B7,017,424、US-B 6,910,366、US-B 6,840,109、US-A 5,576,500或US-B6,651,513。为了确定激励器能量或激励器功率或用于确定粘度所需的阻尼，在该情况下适合的是例如由发射器电子装置的驱动器电路递送的激励器信号，特别是驱动期望模式的其电流分量的幅度和频率或在给定情况下在基于振动信号的至少一个确定的振荡幅度上归一化的合计的激励器电流的幅度。然而，对其替代地或补充地，用于调谐驱动器信号或激励器电流的内部控制信号，或例如在使用固定地预定的激励器电流或被控制为不变的幅度激励至少一个测量管的振动的情况下的振动信号的至少一个、特别是其幅度可以作为激励器能量或激励器功率或用于确定粘度所需的阻尼的测量值的度量。
如上多次所述，在具有至少两个平行连接的流路的所讨论类型的管组件的情况下，存在例如由于在测量管中的一个中卡住的固体而导致的未识别的、在给定情况下也突然的部分堵塞B的增大的风险。在本发明的测量系统的情况下，发射器电子装置因此特别用于特别是在介质流过管组件的情况下，借助由测量换能器递送的测量信号来监测管组件可能的部分堵塞B，特别是基于在第一测量管和第二测量管之间存在的温差被确定的情况而监测，并且，在所确定的温差偏离用于表示管组件未堵塞的温差的预定界限值的情况下，对应地信号通知管组件的部分堵塞B（在图3中在第二测量管的入口区域中以示例方式示出）。为了这样的目的，本发明的测量系统的测量换能器另外包括连接到发射器电子装置的温度测量组件，该温度测量组件具有：第一温度传感器，用于依赖第一测量管的温度来产生温度信号T1；以及，至少一个第二温度传感器62，例如，与第一温度传感器61相同构造的第二温度传感器62，用于依赖第二测量管的温度来产生温度信号T2。温度传感器中的每一个，特别是相同构造的温度传感器可以例如被实现为电阻温度计或热偶。基于由温度测量组件递送的至少两个温度测量信号，发射器电子装置因此例如通过比较两个温度信号是否由于测量管的堵塞B而彼此偏离以及在何种程度上彼此偏离，和/或通过比较两个温度信号中的每一个是否由于测量管的堵塞B而偏离预定参考温度或在操作期间测量的参考温度以及在何种程度上偏离该参考温度，来确定管组件是否被部分堵塞。
在应用借助第一温度传感器产生的温度信号和借助第二温度传感器产生的温度信号的情况下，发射器电子装置可以最后当温度信号满足对应于这个状态的标准时至少间或例如通过所述显示和操作元件HMI现场地在显示器上和/或借助被测量系统控制的信号喇叭可听地触发报警XErr，以信号通知管组件的部分堵塞。因此，根据本发明的另一个实施例，使得在应用借助第一温度传感器产生的温度信号和借助第二温度传感器产生的温度信号的情况下，当借助第一温度传感器产生的温度信号和借助第二温度传感器产生的温度信号在在各种情况下从其得出的至少一个信号参数上由此彼此偏离超过对应地预定的界限值时，发射器电子装置产生上述报警XErr，该至少一个信号参数即诸如两个温度信号中的每一个的信号幅度的时间平均值、两个温度信号的每一个的信号幅度的变化或两个温度信号的交叉相关等的信号参数。然而，替代地或补充地，在应用经由借助第一温度传感器产生的温度信号和借助第二温度传感器产生的温度信号形成的、并且表示在第一测量管和第二测量管之间的信号通知管组件的上述的部分堵塞的温差的温差信号的情况下，当由温差信号表示的温差偏离用于表示未堵塞管组件的预定界限值时，发射器电子装置也可以产生报警XErr。可以例如通过模拟较早在特定的对应地准备的测量换能器上或在具有对应的温度测量组件的对应的或至少可比较的管组件上执行的未干扰的或部分堵塞的管组件的实验来确定在各种情况下用于产生报警XErr的所需的界限值，并且可以将该界限值对应地存储在相关联的发射器电子装置中。对于借助精确地被并行流过的两个测量管而形成管组件的情况，发射器电子装置或界限值可以以有利的方式来形成而使得以此产生的报警XErr信号通知仅两个测量管中的一个的堵塞或使得以此产生的报警XErr信号通知介质流过两个测量管中的一个——在图3中所示的示例中为第一测量管——并且同时在该两个测量管的另一个——在图3中所示的示例中因此是第二测量管——中介质不再流动。对于借助超过两个——例如四个——被并行流过的测量管形成管组件的另一种描述的情况，发射器电子装置可以以有利的方式来被实现为使得报警XErr信号通知测量管中的至少一个由于堵塞而不再有介质流过，然而，同时介质仍然流过测量管中的至少一个。
在本发明的另一个实施例中，用于监测管组件的温度传感器被这样放置在测量换能器中，或以此提供的温度测量组件被这样实现，使得借助第一温度传感器产生的温度信号主要依赖于第一测量管的温度，并且借助第二温度传感器产生的温度信号主要依赖于第二测量管的温度，和/或，第一温度传感器例如与第二温度传感器对于第二测量管的温度的改变作出反应而使其温度信号改变一样快地对于第一测量管的温度的改变作出反应而使其温度信号改变。在本发明的另一个实施例中，第一温度传感器和第二温度传感器另外被实现和放置在测量换能器中，使得借助第一温度传感器产生的温度信号比由第二温度传感器产生的温度信号更与第一测量管的温度或时间温度曲线相关，或者由第二温度传感器产生的温度信号比由第一温度传感器产生的温度信号更与第二测量管的温度或时间温度曲线相关。
为了产生尽可能快地对于管组件的可能部分堵塞作出反应或有可能强地在各种情况下与记录的测量管温度相关联的温度信号的目的，可以另外非常有利的是，如在图3中示意地所示例如在各种情况下借助热良好地传导的焊料或粘结剂或结合剂将第一温度传感器直接地固定在第一测量管并且将第二温度传感器直接地固定在第二测量管上。为了最小化用于实施本发明的测量系统所需的安装和布线努力，根据本发明的一个实施例，进一步提供了：除了第一温度传感器之外，不将另外的温度传感器固定到第一测量管或——替代地或补充地——除了第二温度传感器之外不将另外的温度传感器固定到第二测量管；然而，在需要的情况下——例如为了提高管组件的部分堵塞的检测的可靠性的原因或为了冗余的产生的原因——也可以借助在测量管中的每一个上相互间隔的两个或更多的振荡传感器形成温度测量组件。为了另外简化安装或布线工作的目的，另外也可以很有利的是，也如图3中示意地所示，将两个温度传感器的每一个在各种情况下放置在第一耦合区域#11的区域中。然而，对其替代地，也可以将温度传感器的至少一个固定在两个分流器中的一个上。例如，第一温度传感器可以固定到第一分流器比所述分流器的第二流开口在一定程度上更接近第一流开口，和/或，第二温度传感器可以固定到第二分流器比所述分流器的第一流开口在一定程度上更接近第二流开口。
为了改善借助发射器电子装置实施的管组件的监测的精度或信息内容，特别是为了防止误报警，或者为了验证由温度测量组件递送的温度测量信号，根据本发明的另一个实施例，温度测量组件至少包括第三温度传感器63，例如直接地固定到测量换能器外壳和/或再一次形成为电阻温度计的第三温度传感器63，用于依赖于测量换能器外壳的温度来产生温度信号T3，测量换能器外壳的温度例如作为用于借助发射器电子装置实施的监测的参考温度。在应用由第一温度传感器产生的温度信号以及由第三温度传感器产生的温度信号的情况下，发射器电子装置可以例如产生报告，该报告信号通知，因为在测量换能器中的介质的温度偏离测量换能器外壳的温度，例如对于基于温度信号确定的在测量换能器外壳和介质之间的温差至少对于大约5分钟的预定时间段在时间平均上达到超过5开氏度的情况，因而由温度测量组件递送的温度信号用于监测管组件的部分堵塞是适合的。然而，替代地或补充地，在应用由第一温度传感器产生的温度信号和由第三温度传感器产生的温度信号的情况下，发射器电子装置可以也产生报告，该报告信号通知，因为在测量换能器中的介质的温度未偏离或仅不足地偏离测量换能器外壳的温度，例如对于其中基于温度信号确定的在测量换能器外壳和介质之间的温差至少对于大约5分钟的预定时间段在时间平均上达到小于5开氏度的情况，因而由温度测量组件递送的温度信号用于监测管组件的部分堵塞不是即刻适合的。为了产生尽可能快地对于在测量换能器的环境和流过测量换能器的介质之间存在的温差的可能改变作出反应的温度信号，在该情况下可以有利的是，将第三温度传感器放置得接近两个分流器中的一个。
对于测量换能器具有用于输送流动的介质的、连接到分流器的四个测量管以形成具有连接用于并行流动的四个流路——替代地或补充地用于测量测量换能器外壳的温度——的初始描述的情况，用于监测管组件的温度测量组件可以另外具有：第三温度传感器，用于依赖于测量换能器的第三测量管的温度来产生温度信号；以及，至少一个第四温度传感器，用于依赖于测量换能器的第四测量管的温度来产生温度信号。在该情况下，第三温度传感器可以直接地固定在第三测量管上，并且第四温度传感器直接地固定在第四测量管上，例如在各种情况下，固定在入口侧耦合区的区域中。
为了改善监测借助发射器电子装置实施的管组件的精度或信息内容，特别是为了防止错误地信号通知管组件的堵塞的误报警，或者为了验证由温度测量组件递送的温度测量信号，进一步提供了：发射器电子装置也在应用表示测量管的振荡的至少一个振动测量信号的情况下和/或在应用至少一个激励器信号的情况下来产生报警以信号通知管组件的部分堵塞。基于以下认识，即在管组件的部分堵塞的情况下，管组件的例如有源激励的期望模式的固有频率或关于其振荡形式的有源激励的期望模式的振荡行为显著改变——例如，以如下方式：使得由于在测量换能器中的潜在不平衡，对于在有源激励的期望模式中的相向相等弯曲振荡补充地也激励测量管的并行振荡，并且因此与未干扰的操作作比较需要提高的激励功率来保持相向相等的弯曲操作——通过从振动信号或从激励器信号得出的例如信号幅度的时间平均值、信号幅度的变化或信号频率等的信号参数与与其对应的例如实验确定的预定的界限值的简单比较，可以补充地获得关于管组件的可能堵塞的信息，并且在产生报警时相应地考虑该信息。根据这一点，根据本发明的另一个实施例，在也应用表示测量管的振荡的至少一个振动测量信号的情况下和/或在应用至少一个激励器信号的情况下，如果所述振动测量信号或所述激励器信号关于在各种情况下从其得出的至少一个信号参数由此偏离对应地预定的界限值，则发射器电子装置产生报警以信号通知管组件的部分堵塞，该至少一个信号参数特别是信号幅度的时间平均值、信号幅度的变化或信号频率等。
通过应用所述类型的温度测量组件，借助本发明的测量系统，另外可能以比例如使用所讨论类型的传统测量系统更高精度或更高可靠性确定介质本身的温度，该所讨论类型的传统测量系统例如根据初始描述的US-A 4,768,384仅具有用于记录各个介质的温度的单个温度传感器。因此，根据本发明的另一个实施例，在应用借助第一温度传感器产生的温度信号和借助第二温度传感器产生的温度信号两者——在给定的情况下也应用用于记录测量管温度而在温度测量组件中可能设置的其他温度传感器——的情况下，发射器电子装置例如仅当发射器电子装置未检测到管组件的部分堵塞时至少间或产生温度测量值，该温度测量值表示在管组件中流动的介质的温度。
上述计算函数，特别是在各种情况下用于产生报警XERR的计算函数或其他上述测量值可以例如借助评估电路μC的上述微计算机或例如其中对应地设置的数字信号处理器DSP很简单地实施。与上述公式对应或例如也模拟用于激励器机构的控制电路的所述幅度或频率的操作的对应算法的建立和实施以及它们转换为在发射器电子装置中对应地可执行的程序代码本身是本领域内的技术人员已知的，并且因此不需要——在各种情况下在了解本发明的情况下——详细说明。当然，也可以借助在发射器电子装置TE中的对应的离散构造和/或混和的、因此混和模数的计算电路完全或部分地直接实施所述公式或使用发射器电子装置实施的测量系统的其他功能。

Claims (21)

1.一种用于流过管线的介质的测量系统，所述测量系统包括：
测量换能器，在操作期间所述介质流过所述测量换能器，所述测量换能器用于产生与流动的介质的参数对应的振动信号；以及
发射器电子装置，所述发射器电子装置与所述测量换能器电耦合，用于启动所述测量换能器，并且用于评估由所述测量换能器递送的测量信号，
其中，所述测量换能器包括：
入口侧第一分流器(201)，具有至少两个相互隔开的流开口(201A、201B、201C、201D)；
出口侧第二分流器(202)，具有至少两个相互隔开的流开口(202A、202B、202C、202D)；
至少两个测量管(181、182、183、184)，与所述第一分流器和所述第二分流器(201,202)连接，所述至少两个测量管用于形成管组件，所述管组件具有连接的至少两个流路用于以并行流来输送流动的介质，其中的第一测量管(181)以入口侧第一测量管端开放到所述第一分流器(201)的第一流开口(201A)内并且以出口侧第二测量管端开放到所述第二分流器(202)的第一流开口(202A)内，并且，第二测量管(182)以入口侧第二测量管端开放到所述第一分流器(201)的第二流开口(201B)内并且以出口侧第二测量管端开放到所述第二分流器(202)的第二流开口(202B)内；以及
温度测量组件，所述温度测量组件连接到所述发射器电子装置，用于监测所述管组件，其中，所述温度测量组件具有附接到所述第一测量管的第一温度传感器，用于依赖于所述第一测量管的温度来产生温度信号，并且，所述温度测量组件具有附接到所述第二测量管的至少第二温度传感器，用于依赖于所述第二测量管的温度来产生温度信号，以及
其中，通过应用借助所述第一温度传感器产生的温度信号以及借助所述第二温度传感器产生的温度信号，所述发射器电子装置至少间或产生报警以信号通知所述管组件的部分堵塞，所述管组件的部分堵塞是指在所述第二测量管未堵塞的同时所述第一测量管堵塞。
2.根据权利要求1所述的测量系统，其中，当借助所述第一温度传感器产生的温度信号和借助所述第二温度传感器产生的温度信号关于在每种情况下由此得出的至少一个信号参数彼此偏离超过对应地预定的界限值时，通过应用借助由所述第一温度传感器产生的温度信号和借助由所述第二温度传感器产生的温度信号，所述发射器电子装置产生报警以信号通知所述管组件的部分堵塞。
3.根据权利要求1或2所述的测量系统，其中，当由温差信号表示的温差偏离了表示未堵塞管组件的预定的界限值，则通过应用所述温差信号，所述发射器电子装置产生报警以信号通知所述管组件的部分堵塞，所述温差信号用所述第一温度传感器产生的温度信号和所述第二温度传感器产生的温度信号形成，并且表示在所述第一测量管和所述第二测量管之间存在温差。
4.根据权利要求1或2所述的测量系统，其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器被实现和置于所述测量换能器，使得较之所述第二温度传感器对于所述第二测量管的温度改变做出反应而使所述第二温度传感器的温度信号改变，所述第一温度传感器一样迅速地对于在所述第一测量管的温度改变做出反应而使所述第一温度传感器的温度信号的改变。
5.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器被实现和置于所述测量换能器，使得借助所述第一温度传感器产生的温度信号主要依赖于所述第一测量管的温度，并且借助所述第二温度传感器产生的温度信号主要依赖于所述第二测量管的温度。
6.根据权利要求1或2所述的测量系统，其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器被实现和置于所述测量换能器，使得较之借助所述第二温度传感器产生的温度信号，借助所述第一温度传感器产生的温度信号与所述第一测量管的温度更相关。
7.根据权利要求1或2所述的测量系统，其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器被实现和置于所述测量换能器，使得较之借助所述第一温度传感器产生的温度信号，借助所述第二温度传感器产生的温度信号与所述第二测量管的温度更相关。
8.根据权利要求1或2所述的测量系统，
其中，所述第一温度传感器被固定到第一测量管，和/或
其中，所述第二温度传感器被固定到所述第二测量管。
9.根据权利要求1所述的测量系统，
其中，除了所述第一温度传感器之外，没有其他的温度传感器被固定到所述第一测量管；和/或
其中，除了所述第二温度传感器之外，没有其他的温度传感器被固定到所述第二测量管。
10.根据权利要求1或2所述的测量系统，其中，通过应用借助所述第一温度传感器产生的温度信号和借助所述第二温度传感器产生的温度信号，所述发射器电子装置至少间或产生温度测量值(Xθ)，所述温度测量值(Xθ)表示在所述管组件中流动的所述介质的温度。
11.根据权利要求1或2所述的测量系统，其中，所述测量换能器具有四个测量管(181、182、183、184)，所述四个测量管连接到所述第一分流器和所述第二分流器(201、202)，用于形成具有四个流路的管组件，使得以并行流来输送流动的介质。
12.根据权利要求11所述的测量系统，其中，所述温度测量组件具有：第三温度传感器，用于依赖于所述测量换能器的第三测量管的温度来产生温度信号；以及，至少一个第四温度传感器，用于依赖于所述测量换能器的第四测量管的温度来产生温度信号。
13.根据权利要求1或2所述的测量系统，其中，所述测量换能器进一步包括测量换能器外壳(71)，所述测量换能器外壳具有：入口侧第一外壳端；以及出口侧第二外壳端。
14.根据权利要求13所述的测量系统，其中，所述温度测量组件具有至少一个第三温度传感器，用于根据所述测量换能器外壳(71)的温度来产生温度信号。
15.根据权利要求14所述的测量系统，其中，通过应用由所述第一温度传感器产生的温度信号以及由所述第三温度传感器产生的温度信号，所述发射器电子装置产生报告，所述报告信号通知，由于在所述测量换能器中的所述介质的温度偏离所述测量换能器外壳的温度，由所述温度测量组件递送的所述温度信号适合于监测所述管组件的部分堵塞。
16.根据权利要求14所述的测量系统，其中，通过应用由所述第一温度传感器产生的温度信号以及由所述第三温度传感器产生的温度信号，所述发射器电子装置产生报告，所述报告信号通知，由于在所述测量换能器中的所述介质的温度不偏离或仅不足地偏离所述测量换能器外壳的温度，由所述温度测量组件递送的所述温度信号即刻不适合于监测所述管组件的部分堵塞。
17.根据权利要求1或2所述的测量系统，其中所述测量换能器进一步包括至少一个机电的振荡激励器，用于以所述测量换能器的自然谐振频率来激励和/或保持所述至少两个测量管在每种情况下关于虚拟振荡轴的振动，所述虚拟振荡轴虚拟地连接所述各个测量管的入口侧第一测量管端和所述各个测量管的出口侧第二测量管端。
18.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述测量换能器进一步包括：
第一振荡传感器，用于记录所述至少两个测量管的入口侧振动，并且用于产生表示所述测量管的至少一个的振动的所述测量换能器的第一振动信号；以及
第二振荡传感器，用于记录所述至少两个测量管的出口侧振动，并且用于产生至少表示所述测量管的一个的振动的所述测量换能器的第二振动信号。
19.根据权利要求18所述的测量系统，其中，当在每种情况下所述振动信号关于从所述振动信号得出的至少一个信号参数偏离对应预定的界限值时，所述发射器电子装置通过应用所述振动信号中的至少一个产生报警以信号通知所述管组件的部分堵塞。
20.根据权利要求19所述的测量系统，其中，所述发射器电子装置借助所述第一振动信号和借助所述第二振动信号来产生相差测量值所述相差测量值表示在所述第一振动信号(s1)和所述第二振动信号(s2)之间存在的相差和/或，其中，所述发射器电子装置借助所述第一振动信号和借助所述第二振动信号来产生质量流量测量值(Xm)，所述质量流量测量值(Xm)表示在所述测量换能器中流动的介质的质量流量
21.一种用于监测根据权利要求1所述的测量系统中的管组件的方法，该管组件用第一测量管和至少一个第二测量管形成，所述第二测量管与所述第一测量管连接用于并行流，其中，所述方法包括如下步骤：
允许介质流经过所述管组件；
确定在所述第一测量管和所述第二测量管之间存在的温差；并且
当所确定的温差偏离了表示未堵塞管组件的温差的预定界限值，则信号通知所述管组件的部分堵塞，所述管组件的部分堵塞是指在所述第二测量管未堵塞的同时所述第一测量管堵塞。
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