CN110114642B - 用于测量质量流率的电子振动测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测量系统，该测量系统包括测量和操作电子单元(ME)和与其电连接的换能器设备。换能器设备(MW)具有两个管(11、12)，在运行期间流体流过该管，并且在此过程中并使得振动；振动激励器(41)；分别在入口和出口侧的两个振动传感器(51、52)，用于产生振动信号(s1，s2)；以及，入口侧温度传感器(71)，其耦合到管(11)的壁以进行热传导；出口侧温度传感器(72)，其耦合到管(12)的壁以用于产生温度测量信号(θ1，θ2)。测量和操作电子单元(ME)电连接到每个振动传感器(51、52)并且也电连接到每个温度传感器(71、72)以及至少一个振动激励器(41)。测量和操作电子单元(ME)被设计成将电能馈送到至少一个振动激励器(41)中，以便借助于电激励信号(e1)实现管(11)的机械振动。此外，测量和操作电子单元(ME)被设计成通过每个振动信号(s1，s2)和每个温度测量信号(θ1，θ2)产生质量流量序列(X_m)——即，一系列时间上连续的质量流量测量值(x_m,i)，其表示流体的瞬时质量流率(m)，使得至少对于参考质量流率(m_ref)——即，流过换能器设备的参考流体的指定的质量流率，质量流量测量值(x_m,i→x_m,ref)与温度差(

)无关。

Description

用于测量质量流率的电子振动测量系统

技术领域

本发明涉及一种电子振动测量系统，其特别地用于测量在管道中流动的流体的物理测量变量。

背景技术

在工业测量和自动化技术中，电子振动测量系统——即，借助于电子振动换能器设备形成的测量系统——经常用于高度准确地确定管道中流动的流体的至少一个物理测量变量的测量值，该至少一个物理测量变量即例如气体、液体或分散体的诸如密度的材料参数，和/或诸如质量流率的流动参数。特别地，还建立了这样的电子振动测量系统，其中，换能器设备具有至少两个管，所述管分别包括由大多数情况下为金属的壁围绕的内腔，其中，从相应的入口侧第一端延伸到相应的出口侧第二端管的每个管被设计成至少流过从相应的第一端朝向相应的出口侧第二端流动的待测流体的部分体积，并且在此过程中被使得振动，并且其中，换能器设备连接到测量和操作电子单元，该测量和操作电子单元用于主动激励和评估管的机械振动两者，并且例如借助于至少一个微处理器形成。

相应的测量和操作电子单元也可以经由相应的电线电连接到上级电子数据处理系统，该上级电子数据处理系统通常在空间上远离相应的测量系统布置，并且通常也是空间分布的，并且相应的测量系统生成的测量值借助于适当地承载这些测量值的至少一个测量值信号以定时的方式——例如也以实时的方式——传递到该上级电子数据处理系统。所述类型的测量系统通常还借助于在上级数据处理系统内提供的数据传输网络彼此连接和/或连接到相应的电子过程控制器，诸如现场安装的可编程逻辑控制器(PLC)或安装在远程控制室中的过程主计算机，其中，向上级数据处理系统重传通过相应测量系统产生并适当地数字化和适当编码的测量值。借助于这种过程主计算机，所传输的测量值可以被进一步处理并可视化为例如监视器上的相应测量结果，并且/或者被转换成用于形成为诸如电磁阀、电动机等的致动器的其他现场设备的控制信号。由于现代测量装置通常也可以由这样的主计算机直接监视并且可选地被控制和/或配置，所以同样经由上述数据传输网络以相应的方式发送分配给测量系统的操作数据，这些数据传输网络通常关于传输物理和/或传输逻辑是混合的。因此，数据处理系统通常还用于根据下游数据传输网络的要求调节由测量系统提供的测量值信号，例如适当地数字化它们并且可选地将它们转换成相应的电报，并且/或者现场评估它们。为此目的，在这种数据处理系统中提供电耦合到相应连接线的评估电路，该电路处理并且(如果需要)适当地转换从相应测量系统接收的测量值。现场总线，特别是串行现场总线，诸如FOUNDATION FIELDBUS、RACKBUS-RS 485、PROFIBUS等，或者例如基于ETHERNET标准的网络以及相应的、通常全面标准化的传输协议用于至少部分地在工业数据处理系统中传输数据。替代地或补充地，测量值也可以按无线电无线地传输到所述类型的现代测量系统中的相应数据处理系统。除了分别连接的测量系统提供的测量值的处理和转换所需的评估电路之外，这种上级数据处理系统通常还具有电源电路，其用于为连接的测量系统提供电能并向相应的电子单元提供可选地直接从连接的现场总线馈送的相应的电源电压，并驱动与其连接的电线和流过相应电子单元的电流。在这种情况下，电源电路可以例如分别精确地分配给一个测量系统或一个相应的电子单元，并且与分配给相应测量系统的评估电路一起——例如，组合以形成相应的现场总线适配器——容纳在例如作为顶帽式导轨模块设计的共同的电子装置壳体中。然而，也是很常见的是，将电源电路和评估电路分别容纳在单独的、可选地在空间上分开的电子装置壳体中并且相应地通过外部线路将它们彼此连接。

例如也作为科里奥利质量流量测量设备和/或也作为密度和/或粘度测量设备的所述类型的电子振动换能器设备或由其形成的电子振动测量系统的设计和操作模式本身是本领域技术人员已知的，例如，也在下述部分中示出：US-A 2004/0031328、US-A 2006/0161359、US-A 2007/0119264、US-A 2010/0242623、US-A 2011/0113896、US-A 2011/1146416、US-A 2011/0265580、US-A 2012/0073384、US-A 2014/0060154、US-A 2015/0226590、US-A 47 68 384、US-A 48 01 897、US-A 56 02 345、US-A 63 11 136、WO-A 01/29519、WO-A 01/71290、WO-A 02/097379、WO-A 2005/031285、WO-A 2009/134268、WO-A2012/018323、WO-A 2012/033504、WO-A2013/092104、WO-A 2014/151829、WO-A 2015/135738、WO-A 2015/135739、WO-A 2015/156767、WO-A 2015/165468、WO-A 2016/058745、WO-A 2016/059132、WO-A 88/02853、WO-A 94/21999、WO-A 96/07081、WO-A 98/02725、WO-A98/52000或WO-A 99/39164。因此，这种换能器设备分别具有机电激励器装置，该机电激励器装置通过例如至少一个电动振动激励器形成，并且被设计成激励或保持至少两个管的有用振动，即，管的围绕相应的静态静止位置的、具有至少一个可预定的振动频率的机械振动，例如，每个管围绕相应的假想振动轴的机械振动，该假想振动轴假想地将其相应的第一端连接到其相应的第二端。通常使用电动振动激励器，即，通过固定到管之一上的永磁体和通过固定到另一个管并与永磁体相互作用的励磁线圈形成的振动激励器。作为管的有用振动的是适合于在流动的流体中引起取决于质量流率(m)的科里奥利力的振动，可选地还有适合于在流动的流体中引起取决于粘度(η)的摩擦力或阻尼力，和/或适合于在流动的流体中引起取决于密度(ρ)的惯性力的振动。在所述类型的电子振动测量系统中，通常选择为有用频率，即，有用振动的振动频率的是在流体输送管中相互固有的共振频率，即，通常为每个管的基本弯曲振动模式的共享共振频率。

为了感测至少两个管的机械振动，尤其是由上述科里奥利力引起的有用的振动和/或科里奥利振动，在所述类型的电子振动测量系统中使用的换能器设备也分别具有振动传感器装置，其通过例如至少两个电动或光学的振动传感器而形成，并且其被设计用于借助于取决于管的振动运动的速度或相应的振动频率的交替(信号)电压产生至少两个振动信号，即，分别是例如至少两个管的电测量信号，其表示振动运动，特别是镜像反转振动运动；特别地，这使得在至少两个振动信号之间存在取决于质量流率的相位差，或者使得至少两个振动信号中的每一个具有与至少两个管的振动频率对应的信号频率。这种换能器设备的用于感测振动的振动传感器在流动方向上布置成在两个管上彼此相距一定距离，使得形成入口侧第一振动测量点的振动传感器中的一个被定位为距每个管的相应第一端比距相应的第二端和另一个振动传感器更近，并且形成出口侧第二振动测量点的振动传感器中的另一个被定位为距每个管的相应第二端比距相应的第一端更近。

所述类型的换能器设备通常还分别包括换能器壳体，该换能器壳体具有由(例如，金属的)壁围绕的腔，并且在该腔内以下述方式布置至少两个管——其包括安装在其上的至少[一个]振动激励器的部件和至少一个振动传感器：允许所述管的振动，即使得通常填充有空气或惰性气体的中间空间形成在换能器壳体的壁的面向所述腔的内表面和每个管的壁的侧表面之间，即每个管的相应壁的面向腔的外表面之间。此外，相应的测量和操作电子单元通常也容纳在至少一个相对坚固的——特别是抗冲击的、耐压的和/或防风雨的——电子装置壳体内。例如由不锈钢或铝制成的电子装置壳体可以远离换能器设备布置并通过柔性电缆连接到换能器设备；然而，其例如也可以布置在换能器设备上或直接固定到换能器设备上，即，例如固定到上述换能器壳体。

这种电子振动测量系统的测量和操作电子单元还被设计成接收和处理，即，例如数字化和评估至少两个振动信号中的每一个。特别地，测量和操作电子单元使用至少两个振动信号循环地产生质量流量测量值——即，表示质量流率的测量值，或者测量和操作电子单元使用至少两个振动信号产生质量流量序列——即，一系列时间上连续的质量流量测量值，其分别瞬时表示流体的质量流率。然而，除了评估至少两个振动信号之外，前述类型的电子振动测量系统的测量和操作电子单元通常还用于产生用于至少一个机电振动激励器的至少一个驱动信号，例如谐波和/或定时驱动信号。例如，可以关于电流强度和/或电压电平和/或信号频率来调节所述驱动信号。

在工业测量和自动化技术中使用的电子振动测量系统的情况下，测量和操作电子单元通常通过一个或多个微处理器实现，其可选地还形成为数字信号处理器(DSP)，使得测量和操作电子设备单元通过从相应换能器设备的测量信号获得的数字采样值的数值计算——即，例如基于至少两个振动信号确定至少一个材料或流动参数的相应测量值，并以相应数字值的形式，特别是也实时提供该相应测量值。

在所述类型的换能器设备中或在使用其形成的电子振动测量系统中，对于操作——尤其是对于精确确定至少一种材料或流动参数的测量值是重要的另一个(辅助)测量变量尤其是换能器设备温度(目标温度)，其适合于表征换能器设备的热力学状态或其对用于测量至少一种材料或流动参数的换能器设备的相关振动特性的影响。特别地，换能器设备温度应该适合于计量地补偿至少两个管的振动特性或振动测量信号对换能器设备内的空间温度分布的依赖性，以达到足以用于所需的高测量精度的程度，利用该高测量精度要确定至少一个测量变量的测量值尤其是通过基于计算机的实时计算确定的质量流率或密度和/或粘度的测量值。在所述类型的测量系统的情况下，通常基于在至少一个管的壁上感测的管温度来确定所述换能器设备温度。为了感测管温度，尤其是例如在上述US-A 5796 012、WO-A 2009/134268、WO-A 01/71290、WO-A 98/52000或WO-A 98/02725中也示出的这种换能器设备因此可以进一步包括分别通过温度探测器形成的一个或多个温度传感器，温度探测器例如是铂测量电阻器、热敏电阻器或热电偶，其布置在中间空间内并且因此不在运行期间与相应管的内腔接触，其中，相应的温度传感器分别导热地耦合到相应管的壁，并且电耦合到测量和操作电子单元。温度传感器可以通过单个温度探测器或通过由例如多个以惠斯通测量电桥的形式的这样的温度敏感的电气或电子部件形成的电路形成。至少一个温度传感器被设计成将对应于通过相应温度探测器形成的温度测量点处的温度的测量点温度转换成相应的温度测量信号，即，表示相应测量点温度的电测量信号，其例如具有取决于测量点温度的电信号电压和/或取决于测量点温度的电信号电流。此外，测量和操作电子单元还可以被设计成使用借助于换能器设备产生的至少一个温度测量信号来产生至少一个测量变量的测量值。

对所述类型的常规换能器设备的实验研究已经表明：在下述情况下可以偶尔观察到令人惊讶的高测量误差，例如超过0.05％或超过1kg/h的高测量误差，尤其如在上述WO-A2009/134268中所述：不仅在壁的面向内腔的内部具有不希望的沉积的情况下，而且在其用于测量具有相对低的比热容(即，例如，在1kJ·kg^-1·K^-1和4.2kJ·kg^-1·K^-1之间的范围中的比热容)的流体的质量流率的情况下，并且/或者在使用具有快速变化的测量点温度的应用的情况下，这例如是由于流体温度随时间快速变化或由于突然的测量材料变化，尽管在计算质量流量测量值时包括上述温度测量信号。尽管WO-A 2009/134268中讨论的情况的上述温度差

通常大于在完整的换能器设备的情况下或者在完整的一个或多个管——特别是壁不具有沉积或否则具有相同的边界状况——的情况下，它仍然可以采用一个对于实际所需的高测量精度不再可忽略的水平。尤其可以在下述情况中发现这种增加的测量误差：在与在换能器设备周围的空气温度(环境温度)相比具有非常热(>50K)或非常冷(-50K)的气体的应用中，在相对快速流动的高粘度油的应用中——例如在用于船上的储罐或油箱的填充(加油)，在诸如装瓶厂的间歇操作的测量点中，或甚至与要使用热清洁液周期性清洁(CIP-清洁)或就地消毒(SIP-就地消毒)的过程工厂的质量流率的测量有关。在上述WO-A2016/058745中所示的电子振动测量系统中，相关的换能器设备在实际测量之前被温度控制以便减少这种测量误差，即，达到与要在实际测量期间检查的测量材料温度相对应的稳定工作温度或相应的热平衡状态，或者待测量的液体被预先适当地调节，即，例如通风。在这种情况下，这通过在每种情况下待测量的流体的相应再循环来执行。为此，测量系统具有额外的但是昂贵的阀控制和额外的供应和返回流体管线。然而，对以这种方式使用或暴露于实验室中的相应测量条件的常规换能器设备的进一步研究进一步表明：至少两个振动信号之间的上述相位差可以在很大程度上扩展，即，扩展到显著损害测量精度的程度，尽管质量流量恒定且测量点温度恒定，因此即使在换能器设备处于热平衡状态或实际稳定测量条件的情况下也是如此；特别是在具有小于1000的低雷诺数(Re)的流体流动的情况下，即，特别是层流体流动或流体流动恒定地保持在小于1kg/h(例如，也为零)的质量流率。

发明内容

考虑到这一点，本发明的目的是提高上述类型的测量系统的测量精度，使得使用该精度对于具有低比热容和/或具有显著偏离环境温度的流体温度的流动流体和/或对于具有低雷诺数(<1000)或质量流率小于1kg/h的流动流体确定的质量流量测量值可重复地具有小的测量误差，特别是小于0.05％和/或小于1kg/h。

为了实现该目的，本发明在于一种用于测量流体的质量流率的电子振动测量系统，该流体特别是在管道中流动的流体，特别是气体、液体或分散体。为此目的，测量系统具有测量和操作电子单元，该测量和操作电子单元尤其借助于微处理器和/或数字信号处理器形成，以及与测量和操作电子单元电耦合，特别是也机械连接的换能器设备。根据本发明的换能器设备包括：

·第一管，其包括由例如金属的壁围绕的内腔，并且从入口侧第一端延伸到出口侧第二端，并且被设置或设计成由流体从入口侧表面第一端朝向出口侧第二端流过，并在此过程中被使得振动；

·第二管，第二管包括由壁围绕的内腔，并且从入口侧第一端延伸到出口侧第二端，并且例如至少部分地弯曲和/或至少部分地笔直和/或在设计上与第一管相同，并且/或者与第一管平行布置，并且被设计成——即，例如与第一管同时地——由流体从入口侧第一端朝向出口侧第二端流过，并且在此过程中被使得——即，例如与第一管同时或镜像反转地——振动；

·第一温度传感器，第一温度传感器与第一管的壁导热地耦合，并且位于与距第一管的第二端相比距第一管的第一端更近的位置，并且被设置或设计成感测第一测量点温度——即，在借助于温度传感器形成的入口侧第一温度测量点处的第一管的壁的温度，并且将其转换为第一温度测量信号——即，表示第一测量点温度的第一电测量信号，其特别地具有取决于第一测量点温度的电信号电压和/或具有取决于第一测量点温度的电信号电流；

·第二温度传感器，第二温度传感器，第二温度传感器例如导热地耦合到第二管的壁，特别是类似于第一温度传感器，并且特别是在设计上与第一温度传感器相同，以及位于与距第二管的第一端相比距第二管的第二端更近的位置，并且被设置或设计用于感测第二测量点温度——即，在借助于温度传感器形成并且远离第一温度测量点和/或在出口侧的第二温度测量点处的第二管的壁的温度，并将其转换成第二温度测量信号——即，表示第二测量点温度的第二电测量信号，其特别地具有取决于第二测量点温度的电信号电压和/或具有取决于第二测量点温度的电信号电流；

·至少一个例如电动的振动激励器，用于激励和保持第一和第二管两者围绕相关的静态静止位置的机械振动——即，特别是围绕相应的假想振动轴的每个管的弯曲振动，假想振动轴将其相应的第一端假想地连接到其相应的第二端；

·例如电动的第一振动传感器，用于感测至少第一管的机械振动，并且位于与距第一管的第二端相比距第一管的第一端更近的位置，并且被设置或设计用于感测至少借助于振动传感器形成的入口侧第一振动测量点处的第一管的振动运动，并产生表示至少振动运动的第一振动信号；

·以及，至少一个第二振动传感器，其例如是电动的和/或设计上与第一振动传感器相同，用于感测至少第一管的机械振动，该传感器位于与距第一管的第一端相比距第一管的第二端更近的位置，被设置或设计成感测至少通过振动传感器形成的出口侧第二振动测量点处的第一管的振动运动，并产生表示至少振动运动的第二振动信号，使得在第一振动信号和第二振动信号之间存在相位差，相位差取决于质量流率和温度差两者，温度差是在第一振动传感器的温度和第二振动传感器的温度之间建立的，并且其随时间变化，特别是至少暂时地以大于0.05K/s的变化率变化。

根据本发明的测量系统的测量和操作电子单元既与第一和第二振动传感器中的每一个电连接，又与第一和第二温度传感器中的每一个电连接，并且还与至少一个振动激励器电连接。测量和操作电子单元首先被设计成将电能馈送到至少一个振动激励器中，以便借助于电激励器信号实现第一管和第二管的机械振动。其次，测量和操作电子单元被设计成使用第一和第二振动信号中的每一个以及第一和第二温度测量信号中的每一个产生质量流量序列，即，一系列时间上连续的质量流量测量值，其分别瞬时表示流体的质量流率，使得至少针对参考流体——即，指定的质量流率——的参考质量流率的质量流量测量值与温度差无关，该参考质量流率例如不大于1kg/h并且/或保持恒定，参考流体特别是流体或气体，参考流体流过换能器设备并且例如也层流地和/或以小于1000的雷诺数地流过第一和/或第二管，并且/或者具有大于1kJ·kg^-1·K^-1和/或小于4.2kJ·kg^-1·K^-1的比热容。

此外，本发明还在于：使用根据本发明的测量系统来测量至少一个物理测量变量，特别是流动的流体的密度和/或粘度和/或质量流率和/或体积流率，流动的流体特别是在管道中流动的流体，其特别是气体、液体或可流动的分散体。

根据本发明的第一实施例，针对参考质量流率确定的质量流量测量值在下述方面与温度差无关：针对尽管恒定但是不为零的至少一个参考质量流率，即使在各种温度差——即，大于1K和/或小于10K的温度差、和/或随时间在大于1K的范围内扩散的温度差和/或随时间以大于0.05K/s的变化率变化的温度差——的情况下，在时间上连续确定的质量流量测量值(x_m,i→x_m,ref)彼此偏差不超过所述参考质量流率(m_ref)的0.01％。

根据本发明的第二实施例，针对参考质量流率确定的质量流量测量值在下述方面与温度差无关：即使在不同温度差的情况下，尽管存在大于1K和/或小于10K的温度差和/或随时间推移以超过1K的范围扩展的温度差和/或随时间推移以大于0.05K/s的变化率变化的温度差，分别表示测量和操作电子单元的零标度标记的质量流量测量值——即，在没有流体流动通过换能器设备或者参考质量流量为零的情况下，在时间上连续分别确定的质量流量测量值小于0.01kg/h或彼此偏差小于0.01kg/h。

根据本发明的第三实施例，例如液体或气体的参考流体具有大于1kJ·kg^-1·K^-1和/或小于4.2kJ·kg^-1·K^-1的比热容。

根据本发明的第四实施例，参考流体是液体，例如油或水。

根据本发明的第五实施例，参考流体是气体，例如空气。

根据本发明的第六实施例，参考流体是水，特别是具有不小于20℃的流体温度的水。

根据本发明的第七实施例，参考流体是油，其特别具有不低于20℃的流体温度和/或具有大于10^-2Pa·s(帕斯卡秒)的粘度。

根据本发明的第八实施例，参考流体是油，其例如具有不低于20℃的流体温度和/或具有大于10^-2Pa·s(帕斯卡秒)的粘度，并且进一步使得取决于以用于长度的SI基本单位(m＝米)给出的换能器设备的标称宽度的大小|D|，参考质量流率小于|D|·10000kg/h。

本发明的第九实施例使得参考流体是气体——特别是具有不低于20℃的流体温度的气体——和/或空气。

本发明的第十实施例使得，参考流体是：气体，例如具有不低于20℃的流体温度；并且/或者空气，并且使得，取决于以用于长度的SI基本单位(m＝米)给出的换能器设备的标称宽度的大小|D|，参考质量流率小于|D|·1000kg/h。

根据本发明的第十一实施例，在完整的换能器设备或完整的第一管和完整的第二管的情况下也建立温度差。

根据本发明的第十二实施例，在第一管的壁的面向内腔的内侧具有不希望的沉积的的情况下的温度差大于完整的第一管的情况，即例如壁不具有沉积的情况。

根据本发明的第十三实施例，测量和操作电子单元被设计成使用第一振动信号和第二振动信号两者产生相位差序列——即，分别表示相位差的一系列时间上连续的相位差测量值。

根据本发明的第十四实施例，测量和操作电子单元被设计成使用第一温度测量信号和第二温度测量信号两者产生温度差序列——即，分别表示温度差的一系列时间上连续的温度差测量值。

根据本发明的第十五实施例，测量和操作电子单元被设计成使用第一温度测量信号和第二温度测量信号两者产生温度差序列——即，分别表示温度差的一系列时间上连续的温度差测量值，并使用温度差序列监测换能器设备的功能——即，特别是第一管和/或第二管的功能。

根据本发明的第十六实施例，测量和操作电子单元被设计成使用第一温度测量信号和第二温度测量信号两者产生温度差序列——即，分别表示温度差的一系列时间上连续的温度差测量值，并使用温度差序列诊断换能器设备具有与原始流动阻力相比变化的流动阻力——即，特别是第一和第二管的至少一个具有与原始流动阻力相比变化的流动阻力。

根据本发明的第十七实施例，测量和操作电子单元被设计成使用第一温度测量信号和第二温度测量信号两者产生温度差序列，即，分别表示温度差的一系列时间上连续的温度差测量值，并且使用温度差序列产生警报，该警报发信号通知换能器设备的仅有限功能，特别是由于与原始流动阻力相比变化的第一管和/或第二管的流动阻力。

根据本发明的第十八实施例，测量和操作电子单元被设计成使用第一温度测量信号和第二温度测量信号产生测量流体温度测量值，即，表示流过第一管和/或第二管的流体的温度的测量值。

根据本发明的第十九实施例，测量和操作电子单元被设计成使用振动信号的至少一个和温度测量信号的至少一个产生表示流体密度的密度测量值。

根据本发明的第二十实施例，测量和操作电子单元被设计成使用振动信号的至少一个和温度测量信号的至少一个产生表示流体粘度的粘度测量值。

根据本发明的第二十一实施例，测量和操作电子单元被设计成使用第一温度测量信号和第二温度测量信号产生换能器温度测量值，该换能器温度测量值表示换能器设备温度，其偏离第一测量点温度和第二测量点温度两者，使得所述换能器温度测量值的大小对应于第一和第二测量点温度的算术平均值和/或第一和第二测量点温度的加权平均值。本发明的该实施例在发展中进一步使得，测量和操作电子单元被设计成使用第一温度测量信号而不是第二温度测量信号并且/或者使用第二温度测量信号而不是第一温度测量信号产生辅助温度测量值，其至少近似表示换能器设备温度。

本发明的第二十二实施例使得，测量和操作电子单元包括复用器，该复用器具有至少两个信号输入和至少一个信号输出，并且被设计成可选地(例如循环地)将其信号输入之一切换到信号输出，使得施加到相应的切换的信号输入的信号被传递到信号输出；并且使得测量和操作电子单元包括具有至少一个信号输入和至少一个信号输出的模数转换器，特别是具有大于16位的标称分辨率和/或以大于1000s^-1的采样率计时的模数转换器，模数转换器被设计用于将以例如超过1000s^-1的采样率f_A并且以例如超过16位的数字分辨率施加到所述信号输入的模拟输入信号转换为表示所述输入信号的数字输出信号，并在信号输出处提供它。本发明的该实施例在发展中还使得，复用器的至少一个信号输出和模数转换器的至少一个信号输入彼此电耦合；并且，第一温度传感器和第二温度传感器分别电连接到复用器，使得温度测量信号被施加到复用器的第一信号输入，并且温度测量信号被施加到复用器的第二信号输入。因此，模数转换器的输出信号可以至少暂时表示两个温度测量信号中的确切一个，或者测量和操作电子单元可以使用模数转换器的表示两个温度测量信号之一的输出信号产生质量流量测量值。

本发明的第二十三实施例使得第一温度传感器定位成距离第一管的第一端比第二温度传感器距第二管的第一端的距离更小。

本发明的第二十四实施例使得第二温度传感器定位成距离第二管的第二端比第一温度传感器距第二管的第二端的距离更小。

本发明的第二十五实施例使得，第一温度传感器定位成距离第一管的第一端与第二温度传感器距第二管的第二端的距离相同。

本发明的第二十六实施例使得，第一温度传感器定位成距离第一管的第二端与第二温度传感器距第二管的第一端的距离相同。

本发明的第二十七实施例使得，第一温度传感器定位成距离第一管的中心与第二温度传感器距第二管的中心的距离相同。

本发明的第二十八实施例使得第一温度传感器和第二温度传感器在设计上相同。

本发明的第二十九实施例使得第一温度传感器以与第二温度传感器机械地耦合到第二管的壁的相同的方式机械地耦合到第一管的壁。

本发明的第三十实施例使得，换能器设备除了第一温度传感器之外没有接触第一管的壁的其他温度传感器，和/或除了第二温度传感器之外没有接触第二管的壁的其它温度传感器。

本发明的第三十一实施例使得第一温度传感器以与第二温度传感器耦合到第二管的壁的相同的方式导热地耦合到第一管的壁，特别是使得抵消从第一管的壁流到第一温度传感器并且进一步流到环绕第一温度传感器的环境的热流的加热电阻器等同于抵消从第一管的壁流到第二温度传感器并且进一步流到环绕第二温度传感器的环境的热流的加热电阻器。

本发明的第三十二实施例使得第一振动传感器以与第二振动传感器相同的方式导热地耦合到第一管的壁和/或第二管的壁；例如使得抵消从第一管的壁流到第一振动传感器并且进一步流到环绕第一振动传感器的环境的热流的加热电阻器等同于抵消从第一管的壁流到第二振动传感器并且进一步流到环绕第二振动传感器的环境的热流的加热电阻器，并且/或者，使得抵消从第二管的壁流到第一振动传感器并且进一步流到环绕第一振动传感器的环境的热流的加热电阻器等同于抵消从第二管的壁流到第二振动传感器并且进一步流到环绕第二振动传感器的环境的热流的加热电阻器。

本发明的第三十三实施例使得借助于第一振动传感器和借助于第二振动传感器形成的振动传感器装置相对于至少一个假想的对称轴镜像对称，该假想的对称轴与换能器设备假想地相交。即，特别是平行于第一管的主惯性轴。

本发明的第三十四实施例使得通过第一温度传感器和通过第二温度传感器形成的温度传感器装置相对于至少一个假想的对称轴镜像对称，该假想的对称轴与换能器设备假想地相交。即，特别是平行于第一管的主惯性轴。

本发明的第三十五实施例使得第一温度传感器定位成与第二振动传感器相距与第一振动传感器相距第二温度传感器相同的距离。

本发明的第三十六实施例使得第一管相对于至少一个假想的对称轴镜像对称，该假想的对称轴假想地与管相交，即，特别地与所述管的主惯性轴重合。

本发明的第三十七实施例使得第一管是弯曲的，例如V形或U形的。

本发明的第三十八实施例使得第一管至少部分地、例如主要地或甚至完全地是直的，即，例如圆柱形的。

本发明的第三十九实施例使得第一管至少部分地弯曲，例如以圆弧形弯曲。

本发明的第四十实施例使得第一管的壁至少部分地，例如也主要地或完全地由诸如金属或合金的材料组成，该材料的比热导率大于10W/(m·K)，其比热容小于1000J/(kg·K)。

本发明的第四十一实施例使得第一管的壁由金属组成，该金属例如是铁和/或铝和/或铬和/或钛和/或锆和/或钽和/或含镍合金。

本发明的第四十二实施例使得第一管的壁由不锈钢组成。

本发明的第四十三实施例使得第一管的口径大于0.1mm(毫米)。

本发明的第四十四实施例使得第一管的口径大于1mm(毫米)。

本发明的第四十五实施例使得第一管的展开管长度大于300mm。

本发明的第四十六实施例使得第一管和第二管在设计上相同。

本发明的第四十七实施例使得借助于第一温度探测器并且借助于第一耦合体形成第一温度传感器，该第一温度探测器例如包括铂测量电阻器、热敏电阻器或热电偶，该第一耦合体将所述第一温度探测器导热耦合到第一管的壁，并且使得借助于第二温度探测器并且借助于第二耦合体形成第二温度传感器，第二温度探测器特别包括铂测量电阻器、热敏电阻器或热电偶，并且/或者在设计上与第一温度探测器相同，第二耦合体将所述第二温度探测器导热耦合到第二管的壁，并且例如在设计上与第一耦合体相同。本发明的该实施例在一个发展中进一步使得，例如完全地通过塑料——即，例如环氧树脂或硅树脂——形成第一耦合体，塑料被放置在第一管的壁和第一温度探测器之间，并且特别地接触壁的和第一温度探测器两者和/或与金属氧化物颗粒混合，并且使得，例如完全通过塑料——特别是环氧树脂或硅树脂——形成第二耦合体，塑料被放置在第二管的壁和第二温度探测器之间，并且特别接触壁的侧表面和第二温度探测器和/或金属氧化物颗粒混合。

本发明的第四十八实施例使得第一温度传感器例如通过热粘合剂整体地——例如，粘接地——连接到第一管的壁的侧表面，形成第一耦合体，并且使得，第二温度传感器例如通过热粘合剂整体地——例如，粘接地——连接到第一管的壁的侧表面，形成第二耦合体。

按照根据本发明的测量系统的第一发展，测量系统还包括：入口侧第一分流器和出口侧第二分流器，其中，形成流体并联连接的流动路径的第一和第二管可以连接到在设计上特别相同的分流器，使得第一管打开为以其第一端进入第一分流器的第一流动开口中，并且以其第二端进入第二分流器的第一流动开口中，并且使得第二管打开为以其第一端进入第一分流器的第二流动开口，并且以其第二段进入第二分流器的第二流动开口。分流器也可以分别是换能器设备的换能器壳体的整体部分。

根据本发明的测量系统的第二发展，测量系统还包括：换能器壳体，其具有由诸如金属壁的壁围绕的腔，其中，第一和第二管都布置在换能器壳体的腔内，使得中间空间形成在换能器壳体的壁的面向腔的内表面与第一管的壁的面向腔的侧表面和第二管的壁的面向腔的侧表面之间，并且其中，换能器壳体、第一管和第二管被设计成在中间空间中保持流体，特别是具有小于1W/(m K)的比热导率的流体，即例如是空气或惰性气体，形成围绕第一管和第二关的流体体积，使得通过在中间空间中保持的流体接触接触第一管的壁的面向中间空间的侧表面——其形成第一类型的第一界面，即，在流体和固相之间的界面——和第二管的壁的面向中间空间的侧表面——其形成第一类型的第二界面。

根据本发明的测量系统的第三发展，测量系统还包括：入口侧第一连接法兰，用于例如将换能器设备连接到供应流体的过程线路的线路段；以及，出口侧的第二连接法兰，用于例如将换能器设备连接到再次排出流体的过程线路的线路段。每个连接法兰也可以例如分别包括密封表面，用于将换能器设备流体密封或无泄漏连接到过程线路的相应的对应线路段，并且，在所述密封表面之间的最短距离可以限定换能器设备的例如大于250mm和/或小于3000mm的安装长度，使得由第一管的展开管长度对换能器设备的所述安装长度的比率限定的换能器设备的管长度与安装长度的比率大于1.2，特别是大于1.4。

本发明的基本思想在于在质量流率的测量值的计算中考虑或补偿在至少两个振动测量信号之间的相位差对沿着至少两个管偶尔建立的温度梯度的依赖性；这特别使得也可以对于这样的困难或以前没有掌握的测量条件达到对于所述类型的电子振动测量系统所需的(实际测量值的)小于0.05％的低测量误差，其中，在相应的两个振动测量点之间出现大于1K的温度差，或者其中，所述温度差随时间以大于0.05K/s的变化率变化。

本发明尤其基于以下令人惊讶的发现：上述温度梯度一方面可以影响至少两个管的振动特性，尤其是固有振动模式，另一方面，上述温度差可以导致每个振动传感器的标称相同但自然温度相关的传输函数(温度响应)之间的偏差以及在振动信号之间的相应不对称性。沿着至少一个管建立的这种温度梯度或在两个振动传感器之间建立的温度差(其共同影响振动测量信号之间的相位差)不仅可以在具有不希望的沉积的壁的面向内腔的内部的情况下发生，而且对于这种测量条件，在完整的换能器设备上也令人惊讶地被观察到，其中，待测量流体的焓显著偏离管的充分完整的壁的焓，并且其中，流体流的动能较低，即，例如，对于这样的测量条件，其中，对于流体流相应地导致较低的大小的Eckert数(Ec)。

本发明的一个优点还在于，在温度传感器的根据本发明的装置的情况下，也可以使用与确定质量流率中相同的温度测量信号在相应测量系统的操作期间执行换能器设备例如相对于至少一个壁处的退化和/或相对于一个管的堵塞的诊断。

附图说明

下面使用附图中的图中所示的示例性实施例更详细地解释本发明及其其他有利实施例。在所有图中，用相同的附图标记标注相同的部件；出于清楚的原因或如果由于其他原因而显得合理，在随后的附图中不再重复之前使用的附图标记。可以从附图中的图和从属权利要求本身得出另外的有利的实施例或发展，特别是最初单独解释的本发明的部分方面的组合。附图详细示出了：

图1测量系统，特别是适用于工业测量和自动化技术的测量系统，其具有带有换能器壳体的换能器设备，并且具有容纳在电子装置壳体中的测量和操作电子单元，电子装置壳体在这种情况下直接固定到换能器壳体；

图2根据图1的测量系统的示例性实施例的示意图。

图3a、3b适用于根据图1和2的测量系统的换能器设备的透视侧视图；

图4适用于根据图1和2的测量系统的换能器设备的侧剖视图；

图5a、5b温度传感器的其他示例性实施例的不同侧剖视图，特别是适用于根据图3a、3b的换能器设备或根据图1的测量系统的温度传感器；

图6根据图1的测量系统的另一示例性实施例的示意图；以及

图7通过多个分立的热电阻器以等效电路的方式形成的电阻器网络，其用于解释在根据图2、3的换能器设备中流动的热流或者在所述换能器设备内的对应的温度下降。

具体实施方式

图1示出了用于测量流动流体FL1(测量流体)的质量流率m的电子振动测量系统的示意图，流动流体FL1任选地具有在时间和/或空间上变化的测量流体温度

例如是气体、液体或者可流动的分散体，该电子振动测量系统或者用于反复确定瞬时表示所述质量流率m的质量流量测量值x_m。测量系统还可以被设计用于确定流体FL的至少一个另外的测量变量，即，例如，材料参数。所述另外的测量变量例如可以是密度ρ、粘度η或者例如流过管道的流体的测量流体温度

为此目的，测量系统包括：用于产生至少用于测量质量流率的测量信号的换能器设备MW；以及，测量和操作电子单元ME，其电连接到所述换能器设备MW，在运行期间被外部能量存储装置通过连接电缆和/或通过内部能量存储设备特别地供电，用于产生表示由换能器设备感测的测量变量的测量值，或用于例如也以数字测量值的形式和/或实时地顺序向对应的测量输出输出这样的测量值x_m作为测量系统的相应当前有效测量值x_x(x_m→x_x)对应于相应的测量输出。

如图2中示意性地所示，或者从图1和图2的组合可以看出，测量系统的换能器设备特别用于引导要在运行期间分别测量的流体FL1的部分体积或被其流过，并为物理测量变量提供各种测量信号，以便分别借助于换能器设备被感测，并且为在换能器设备内的各种测量点处占优势的测量点温度提供各种测量信号。为此目的，换能器设备配备有：第一管11，其包括由壁围绕的内腔11'，并且该内腔11'例如至少部分地弯曲和/或至少部分地笔直；以及，第二管12，其包括由壁围绕的内腔11'，并且例如至少部分地弯曲和/或至少部分地笔直。例如，所述管12也可以如图2、图3a或图3b所示，或者在组合中显而易见的是，在设计上与第一管11相同和/或平行于第一管11布置。管11或管12的壁可以如在所讨论类型的换能器设备中常见的那样是金属的，即，例如至少部分地由钛、锆或钽构成，或者例如也由不锈钢构成。至少相似的[sic]管11、12中的每一个分别如图2所示从入口侧第一端11a或12a延伸到出口侧第二端11b或12b，并分别被设计成从相应的入口侧第一端11a或12a朝向出口侧第二端11b或12b被流体流过，并且在此过程中被使得振动，即，也使得管11、12同时和/或镜象反转地振动。此外，根据本发明的换能器设备的例如在设计上相同的每个管11、12可以至少部分地笔直，因此部分是(中空)圆柱形的，即，例如圆柱形的，并且/或者至少部分是弯曲的，即，例如是圆弧形的。此外，管11和管12可以分别被设计成相对于至少一个相应的假想对称轴镜像对称，该假想的对称轴假想地与相应的管相交，即，例如，与所述管的主惯性轴重合。即，例如，管11和管12可以分别被设计成V形或U形的。本发明的另一实施例还提供管11的壁和/或管12的壁至少部分地——例如也主要地或完全地——由材料构成，其比热导率λ10超过10W/(m·K)，并且其比热容cp10小于1000J/(kg·K)。

在根据本发明的换能器设备或由其形成的测量系统中，每个管11、12被设置或设计成分别在流动方向——即，例如，从端部11a开始朝向端部11b或从端部12a开始朝向端部12b——上被流体FL1的部分体积流过，并在此过程中被使得振动；特别地，这使得管11、12中的每一个分别被允许执行有用的振动，即，围绕相关的静态静止位置的机械振动，其适于在流过的流体中引起科里奥利力，该科里奥利力至少取决于流体的质量流率m。另外，由管11或管12执行的有用振动也可以适合于在流体中产生取决于流体粘度η的摩擦力和/或取决于流体密度ρ的惯性力。因此，换能器设备例如也可以被设计为振动型换能器，用作例如科里奥利质量流量测量设备、密度测量设备和/或粘度测量设备的电子振动测量系统的组件。

如已经指出的，所述壁可以例如由金属或金属合金构成，即，例如钛、锆或钽或其相应的合金、钢或镍基合金。本发明的另一个实施例还使得每个管11、12的壁分别具有大于0.5mm的壁厚s和/或大于0.5mm的内径。替代地或补充地，每个管的尺寸可进一步确定为使得其具有内径与壁厚的比率，其被定义为相应管的内径与所述管的壁的壁厚s的比率，其为不到25:1。本发明的另一实施例还使得每个管的壁厚小于10mm和/或内径小于200mm，或者每个管11、12的尺寸被定制为使得内径与壁厚之比大于5:1。

如在所讨论类型的换能器设备中非常普遍的那样，管11、12可以容纳在换能器设备的换能器壳体100中，使得如图4所示或者从图1、2和4的组合中可以容易地看出，每个管11、12分别布置在换能器壳体的同一个腔内，该腔由换能器壳体的壁——例如，金属壁和/或作为外保护罩的壁——围绕，并且使得在换能器壳体100的壁的面向所述腔的内表面100+、管11的壁的侧表面11#(即，管11的壁的面向腔的外表面)和管12的壁的侧表面12#(即，管12的壁的面向腔的外表面)之间形成中间空间100'。在这种情况下，管11、12以及所述换能器壳体也被设计成在中间空间100'中保持流体FL2，例如具有小于1W/(m K)的比热导率的流体，即，例如，空气或惰性气体，形成围绕管11和管12的流体体积，使得保持在中间空间100'中的流体FL2接触：管11的壁的面向中间空间的侧表面11#，形成第一类型的第一界面II11，即，流体和固相之间的界面；以及，管12的壁的面向中间空间的侧表面12#，形成第一类型的界面II12。

至少两个管11、12可以例如彼此流体连接，以形成连续的流动路径，使得管11以其第二端11b连接到管12的第一端12a。但是，如在所讨论类型的换能器设备中非常常见的那样，管11、12也可以彼此流体连接，以便形成两个平行的流动路径。为此，根据本发明另一实施例的换能器设备还包括入口侧第一分流器201和出口侧第二分流器202，其中，形成流体并联连接的流动路径的第二管11和管12两者连接到例如在设计上相同的分流器20₁、20₂，使得管11以其端部11a打开到分流器20₁的第一流动开口20_1A中并且以其端部11b打开进入分流器20₂的第一流动开口20_2A，并且管12以其端部12a打开进入分流器20₁的第二流动开口20_1B并且以其端部12b打开进入分流器20₂的第二流动开口20_2B。对于其中管11、12容纳在换能器壳体100内的上述情况，分流器20₁和分流器20₂可以分别是所述换能器壳体的整体部件，例如，使得如在图2中示意性地示出，借助于分流器20₁形成换能器壳体的第一端，并且借助于分流器20₂形成远离换能器壳体的第一端的换能器壳体的第二端。

如图2所示，换能器设备MW还可以被设计成在过程线路的过程中插入，即，例如使用过程线路可拆卸地安装，该过程线路导通流体例如被设计为一个刚性的管道。为此，可以在换能器设备的入口侧设置用于将换能器设备连接到导通流体FL1的过程线路的线路段的第一连接法兰13，并且可以在换能器设备的出口侧设置用于连接到再次排出流体的过程线路的线路段的第二连接法兰14。如在所讨论类型的换能器设备中非常常见的或如图2中所示，连接法兰13、14也可选地在末端集成到上述换能器壳体100中，即，被设计为换能器壳体的整体部件。本发明的另一实施例还提供了每个连接法兰13、14分别具有密封表面，用于将换能器设备流体密封或无泄漏连接到过程线路的相应的对应线路段，并且所述密封表面之间的最短距离限定了换能器设备的安装长度L_MW；这尤其使得所述安装长度L_MW大于250mm和/或小于3000mm和/或使得换能器设备的管长度与安装长度比L₁₁/L_MW(由第一管11的展开的管长度L11与上述安装长度L_MW的比率限定)大于1.2，例如也大于1.4。管11的上述展开的管长度L₁₁和/或管12的展开的管长度L₁₂也可以例如大于300mm。

例如，借助于至少一个微处理器和/或通过数字信号处理器(DSP)形成的测量和操作电子单元ME又可以如图2所示容纳在例如测量系统的单个、可选地也是间隔的电子装置壳体200内。根据测量系统的要求，所述电子装置壳体200也可以被设计成例如抗冲击和/或防爆和/或气密密封的。也如图2中以方框图的方式示意性地示出的，测量设备电子单元ME可以具有测量和评估电路μC，其处理换能器设备MW的测量信号并且例如由微处理器形成，并且在运行期间产生用于通过测量系统感测的测量变量的相应的测量值。可以例如通过包括至少一个微处理器和/或一个数字信号处理器(DSP)的微计算机来实现测量和操作电子单元ME的测量和评估电路μC。要由该微型计算机执行的程序代码以及用于控制相应测量系统的操作参数——诸如当测量和操作电子单元ME启动时借助于测量和操作电子单元实现的控制器的设定值或控制器算法——也可以如图2示意性地示出的那样被持久存储，例如存储在测量和操作电子单元ME的非易失性数据存储器EEPROM中，并且被加载到集成到微型计算机中的易失性数据存储器RAM中。

顺便提及，测量和操作电子单元ME也可以被设计成使得它在电路设计方面实质上对应于从诸如US-B 63 11 136的前述现有技术已知的测量和操作电子单元之一，或者例如，测量和操作电子单元ME也可以被设计成实质上对应于例如申请人以名称“PROMASS83F”提供的科里奥利质量流量/密度测量设备的测量换能器。

借助于测量和操作电子单元ME产生的测量值

在这里所示的测量系统的情况下可以在现场显示，即，直接在借助于测量系统形成的测量点处被显示。为了在现场可视化借助于测量系统产生的测量值和/或由测量设备在适当的情况下内部生成的系统状态消息，例如表示增加的测量不准确性或测量不可靠性的错误消息或表示测量系统本身中或在借助于测量系统形成的测量点处的故障的警报，测量系统例如也可以如图2所示具有：显示和操作元件HMI，其与测量和操作电子单元通信并且任选地也是便携式的，例如LCD、OLED或TFT显示器，其放置在电子装置壳体200中的相应地设置在其中的窗口之后；以及，适当的输入键盘和/或触摸屏。以有利的方式，也可以设计测量和操作电子单元ME——其例如也可以(重新)编程或远程参数化——使得它可以在测量系统的操作期间通过数据传输系统——例如诸如FOUNDATION FIELDBUT、PROFIBUS的现场总线系统——并且/或者通过无线电无线地与作为测量系统的上级的例如可编程逻辑控制器(PLC)、个人计算机(PC)和/或工作站的电子数据处理系统交换测量和/或其他操作数据，诸如电流测量值、系统诊断值、系统状态消息或用于控制测量系统的设定值。此外，测量和操作电子单元ME可以被设计成使得它可以由外部电源例如通过上述现场总线系统供电。为此目的，测量和操作电子单元ME可以具有例如用于提供内部电源电压U_N的内部电源电路NRG，该内部电源电路在运行期间通过在上述数据处理系统中设置的外部电源经由上述现场总线系统供电。在这种情况下，测量系统例如可以被设计为所谓的四线设备，其中，测量装置电子单元ME的内部电源电路可以借助于第一对线连接到外部电源，并且测量和操作电子单元ME的内部通信电路可以借助于第二对线连接到外部数据处理电路或外部数据传输系统。然而，测量和操作电子单元也可以被设计成使得，尤其如前面的US-A 2006/0161359中所示，可以借助于例如借助于4-20mA电流回路配置的双线连接电连接到外部电子数据处理系统，并经由此连接提供电力，并可也选择性地使用HART Multidrop将测量值传输到数据处理系统。对于其中测量系统被提供用于耦合到现场总线或另一电子通信系统的典型的情况，测量和操作电子单元ME——其例如也可以在现场和/或通过通信系统(重新)编程——还可以具有相应的通信界面COM，例如符合诸如IEC 61158/IEC 61784的相关行业标准的通信界面，该通信界面用于数据通信，例如用于向上述可编程逻辑控制器(PLC)或上级过程控制系统发送测量和/或操作数据，因此发送表示相应测量变量的测量值，并且/或者用于接收测量系统的设定数据。换能器设备与测量和操作电子单元的电连接可以借助于对应的连接线进行，其从电子装置壳体200例如经由电缆穿通装置引出进入换能器壳体100，并且也至少部分地放置在换能器壳体100内。在这种情况下，连接线可以至少部分地形成为导体线，其至少部分地通过电绝缘包封，例如具有“双绞线”、带状电缆和/或同轴电缆的形式。替代地或补充地，连接线也可以至少部分地借助于印刷电路板的导体轨形成，该印刷电路板可选地也被涂覆，例如柔性或部分刚性和部分柔性的印刷电路板，也参见上述WO-A96/07081。

为了激励和保持管11和管12两者围绕相应的静态静止位置的机械振动，即，特别是管11和管12围绕假想地相应的第一段连接到相应的第二端的相应的假想振动轴的机械振动或上述有用的振动，换能器设备还包括借助于至少一个振动激励器41形成的机电激励器装置E，该振动激励器41例如是电动的并且特别是通过柱塞线圈形成或实现为音圈。

为了感测至少管11，即，特别是至少两个管11、12的机械振动，换能器设备还包括通过至少一个第一振动传感器51并且通过第二振动传感器52形成的传感器装置S，至少一个第一振动传感器51是例如电动的和/或在设计上与振动激励器相同，第二振动传感器52例如是电动的和/或在设计上与振动传感器51相同。振动传感器51被设计成在由所述振动传感器51形成的入口侧第一振动测量点处感测至少管11——例如同样至少两个管11、12中的每一个——的振动运动，并产生表示所述振动运动的第一振动信号s1，而振动传感器52被设置或设计成在通过所述振动传感器52形成的出口侧第二振动测量点处感测至少管11——例如同样至少两个管11、12中的每一个——的振动运动，并产生表示所述振动的第二振动信号s2；这特别使得在振动信号s1和振动信号s2之间存在也尤其(共同)取决于流过管11的流体的质量流率的相位差。为此，也如图2所示，振动传感器51，以及因此由其形成的第一振动测量点，位于距离管11的端部11a比端部11b更近的位置，并且振动传感器52，以及因此由其形成的第二振动测量点，位于距离管11的端部11b比端部11a更近的位置，特别使得振动传感器51距端部11a与振动传感器52距端部11b相同的距离处。这样借助于两个振动传感器51、52形成的振动传感器装置，如在所讨论类型的换能器设备中非常普遍地，也可以例如相对于假想地与换能器设备相交的至少一个假想的对称轴镜像对称，即，例如，相对于平行于管11的主惯性轴和管12的主惯性轴的对称轴镜像对称。根据本发明的另一个实施例，振动传感器51以与振动传感器12相同的方式导热地耦合到管11的壁和/或管12的壁上，特别是使得抵消从管11的壁到振动传感器51并且进一步到振动传感器51周围的环境的流动的热流的加热电阻器等同于抵消从管11的壁到振动传感器52并且进一步到振动传感器52周围的环境的流动的热流的加热电阻器，并且/或者使得抵消从管12的壁到振动传感器51并且进一步到振动传感器51周围的环境的流动的热流的加热电阻器等同于抵消从管12的壁到振动传感器52并且进一步到振动传感器52周围的环境的流动的热流的加热电阻器。

为了感测换能器设备内存在的测量点温度并将它们转换成相应的温度测量信号，尤其是为了补偿上述相位差对分别在管11的壁和管12的壁内的流动方向上建立的温度梯度的依赖性或者对于在振动传感器51的温度和振动传感器52的温度之间建立以大于0.05K/s的变化率例如至少暂时地随时间变化的温度差

的依赖性，如图2、3a、3b或4中所示，根据本发明的换能器设备还包括：第一温度传感器71，其机械地但是导热地耦合到第一管11的壁；以及，第二温度传感器72，其机械地导热地耦合到第二管12的壁。所述温度差

可以在完整的换能器设备或完整的管11、12的情况下发生，或者也如前面提到的WO-A2009/134268中所讨论的那样，特别是在管11、12的至少一个的壁的面向内腔的内部具有不希望的沉积的情况下发生。在后一种情况下，温度差

被设计成在完整管11、12的情况下，特别是在完整管11、12的壁不具有沉积并且否则具有相同的边界条件的情况下通常更大。

温度传感器71、72也例如分别通过两条上述电连接线电连接到测量和操作电子单元ME。还分别如图2或3a中所示，温度传感器71位于距离管11的第一端11a比所述管11的第二端11b更近的位置，而温度传感器72也如图2或图3b所示位于距离管12的第二端12b比所述管12的第一端12a更近的位置；这特别使得温度传感器71定位在距离管11的端部11a与温度传感器72距离端部12b相同的距离处，或者温度传感器71定位在距离管11的端部11b与温度传感器72距离端部12a相同的距离处。替代地或补充地，温度传感器71例如也可以与管11的中心相距与温度传感器72相距管12的中心相同的距离。可选地或补充地，温度传感器71可以例如也与管的中心相距与温度传感器72相距管12的中心相同的距离。此外，两个温度传感器71、72还可以定位成使得温度传感器71和温度传感器72，也如图4所示或者在图2和4的组合中显而易见的，在方位角上，即，例如，在包括所述纵向轴线L作为表面法线的假想横截面上的投影中，相对于换能器设备的假想纵向轴线L在直径上彼此相对，该纵轴对应于例如换能器设备的主流动方向。此外，两个温度传感器71、72还可以特别地定位或布置成使得借助于所温度传感器71、72形成的换能器设备的温度传感器装置相对于假想地与换能器设备相交的至少一个假想的对称轴，即，例如，与管11的主惯性轴和管12的主惯性轴平行的假想对称轴对称。另外，温度传感器71也如图2所示可以例如与振动传感器51相距与温度传感器72相距振动传感器52相同的距离。根据本发明的另一实施例，换能器设备除了第一温度传感器71之外没有其他温度传感器接触管11的壁，并且/或者，换能器设备除了第二温度传感器72之外没有其他温度传感器接触管72的壁。

温度传感器71特别被设置或设计成感测第一测量点温度

即，借助于所述温度传感器71形成的第一温度测量点处的温度，并将其转换为第一温度测量信号θ1，即，表示第一测量点温度

的第一电测量信号。另外，温度传感器72被设置或设计成感测第二测量点温度

即，借助于所述温度传感器72形成的第二温度测量点处的温度，并将其转换成第二温度测量信号θ2，即，表示第二测量点温度

的第二电测量信号。每个温度测量信号θ1、θ2可以例如被设计成使得其具有取决于相应测量点温度

或者

的电信号电压和/或取决于所述测量点温度的电信号电流。根据本发明的另一实施例，温度传感器71以与温度传感器72耦合到第二管12的壁的相同的方式导热地耦合到第一管11的壁；这也例如使得抵消从管11的壁到温度传感器71并且进一步到温度传感器71周围的环境的流动的热流的加热电阻器等同于抵消从管12的壁到温度传感器72并且进一步到温度传感器72周围的环境的流动的热流的加热电阻器。此外使得温度传感器71以与温度传感器72耦合到管12的壁的相同的方式机械地耦合到管11的壁。根据本发明的另一实施例，如图4中也示意性地示出的，借助于布置在中间空间100'内的第一温度探测器711和借助于第一耦合体712形成温度传感器71，第一耦合体712将所述温度探测器711导热地耦合到管11的壁。类似地，借助于第二温度探测器721并且借助于第二耦合体722形成温度传感器72，第二温度探测器721也可以布置在中间空间100'内并且例如在设计上与前述温度探测器711相同，第二耦合体722将所述温度探测器721导热地耦合到管12的壁，并且例如在设计上也与前述的耦合体712相同。例如可以分别通过铂测量电阻器、热敏电阻器或热电偶形成两个温度探测器711、721中的每一个，其执行要感测的(测量点)温度向相应的测量信号的实际转换。此外，温度探测器711、721中的每一个可以通过适当的整体连接——即，例如，粘合连接或焊接连接——和/或通过嵌入连接到相应关联的耦合体712或722内来连接到相应的相关联的耦合体712或722。

为了在管11的壁和温度传感器71之间实现机械稳定且耐用但导热的连接，温度传感器71根据本发明的另一个实施例整体连接到管11的壁的侧表面11#，即，例如，粘接地或借助于焊接或熔接。为了在管11和温度传感器71之间产生这种整体连接，可以例如使用热粘合剂，即，例如基于环氧树脂或基于硅树脂的塑料，即，例如硅氧烷弹性体或单组分或双组分硅酮橡胶，例如，DELO Industrie Klebstoffe GmbH&Co KGaA，86949 Windach，Germany公司特别以

3699的名称销售的。用于连接温度传感器71和管11的塑料也可以与金属氧化物颗粒混合，以便实现尽可能好的热传导。此外，还可以部分地或全部地由塑料制造上述耦合体712，例如也使得被放置在温度探测器711和壁之间或者与壁的侧表面11#和温度探测器711两者接触，并且在适用的情况下，也可以是整体的塑料模制部件用作耦合体712，或者整个耦合体712由塑料制成，例如以一层或多层涂在管11的壁上的塑料，并且因此放置在管11的壁和第一温度探测器711之间。另外，温度传感器72也可以同样整体地连接到管12的壁的侧表面12#，即，例如，粘接地或借助于焊接或熔接。为此，根据本发明的另一个实施例，耦合体722至少部分地，例如也主要地由金属构成；因此，耦合体722可由一种材料制成，其比热导率λ2大于10W/(m·K)或和/或其比热容cp722小于1000J/(kg·K)，即，例如，它是与耦合体712相同的材料。通过适当地选择实际用于它们相应生产的材料，使得第二耦合体722的材料的比热导率λ722等于耦合体712的材料的比热导率λ712和/或耦合体722的材料的比热容cp722等于第一耦合体712的材料的比热容cp712，可以容易地形成上述两个耦合体712、722。

根据本发明的另一个实施例，也至少部分地由塑料制成或者通过相应地放置在温度探测器721和管12的壁之间的塑料体形成温度传感器72的第二耦合体722。可选地或补充地，本发明的另一实施例使得，也如图5a中所示，借助于盘形成温度传感器71的耦合体721，该盘放置在管11的壁和温度传感器721之间并且由金属或例如钢的金属合金构成，并且也如图5b所示，借助于这种盘形成温度传感器72的耦合体722，该盘放置在管12的壁和温度探测器721之间，并且由金属或例如钢的金属合金构成。上述两个盘中的每一个都可以被设计成盘，例如，其基本上是环形的或基本上是矩形的，如5a或5b所示，并且其具有分别相应地适应于管11的壁的侧表面或管12的壁的侧表面的通孔，并且分别被推到管11或管12上，使得盘围绕相关的管11或12或至少部分地接触相应侧表面的通孔的面向管11或管12的壁的侧表面的内表面。例如，上述两个盘中的每一个也可以分别用作温度传感器71或72的耦合体712或722两者或作为其一部分，并且用作从管11、12的机械振动引入入口侧或出口侧振动节点的角撑板，或者例如，作为所述振动传感器51或者同样提供的振动传感器52的支架。

如图4中分别示意性示出的，两个温度传感器中的每一个热耦合到相应的管11或12，因为温度传感器71的耦合体712接触管11的壁的侧表面11#，形成第二类型的第一界面II21，即，两个固相之间的界面，并且温度传感器72的耦合体722接触管12的壁的侧表面12#，形成第二类型的界面II22。两个界面II21、II22中的每一个分别具有表面区域，该表面区域由相应的耦合体712或722的特定设计限定，因此是预定的。因此，也如图7中以简化方式所示，借助于经由多个分立的热电阻器形成的电阻器网络的等效电路图，第一热电阻器R1(R1＝ΔT1/Q1)——其特别是在这种情况下主要由热传导确定并且导热连接到第一温度测量点——抵消热流Q1，热流Q1是由第二类型的界面II21和第一温度测量点之间的温度差ΔT1产生的，并且仍然完全通过所述界面II21并进一步流到第一温度测量点，第二热电阻器R2(R2＝ΔT2/Q2)——它也主要由热传导决定并且导热连接到第二温度测量点——抵消热流Q2，热流Q2是由第二类型的界面II22和第二温度测量点之间的温度差ΔT2产生的，并且仍然完全通过所述界面II22并进一步流到第二温度测量点。为了实现温度传感器71到管11的壁和温度传感器72到管12的壁的最佳可能的热耦合，每个热电阻R1和R2或每个温度传感器71、72根据本发明的另一实施例尺寸被定制为使得每个热电阻器R1和R2分别小于1000K/W，例如小于25K/W。根据本发明的另一实施例，此外，上述两个热电阻器R1、R2尺寸被定制为使得总体上满足条件R1＝R2，即，两个热电阻器R1、R2被设计成具有相同的尺寸。

为了实现每个温度传感器71、72，也如图7所示的等效电路图下的(静态)计算模型中所假设的，分别仅具有相对较低因此可忽略不计的热惯性，或者两个测量点温度

中的每个可以分别快速跟随在每种情况下第一管壁温度

——即，管11的壁所呈现的局部温度，或第二管壁温度

——即，管12的壁所呈现的局部温度的任何变化，或反之亦然，两个测量点温度中的每一个不取决于或在任何情况下仅略微取决于管壁温度

的变化率——即，管壁温度θ11随时间变化的速率，或者取决于管壁温度θ12的变化率——即，管壁温度θ12随时间变化的速率，本发明的另一个实施例进一步使得每个耦合体712和722分别被设计成使得耦合体712和耦合体722最终分别具有小于2000J/K的热容量C1或C2；此外，这有利地使得第一耦合体712的热容C1和第二耦合体722的热容C2满足条件

并且/或者，至少耦合体712具有小于200J/(kg·K)并且也可能小于100J/(kg·K)的比热容。由于所讨论类型的温度传感器通常需要紧凑的设计，并且由于通常使用的，即导热的材料，因此还存在加热电阻器和相应的温度传感器的热容量之间的紧密关系，使得相应的热容量——即，同样上述热容C1或C2——被设计得越低，选择相应的热电阻越低。因此，以上述方式确定耦合体712或722的热电阻器R1、R2的尺寸同时也可以实现每个温度传感器71、72也分别仅具有相对于相应的管壁温度

或者

的相对较低的热惯性，或者两个测量点温度

中的每一个可以根据需要分别快速跟随相应管壁温度的任何变化，或者反之亦然，两个测量点温度

中的每一个不取决于或者在任何情况下仅略微取决于管壁温度的变化率，即，相应的管壁温度随时间变化的速率。

此外，如在所述类型的换能器中非常常见，并且如在图4中用虚线阴影分别示意性地示出的，在换能器壳体100的壁的内表面100+与管11或管12的壁的侧表面11#、12#之间形成的中间空间100'被填充有流体FL2，流体FL2例如具有小于1W/(m·K)的比热导率λF，以形成围绕管11、12的流体体积。保持在中间空间100'中的流体FL2或由其形成的流体体积具有流体温度，该流体温度在下文中称为管环境温度

并且可选地也随时间变化并且至少暂时偏离测量流体温度

超过1K(开尔文)，特别是至少暂时偏离超过5K。因此，根据本发明另一实施例的换能器壳体和管11、12被设计用于将所述流体FL2保持在中间空间100'中，使得管11的壁11的面向中间空间100'的形成第一类型的第三界面II13的侧表面11#与保持在中间空间中的流体FL2接触，并且管12的壁的面向中间空间100'的形成第一类型的第四界面II14的侧表面12#与保持在中间空间中的流体FL2接触；因此，每个管11、12分别热耦合到形成在中间空间100'中的流体体积。空气或诸如氮气的惰性气体或即特别是诸如氦气的惰性气体可以用作流体FL2。结果，温度传感器71的面向中间空间100'的外表面也与保持在中间空间中的流体FL2接触，形成第一类型的第五界面II15(流体和固体之间的界面)，并且，温度传感器72的同样面向中间空间100'的外表面与保持在中间空间中的流体FL2接触，形成第一类型的第六界面II16，或者温度传感器71和温度传感器72热耦合到形成在中间空间100'中的流体体积，使得如图4中示意性地示出的，第三热电阻器R3(R3＝ΔT3/Q3)——其特别是在这种情况下通过热传导和在界面II15处发生的热流(对流)限定，并且与第一温度测量点导热连接——抵消由在第一类型的界面II15和第一温度测量点之间占优势的温度差ΔT3产生的热流Q3，该热流Q3特别地完全从第一温度测量点流到界面II15，因此完全通过所述界面II15，并且，第四热电阻器R4(R4＝ΔT4)/Q4)——其特别是在这种情况下也由热传导和在界面II16处发生的热流限定，并且与第二温度测量点导热连接——抵消由在第一类型的界面II16和第二温度测量点之间占优势的温度差ΔT4引起的热流Q4，该热流Q4特别地完全从第二温度测量点流到界面II16，因此完全通过所述界面II16。每个热电阻器R3和R4的尺寸有利地小于20,000K/W，特别是小于10,000K/W。为了实现温度传感器71或温度传感器72与在中间空间100'中形成的流体体积的热耦合——其与到管11的热耦合相比较弱，尤其是为了同样实现使用其分别感测到的测量点温度

或

对于管环境温度

的也可以是空间上不同的快速时间变化尽可能免疫，或者温度传感器71、72相对于管环境温度

优选地具有比相对于管壁温度

或

更大的热惯性，温度传感器71或温度传感器72此外根据本发明的另一实施例被设计使得热电阻器R3或热电阻器R4大于500K/W，特别是大于5000K/W。根据本发明的另一实施例，上述两个加热电阻器R3、R4的尺寸进一步使得整体满足条件R3＝R4，即，两个热电阻器R3，R4被设计为具有相同尺寸。

为了一方面能够尽可能容易地预先确定加热电阻器R3，另一方面也设计所述加热电阻器R3使得其相应的示例也在所述类型的一批或一系列工业制造的换能器设备内具有尽可能小的从换能器设备到换能器的扩展，使得换能器设备因此整体上可良好再现，温度传感器71还可具有第三耦合体，其将所述温度传感器的温度探测器711热耦合到形成在中间空间中的流体体积并且与所述流体体积接触，形成第一类型的第三界面II15。所述耦合体可以至少部分地，即，特别是主要地或完全地由材料构成，其比热导率大于保持在中间空间中的流体FL2的比热导率λF和/或大于0.1W/(m·K)，并且其比热容小于保持在中间空间中的流体FL2的比热容cpF和/或小于2000J/(kg·K)。有利地，还可以选择前述耦合体的材料以匹配保持在中间空间中的流体FL2，使得所述材料的比热导率与保持在中间空间中的流体FL2的热导率λF的比率为大于0.2，并且/或者所述材料的比热容与保持在中间空间中的流体FL2的热容cpF之比小于1.5。第三耦合体可以例如也完全借助于诸如环氧树脂或硅树脂的塑料制成，其施加到温度传感器71的温度探测器711上并且其例如也是与金属氧化物颗粒混合的。可选地或补充地，所述第三耦合体可以在适当的情况下也可以整体通过应用于温度传感器711的织物带(例如，玻璃纤维织物带)或者通过应用于温度探测器711的金属片(诸如不锈钢的金属板条)形成。以相同的方式，温度传感器72也可以借助于另外的第四耦合体形成，该第四耦合体特别地将所述温度传感器72的温度探测器721热耦合到形成在中间空间中的流体体积并且与形成在中间空间中的流体体积接触，形成第一类型的第六界面II16。此外，第四耦合体可以有利地在设计上与温度传感器71的上述第三耦合体相同，温度传感器71将温度探测器711热耦合到形成在中间空间100'中的流体体积。相应地，第一类型的第七界面也形成在管11内，即，在所述管的壁的面向其内腔并因此与在内腔中传导的流体FL1接触的内表面11+上，并且第一种类型的第八界面也形成在管12内，即，在所述管的壁的面向其内腔并因此与在内腔中传导的流体FL1接触的内表面12+上，由此管11的管壁温度

或管12的管壁温度

也由当前位于管11的内腔中或管12的内腔中的流体FL1的测量流体温度

共同确定。

如已经提到的，上述热电阻器R1、R2、R3和R4中的每一个分别通过下述部分分别显著或完全限定：诸如比热导率λ的材料特征值和相应耦合体或相应管11、12的壁的尺寸，该尺寸诸如是用于流过的相应热流的相应耦合体的相应有效长度L_th和用于所述热流的相应耦合体的相应有效横截面积的表面积A_th，即，例如，相应界面II21、II22的表面积；和/或相应的管11或12的壁和保持在中间空间100'中的流体FL2的相应材料特征值，因此仅在至少大致预先已知并且同时在较长的操作期间基本上不变的参数。因此，借助于所述参数(λ，Ath，Lth)，例如通过实验测量和/或通过计算可以预先充分精确地确定每个热电阻器R1、R2，R3，R4。例如，基于已知关系：

热电阻率——其共同决定热电阻器R1或R2，并且特别是表示与因为热传导过程引起的热流有关的温度下降——尤其可以被量化，即，例如，被计算用于单位K/W(每瓦特开尔文)。在知道实际上分别用于生产温度传感器的材料的材料特性值以及借助于温度传感器形成的上述界面II13、II14、II21、II22的实际形状和尺寸的情况下，分别共同确定热电阻器R1、R2、R3、R4的上述传热阻力的电阻值也可以充分精确地指定或预先充分精确地确定。可选地或另外地，也可以例如通过在相应的换能器设备处进行的校准测量来实验地确定热电阻器R1、R2、R3、R4或相应的热阻比。

为了一方面提供具有相对于管11的管壁温度的时间变化尽可能低的热惯性的温度传感器71，但另一方面也实现具有近紧凑的设计的尽可能好的的温度传感器71到管11的壁的热耦合，根据本发明的另一实施例的耦合体712至少部分地——例如也主要地或完全地——由一种材料制成，即，例如，热粘合剂一，其比热导率λ712大于保持在中间空间中的流体FL2的比热导率λF和/或大于1W/(m·K)。有利地，在这种情况下，耦合体712的材料还被选择成使得耦合体712的所述材料的比热导率λ712与保持在中间空间中的流体FL2的比热导率λF的比率λ712/λF大于2，并且/或者耦合体712的所述材料的比热容cp712与保持在中间空间中的流体FL2的比热容cpF的比率cp712/cpF小于1.5，特别是使得比热容cp712小于保持在中间空间中的流体的比热容cpF。此外，温度传感器72的耦合体722也可以至少部分地(或完全地)由与温度传感器71的耦合体712相同的材料制成，以便提供温度传感器72相对于管12的管壁温度的时间变化的同样低的热惯性，并且以便实现温度传感器72与管12的壁的同样良好的热耦合。本发明的另一实施例还使得第一温度传感器和第二温度传感器在设计上是相同的，即，分别用于此目的的温度传感器和耦合体以及上述部件彼此或者与管和保持在中间空间中的流体的热耦合基本上是相同。

为了处理或评估通过换能器设备产生的上述测量信号，测量和操作电子单元ME也如图3中示意性地示出的那样例如在各种情况下分别通过相应的连接线分别电连接到至少两个振动传感器51、52中的每一个和两个温度传感器71、72中的每一个以及至少一个振动激励器41。为了减少换能器设备的温度传感器与测量和操作电子单元ME的电连接的费用，或者为了允许测量和操作电子单元ME容易地连接到所述温度传感器，也如图6所示，根据本发明另一实施例的测量和操作电子单元ME有具有至少两个信号输入和至少一个信号输出的复用器以及模数转换器ADC，其具有例如标称的大于16位的分辨率和/或以大于1000s^-1的采样速率被计时，并且具有至少一个信号输入和至少一个信号输出。所述复用器MUX被特别设计成，可选地，即，例如循环地将其信号输入之一切换到信号输出，使得施加到相应的切换信号输入的信号被传递到信号输出，而模数转换器ADC被设计用于使用例如特别是大于1000s^-1的采样率f_A和例如超过16位的数字分辨率N将施加到所述信号输入的模拟输入信号转换为表示所述输入信号的数字输出信号，并在信号输出处提供输出信号。还如图6所示，复用器的至少一个信号输出和模数转换器的至少一个信号输入还彼此电耦合，温度传感器71和温度传感器72分别电连接到复用器MUX，使得温度测量信号θ1被施加到复用器MUX的第一信号输入，并且温度测量信号θ2被施加到复用器MUX的第二信号输入。结果，模数转换器ADC的输出信号在运行期间临时精确地表示两个温度测量信号θ1、θ2中的一个。此外，测量和操作电子单元ME还可以被设计成使用表示两个温度测量信号θ1、θ2之一的模数转换器ADC的所述输出信号来产生换能器温度测量值。

测量和操作电子单元ME还被设计成产生激励器信号e1，其驱动激励器装置E，即，例如，其至少一个振动激励器41，并且例如被调节到预定电压电平和/或预定电流强度和/或预定频率，并且其具有激励频率，即，对应于有用频率的信号频率，或者测量和操作电子单元ME还被设计成将电功率馈送到至少一个振动激励器41中以便通过所述电激励器信号e1实现至少两个管11、12的机械振动。所述激励器信号e1尤其用于以受控方式将至少激励或维持有用振动所需的电功率馈送到至少一个振动激励器，并且因此可具有对应于有用模式的(瞬时)谐振频率，因此对应于有用的频率的信号频率。例如，激励器信号e同时也可以具有多个具有彼此不同信号频率的正弦信号分量，其中，一个信号分量——例如至少暂时相对于信号功率占优势的信号分量——具有对应于有用频率的信号频率。

另外，激励器装置E被设计成在由所述激励器信号e1驱动时激励或保持管11、12的机械振动。在该过程中，至少一个振动激励器将通过电激励器信号馈送的电激励功率转换成激励力，该激励力例如是脉动或谐波的，即，基本上是正弦的，并且其相应地作用在管11或12上，并且因此，主动激发所需的有用振动。通过转换馈入振动激励器的电激励功率最终产生的激励力可以相应地以本领域技术人员已知的方式产生，即，通过设置在测量和操作电子单元ME中的驱动电路产生，并且测量和操作电子单元ME基于至少一个传感器信号的信号频率和信号大小来调整激励信号，并通过输出信道提供它。为了确定有用模式的瞬时谐振频率或调整与激励器信号的有用频率相对应的信号频率，可以在驱动电路中设置例如数字锁相环(PLL)，同时可以例如借助于驱动电路的对应电流控制器适当地调节确定所述激励力的大小的激励信号的电流强度。在这种情况下，测量设备电子单元ME例如也可以被设计成控制激励信号，使得有用的振动具有恒定的振幅，其因此也很大程度上与要分别测量的介质的密度ρ或粘度η无关。为了产生上述激励信号，还可以在测量和操作电子单元ME中设置相应的驱动电路Exc，即，例如被设计为独立电子模块的驱动器电路，这在这种测量和操作电子单元中是很常见的或者如图2中所示。例如，在US-A 48 01 897中全面地描述了所谓的锁相环的设计和使用，以在瞬时共振频率下主动地激励所述类型的振动元件。也可以自然地使用例如来自上述US-A 48 01 897、US-A 50 24 104或US-A 63 11 136的其他驱动电路，其适用于调节激励能量或激励功率，并且本身对于本领域技术人员而言是已知的。

测量和操作电子单元ME还被设计成接收和处理两个振动测量信号s1、s2和两个温度测量信号θ1、θ2，并使用两个振动信号s1、s2中的每个和两个温度测量信号θ1、θ2中的每个来产生质量流量测量值X_m，即，表示上述质量流率m或流过换能器设备的流体FL1的质量流率的测量值(x_x→x_m)，或质量流量序列X_m，即，一系列时间上连续的质量流量测量值x_m,i，其分别瞬时表示流体的质量流率m。为此目的，如对于这种测量和操作电子单元非常普遍或者如图2中所示，在测量和操作电子单元ME中可以进一步设置相应的测量和评估电路μC，其可选地也可以电连接到上述驱动电路Exc，并且例如也被设计为独立的电子模块和/或包括至少一个微处理器。在根据本发明的测量系统中，测量和操作电子单元ME特别地被设置或设计成产生上述质量流量测量值x_m,i，使得至少对于一个参考质量流率m_ref，即，流过换能器设备的参考流体——即，例如液体或气体——的预定质量流率，质量流量测量值x_m,i(x_m,i→x_m,ref)与两个温度测量点之间的上述温度差

无关；这特别使得特别是对于非零但是是恒定的至少一个参考质量流率m_ref而言，在时间上连续确定的质量流量测量值x_m,i(x_m,i→x_m,ref)彼此不偏离超过所述参考质量流率m_ref的0.01％，即使在各种温度差

的情况下，即，特别是大于1K和/或小于10K的温度差和/或随时间推移以超过1K的范围扩展的温度差和/或随时间推移以大于0.05K/s的变化率扩展的温度差，并且/或者特别是相应地在没有流体流过的换能器设备的情况下，即使在各种温度差的情况下，即，特别是大于1K和/或小于10K的温度差和/或随时间推移以超过1K的范围扩展的温度差和/或随时间推移以大于0.05K/s的变化率扩展的温度差的情况下，在时间上连续确定质量流量测量值x_m,i(x_m,i→x_m,ref)小于0.01kg/h或相互偏离小于0.01kg/h。

例如，例如在上述参考质量流率m_ref在制造商的校准系统上的输送之前和/或也如在上述WO-A 02/097379中所示，可以在现场安装位置在使用校准的参考测量系统使用参考流体进行测量系统的(湿)校准期间调节上述参考质量流率m_ref。对于其中参考流体mi以不等于零的参考质量流率m_ref流过换能器设备的上述情况，流体流可以有利地被设计成层流，尤其是以便建立上述温度差，或者参考流体可以有利地流过管11和/或流过管12或由其形成的换能器设备，其雷诺数(Re)小于1000。上述参考质量流率m_ref因此可以相应地例如是质量流量不超过1kg/h的质量流率和/或保持恒定的质量流率。然而，参考质量流率m_ref也可以是零，使得为其确定的质量流量测量值x_m,i(x_m,i→x_m,ref→x_m,ZERO)表示测量和操作电子单元ME的零标度标记。尤其是为了建立上述温度差，参考流体可以有利地是例如具有大于1kJ·kg-1·K-1和/或小于4.2kJ·kg^-1·K^-1的比热容c_p,ref的气体或液体和/或引入管11、12或使用其形成的换能器设备的流体，其流体温度不低于20℃。因此，参考流体可以是例如油，特别是粘度大于10^-2Pa·s(帕斯卡秒)的油。在这种情况下，如果取决于以用于长度的SI基本单位(m＝米)给出的所述换能器设备的标称宽度的大小|D|，相应的参考质量流率m_ref小于|D|·10000kg/h，则可以确定特别显著的温度差

然而，参考流体例如也可以是水或例如空气，其中，在这种情况下可以对于小于|D|·1000kg/h的参考质量流率m_ref已经建立相当大的温度差

根据本发明的另一实施例，测量和操作电子单元ME被设计成基于包含特别是N个温度差系数K_j的下述多项式函数来确定质量流量测量值x_m,i：

其中，j＝0，1，2，…N

(2)

或者，被设计成确定质量流量测量值x_m,i，使得针对参考质量流率m_ref确定的质量流量测量值x_m,ref满足与所述多项式函数对应的至少一个条件。测量和操作电子单元ME尤其可以被设计成确定上述质量流量测量值x_m,i，使得在没有流体流过的换能器设备或没有流体流过的管11、12的情况下，分别特别地表示对应于质量流率m为零(m_ref＝0)的测量和操作电子单元ME的零标度标记x_m,ZERO的在时间上连续地确定的质量流量测量值x_m,i(x_m,i→x_m,ZERO)满足条件：

其中，j＝0，1，2，…N

(3)

即，特别是满足条件：

例如在通过下述方式的测量系统的上述(湿)校准的过程中，可以预先通过实验对于相应的测量系统确定所述温度差系数K_j：通过在各种温度差和/或各种(参考)质量流率下校准相应的测量系统，并且/或者，通过基于计算机的模拟，例如，通过例如根据最小二乘法(LS方法)使多项式函数或其温度差系数K_j适应实验确定的测量和/或模拟数据。在这方面的进一步研究已经表明，对于许多应用，上述多项式函数中的温度差系数的数量可以容易地限制为N≤3，或者因此多项式阶数可以限制为两个或一个。此外可以发现，对于大多数换能器设备或换能器设备类型来说足够的是，将多项式函数的温度系数K_j——其最初对于单个换能器设备典型地通过实验而被确定——传送到其他相同设计的换能器设备，使得所述相同设计的换能器设备不需要相对于多项式函数被重新校准，从而显著减少校准工作量。

特别是为了实现上述多项式函数，根据本发明另一实施例的测量和操作电子单元ME还被设计为使用温度测量信号θ1和温度测量信号θ2两者来产生温度差序列

即，分别表示温度差

的一系列时间上连续的温度差测量值

并且/或者，测量和操作电子单元ME被设计为以本领域技术人员已知的方式使用振动信号s1和振动信号s2产生相位差序列

即，一系列时间上连续的(传统的)相位差测量值

其分别表示相位差

使用相位差序列

和温度差序列

可以例如基于与上述多项式函数对应的计算规则连续地生成上述质量流量序列X_m：

其中，j＝0，1，2，…

(5)

例如，可以进行相应(瞬时)温度差测量值

的计算，使得借助于测量和操作电子单元ME以时间间隔基于温度测量信号θ1生成表示测量点温度

的第一测量点温度测量值，并且基于温度测量信号θ2生成表示测量点温度

的第二测量点温度测量值，并且使得所述温度差测量值

对应于所述两个当前确定的测量点温度测量值的简单数值减法。

此外，测量和操作电子装置单元ME还可以被设计成使用温度差序列

来监测换能器设备的功能，即，特别是管11和/或管12的功能。例如，可以通过测量和操作电子单元使用温度差序列

来诊断管道11、12的至少一个或由其形成的换能器设备是否具有流动阻力，其与原始流动阻力相比改变，或者可选地，测量和操作电子装置单元ME还可以被设计成使用温度差序列

产生警报，该警报仅发信号通知换能器设备的有限功能，例如，由于管11和/或管12的前述改变的流动阻力。

根据本发明的另一实施例，测量和操作电子单元ME还被设计成(循环地)使用温度测量信号θ1和温度测量信号θ2产生换能器温度测量值X_Θ，其代表换能器设备温度

其偏离测量点温度

和测量点温度

使得换能器温度测量值X_Θ对应于测量点温度

的加权平均值

可以进行温度测量值X_Θ的计算，使得第一基于温度测量信号θ1产生表示测量点温度

的第一测量点温度测量值X₁并且基于温度测量信号θ2产生表示测量点温度

的第一测量点温度测量值X₂两者，以及使得根据取决于测量点温度测量值X₁、X₂和取决于存储在测量和操作电子单元ME中的先前确定的数值固定值α、β的计算规则来确定所述传感器温度测量值：

X_Θ＝α·X_θ1+β·X_θ2 (6)

或者

如果仅使用基于温度测量信号确定的两个测量点温度测量值，则还可以有利地选择包含在上述条件中的固定值α、β，使得结果满足条件α+β＝1；这尤其也使得满足条件α＝β＝0.5，测量点温度

因此在测量结果中具有相同的权重，或者换能器温度测量值X_Θ因此对应于测量点温度

的算术平均值0.5。对于其中两个管11、12和两个温度传感器71、72在设计上相同并且其中换能器设备的温度传感器装置的设计相对于前述假想对称轴对称的所提到的情况，因此，换能器温度温度测量值X_Θ相应地表示作为管11中心的管壁温度和管12中心的管壁温度的算术平均值的[sic]结果和/或平均管壁温度，该平均管壁温度的结果至少大约为管11的平均管壁温度

和管12的平均管壁温度

的算术平均值0.5。但是，如果需要，也可以为此目的定义固定值α、β，修改上述条件α＝β＝0.5，使得——即，例如，基于换能器处的相应校准测量值被进行精细调整——由此最终确定的换能器温度测量值至少实际上比当应用所述条件α＝β＝0.5时更精确地对应于所述平均管壁温度。

根据本发明的另一实施例，测量和操作电子单元ME还被设计用于使用借助于换能器设备产生的第一温度测量信号θ1和至少借助于换能器设备产生的第二温度测量信号θ2两者来产生至少一个测量值X_x，即，例如，上述密度测量值X_ρ和/或上述质量流量测量值X_m。也就是说，测量和操作电子单元ME尤其还被设计成使用换能器温度温度测量值和频率测量值X_f产生密度测量值，即，表示流体密度ρ的测量值和/或粘度测量值，粘度测量值即表示流体粘度η的测量值。

对于其中还提供测量系统以测量测量流体温度

的另一个提到的情况，测量和操作电子单元ME还被设计成偶尔也基于两个温度测量信号θ1、θ2确定测量流体温度测量值X_Θ,FL，其表示所述测量流体温度

可以例如使用计算规则容易地确定测量流体温度测量值X_Θ,FL，该计算规则与上述计算规则(1)、(2)中的一个相比仅改变了系数K_FL，该系数K_FL例如被肯定地指定：

X_Θ,FL＝α·X_θ1+β·X_θ2+K_FL (8)

或者

其中，所述系数K_FL表示所测量的换能器设备温度

与同时出现的测量流体温度

之间的温度差，特别是当换能器设备处于热平衡时总是出现并且因此可以提前确定的稳定温度差。

如上面提到的US-A 2011/0113896中已经讨论的，在具有平行流动路径的换能器设备的情况下的特殊风险可以尤其还在于：形成所述流动路径的管之一在运行期间被部分或完全阻塞，因此具有与原始流动阻力相比改变的流动阻力，而至少另一个管基本上是完整的，并且继续使流体流过它并因此具有偏离上述流动阻力的流动阻力。所述流动阻力的变化可以例如由固体颗粒堵塞在一个管中或者由沉积物形成在相应管的管壁上引起。尽管如此，根据US-A 2011/0113896或WO-A 2009/134268，例如，还可以基于在相应管子处建立的各种温度测量点处相应的换能器设备或由其形成的测量系统的在运行期间感测的测量点温度来执行与换能器设备的功能的这种损害有关的诊断。例如，基于这种测量点温度之间的过度偏差，可以检测在一个管的流动阻力上的任何变化。进一步的研究还令人惊讶地显示，使用上述温度传感器装置也可以可靠地实现这种检测。因此，根据本发明另一实施例的测量和操作电子装置ME还被设计成使用温度测量信号θ1和温度测量信号θ2产生温度偏差测量值，其表示在测量点温度

与测量点温度

之间的例如绝对或相对偏差。此外，测量和操作电子单元ME还被设计成使用所述温度偏差测量值X_Δθ来监控换能器设备的功能，即，例如管11的功能和/或管12的功能，并且可选地用于诊断换能器设备具有与原始流动阻力相比改变的流动阻力，即，换能器设备的至少一个管具有与原始流动阻力相比变化的流动阻力，并且/或者管11具有偏离管12的流动阻力的流动阻力。例如，测量和操作电子单元ME也可以被设计成使用温度偏差测量值X_Δθ产生警报，该警报仅表示例如由于上述流动阻力的变化导致的换能器设备的有限功能。

根据本发明的另一个实施例，测量和操作电子单元ME还被设计成使用温度测量信号θ1而不是温度测量信号θ2或者使用温度测量信号θ2而不是温度测量信号θ1来产生辅助温度测量值X_Θ,MW*，其至少近似地表示换能器设备温度。结果，例如，甚至对于两个温度传感器71、72中的恰好一个有缺陷和/或与测量和操作电子单元ME断开的情况，例如由于所述连接线之一的故障，仍然可以确定换能器设备温度的测量值，并被输出为换能器温度测量值X_Θ,MW的替代。此外，测量和操作电子单元ME还可以被设计成使用温度测量信号θ1而不是温度测量信号θ2或者使用温度测量信号θ2而不是温度测量信号θ1产生(另一个)辅助温度测量值X_Θ,FL*，其至少近似地表示测量流体温度，并且可选地输出所述辅助温度测量值X_Θ,FL*作为对于测量流体温度测量值X_Θ,FL的替代。替代地或附加地，测量和操作电子单元ME也可以被设计成检测温度传感器71、72之一的上述缺陷或者温度传感器71、72中的一个与测量和操作电子单元ME的上述断开，并且可选地例如以维护消息的形式报告它。

此外，如已经提到的，测量系统还可以被设计成例如基于至少一个振动信号的有用信号分量和/或基于激励器信号来测量介质的密度和/或粘度。为此目的，根据本发明另一实施例的测量和操作电子单元ME还被设计成使用振动信号s1、s2的至少一个循环地产生频率测量值x_f，其表示管11、12的机械振动的频率；这尤其使得使用振动信号确定有用频率，即，取决于待测量的测量变量的有用振动的振动频率，并且频率测量值x_f表示所述有用频率。如已经提到的并且如在所讨论类型的电子振动测量系统中非常普遍的，因为有用的频率可以选择为分别在流体输送管中固有的共振频率之一，即，例如管的弯曲振动模式的共振频率。此外，根据本发明另一实施例的测量和操作电子单元ME被设计成至少使用频率测量值产生至少一个另外的测量值。通过频率测量值x_f产生的所述测量值例如可以是表示流体FL1的密度ρ的密度测量值x_ρ和/或表示流体FL1的粘度η的粘度测量值x_η。此外，根据本发明另一实施例的测量和操作电子单元ME被设计成同样使用借助于换能器设备产生的温度测量信号θ1和至少借助于换能器设备产生的温度测量信号θ2两者来产生至少一个密度测量值X_ρ和/或至少一个粘度测量值x_η。

Claims (108)

1.一种用于测量流体(FL1)的质量流率m的振动测量系统，所述测量系统包括：

-借助于微处理器和/或数字信号处理器形成的测量和操作电子单元(ME)；

-以及，换能器设备，所述换能器设备电耦合到所述测量和操作电子单元(ME)，

-其中，所述换能器设备(MW)包括：

--第一管(11)，所述第一管(11)包括由壁围绕的内腔(11')，并且从入口侧第一端(11a)延伸到出口侧第二端(11b)，并且被设置或设计成至少由所述流体(FL1)的部分体积从所述入口侧第一端朝向所述出口侧第二端流过，并在此过程中被使得振动；

--第二管(12)，所述第二管(12)包括由壁围绕的内腔，并且从入口侧第一端(12a)延伸到出口侧第二端(12b)，并且/或者与所述第一管(11)平行布置，并且被设计成由流体从所述入口侧第一端(12a)朝向所述出口侧第二端(12b)流过，并且在此过程中被使得振动；

--第一温度传感器(71)，所述第一温度传感器(71)与所述第一管的所述壁导热地耦合，并且

---位于与距所述第一管(11)的所述第二端(11b)相比距所述第一管(11)的所述第一端(11a)更近的位置

---并且被设置或设计成感测第一测量点温度

并且将所述第一测量点温度

转换为第一温度测量信号(θ1)；

--第二温度传感器(72)，所述第二温度传感器(72)导热地耦合到所述第二管(12)的所述壁，以及

---位于与距所述第二管(12)的所述第一端(12a)相比距所述第二管(12)的所述第二端(12b)更近的位置

---并且被设置或设计用于感测第二测量点温度

并将所述第二测量点温度

转换成第二温度测量信号(θ2)；

--至少一个振动激励器(41)，用于激励和保持所述第一管和所述第二管两者围绕相关的静态静止位置的机械振动；

--第一振动传感器(51)，用于感测至少所述第一管(11)的机械振动，并且

---位于与距所述第一管(11)的所述第二端(11b)相比距所述第一管(11)的所述第一端(11a)更近的位置

---并且被设置或设计成感测至少借助于所述振动传感器(51)形成的入口侧第一振动测量点处的所述第一管的振动运动，并产生表示至少所述振动运动的第一振动信号(s1)；

--以及，至少一个第二振动传感器(52)，用于感测至少所述第一管(11)的机械振动，并且

---位于与距所述第一管(11)的所述第一端(11a)相比距所述第一管(11)的所述第二端(11b)更近的位置

---被设置或设计成感测至少借助于所述振动传感器(52)形成的出口侧第二振动测量点处的所述第一管的振动运动，并产生表示至少所述振动运动的第二振动信号(s2)，使得在所述第一振动信号(s1)和所述第二振动信号(s2)之间存在相位差

所述相位差

取决于质量流率m和温度差

两者，所述温度差

是在所述第一振动传感器(51)的温度和所述第二振动传感器(52)的温度之间建立的，并且随时间变化，

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)电连接到所述第一振动传感器和所述第二振动传感器(51、52)中的每一个以及所述第一温度传感器和所述第二温度传感器(71、72)中的每一个，并且还电连接到至少一个振动激励器(41)；

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成将电能馈送到所述至少一个振动激励器(41)中，以便借助于电激励信号(e1)实现所述第一管(11)和所述第二管(12)两者的机械振动；

-并且其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述第一振动信号和所述第二振动信号(s1，s2)中的每一个以及所述第一温度测量信号和所述第二温度测量信号(θ1，θ2)中的每一个来产生质量流量序列(X_m)，使得

--至少针对参考流体的参考质量流率(m_ref)的所述质量流量测量值(x_m,i→x_m,ref)与所述温度差

无关，所述参考流体流过所述换能器设备并且也层流地和/或以小于1000的雷诺数地流过所述第一管和/或所述第二管，并且/或者具有大于1kJ·kg^-1·K^-1和/或小于4.2kJ·kg^-1·K^-1的比热容(c_p,ref)。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其中，对于尽管恒定但是不为零的至少一个参考质量流率(m_ref)，即使在各种温度差的情况下，其中，在大于1K和/或小于10K的温度差、和/或随时间跨越大于1K的范围的温度差和/或随时间以大于0.05K/s的变化率变化的温度差的情况下，在时间上连续确定的质量流量测量值(x_m,i→x_m,ref)彼此偏差不超过所述参考质量流率(m_ref)的0.01％，

---并且/或者，即使在各种温度差的情况下，尽管存在大于1K和/或小于10K的温度差、和/或随时间跨越大于1K和/或小于10K的范围的温度差和/或随时间以大于0.05K/s的变化率变化的温度差，表示所述测量和操作电子单元(ME)的零标度标记的质量流量测量值(x_m,ref→x_m,ZERO)小于0.01kg/h或相互偏离小于0.01kg/h。

3.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述流体是在管道中流动的流体。

4.根据权利要求3所述的测量系统，其中，所述流体是气体、液体或分散体。

5.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述换能器设备也机械连接到到所述测量和操作电子单元(ME)。

6.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述第一管(11)至少部分地弯曲和/或至少部分地笔直。

7.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述第二管(12)至少部分地弯曲和/或至少部分地笔直和/或在设计上与所述第一管(11)相同。

8.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述第二管(12)被设计成由流体与所述第一管(11)同时地流过。

9.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述第二管(12)被使得与所述第一管同时或镜像反转地振动。

10.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述壁是金属壁。

11.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述第一测量点温度

是在借助于所述第一温度传感器(71)形成的入口侧第一温度测量点处的所述第一管的所述壁的温度。

12.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述第一温度测量信号(θ1)是表示所述第一测量点温度

的第一电测量信号。

13.根据权利要求12所述的测量系统，其中，所述第一电测量信号具有取决于所述第一测量点温度的电信号电压和/或具有取决于所述第一测量点温度的电信号电流。

14.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述第二温度传感器(72)类似于所述第一温度传感器(71)导热地耦合到所述第二管(12)的所述壁。

15.根据权利要求14所述的测量系统，其中，所述第二温度传感器(72)在设计上与所述第一温度传感器(71)相同。

16.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述第二测量点温度

是在借助于所述第二温度传感器(72)形成并且远离所述第一温度测量点和/或在所述出口侧的第二温度测量点处的所述第二管(12)的所述壁的温度。

17.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述第二温度测量信号(θ2)是表示所述第二测量点温度

的第二电测量信号。

18.根据权利要求17所述的测量系统，其中，所述第二电测量信号具有取决于所述第二测量点温度的电信号电压和/或具有取决于所述第二测量点温度的电信号电流。

19.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述振动激励器(41)是电动的振动激励器。

20.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述机械振动是围绕相应的假想振动轴的每个所述管的弯曲振动，所述假想振动轴将每个所述管相应的第一端假想地连接到每个所述管相应的第二端。

21.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述第一振动传感器(51)是电动的。

22.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述第二振动传感器(52)是电动的和/在或设计上与所述第一振动传感器(51)相同。

23.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述温度差

至少暂时地以大于0.05K/s的变化率变化。

24.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述质量流量序列(X_m)是一系列时间上连续的质量流量测量值(x_m,i)，所述一系列时间上连续的质量流量测量值(x_m,i)分别瞬时表示所述流体的所述质量流率m。

25.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述参考质量流率(m_ref)不大于1kg/h并且/或者保持恒定。

26.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述参考质量流率(m_ref)是指定的质量流率。

27.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述参考流体是液体或气体。

28.根据权利要求2所述的测量系统，其中，所述质量流量测量值(x_m,ref→x_m,ZERO)是在没有流体流动通过换能器设备或者参考质量流率(m_ref)相应地为零的情况下，在时间上连续分别确定的质量流量测量值。

29.根据权利要求1所述的测量系统，

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成确定所述质量流量测量值(x_m,i)，使得针对所述参考质量流率(m_ref)确定的质量流量测量值(x_m,ref)满足条件：

其中，j＝0，1，2，…N，K_j表示N个温度差系数，C₀表示热容量，

并且/或者

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成确定上述质量流量测量值(x_m,i)，使得在没有流体流过换能器设备或没有流体流过第一管(11)的情况下，分别表示对应于质量流率(m)为零的所述测量和操作电子单元(ME)的零标度(x_m,ZERO)的、在时间上连续确定的质量流量测量值(x_m,i→x_m,ZERO)满足条件：

其中，j＝0，1，2，…N，K_j表示N个温度差系数，C₀表示热容量，

并且/或者

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述振动信号(s1，s2)中的至少一个和所述温度测量信号(θ1，θ2)中的至少一个来产生密度测量值(X_ρ)，所述密度测量值(X_ρ)表示所述流体(FL1)的密度；并且/或者

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述振动信号(s1，s2)中的至少一个和所述温度测量信号(θ1，θ2)中的至少一个来产生粘度测量值(X_η)，所述粘度测量值(X_η)表示流体(FL1)的粘度；并且/或者

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述第一温度测量信号(θ1)和所述第二温度测量信号(θ2)两者来产生测量流体温度测量值。

30.根据权利要求29所述的测量系统，其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成确定所述质量流量测量值(x_m,i)，使得针对所述参考质量流率(m_ref)确定的质量流量测量值(x_m,ref)满足条件：

其中，N≤3。

31.根据权利要求29所述的测量系统，其中，所述测量流体温度测量值是表示流过所述第一管的流体的温度的测量值。

32.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述参考流体是水。

33.根据权利要求32所述的测量系统，其中，所述参考流体是具有不小于20℃的流体温度的水。

34.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述参考流体是油。

35.根据权利要求34所述的测量系统，其中，所述参考流体是具有不低于20℃的流体温度并且/或者具有大于10^-2Pa·s(帕斯卡秒)的粘度的油。

36.根据权利要求32或34所述的测量系统，其中，所述参考质量流率(m_ref)取决于以用于长度的SI基本单位(m＝米)给出的所述换能器设备的标称宽度的大小|D|，小于|D|·10000kg/h。

37.根据权利要求1或29所述的测量系统，其中，所述参考流体是气体。

38.根据权利要求37所述的测量系统，其中，所述参考流体是是具有不小于20℃的流体温度的气体和/或空气。

39.根据权利要求37所述的测量系统，其中，所述参考质量流率(m_ref)取决于以用于长度的SI基本单位(m＝米)给出的所述换能器设备的标称宽度的大小|D|，小于|D|·1000kg/h。

40.根据权利要求1所述的测量系统，

-其中，在完整的换能器设备或完整的第一管的情况下也建立所述温度差

并且/或者

-其中，在壁面向所述内腔的内侧具有不希望的沉积的情况下的所述温度差

大于完整的第一管的情况。

41.根据权利要求40所述的测量系统，其中，在壁面向所述内腔的内侧具有不希望的沉积的情况下的所述温度差

大于壁不具有沉积的完整的第一管的情况。

42.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述第一温度测量信号(θ1)和所述第二温度测量信号(θ2)两者来产生温度差序列

43.根据权利要求42所述的测量系统，其中，所述温度差序列

是分别表示所述温度差

的一系列时间上连续的温度差测量值

44.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述第一振动信号(s1)和所述第二振动信号(s2)两者来产生相位差序列

45.根据权利要求44所述的测量系统，其中，所述相位差序列

是分别表示所述相位差

的一系列时间上连续的相位差测量值

46.根据权利要求42或44所述的测量系统，其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述相位差序列

和所述温度差序列

两者来生成所述质量流量序列(X_m)。

47.根据权利要求46所述的测量系统，其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成基于下述计算规则，使用所述相位差序列

和所述温度差序列

两者来生成所述质量流量序列(X_m)：

其中，j＝0，1，2，…N，K_j表示N个温度差系数，C₀表示热容量。

48.根据权利要求42所述的测量系统，

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述温度差序列

监测所述换能器设备的功能；并且/或者

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述温度差序列

诊断所述换能器设备具有与原始流动阻力相比变化的流动阻力；并且/或者

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述温度差序列

产生警报，所述警报发信号通知所述换能器设备的仅有限功能。

49.根据权利要求48所述的测量系统，其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述温度差序列

监测所述第一管的功能。

50.根据权利要求48所述的测量系统，其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述温度差序列

诊断所述第一管具有与原始流动阻力相比变化的流动阻力。

51.根据权利要求50所述的测量系统，其中，由于与原始流动阻力相比变化的所述第一管的流动阻力，所述警报发信号通知所述换能器设备的仅有限功能。

52.根据权利要求1所述的测量系统，

-其中，与所述第二温度传感器(72)相距所述第二管(12)的所述第一端(12a)相比，所述第一温度传感器(71)相距所述第一管(11)的所述第一端(11a)更近；并且/或者

-其中，与所述第一温度传感器(71)相距所述第一管(11)的所述第二端(11b)相比，所述第二温度传感器(72)相距所述第二管(12)的所述第二端(12b)更近；

-其中，所述第一温度传感器(71)位于与所述第二温度传感器(72)相距所述第二管(12)的所述第二端(12b)相同的、相距所述第一管(11)的所述第一端(11a)的距离；并且/或者

-其中，所述第一温度传感器(71)位于与所述第二温度传感器(72)相距所述第二管(12)的所述第一端(12a)相同的、相距所述第一管(11)的所述第二端(11b)的距离；并且/或者

-其中，所述第一温度传感器(71)位于与所述第二温度传感器(72)相同的距所述第一管的中心的距离处；并且/或者

-其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器在设计上相同；并且/或者

-其中，所述第一温度传感器以与所述第二温度传感器相同的方式机械地耦合到所述第一管的所述壁；并且/或者

-其中，所述换能器设备除了所述第一温度传感器之外没有接触所述第一管的所述壁的其他温度传感器；并且/或者

-其中，所述换能器设备除了所述第二温度传感器之外没有接触所述第二管的所述壁的其他温度传感器；并且/或者

-其中，所述第一温度传感器以与所述第二温度传感器相同的方式导热地耦合到所述第一管的所述壁。

53.根据权利要求52所述的测量系统，其中，所述第一温度传感器以与所述第二温度传感器相同的方式导热地耦合到所述第一管的所述壁，使得抵消从所述管的所述壁流到所述第一温度传感器并且进一步流到环绕所述第一温度传感器的环境的热流的加热电阻器等同于抵消从所述第一管的所述壁流到所述第二温度传感器并且进一步流到环绕所述第二温度传感器的环境的热流的加热电阻器。

54.根据权利要求1所述的测量系统，

-其中，所述振动激励器(41)被设计成在由所述激励信号(e1)驱动时激励或保持所述第一管的机械振动；并且/或者

-其中，借助于所述第一振动传感器(51)和借助于所述第二振动传感器(52)形成的振动传感器装置相对于至少一个假想的对称轴镜像对称，所述假想的对称轴与所述换能器设备假想地相交；并且/或者

-其中，所述第一温度传感器(71)位于与所述第二振动传感器(52)相距所述第二温度传感器(72)相同的相距所述第一振动传感器(51)的距离；并且/或者

-其中，所述第一振动传感器以与所述第二振动传感器相同的方式导热地耦合到所述第一管的所述壁和/或所述第二管的所述壁。

55.根据权利要求54所述的测量系统，其中，所述假想的对称轴与所述第一管的主惯性轴平行。

56.根据权利要求54所述的测量系统，其中，所述第一振动传感器以与所述第二振动传感器相同的方式导热地耦合到所述第一管的所述壁和/或所述第二管的所述壁，使得抵消从所述第一管的所述壁流到所述第一振动传感器并且进一步流到环绕所述第一振动传感器的环境的热流的加热电阻器等同于抵消从所述第一管的所述壁流到所述第二振动传感器并且进一步流到环绕所述第二振动传感器的环境的热流的加热电阻器，并且/或者，使得抵消从所述第二管的所述壁流到所述第一振动传感器并且进一步流到环绕所述第一振动传感器的环境的热流的加热电阻器等同于抵消从所述第二管的所述壁流到所述第二振动传感器并且进一步流到环绕所述第二振动传感器的环境的热流的加热电阻器。

57.根据权利要求1所述的测量系统，

-其中，所述第一管相对于至少一个假想的对称轴镜像对称，所述假想的对称轴与所述管假想地相交；并且/或者

-其中，借助于所述第一温度传感器(71)和借助于所述第二温度传感器(72)形成的所述换能器设备的温度传感器装置相对于至少一个假想的对称轴轴对称，所述假想的对称轴与所述换能器设备假想地相交；并且/或者

-其中，所述第一管(11)是弯曲的；并且/或者

-其中，所述第一管(11)至少部分是笔直的；并且/或者

-其中，所述第一管(11)至少部分是弯曲的，并且/或者

-其中，所述第一管的所述壁至少部分地由比热导率λ10大于10W/(m·K)并且比热容cp1小于1000J/(kg·K)的材料组成；并且/或者

-其中，所述第一管(11)的所述壁由金属组成；并且/或者

-其中，所述第一管(11)的所述壁由不锈钢组成；并且/或者

-其中，所述第一管(11)的展开管长度L₁₁大于300mm；并且/或者

-其中，所述参考流体具有大于1kJ·kg^-1·K^-1和/或小于4.2kJ·kg^-1·K^-1的比热容(c_p,ref)；并且/或者

-其中，所述第一管(11)的口径(D11)大于0.1mm(毫米)。

58.根据权利要求57所述的测量系统，其中，第一管相对于至少一个假想的对称轴镜像对称，所述假想的对称轴与所述管的主惯性轴重合。

59.根据权利要求57所述的测量系统，其中，借助于所述第一温度传感器(71)和借助于所述第二温度传感器(72)形成的所述换能器设备的温度传感器装置相对于所述第一管的主惯性轴轴对称。

60.根据权利要求57所述的测量系统，其中，所述第一管(11)是V形或U形的弯曲的。

61.根据权利要求57所述的测量系统，其中，所述第一管(11)主要是笔直的。

62.根据权利要求57或61所述的测量系统，其中，所述第一管(11)是圆柱形的。

63.根据权利要求57所述的测量系统，其中，所述第一管(11)是圆弧形的。

64.根据权利要求57所述的测量系统，其中，所述材料是金属或合金。

65.根据权利要求57所述的测量系统，其中，所述第一管的所述壁主要地或完全地由所述材料组成。

66.根据权利要求57所述的测量系统，其中，所述参考流体是液体或气体。

67.根据权利要求57所述的测量系统，其中，所述第一管(11)的口径(D11)大于1mm。

68.根据权利要求57所述的测量系统，其中，所述金属是含铁、铝、铬、钛、锆、钽和/或镍的合金。

69.根据权利要求1所述的测量系统，还包括：入口侧第一分流器(20₁)和出口侧第二分流器(20₂)，其中，形成流体并联连接的流动路径的所述第一管和所述第二管(11、12)两者连接到所述第一分流器(20₁)和所述第二分流器(20₂)，使得所述第一管(11)打开为以所述第一管(11)的第一端(11a)进入所述第一分流器(20₁)的第一流动开口(20_1A)中，并且以所述第一管(11)的第二端(11b)进入所述第二分流器(20₂)的第一流动开口(20_2A)中，并且使得所述第二管(12)打开为以所述第二管(12)的第一端(12a)进入所述第一分流器(20₁)的第二流动开口(20_1B)，并且以所述第二管(12)的第二端(12b)进入所述第二分流器(20₂)的第二流动开口(20_2B)。

70.根据权利要求69所述的测量系统，其中，所述第一分流器(20₁)和所述第二分流器(20₂)在设计上相同。

71.根据权利要求69所述的测量系统，还包括：换能器壳体(100)，所述换能器壳体(100)具有由壁围绕的腔，

-其中，至少所述第一管被布置在所述换能器壳体的所述腔内，使得中间空间(100')形成在所述换能器壳体的所述壁的面向所述腔的内表面(100+)与所述第一管的所述壁的面向所述腔的侧表面(11#)之间，

-并且其中，所述换能器壳体和所述第一管被设计成在中间空间(100')中保持流体(FL2)，形成围绕所述第一管的流体体积，使得接触所述第一管(11)的所述壁的面向所述中间空间的所述侧表面(11#)，形成第一类型的第一界面(II11)。

72.根据权利要求71所述的测量系统，其中，所述换能器壳体(100)具有由金属壁围绕的腔。

73.根据权利要求71所述的测量系统，其中，所述流体(FL2)是具有小于1W/(mK)的比热导率的流体。

74.根据权利要求73所述的测量系统，其中，所述流体(FL2)是空气或惰性气体。

75.根据权利要求71所述的测量系统，其中，所述第一界面(II11)是在流体和固相之间的界面。

76.根据权利要求71所述的测量系统，其中，所述第一分流器(20₁)和所述第二分流器(20₂)两者分别是所述换能器壳体的整体部件。

77.根据权利要求76所述的测量系统，其中，所述第一分流器(20₁)和所述第二分流器(20₂)两者分别是所述换能器壳体的整体部件，使得借助于所述第一分流器(20₁)形成所述换能器壳体的第一端，并且借助于所述第二分流器(20₂)形成远离所述换能器壳体的所述第一端的所述换能器壳体的第二端。

78.根据权利要求1所述的测量系统，还包括：

-入口侧第一连接法兰(13)，所述入口侧第一连接法兰(13)用于将所述换能器设备连接到供应所述流体(FL1)的过程线路的线路段

-以及，出口侧第二连接法兰(14)，所述出口侧第二连接法兰(14)用于将所述换能器设备连接到再次排出所述流体(FL1)的过程线路的线路段。

79.根据权利要求78所述的测量系统，

-其中，每个所述连接法兰(13、14)分别具有密封表面，用于将所述换能器设备流体密封或无泄漏地连接到过程线路的相应的对应线路段，

-并且其中，所述密封表面之间的最短距离限定所述换能器设备的安装长度L_MW。

80.根据权利要求79所述的测量系统，其中,所述安装长度L_MW大于250mm和/或小于3000mm。

81.根据权利要求79或80所述的测量系统，其中，由所述第一管(11)的展开管长度L₁₁与所述换能器设备的所述安装长度L₁₁的比率限定的所述换能器设备的管长度与安装长度比L₁₁/L_MW大于1.2。

82.根据权利要求81所述的测量系统，其中，所述管长度与安装长度比L₁₁/L_MW大于1.4。

83.根据权利要求71所述的测量系统，

-其中，借助于第一温度探测器(711)并且借助于第一耦合体(712)形成所述第一温度传感器(71)，所述第一耦合体(712)将所述第一温度探测器(711)导热耦合到所述第一管的所述壁，

-并且其中，借助于第二温度探测器(721)并且借助于第二耦合体(722)形成所述第二温度传感器(72)，所述第二耦合体(722)将所述第二温度探测器(721)导热耦合到所述第二管的所述壁。

84.根据权利要求83所述的测量系统，其中，所述第一温度探测器(711)包括铂测量电阻器、热敏电阻器或热电偶。

85.根据权利要求83所述的测量系统，其中，所述第二温度探测器(721)包括铂测量电阻器、热敏电阻器或热电偶。

86.根据权利要求83所述的测量系统，

-其中，所述第一温度探测器(711)和所述第二温度探测器(712)在设计上相同；并且/或者

-其中，所述第一耦合体(712)和所述第二耦合体(722)在设计上相同；并且/或者

-其中，借助于塑料来形成所述第一耦合体，所述塑料被放置在所述第一管的所述壁和所述第一温度探测器之间，

-并且其中，借助于塑料来形成所述第二耦合体，所述塑料被放置在所述第二管的所述壁和所述第二温度探测器之间；并且/或者

-其中，所述第一温度传感器整体地，连接到所述第一管的所述壁的所述侧表面(11#)，形成所述第一耦合体，

-并且其中，所述第二温度传感器整体地，连接到所述第一管的所述壁的所述侧表面(11#)，形成所述第二耦合体。

87.根据权利要求86所述的测量系统，其中，完全地借助于塑料来形成所述第一耦合体。

88.根据权利要求86所述的测量系统，其中，完全地借助于塑料来形成所述第二耦合体。

89.根据权利要求86所述的测量系统，其中，借助于接触所述壁的所述侧表面(11#)和所述第一温度探测器两者和/或与金属氧化物颗粒混合的塑料来形成所述第一耦合体。

90.根据权利要求86所述的测量系统，其中，借助于接触所述壁的侧表面(12#)和所述第二温度探测器两者和/或金属氧化物颗粒混合的塑料来形成所述第二耦合体。

91.根据权利要求86所述的测量系统，其中，所述第一温度传感器整体地，粘接地连接到所述第一管的所述壁的所述侧表面(11#)。

92.根据权利要求86所述的测量系统，其中，所述第一温度传感器通过热粘合剂整体地连接到所述第一管的所述壁的所述侧表面(11#)。

93.根据权利要求86所述的测量系统，其中，所述第二温度传感器整体地，粘接地连接到所述第一管的所述壁的所述侧表面(11#)。

94.根据权利要求86所述的测量系统，其中，所述第二温度传感器通过热粘合剂整体地连接到所述第一管的所述壁的所述侧表面(11#)。

95.根据权利要求86所述的测量系统，其中，所述塑料是环氧树脂或硅树脂。

96.根据权利要求1所述的测量系统，

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)包括复用器(MUX)，所述复用器(MUX)具有至少两个信号输入和至少一个信号输出，并且被设计成可选地，将所述复用器(MUX)的信号输入之一切换到所述信号输出，使得施加到相应的切换的信号输入的信号被传递到所述信号输出；

-并且其中，所述测量和操作电子单元(ME)包括具有至少一个信号输入和至少一个信号输出的模数转换器(ADC)，所述模数转换器被设计成将施加到所述信号输入的模拟输入信号转换为表示所述输入信号的数字输出信号，并在所述信号输出处提供所述数字输出信号。

97.根据权利要求96所述的测量系统，其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成可选地，循环地将所述复用器(MUX)的信号输入之一切换到所述信号输出。

98.根据权利要求96所述的测量系统，其中，所述模数转换器(ADC)具有大于16位的标称分辨率和/或以大于1000s^-1的采样率计时的模数转换器(ADC)。

99.根据权利要求96所述的测量系统，其中，所述模数转换器被设计成将以超过1000s^-1的采样率f_A并且以超过16位的数字分辨率N施加到所述信号输入的模拟输入信号转换为表示所述输入信号的数字输出信号。

100.根据权利要求96至99中的一项所述的测量系统，

-其中，所述复用器的所述至少一个信号输出和所述模数转换器的所述至少一个信号输入彼此电耦合；

-并且其中，所述第一温度传感器(71)和所述第二温度传感器(72)分别电连接到所述复用器(MUX)，使得所述第一温度测量信号(θ1)被施加到所述复用器(MUX)的第一信号输入，并且所述第二温度测量信号(θ2)被施加到所述复用器(MUX)的第二信号输入。

101.根据权利要求100所述的测量系统，其中，所述模数转换器(ADC)的所述输出信号临时表示所述两个温度测量信号(θ1，θ2)中的确切一个。

102.根据权利要求101所述的测量系统，其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述模数转换器(ADC)的、表示所述两个温度测量信号(θ1，θ2)中的一个的所述输出信号来产生所述质量流量测量值。

103.根据权利要求102所述的测量系统，其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成使用所述第一温度测量信号(θ1)和所述第二温度测量信号(θ2)两者来产生换能器温度测量值，所述换能器温度测量值表示换能器设备温度，所述换能器温度测量值偏离所述第一测量点温度

和所述第二测量点温度

两者，使得所述换能器温度测量值的大小对应于所述第一测量点温度和所述第二测量点温度

的算术平均值和/或所述第一测量点温度和所述第二测量点温度

的加权平均值，并且/或者表示所述第一管(11)的平均管壁温度

104.根据权利要求103所述的测量系统，

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成：使用所述第一温度测量信号(θ1)而不是第二温度测量信号(θ2)来产生至少表示所述测量流体温度的辅助温度测量值；并且/或者

-其中，所述测量和操作电子单元(ME)被设计成：使用第二温度测量信号(θ2)而不是第一温度测量信号(θ1)来产生至少表示所述测量流体温度的辅助温度测量值。

105.根据权利要求1所述的测量系统的用途，用于测量流动的流体的至少一个物理测量变量。

106.根据权利要求105所述的测量系统的用途，其中，所述至少一个物理测量变量是密度和/或粘度和/或质量流率和/或体积流率。

107.根据权利要求105所述的测量系统的用途，其中，所述流动的流体是在管道中流动的流体。

108.根据权利要求107所述的测量系统的用途，其中，所述流动的流体是气体、液体或可流动的分散体。

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