CN117063056A - 具有至少一个测量管的密度计、操作该类型密度计的方法和调节该类型密度计的方法 - Google Patents

具有至少一个测量管的密度计、操作该类型密度计的方法和调节该类型密度计的方法 Download PDF

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CN117063056A
CN117063056A CN202280024823.0A CN202280024823A CN117063056A CN 117063056 A CN117063056 A CN 117063056A CN 202280024823 A CN202280024823 A CN 202280024823A CN 117063056 A CN117063056 A CN 117063056A
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Abstract

本发明涉及一种用于操作密度计的方法(100),该密度计包括:至少一个振荡测量管,该至少一个振荡测量管用于传导介质;激励器,该激励器设置在测量管上,用于激励至少一个测量管的振荡模式;以及支撑体,其中测量管具有连接到支撑体的入口侧端部部分和出口侧端部部分,该方法包括以下步骤:激励(110)测量管的至少三种振荡模式;确定(120)该至少三种振荡模式的特征频率测量值(fn);考虑到可能存在的气体负载来确定(130)介质的密度测量值(ρM);以及基于该三种振荡模式的特征频率来确定该至少一个测量管的特征特性(a、b、w)。

Description

具有至少一个测量管的密度计、操作该类型密度计的方法和 调节该类型密度计的方法
技术领域
本发明涉及一种包括至少一个测量管的密度计,以及这种密度计的操作方法和调节方法,其中密度计用于确定在至少一个测量管中传导的介质(特别是液体)的密度测量值。在理想条件下,这种密度计在均匀、单相介质且测量管处于原始状态的情况下具有极高的测量精度。另一方面,与理想条件的偏差(诸如多相介质、沉积物的形成或者由磨损或腐蚀导致测量管中的材料去除)可能损害测量精度。这种情况本身是已知的,并且对于每一种偏差,均存在已知的模型来校正与其相关联的测量误差,以发出测量精度受损的警告。
背景技术
例如,为了补偿所谓的共振器效应对包括装载有气体的液体的介质的密度测量的影响,可以使用多频技术。在此,第一对称弯曲振荡模式(所谓的f1模式)和第二对称弯曲振荡模式(所谓的f3模式)被激励,以便基于两个相关联的特征频率来确定介质的声速以及关于气体负载的影响进行校正的密度测量值,如DE 10 2015 122 661 A1所描述的。如果由于介质的共振频率与f3模式的特征频率过于接近而无法再激励f3模式,则可以使用第一非对称振荡模式(f2模式)来代替,该第一非对称振荡模式的特征频率位于f1模式的特征频率与f3模式的特征频率之间。尚未公布的申请DE 10 2020 129 999.8中描述了在这方面具有优势的激振器的设计。
为了检测沉积物,可以对振荡模式的阻尼进行评估,例如,如DE 10 2018 101923A1所描述的,其中仅当可以排除液体介质中的气体负载时,才能可靠地发挥作用。一旦存在气体负载,其中描述的方法将不再能够可靠地区分气体负载与沉积物。
通过监测共振以外的弯曲振荡基本模式(f1模式)的振荡幅度,可以确定模态弯曲刚度的变化,由此可以确定磨损或腐蚀的影响,例如,在尚未公布的申请DE 10 2019 124709.8以及WO 2012/062 551A1中进行了描述。然而,这一过程非常复杂,因为要测量共振以外的振幅非常困难。此外,振幅测量对测量路径上的影响因素具有交叉敏感性,而这些影响因素与模态弯曲刚度无关。
尚未公布的申请DE 10 2020 111 127.4描述了一种方法,即如何基于通过振幅测量监测f2模式的模态弯曲刚度来更新取决于该模态弯曲刚度的校准因子calf,以及如何基于校准因子的变化与f1模式的模态弯曲刚度变化之间的关系来对测量管的损坏进行分类。然而,如上文所提及的,振幅测量的信息价值受到测量路径上的其他影响因素的交叉敏感性的限制。
所讨论的现有技术为科里奥利质量流量计的操作或为其作为密度计的操作做出了良好的贡献。然而,这基本上是在假设某些介质特性的情况下解决的部分方面。本发明的目的是提供一种更可靠的用于操作密度计的方法。
发明内容
通过根据权利要求1的用于操作密度计的方法和根据权利要求14的用于调节密度计的方法可以实现根据本发明的目的。
根据本发明的方法用于操作一种密度计,该密度计包括:至少一个振荡测量管,该至少一个振荡测量管用于传导介质;以及激励器,该激励器设置在测量管上,以用于激励该至少一个测量管的振荡模式;至少一个振荡传感器和支撑体,其中测量管具有连接到支撑体的入口侧端部部分和出口侧端部部分,该方法包括以下步骤:
激励测量管的至少三种振荡模式;
确定该至少三种振荡模式的特征频率测量值;
考虑到可能存在的气体负载来确定介质的密度测量值;以及基于上述三种振荡模式的特征频率来确定该至少一个测量管的特征特性。
在本发明的一种发展中,测量管的特征特性包括测量管的有效壁厚值或有效材料去除值或者测量管的壁上的质量沉积物的有效质量沉积值。
在本发明的一种发展中,有效质量沉积值包括沉积物厚度值,该沉积物厚度值被确定为质量沉积物的材料的密度值(ρB)的函数。
在本发明的一种发展中,该方法还包括检测至少一个参数的至少一个参数测量值,其中特征频率中的至少一个对该参数具有交叉敏感性。
在本发明的一种发展中,至少一个参数选自一列表,该列表包括至少一个测量管的温度、支撑体的温度以及在测量管中传导的介质的压力。
支撑体可以包括主体(特别是金属主体),通过该主体将至少一个测量管保持在入口侧部分和出口侧部分中,特别是为了抑制或最小化测量管的端部部分之间的相对移动。
在本发明的一种发展中,至少三种振荡模式选自一列表,该列表包括第一对称振荡模式(f1模式)、第一非对称振荡模式(f2模式)、第二对称振荡模式(f3模式)、第二非对称振荡模式(f4模式)、第三对称振荡模式(f5模式)以及第三非对称振荡模式(f6模式)。目前优选地选择具有最低模态弯曲刚度的模式。这些模式在大多数情况下是f1模式、f2模式和f3模式。
在本发明的一种发展中,通过扫描合适的频率范围和用于振荡幅度与激励器信号之间的限定相位关系的规则来激励弯曲振荡模式。除了制造公差之外,激励器可以特别地是对称布置的激励器,使用这种激励器可以有效地激励所有对称弯曲振荡模式。然而,在测量管中的介质均匀的情况下,非对称振荡模式无法被可靠地激励。然而,如果测量管传导不均匀的介质(例如由于气体负载或固相而不均匀),则质量分布的对称性会被打破,使得也可以激励非对称振荡模式,特别是f2模式。弯曲振荡模式的激励也可以通过略微偏心布置的激励器来执行,例如在尚未公布的专利申请中所描述的,参考文献为DE 10 2020 111127.4和DE 10 2020 123 999.8。此外,还可以将非对称激励器信号应用于电动力学振动传感器,该电动力学振动传感器在测量管的纵向方向上相对于测量管的中心相互对称地布置,以便以这种方式激励非对称模式。
在本发明的一种发展中,该方法包括求解下述类型的至少三个方程的方程组:
ρM=K(c,fn)[An+B′n(fn)] (I),
其中
ρM是介质密度,
K描述了共振器效应的校正函数,并且
c是在管中传导的介质的声速。
共振器效应表示介质对测量管的受迫振荡效应,因此测量管的弯曲振荡模式的观测特征频率fn偏移。共振器效应的强度特别地取决于测量管的观测特征频率与介质的共振频率的比率,该共振频率与介质的声速成比例,该声速随着介质的气体负载的增加而降低。介质的共振频率通常比测量管的观测特征频率大一定倍数。在这种情况下,特征频率低于在如果没有共振器效应情况下的特征频率。在没有共振器效应的校正的情况下,将输出过高的密度测量值。在这些情况下,根据本发明对共振器效应的校正函数K的发展,K≤1,值1近似于介质的声速的增加。如果介质的共振频率接近所考虑的振荡模式的特征频率,则校正函数K为零。然而,在这种情况下,不可能激励振荡模式。
在等式I中,An是特定于模式的函数,该An取决于测量管的特征特性,并且与弯曲振荡模式的相应特征频率无关。
此外,在等式I中,B'n是特定于模式的函数,该B'n取决于测量管的至少一个特征特性和弯曲振荡模式的相应特征频率fn,其中B'n特别地是与频率无关的特定于模式的函数Bn和相应特征频率fn的平方的商。
根据本发明的一种发展,至少一个特征特性包括有效质量沉积物或沉积物厚度b和/或管壁材料的有效去除a。根据本发明的一种发展,为两个特征变量中的一个设定已知值,特别是零。
在本发明的一种发展中,函数An和B'n或Bn具有特征变量的线性函数。
在本发明的一种发展中,函数An具有取决于测量管上至少一个质量体的布置的条件项,该质量体特别地包括激励器。由于激励器具有不可忽略的质量,并且在对称振荡模式的情况下,通常定位在测量管的最大偏转的位置处,该位置与非对称振荡模式的振荡节点相吻合,所以考虑激励器质量对振动的特定于模式的影响可以导致显著更精确地确定测量管的特征变量。相比之下,振荡传感器的质量可以忽略不计。
在本发明的一种发展中,函数B'n或Bn中的至少一个与密度测量对其具有交叉敏感性的参数相关。根据本发明的一种发展,这些参数选自一列表,该列表包括介质压力、介质温度和环境温度。
根据本发明的一种发展,函数B'n或Bn具有参数的线性函数。
在本发明的一种发展中,函数An和B'n或Bn具有特定于模式的系数的线性函数,该特定于模式的系数利用根据本发明的用于调节密度计的方法而获得,其中确定了至少两种不同密度的介质的调节测量,其中在正常条件下第一介质的密度与第二介质的密度相差至少100倍,特别地相差至少400倍,并且优选地相差至少800倍,其中介质特别地包括空气和水,并且其中在调节期间确定了测量管的至少三种振荡模式的特征频率。
在本发明的一种发展中,在每种情况下,调节测量分别在密度测量对其具有交叉敏感性的参数的多个值下执行。
根据本发明的密度计包括:至少一个振荡测量管,该至少一个振荡测量管用于传导介质;至少一个支撑体,其中该至少一个测量管在入口侧和出口侧上机械地联接到支撑管,以便抑制在测量管的入口侧端部部分与出口侧端部部分之间的相对移动;至少一个激励器,至少一个测量管可以通过该至少一个激励器激励出弯曲振荡;至少一个振荡传感器,该至少一个振荡传感器用于检测该至少一个测量管的弯曲振荡;以及操作和评估电路,该操作和评估电路用于向激励器馈送激励电流,并用于检测和评估该至少一个振荡传感器的测量信号,其中操作和评估电路被配置成执行根据本发明的用于操作密度计的方法,其中能够通过该方法确定的系数被存储在可以通过该方法确定的系数中。
在本发明的一种发展中,测量和操作电路被配置成从测量管振动对其具有交叉敏感性的至少一个参数中接收至少一个参数测量值,其中该至少一个参数选自一列表,该列表包括在测量管中传导的介质的压力、测量管的温度和支撑体的温度。
附图说明
现在基于附图中所示的示例性实施例对本发明进行更详细的说明。在附图中:
图1a示出了根据本发明的密度计的示例性实施例的侧视图,该密度计用于实施根据本发明的方法;
图1b示出了图1a中的根据本发明的密度计的示例性实施例的空间表示;
图1c示出了根据本发明的密度计的测量管的横截面的示意图,其中不同的特征变量对测量管的振动行为有影响;
图2示出了测量管的三种振荡模式的弯曲线的示意图;
图3示出了根据本发明的用于操作密度计的方法的示例性实施例的流程图;以及
图4示出了根据本发明的用于调节密度计的方法的示例性实施例的流程图。
具体实施方式
图1a和图1b示出了根据本发明的密度计2的示例性实施例,该密度计被设计为执行根据本发明的方法。特别地,密度计2还被配置为根据科里奥利原理操作的质量流量计,以不仅执行密度测量还执行质量流量测量。密度计2具有两个可振荡安装的测量管A和B,该两个测量管分别具有弧形形状并彼此平行地延伸。密度计2可以插入到管道(未示出)中,使得在管道中流动的流体流经该两个测量管A、B。在入口侧处和出口侧处,测量管A、B分别被封闭在分流器或收集器4、6中,该分流器或收集器4、6通过支撑管T彼此刚性连接。测量管的入口侧端部部分和出口侧端部部分也因此联接到支撑管T,从而有效地抑制在测量管的入口侧端部部分与出口侧端部部分之间的相对移动。在该两个测量管A、B之间布置有电动力学激励器8,通过该电动力学激励器8可以激励该两个测量管A、B相对于彼此执行弯曲振荡,其中测量管A、B的自由振荡长度由联接元件10、11限定,测量管在入口侧和出口侧上与该联接元件机械联接。在两个测量管A、B之间,电动力学振动传感器14、16布置在入口侧部分和出口侧部分上。密度计2还包括操作和评估电路18,以用于向激励器8馈送激励电流,并用于检测和评估电动力学振动传感器14、16的测量信号。密度计2还包括第一温度传感器(在此未示出),该第一温度传感器例如布置在第一联接元件10上,以便确定代表测量管A、B的温度的第一温度测量值。第一温度传感器定位在联接元件10上是合适的,因为联接元件仅连接到测量管A、B,使得联接元件的温度在很大程度上由测量管的温度限定。同样,第一温度传感器也可以布置在测量管中的一个上,特别是在由联接元件界定的振动段之外,从而实现第一温度传感器的更短的响应时间。密度计2还包括第二温度传感器(在此未示出),该第二温度传感器布置在支撑管T上,特别是在其内侧表面上,以便提供代表支撑管的温度的第二温度测量值。测量管的温度与支撑管的温度之间的差异由轴向应力造成,该轴向应力影响测量管A、B的振动行为。出于这种原因,测量和操作电路18被配置成检测代表第一温度测量值和第二温度测量值的温度传感器的测量信号,并在根据本发明确定介质密度时将这些测量信号考虑在内。此外,在计算与温度相关的弹性模量时,第一温度测量值也被包括在内。
为了执行根据本发明的方法,有利的是,测量和操作电路还具有用于压力测量值p的输入,以便在执行根据本发明的用于操作密度计的方法时考虑介质压力。
尽管图1a和图1b示出了密度计的示例性实施例,其中一对测量管在静止位置(rest position)弯曲,但本发明同样适用于具有单个测量管或多对测量管的密度计。类似地,代替图示的在静止位置弯曲的测量管,为了实现本发明还可以使用均匀的S形测量管或相对于测量管横向平面的笔直测量管。
图1c示出了穿过根据本发明的密度计的测量管A的示意横截面。测量管通常包括金属材料,特别是不锈钢或钛。然而,原则上,其他材料也适用,例如玻璃、陶瓷、半导体材料(诸如硅)或聚合物。在其静止位置,测量管可以具有笔直的或弯曲的形状。测量管A具有大致圆形的横截面,在基准条件下具有外径ra和初始内径ri,其中两个半径之间的差值限定了测量管的壁厚w。所提及的两个半径给出了在测量装置的交付状态下的测量管横截面的初始面积惯性矩I0
测量管的所有模态刚度都与弹性模量E和面积惯性矩I成比例。弹性模量描述了与温度相关的材料特性,而面积惯性矩可以由在测量管中传导的介质通过磨损或腐蚀从厚度a的测量管的壁上去除材料的情况下发生变化。然后,剩余面积惯性矩I可以被描述为:
测量管横截面积AM随材料去除的程度的增加而减小,该管横截面积计算为:
AM=π·(ra 2-(ri+a)2)
测量管的质量和惯性力与该测量管横截面积成比例,就像作用在测量管上的轴向力一样。因此,前述变量是作为材料去除a的函数的变量。
取决于介质,在测量管壁上可以形成一层厚度为b的沉积物。该沉积物的质量与沉积物横截面积Ab成比例,该沉积物横截面积计算为:
Ab=π·((ri+a)2-(ri+a-b)2)
如果沉积物的密度与介质的密度不同,就可能歪曲密度测量值。
介质的质量或进行密度测量所基于的质量与管的通行横截面或流体的横截面面积Af成比例:
Af=π·(ri+a-b)2
尽管上述公式在一般意义上包含了材料去除的贡献值a和沉积物形成的贡献值b,但在实践中,即,在特定测量点处,仅发生一种现象,也就是说,要么仅发生材料去除,要么仅发生沉积物形成。通过选择现象,例如在启动期间,可以将不适用的贡献值设定为零。
假设壁厚w、材料去除a和沉积物形成b相对于半径较小,则可得出以下近似值。
对于面积惯性矩:
在此,r是测量管的内径,并且w是测量管的壁厚。
对于测量管横截面:
对于流体横截面面积:
对于沉积物横截面面积:
Ab=2·π·r·b
上述术语说明了与测量管的振动行为相关的几何变量如何因沉积物形成和材料去除而变化。
对带有振荡测量管的振荡器建模的另一方面涉及其附接部件,因为它们的质量会以与模式相关的方式影响振荡特性。特别地,在此必须考虑到激励器的质量mE,因为激励器通常定位在对称振荡模式的反节点处和非对称振荡模式的振荡节点处。沿测量管的不均匀质量分布有助于识别测量管或介质的各种变化,而这些变化在均匀质量分布的情况下很难区分。由于激励器的特定于模式的动能会对振荡器的特定于模式的动能产生影响,所以在对振荡器进行建模时将这些因素考虑在内是有利的。激励器质量和测量管质量的动能的模式相关比率被计算为:
在此,l是测量管的长度,ρT是测量管材料的密度,mE是激励器的质量,并且an(0)是测量管中心处的与模式相关的挠度,该挠度用标准化因子归一化。特定于模式的标准化因子设被计算为从测量管的中心到测量管的端部(即,从ζ=0到ζ=I/2)的特定于模式的弯曲线的挠度平方(an(ζ))2的积分dζ的根。在图2中示出了笔直测量管的前三种弯曲振荡模式的弯曲线的示例。
除了振荡器的上述特性以外,还需要考虑介质特性,特别是介质因气体负载而产生的可压缩性。众所周知,可压缩介质的密度值ρM可通过将初步密度值ρprel乘以校正因子K而获得,其中该初步密度值ρprel是使用不可压缩介质确定的,也就是说:
ρM=ρprel·K(f0,fn),
其中校正因子K被计算为为:
其中fn是振荡器的第n个振荡模式的特征频率,其中f0是相对于测量管振荡的介质的共振频率,其中K0和K1是加权因子,其中K0=0.163,并且K1=1-K0
介质的共振频率f0的第一近似值被计算为:
其中c是介质的声速,并且λ是特征值,其中值为λ=1.842。
因此,校正因子K也可以表示为振荡器的第n个振荡模式的特征频率和相对于测量管振荡的介质的声速的函数,也就是说:
为了确定介质密度,必须激励至少三种振荡模式的特征频率fn,特别是f1、f2和f3,并求解以下方程组:
ρM=K(c,fn)·[An+B′n(fn)] (L2)
其中适用以下条件:
其中ρb表示沉积物密度,
其中:
以及:
其中TM和TT是测量管和支撑体的温度,测量管的端部固定到支撑体,并且p表示介质的压力。所提及的温度和介质压力都是测量变量。半径r和壁厚w是测量管的内径和壁厚的初始值。沉积物的密度ρb是与介质相关的材料参数,当该方法应用于预期形成沉积物的介质时,需要提供该与介质相关的材料参数。系数c0n、c1n、c2n、c3n和c4n将在测量装置的初始调节期间确定,如下文将进一步解释的。在方程组L2中,除了要寻找密度值ρM以外,声速c、材料去除a和沉积物厚度b都为未知变量,取决于介质,可以将a或b设定为零。
因此仅剩下三个未知变量,即,第一个是密度值ρM、第二个是声速c以及第三个是材料去除a或沉积物厚度b,由此这些变量将基于三个特征频率fn确定。
如果预期在一测量点处出现材料去除,则现在就可以在正在进行的测量操作期间精确地确定这一点,甚至在带有气体负载的介质的情况下的密度测量期间也是如此。可以发出材料去除所导致的测量管的变化(伴随着抗压强度的降低)的信号,例如在超过极限值时由警报器发出信号。
如果密度计也被设计为科里奥利质量流量计,则可以考虑材料去除对质量流量测量的校准因子calf的影响,该校准因子设定了关于两个振荡传感器的零交叉点之间的测量时间差要确定的质量流量。在常用的科里奥利质量流量计中,第一对称弯曲振荡模式(所谓的f1模式)被激励。在这种情况下,特别地,校准因子是第一非对称弯曲振荡模式(所谓的f2模式)的模态刚度。使用根据本发明的方法,现在可以确定校准因子取决于材料去除的变化。在最简单的情况下,然后可以发出测量精度下降的信号,或者可以取决于去除来调节校准因子calf。
另一方面,如果预期沉积物形成,也可以在超过极限值时发出信号,例如以便启动测量管的清洁。现在也可以在密度计的安装状态下进行清洁,因为即使在清洁过程期间也能确定沉积物厚度。
通过确定声速,本发明因此为确定介质中的气体体积分数提供了基础,而与沉积物或材料去除无关。
图3简要地示出了根据本发明的用于操作结合图1a和图1b所描述的类型的密度计的方法100的步骤。在第一步骤中,激励110测量管的至少三种振荡模式。然后确定120该至少三种振荡模式的特征频率测量值fn。基于这些特征频率测量值fn,可以在考虑到可能存在的气体负载的情况下,执行介质的密度测量值ρM的确定(130),并通过求解上述方程组L2而基于三种振荡模式的特征频率来确定至少测量管的特征特性a、b。
方程组的系数c0n、c1n、c2n、c3n和c4n将在测量装置的初始调节期间通过将空气和水作为介质施加到密度计来确定,至少三种振荡模式的特征频率fn在温度TM和TT以及压力p的多个值下被检测。由于此时既不存在材料去除,也不存在沉积物形成,所以方程组L2简化如下:
如果在足够高的操作压力下使用水执行调节测量,其中该操作压力大大超过相应的蒸汽压力,则可以假设校正因子K(c,fn)=1。对于使用空气进行的调节测量,同样可以普遍地计算出K(c,fn)=1。即使将常压下的空气密度设定为1.2kg/m2的恒定值,也能普遍地给出足够精确的结果。
对于水的密度,将根据每种情况下所需的精度来设定与温度和压力相关的基准值。
为了计算模式相关比率rc0n,可以基于对弯曲振荡模式的自然模式进行数值模态分析来确定激励器的位置处的标准化振荡幅度an(0),以便根据以下公式计算模态相关比率rc0n
因此,仅剩下四个系数c0n、c1n、c2n、c3n和c4n仍为未知数,并且需要通过求解方程组L6来确定。
在图4中示出了根据本发明的调节方法200。首先设定205一系列不同的测量条件组中的一个测量条件组,该测量条件为介质密度(ρM)和测量管对其具有交叉敏感性的参数值集。特别地,这些参数为介质的压力和温度。随后,激励210密度计的至少一个测量管的至少三种振荡模式,并确定(220)振荡模式的特征频率(fn)。
使用对称布置的激振器激励对称振荡模式是没有问题的。为了也能激励非对称振荡模式,可以稍微偏心地布置激振器,或者经由两个对称布置的振荡传感器馈送非对称激励器信号。
随后检查(225)是否已经使用足够数量的测量条件组执行了测量,在检查结果为否的情况下,使用一系列不同的测量条件组中的新测量条件组重复前面的方法步骤。另一方面,如果在不同的测量条件下已经执行了足够数量的测量,则计算(230)特定于模式的系数(c0n、c1n、c2n、c3n、c4n)。这些特定于模式的系数被存储在密度计的测量和操作电路的数据存储器中,以便执行根据本发明的方法以用于密度测量。

Claims (16)

1.一种用于操作密度计的方法(100),所述密度计包括:至少一个振荡测量管,所述至少一个振荡测量管用于传导介质;激励器,所述激励器设置在所述测量管上以用于激励所述至少一个测量管的振荡模式;以及支撑体,其中,所述测量管具有连接到所述支撑体的入口侧端部部分和出口侧端部部分,所述方法包括以下步骤:
激励(110)所述测量管的至少三种振荡模式;
确定(120)所述至少三种振荡模式的特征频率测量值(fn)
考虑到可能存在的气体负载来确定(130)所述介质的密度测量值(ρM);以及基于所述三种振荡模式的特征频率来确定所述至少一个测量管的特征特性(a、b、w)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述测量管的特征特性包括所述测量管的壁的有效壁厚值(w)或有效材料去除值(a),或者所述测量管的壁上的质量沉积物的有效质量沉积值。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述有效质量沉积值包括沉积物厚度值(b),所述沉积物厚度值(b)取决于所述质量沉积物的材料的密度值(ρB)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括:
检测至少一个参数的至少一个参数测量值,其中所述特征频率中的至少一个对所述至少一个参数具有交叉敏感性。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述至少一个参数选自一列表,所述列表包括所述至少一个测量管的温度(TM)、所述支撑体的温度(TT)以及在所述测量管中传导的所述介质的压力(p)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述至少三种振荡模式选自一列表,所述列表包括第一对称振荡模式(f1模式)、第一非对称振荡模式(f2模式)、第二对称振荡模式(f3模式)、第二非对称振荡模式(f4模式)、第三对称振荡模式(f5模式)以及第三非对称振荡模式(f6模式)。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,选择具有最低模态弯曲刚度的模式,特别是所述f1模式、所述f2模式和所述f3模式。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,通过扫描合适的频率范围和用于所述振荡幅度与所述激励器信号之间的限定的相位关系的规则来激励所述弯曲振荡模式。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述密度测量值的确定包括求解下述类型的至少三个方程的方程组:
ρM=K(c,fn)[An+B n(fn)]
其中
ρM是介质密度,
K描述了共振器效应的校正函数,并且
c是在所述管中传导的介质的声速,
其中,An是取决于所述测量管的特征特性hi的特定于模式的函数,其中An与弯曲振荡模式的相应特征频率无关,并且
B'n是特定于模式的函数,B'n取决于所述测量管的至少一个特征特性hi和弯曲振荡模式的相应特征频率fn,其中B'n特别是与频率无关的特定于模式的函数Bn与相应特征频率fn的平方的商。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,函数An和B'n或Bn具有材料去除(a)特征特性或沉积物厚度(b)特征特性中的至少一个的线性函数。
11.根据权利要求9或10所述的方法,其中,为材料去除(a)特征特性和沉积物厚度(b)特征特性中的一个设定预定值,特别地为零。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法,其中,函数An具有取决于所述测量管上的至少一个质量体的布置的条件项,所述质量体特别地包括激励器。
13.根据权利要求5和权利要求9至12中任一项所述的方法,其中,所述函数Bn与密度测量对其具有交叉敏感性的至少一个参数相关,其中所述函数Bn特别地具有所述至少一个参数的线性函数。
14.一种用于调节密度计的方法(200),以用于执行根据权利要求9至13中任一项所述的方法,其中,所述函数An和B'n或Bn包括特定于模式的系数(c0n、c1n、c2n、c3n、c4n)的线性函数,其中所述特定于模式的系数(c0n、c1n、c2n、c3n、c4n)是基于利用至少两种不同密度的介质的调节测量来确定的,其中所述调节测量分别在密度测量对其具有交叉敏感性的多个参数值下执行,并且其中在调节测量中,确定所述测量管的至少三种振荡模式的特征频率,所述方法(200)包括以下步骤:
设定(205)一系列不同的测量条件组中的一个测量条件组,其中所述测量条件包括:介质密度(ρM),以及所述测量管对其具有交叉敏感性的参数值集;
激励(210)所述密度计的所述至少一个测量管的至少三种振荡模式;
确定(220)所述振荡模式的特征频率(fn)
检查(225)是否已经针对足够数量的测量条件组执行了测量;
在检查步骤为否定结果的情况下,使用一系列不同的测量条件组中的下一组重复前面的方法步骤;以及
在所述检查步骤(225)为肯定结果的情况下,计算(230)所述特定于模式的系数(c0n、c1n、c2n、c3n、c4n)。
15.一种密度计(2),包括:
至少一个振荡测量管(A,B),所述至少一个振荡测量管(A,B)用于传导介质;
至少一个支撑体(T),其中所述至少一个测量管(A、B)在入口侧和出口侧上机械地联接到所述支撑管(T),以便抑制在所述测量管的入口侧端部部分与出口侧端部部分之间的相对移动;
至少一个激励器(8),所述至少一个测量管(A、B)能通过所述至少一个激励器(8)执行弯曲振荡;
至少一个振动传感器(14、16),所述至少一个振动传感器(14、16)用于检测所述至少一个测量管(A、B)的弯曲振荡;以及
操作和评估电路(18),所述操作和评估电路(18)用于向所述激励器(8)馈送激励电流,并用于检测和评估所述至少一个振动传感器(14、16)的测量信号;
其中,所述操作和评估电路(18)被配置成执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法,
其中,特别地,所述操作和评估电路(18)具有数据存储器,在所述数据存储器中存储有能够根据权利要求14所述的方法确定的系数。
16.根据权利要求15所述的密度计(2),其中,测量和操作电路被配置成从所述测量管振动对其具有交叉敏感性的至少一个参数中接收至少一个参数测量值,其中所述至少一个参数选自一列表,所述列表包括在所述测量管中传导的介质的压力、所述测量管的温度和所述支撑体的温度。
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