CN1192214C - 测量质量流量的方法以及相应的检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种将夹紧设计原理用于科氏质量流量表或科氏质量流量传感器的方法。具有相同质量的一第一和一第二隔绝体(4，5；4′，5′)以彼此预定的间距L固定在一管(1)或测量管(1′，10，10′，10″)的外侧上，以限定形成一管或管件部(11，11′，11″)的一测量长度。这些质量基本大于管或管件部的质量。一激振器(12)连在管或管件部的中间，激振器(12)以第三振动模式在包含管或管件部的轴线的一平面中以频率f激励管或管件部，如果管或管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间。间距L由以下公式计算：L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(ra 4-ri 4)/(dM+dF)}-1/4其中ra是管或管件部的外径；ri是管或管件部的内径；E是管或管件部的材料的弹性模量；dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积。两个感应件(13，14)在各自的位置固定在管或管件部上，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管产生的一扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有一第一零位和一第二零位。

Description

测量质量流量的方法以及相应的检测器
本发明涉及一种基于科氏原理的方法和传感器，用于测量一至少暂时流过一预先存在的永久安装的管或流过一要插入一管中的单独的测量管的流体的质量流量。
目前的质量流量仪表的质量流量传感器作为测量仪表制造，由最终的消费者安装在现场的一预先存在的管中。
在一种超声流量仪表的情况下，即在基于不同物理原理的流量仪表的情况下，通常要用很长时间将超声转换器或传感器安装在一永久安装的管的外表面；这种装置通常称为“夹紧超声流量传感器”。
通常希望将夹紧设计原理运用到科氏质量流量传感器和流量仪中，这样流过一预先存在的永久安装的管的流体的质量流量就可以根据科氏原理测量出。
美国专利5,321,991公开了一种科氏效应质量流量仪，带有一相应的传感器，借助于一存在的永久安装的管形成，通过管一流体至少暂时流过，传感器的特征在于，
—管在以预定间距L隔开的两点固定在一支撑上，用于限定形成一管件部的测量长度，
—一驱动器大约安装在管件部的中部，
--驱动器在包含管件部的一轴线的一第一平面中以第二振动模式以频率f激励管件部，
—要么一单独运动的传感器安装在管件部的中部，
—要么一第一和一第二传感器以彼此之间的一间距安装在管件部的中部附近，
--电子测量设备从由运动传感器提供的单独的传感器信号的大小或从分别由两个运动传感器提供的传感器信号的大小中推断出表示质量流量的信号。
由于现有装置只对传感器信号的大小做出评估，因此现有的装置需要另外的传感器，它安装在一个固定点上，以抑制从管产生的扰动，并取得足够的测量精度。
因此本发明的一个总的目的是改进和精练科氏质量流量传感器的夹紧设计原理，以便可以取得最优的精度。这一总的目的包括，首先不对传感器信号的大小评估，其次设置两个间隔开的传感器，第三预先精确限定振动的管件部的测量长度。这意味着管的一部分必须构造和限定成其一测量长度的作用。
本发明的另一个目的是将本发明用于预先存在的并且永久安装的管的原理运用到常规安装的科氏质量流量传感器上，即将此原理用于要作为一最终的质量流量传感器安装在一管中的一单独制造的装置中。
以下本发明的变化形式可以取得这些目的。
根据本发明方法的第一种变化形式，提供了一种基于科氏原理用于测量一至少暂时流过一预先存在的永久安装的管(1)或流过一要插入一管中的单独的测量管(10)的流体的质量流量的方法，所述的方法包括以下步骤：
—将具有相同质量的一第一和一第二隔绝体(4，5；4′，5′)以彼此预定的间距L固定在管或测量管的外侧上，以限定形成一管或管件部(11，11′，11″)的一测量长度，每个相同的质量至少是管或管件部的质量的五倍；
—将一激振器(12)连在管或管件部的中间
--激振器(12)以第三振动模式在包含管或管件部的轴线的一平面中以频率f激励管或管件部，如果管或管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；
—所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4
--其中
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
—每个所述的隔绝体(4，5；4′，5′)
--具有一位于第一平面中的一第一轴线(4x，5x)，与管或管件部相同的一第二轴线(4y，5y)以及垂直于第一和第二轴线的一第三轴线(4z，5z)，并且
--具有一绕第一轴线(4x，5x)的惯性面积矩，它比绕第三轴线(4z，5z)的惯性面积矩至少小一个数量级；
—将一第一加速度传感器和一第二加速度传感器(13，14)在各自的位置固定在管或管件部(11，10)上，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管(1)产生的一扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有一第一零位和一第二零位；
—在由第一加速度传感器(13)提供的一第一传感器信号和由第二加速度传感器(14)提供的一第二传感器信号之间确定一相位差；并
—从中得到与质量流量的一信号比例。
本发明的第二种变化形式提供了一种基于科氏原理用于测量一至少暂时流过一预先存在的永久安装的管(1)或流过一要插入一管中的单独的测量管(10)的流体的质量流量的方法，所述的方法包括以下步骤：
—将具有相同质量的一第一和一第二隔绝体(4，5；4′，5′)以彼此预定的间距L固定在管或测量管的外侧上，以限定形成一管或管件部(11，11′，11″)的一测量长度，每个相同的质量至少是管或管件部的质量的五倍；
一将一激振器(12)连在管或管件部的中间
--激振器(12)以第三振动模式在包含管或管件部的轴线的一平面中以频率f激励管或管件部，如果管或管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；
—所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4
--其中
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
—每个所述的隔绝体(4，5；4′，5′)
--具有一位于第一平面中的一第一轴线(4x，5x)，与管或管件部相同的一第二轴线(4y，5y)以及垂直于第一和第二轴线的一第三轴线(4z，5z)，并且
--具有一绕第一轴线(4x，5x)的惯性面积矩，它比绕第三轴线(4z，5z)的惯性面积矩至少小一个数量级；
—将一个入口侧的第一传感器支撑(15)固定在第一隔绝体(4)上
--隔绝体(4)具有平行与管件部(11)或测量管(10)的轴线延伸的一纵轴；
—将一出入口侧的第二传感器支撑(16)固定在第一隔绝体(5)上
--隔绝体(5)具有平行与管件部(11)或测量管(10)的轴线延伸的一纵轴；
—将一第一位移或速度传感器(13′)和一第二位移或速度传感器(14′)分别在各自的位置固定在第一传感器支撑或第二传感器支撑(15，16)上，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管(1)产生的一扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有一第一零位和一第二零位；
—在由第一传感器(13′)提供的一第一传感器信号和由第二传感器(14′)提供的一第二传感器信号之间确定一相位差；并
—从中得到与质量流量的一信号比例。
本发明的第三种变化提供了一种基于科氏原理用于测量一至少暂时流过一第一和一第二测量管(101，102；101′，102′)的流体的质量流量的方法，
—其中第一和第二测量管(101，102；101′，102′)设计成可以插入一管(1)中并相互平行，其各自的轴线位于一第一平面中，第一和一第二测量管(101，102；101′，102′)具有相同的内、外径以及相同的壁厚，而且由相同的材料制成，
所述的方法包括以下步骤：
—将具有相同质量的一第一夹紧体和一第二夹紧体(4″，5″；4*，5*)以彼此预定的间距夹紧在第一和第二测量管上，以限定形成测量管的各个部件(111，112；111′，112′)的测量长度；
—将至少一个激振器(12′；12″)连接在管件部的中间
--激振器在包含管或管件部的轴线的一平面中以频率f激励管或管件部进入与第三模式振动相反的振动中，如果管或管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；
—所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4
--其中
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
—将一第一位移或速度传感器(131′，131 ″)和一第二位移或速度传感器(141′，141″)分别在各自的位置固定在管件部之间，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管产生的一扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有一第一零位和一第二零位；
—在由第一传感器提供的一第一传感器信号和由第二传感器提供的一第二传感器信号之间确定一相位差；并
—从中得到与质量流量的一信号比例。
根据本发明方法的第一和第二种变化形式的各个第一实施例，
—第一和第二隔绝体(4，5；4′，5′)设计和设置成
--第一隔绝体(4，4′)包括
---一第一紧固件(40)，
---一第一中间件(41)，
---一第二中间件(42)，
---一第一方形端件(43)，以及
---一第二方形端件(44)，
--第二隔绝体(5，5′)包括
---一第二紧固件(50)，
---一第三中间件(51)，
---一第四中间件(52)，
---一第三方形端件(53)，以及
---一第四方形端件，
--四个方形端件的各自的纵轴平行于管件部(11)或测量管的轴线，
--第一和第二方形端件的轴线和管件部或测量管的轴线位于垂直于第一平面的一第二平面中，
--第三和第四方形端件的轴线和管件部或测量管的轴线位于第二平面中，
--各个中间件具有基本小于各个方形端件的横截面，而
--各个紧固件固定在管或测量管上。
根据本发明方法的第一和第二种变化形式的各个第二实施例以及一进一步的变化，使用一直的测量管。
根据本发明方法的第一和第二种变化形式的各个第三实施例以及另一个进一步的变化，使用带有在第一平面中弯曲的一管件部的一测量管。
根据本发明方法的第一和第二种变化形式的各个第四实施例以及另一个进一步的变化，使用带有在第二平面中弯曲的一管件部的一测量管。
根据本发明方法的第一和第二种变化形式的各个第五实施例，其中此实施例也可以用于上述进一步的变化情况，激振器是带有一地震振动质量的一电动振荡式激振器。
根据一种由一种流体至少暂时流过的一预先存在的永久安装的管(1)形成的科氏质量流量传感器的第一变化形式，其特征在于，
—为了限定形成一管件部的一测量长度，具有相同质量的一第一和一第二隔绝体以彼此预定的间距L固定在管或测量管的外侧上，每个相同的质量至少是管或管件部的质量的五倍；
—一激振器连在管或管件部的中间
--激振器以第三振动模式在包含管或管件部的轴线的一平面中以频率f激励管或管件部，如果管或管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；
—所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4
--其中
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
—每个所述的隔绝体
--具有一位于第一平面中的一第一轴线，与管或管件部相同的一第二轴线以及垂直于第一和第二轴线的一第三轴线，并且
--具有一绕第一轴线的惯性面积矩，它比绕第三轴线的惯性面积矩至少小一个数量级；
—一第一加速度传感器和一第二加速度传感器在各自的位置固定在管或管件部上，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管产生的一扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有一第一零位和一第二零位。
根据本发明的一种由一种流体至少暂时流过的一预先存在的永久安装的管形成的科氏质量流量传感器的第二种变化形式，其特征在于，
—为了限定形成一管或管件部的一测量长度，具有相同质量的一第一和一第二隔绝体以彼此预定的间距L固定在管或测量管的外侧上，每个相同的质量至少是管或管件部的质量的五倍；
—一激振器连在管或管件部的中间
--激振器以第三振动模式在包含管或管件部的轴线的一平面中以频率f激励管或管件部，如果管或管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；
—所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4
--其中
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
—每个所述的隔绝体
--具有一位于第一平面中的一第一轴线，与管或管件部相同的一第二轴线以及垂直于第一和第二轴线的一第三轴线，并且
--具有一绕第一轴线的惯性面积矩，它比绕第三轴线的惯性面积矩至少小一个数量级；
—第一隔绝体具有一个固定在其上的入口侧的第一传感器支撑
--第一传感器支撑具有平行于管件部或测量管的轴线延伸的一纵轴；
—第二隔绝体具有一个固定在其上的出口侧的第二传感器支撑
--第二传感器支撑具有平行于管件部或测量的轴线延伸的一纵轴；
—一第一位移或速度传感器和一第二位移或速度传感器分别在各自的位置固定在第一传感器支撑或第二传感器支撑上，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管产生的一扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有一第一零位和一第二零位。
根据本发明的一种设计成可以插入一种流体至少暂时流过的管中的科氏质量流量传感器的第三种，并包括一测量管
—具有相同质量的一第一和一第二隔绝体以彼此预定的间距L固定在管或测量管的外侧上，以限定形成一管或管件部的一测量长度，每个所述相同的质量至少是管或管件部的质量的五倍；
—一激振器连在管件部的中间
--激振器以第三振动模式在包含管或管件部的轴线的一平面中以频率f激励管或管件部，如果管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；
—所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4
--其中
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
—每个所述的隔绝体
--具有一位于第一平面中的一第一轴线，与管或管件部相同的一第二轴线以及垂直于第一和第二轴线的一第三轴线，并且
--具有一绕第一轴线的惯性面积矩，它比绕第三轴线的惯性面积矩至少小一个数量级；
—一第一加速度传感器和一第二加速度传感器分别在各自的位置固定在管件部上，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管产生的一扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有一第一零位和一第二零位。
根据本发明的一种设计成可以插入一种流体至少暂时流过的管中的科氏质量流量传感器的第四种变化形式，并包括一测量管
—为了限定形成一管或管件部的一测量长度，具有相同质量的一第一和一第二隔绝体以彼此预定的间距L固定在管或测量管的外侧上，每个相同的质量至少是管或管件部的质量的五倍；
—一激振器连在管或管件部的中间
--激振器以第三振动模式在包含管或管件部的轴线的一平面中以频率f激励管或管件部，如果管或管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；
—所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4
--其中
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
—每个所述的隔绝体
--具有一位于第一平面中的一第一轴线，与管或管件部相同的一第二轴线以及垂直于第一和第二轴线的一第三轴线，并且
--具有一绕第一轴线的惯性面积矩，它比绕第三轴线的惯性面积矩至少小一个数量级；
—第一隔绝体具有一个固定在其上的入口侧的第一传感器支撑
--第一传感器支撑具有平行于管件部或测量管的轴线延伸的一纵轴；
—第二隔绝体具有一个固定在其上的出口侧的第二传感器支撑
--第二传感器支撑具有平行于管件部或测量管的轴线延伸的一纵轴；
—一第一位移或速度传感器和一第二位移或速度传感器分别在各自的位置固定在第一传感器支撑或第二传感器支撑上，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管产生的一扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有一第一零位和一第二零位。
根据本发明的科氏质量流量传感器的第一、第二、第三和第四变化形式的各个第一实施例，
—隔绝体设计和设置成
--第一隔绝体包括
---一第一紧固件，
---一第一中间件，
---一第二中间件，
---一第一方形端件，以及
---一第二方形端件，
--第二隔绝体包括
---一第二紧固件，
---一第三中间件，
---一第四中间件，
---一第三方形端件，以及
---一第四方形端件，
--四个方形端件的各自的纵轴平行于管件部或测量管的轴线，
--第一和第二方形端件的轴线和管件部或测量管的轴线位于垂直于第一平面的一第二平面中，
--第三和第四方形端件的轴线和管件部或测量管的轴线位于第二平面中，
--各个中间件具有基本小于各个方形端件的横截面，而
--各个紧固件固定在管或测量管上。
根据本发明的科氏质量流量传感器的四个变化形式的各个第二实施例，测量管是直的。
根据本发明的科氏质量流量传感器的四个变化形式的各个第三实施例，测量管在第一平面中在隔绝体之间弯曲。
根据本发明的科氏质量流量传感器的四个变化形式的各个第四实施例，测量管在第二平面中在隔绝体(4，4′；5，5′)之间弯曲。
根据本发明的科氏质量流量传感器的四个变化形式的各个第五实施例，激振器是带有一地震振动质量(130)的一电动振荡式激励器(120)。
根据本发明的一种设计成可以插入一种流体至少暂时流过的管中的科氏质量流量传感器的第五变化形式，并包括一第一和一第二测量管
—其中第一和第二测量管相互平行，其各自的轴线位于一第一平面中，第一和一第二测量管具有相同的内、外径以及相同的壁厚，而且由相同的材料制成，
—具有相同质量的一第一夹紧体和一第二夹紧体以彼此预定的间距夹紧在第一和第二测量管上，以限定形成测量管的各个部件的测量长度；
—至少一个激振器连接在管件部的中间
--激振器在包含管或管件部的轴线的一平面中以频率f激励管或管件部进入与第三模式振动相反的振动中，如果管或管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；
—所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4
--其中
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
—一第一位移或速度传感器和一第二位移或速度传感器分别在各自的位置固定在管件部之间，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管产生的一扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有一第一零位和一第二零位。
本发明的基本思路是在一管或测量管或管件部上利用两个隔绝体或两个夹紧体上限定一管或管件部，管或管件部可以实际上只设置成为科氏测量原理必须而振动，而且振动由此受限制。隔绝体或夹紧体只由管或管件部相互连接。
本发明的一个基本的优点在于要设置振动的管件部可以根据其空间位置以及在由管的安装预先决定的两个固定点之间的其长度自由选择。
本发明的另一个优点在于由于根据本发明选择的隔绝体或夹紧体的大的质量，实际上在管或管件部的外侧不发生振动，而且由于根据本发明选择的感应件的位置，测量精度实际不受管振动的影响。
本发明的还一个优点在于将夹紧质量流量仪用于安装质量流量传感器的方法的特征使得可以用简单的方法加工质量流量传感器；例如，可以只用螺栓将隔绝体或夹紧体夹紧在测量管或管上。
结合下面的附图通过下面对本发明实施例的描述可以更好地理解本发明。在整个附图中同样的部件由同样的附图标记表示，但只在它们适当出现的相应的图中示出。在附图中：
图1是表示本发明的科氏质量流量传感器的第一变化形式的一局部纵向剖视图，作为第一实施例；
图2是图1的传感器的一俯视图；
图3是图1的传感器的一仰视图；
图4是本发明传感器的第三变化形式的一局部纵向剖视图，作为第二实施例，包括一整体的直测量管；
图5是图4的传感器的一俯视图；
图6是图4的传感器的一仰视图；
图7示出本发明科氏质量流量传感器的第二变化形式或本发明科氏质量流量传感器的第四变化形式的基本部件，作为本发明的第三实施例，包括一整体的直测量管；
图8是图7细节的一局部剖视俯视图；
图9是本发明一安装的科氏质量流量传感器的第四变化形式的基本部件的一立体图，作为第四实施例，包括一垂直于振动平面弯曲的整体的直测量管；
图10是本发明一安装的科氏质量流量传感器的第五变化形式的基本部件的一立体图，作为第五实施例，包括一垂直于振动平面弯曲的整体的直测量管；
图11是本发明一安装的第五变化形式的基本部件的一立体图，作为第六实施例，包括两个平行的直测量管；
图12是一安装的科氏质量流量传感器的基本部件的一立体图，作为第七实施例，包括两个平行的弯测量管；
图13是相应于图7-10的任何一个实施例的封装的科氏质量流量传感器的一局部纵向剖视图；
图14是相应于图11-12的任何一个实施例的封装的科氏质量流量传感器的一局部纵向剖视图；
图15示出图7-10的任何一个实施例的一细节，其中壳体刚性固定在测量管上；
图16示出图7-10的任何一个实施例的另一细节，其中壳体可在测量管方向中移动；而
图17示出带有一地震振动质量的一电动振荡式激励器。
图1是表示本发明的科氏质量流量传感器的第一变化形式的一局部纵向剖视图，作为第一实施例，由本发明的方法的第一变化形式形成。图2和图3分别是图1的传感器的一俯视图和一仰视图。
科氏质量流量传感器的第一变化形式用来测量流体的ZL速度，其中一种流体至少暂时流过一预先存在的永久安装的管1。此变化形式则是一夹合式科氏质量流量传感器。
管1的永久安装形式在图1中由两个紧固装置2、3例如两个管夹具等示出，由此管1固定在一建筑的壁上或一轨道上，等等。紧固装置2、3还可以永久固定在一管装置的部件上，例如阀，泵，歧管等，在其中或其上管1固定。
图4是本发明传感器的第三变化形式的一局部纵向剖视图，作为第二实施例，由本发明的方法的第二变化形式形成。图5和图6分别是图4的传感器的一俯视图和一仰视图。
此变化形式用来测量流体的ZL速度，其中一种流体暂时流过一管(未示出)，其中在其制造后可以安装本发明的科氏质量流量传感器的第三种变化形式。此变化形式则为一安装的科氏质量流量传感器。传感器例如由一第一和一第二凸缘安装，其中固定一测量管10的两端。
沿管1或测量管10，一管或管件部11限定为一测量长度L。此长度L由以下公式确定：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4
其中：
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积。
一第一隔绝体4，4′和一第二隔绝体5，5′具有与另一个相同的质量，它们以与长度L相同的预定距离固定在管1或测量管10的外表面上。每个隔绝体4，5或4′，5′的质量至少是管或管件部11质量的五倍。
可以理解除了管或管件部有1本身提供的连接外，在隔绝体4，5或4′，5′之间没有机械连接。在此方面，本发明的科氏质量流量传感器的第二变化形式的隔绝体4，5或4′，5′不同于其中振动的管或管件部11固定在一支撑管或一支撑架内或一板上的现有技术的结构，参见EP-A-803 713和美国专利5,705,754。
在图1中，隔绝体4，5中的孔表明这些块体有利地有两部分组成，这样它们就可以有螺栓23，24夹紧在管1上，见图3。相比较，在图4-6所示的本发明的科氏质量流量传感器的第三变化形式的隔绝体4′，5′中，隔绝体4′，5′可以是一整体结构，这样它们可以通过焊接、钎焊或铜焊等固定在管件部上。
一激振器12大约、最好是准确地连在管或管件部的中部，激振器12在包含管或管件部11的轴线的一平面中以一第三振动模式激振管或管件部11；这由一双箭头表示。在图1和图4中，此平面即为纸面。
第三模式即其中在隔绝体4，5或4′，5′之间只同时产生两个振动节点和三个反节点的管或管件部11的振动。第三模式可以比做一振动管的第二谐波。
相比较，上述美国专利5,321,991中所述和使用的第二模式是在夹紧点之间只同时产生一个振动节点和两个反节点的管或管件部11的振动。第二模式可以比做一振动管的第一谐波。
在本发明中，第三模式的频率大约是第一模式频率的五倍，而第一模式是基本模式。基本模式具有一单一反节点以及在第一隔绝体的一第一节点和在第二隔绝体的一第二节点。
每个隔绝体4，5或4′，5′具有三个空间轴线，这只在图1-3中简单示出。第一轴线4x，5x位于振动平面中并平行于上述双箭头表示的弯曲方向。
第二轴线4y，5y垂直于第一轴线，与管件部11的轴线一致。第三轴线垂直于第一和第二轴线即管件部11的轴线。
轴线4x，4y，5x，5y在图1中可见并位于纸平面中。轴线4y，4z，5y，5z在图2中可见并位于纸平面中。轴线4x，5x，4z，5z在图3中可见并位于纸平面中，其中轴线4x，5x和轴线彼此交迭。
每个隔绝体4，5或4′，5′的几何形状和尺寸选择成其绕其第一轴线4x，5x的惯性面积矩至少比其绕其第三轴线4z，5z的惯性面积矩小一个数量级。因此，在图1和图2所示的实施例中，隔绝体4，5或4′，5′是窄而高的矩形平行六面体。
一第一感应件13和一第二感应件14在振动平面中固定在管件部11上，在上述以第三种振动模式的激励中其位置位于由从管1产生的一扰动引起的管件部11的一弯曲分别是一第一零位和一第二零位。
这些在管或管件部11上零位的位置可以根据经验容易地确定：如果激振器12固定在管或管件部11的中间，这些零位分别与隔绝体4，5相距相同的距离；在一均匀的测量管的情况下，此距离等于管件部长度的0.21。零位的各个位置与第三模式节点的各个位置没有关系，即这些位置彼此独立。
在图1和图4中感应件13，14是加速度传感器。但是不是必须使用加速度传感器，相比较，在下面的图7-16中其中使用位移或速度传感器。
一位移传感器提供一正弦信号，其相移相对于管或管件部的正弦运动为零。
一速度传感器提供一正弦信号，其相移相对于由激振器12引起的管或管件部11的正弦运动为90°。
一加速度传感器提供一正弦信号，其相移相对于由激振器12引起的管或管件部11的正弦运动为180°。
由于不论是由一加速度、速度或位移传感器提供这些传感器的信号均为正弦信号，可以使用常规的电子评估设备从感应件13，14的正弦信号之间的导流相位差或从这些正弦信号之间的时间间隔即从一时间差中获得精确表示质量流量的一个信号。
从管1产生的扰动会使隔绝体4和5分别在振动平面中绕第三轴线4z，5z扭曲。管件部11由此扭曲弯曲，从而产生上述第一和第二零位；在管件部11上的这些零位独立于隔绝体4，5的扭曲程度。
因此，如果根据本发明感应件13，14安装在这些零位上，它们就不会拾取任何在振动平面中产生扰动的信号成分，而且将提供没有扰动的测量信号。由于感应件13，14实际上只相应于在振动平面中的运动，在非振动平面中产生的扰动扭曲则对测量信号没有影响。
可以用例如在美国专利5,648,616中描述的一电路通过测量上述相位差而利用电子学的方法产生表示质量流量的信号。
图7示出本发明第二变化形式的科氏质量流量传感器或本发明第四变化形式的带有一单独的直管件部的科氏质量流量传感器的基本部件的一立体图，作为本发明的第三实施例。第二和第四变化形式导致使用本发明方法的第二变化形式。
在图7的实施例中，感应件是一第一位移或速度传感器13′和一第二位移或速度传感器14′。电动感应件特别使用于此实施例。由于位移或速度传感器在空间需要一固定点，传感器的一部分相对于此点可以移动，因此隔绝体4′具有一固定在其上的入口侧第一传感器支撑，其一轴线平行于管件部11的轴线。同样，其一轴线平行于管件部11的轴线的出口侧第二传感器支撑固定在隔绝体5′上。
传感器13′，14′要固定在管件部11上的零部件连接在上述产生扰动弯曲的零位上。传感器13′，14′的其他的零部件分别固定在传感器支撑15和16上。传感器支撑的尺寸尤其是其长度和/或截面积选择成如果管件部11以第三振动模式激励，由从管1产生的一扰动引起的传感器支撑15，16的弯曲分别在传感器13′，14′的安装点具有一第一零位和一第二零位。这些尺寸可以由实验容易地得到。
在图7中，隔绝体4′，5′具有一优选的三维形状。隔绝体4′包括一第一紧固件40，一第一中间件41，一第二中间件42，一第一方形端件43以及一第二方形端件44。第二中间件42几乎在图7中由紧固件40完全覆盖，参见箭头。
隔绝体5′包括一第二紧固件50，一第三紧固件51，一第四中间件52，一第三方形端件53以及一第四方形端件54。在此，相应于件42的中间件即中间件52清楚可见。
四个方形端件43，44，53，54的各个纵轴分别平行于管件部11的轴线。方形端件43，44的纵轴和管件部11的轴线位于一第二平面中，此平面垂直于管件部的振动平面(振动平面是上述的第一平面)。方形端件53，54的纵轴和管件部的轴线位于第二平面中。
中间件41，42，51，52具有比相连的方形端件43，44，53，54小的截面积。紧固件40，50安装在管1或测量管10上。为此，紧固件最好设计成可以通过紧固相连的螺栓20而夹紧在管或管件部上。
由于中间件，紧固件不能光滑地进入端件中，但在各个紧固件和各个端件之间一槽设置在顶面和底面上。这些槽防止在非振动平面中产生振动，即它们确保管或管件部实际只在振动平面中振动。
图8以俯视图和局部剖视图示出图7的细节，即示出带有上述两个功能部件的一电动感应件13″。固定在传感器支撑15上的部件是一线圈131，由于管或管件的产生振动的运动，连在管件部11或测量管上的一永磁铁152其中或多或少的深度，从而在线圈中产生一电压。
两个传感器13′，14′在设计和结构上是相同的。因此，如果传感器13′是一电动传感器，则传感器14′也是一电动传感器。
图9是本发明科氏质量流量传感器的一第四实施例的基本部件以及根据本发明的第四种变化形式在振动平面中弯曲的单独的管件部11′上的一安装的质量流量传感器的一立体图。
在图9中，振动平面是包含测量管10′的轴线、传感器支撑15，16的纵轴一管件部11′的轴线的平面；管件部11′的轴线也弯曲，但与管件的弯度一致并位于振动平面中；由激振器12′产生的振动由一双箭头表示。
图10是本发明科氏质量流量传感器的一第五实施例的基本部件以及根据本发明的第四种变化形式在垂直于振动平面中弯曲的单独的管件部11″上的一安装的质量流量传感器的一立体图。
在此，同图9一样，一第一平面由测量管10″的轴线和传感器15，16的纵轴限定。与图9的不同之处在于，管件部11″不在此平面中弯曲，而是在垂直于此的一第二平面中弯曲，而且也包括方形端件的43，44，53，54的纵轴。管件部的轴线则也以此弯曲。
为了激励管件部11″从一静止位置振动，激振器12″施加一平行于第一平面的力，参见双箭头。因此，管件部11″的弯曲轴线以及上述的第二平面绕与测量管10″的轴线相同的一转轴振动。
在带有单独的测量管的安装的科氏质量流量传感器中，测量管通常由一种适当的金属制成，特别是钛、锆或高级钢。
图11是根据本发明的第五种变化形式带有两个平行的直测量管101，102的一科氏质量流量传感器的基本部件的一立体图，作为第六实施例。在此，管件部111，112不在隔绝体之间延伸，而是在夹紧体4″，5″之间延伸。
测量管101，102的各个轴线也位于第一平面中，此平面是振动平面并且是两个测量管的对称轴线。
测量管101，102具有相同的内、外径以及相同的壁厚，并且由相同的材料制成，特别是钛、锆或高级钢。
具有相同质量的夹紧体4″，5′根据上述公式由距离L限定管件部111，112的长度，并例如由螺栓夹紧在测量管101，102上，为了简化图示螺栓在图中未示出。
一激振器12′固定在管件部111，112的中间，以一频率f在第一平面中激励管件部进入与第三模式相对的振动中，如果管件部充满一种流体，则频率f大约在500Hz与1000Hz之间。
激振器12′通常是包括两个可以彼此相对移动的部件的一电动激励器。它们可以例如设置在两个管件部111，112之间，这样它们要么彼此朝向要么彼此远离移动。在这种情况下，只需要一个激励器。
也可以对每个管件部连有一个单独的激励器，使得在振动平面中其中一个管件部在远离另一个管件部的各自的外侧与另一个管件部相对。激励器的各个不可动的部件则固定在一壳体上(在图11中未示出)；此壳体将参照图13和14描述。
一第一位移或速度传感器131′和一第二位移或速度传感器141′固定在管件部111和112上，其各自的位置是当管件部在第一振动模式中激励时，有从管的扰动产生的管件部的一弯曲分别具有一第一零位和一第二零位。
由于每个传感器131′，141′也包括两个可以彼此相对移动的部件，这些部件可以例如设置在两个管件部111，112之间，这样它们要么彼此朝向要么彼此远离移动。
也可以在每个管件部上在每个上述位置安装一单独的传感器，这样就有总共四个传感器。在每个这些位置上的两个传感器则固定在管件部上，使得可以在振动平面中其中一个管件部在远离另一个管件部的各自的外侧两个管件部彼此相对。各个不可动的传感器部件则固定在上述壳体上。
图12示出带由两个平行的弯测量管101′，102′的一安装的科氏质量流量传感器的基本部件的一立体图，作为第七实施例。在此，管件部111′，112′也不位于隔绝体之间，而是位于夹紧体4*，5*之间。
测量管101′的弯轴位于一个平面中，而测量管102′的弯轴位于与此平面垂直的一平面中。在这两个平面之间有一个对称平面。测量管101′，102′具有相同的内、外径以及相同的壁厚，并且由相同的材料制成，特别是钛、锆或高级钢。
具有相同质量的夹紧体4*，5*根据上述公式由距离L限定管件部111′，112′的长度，并例如由螺栓夹紧在测量管101′，102′上，为了简化图示螺栓在图中未示出。
一激振器12″固定在管件部111′，112′的中间，以一频率f在第一平面中激励管件部进入与第三模式相对的振动中，如果管件部充满一种流体，则频率f大约在500Hz与1000Hz之间。
应强调在此实施例中，不能限定振动平面，因为每个管件部111′，112′进行一扭转振动。管件部111′的扭转振动的转轴是一直线，它连接通过夹紧体4*，5*面对的表面的管件部111′轴线的穿入点。管件部112′的扭转振动的转轴是一直线，它连接通过夹紧体4*，5*面对的表面的管件部112轴线的穿入点。
由于在管件部111′，112′之间的空间关系，激振器12 ″在管件部111′，112′上施加一垂直指向上述对称平面的力。
在此实施例中，激振器12″最好也是包括两个可以彼此相对移动的部件的一电动激励器。它们可以例如设置在两个管件部111′，112′之间，这样它们要么彼此朝向要么彼此远离移动。在这种情况下，只需要一个激励器。
也可以对每个管件部连有一个单独的激励器，使得在振动平面中其中一个管件部在远离另一个管件部的各自的外侧与另一个管件部相对。激励器的各个不可动的部件则固定在一壳体上(在图11中未示出)；此壳体将参照图13和14描述。
一第一位移或速度传感器131 ″和一第二位移或速度传感器141″固定在管件部111′和112′上，其各自的位置是当管件部在第一振动模式中激励时，有从管的扰动产生的管件部的一弯曲分别具有一第一零位和一第二零位。
由于每个传感器131″，141″也包括两个可以彼此相对移动的部件，这些部件可以例如设置在两个管件部111′，112′之间，这样它们要么彼此朝向要么彼此远离移动。
也可以在每个管件部上在每个上述位置安装一单独的传感器，这样就有总共四个传感器。在每个这些位置上的两个传感器则固定在管件部上，使得可以在振动平面中其中一个管件部在远离另一个管件部的各自的外侧两个管件部彼此相对。各个不可动的传感器部件则固定在上述壳体上。
图13是根据图7至图10中任意一个实施例的包裹在一壳体17中的一安装的科氏质量流量传感器的一局部纵向剖视图。
壳体17可以具有在其端部由端板172和173关闭的一支撑管171的形状，其中固定有测量管10。在端板172，173外与管的连接以通常的方式进行。由于为此有许多种连接方法，例如法兰、螺栓或夹紧接头，连接方式在图13中就不示出。
一包含常规操作、驱动、计算以及显示电子设备的电子设备外壳19由连接件18安装在壳体17上。
图14是根据图11或图12的实施例包裹在一壳体17′中的一安装的科氏质量流量传感器的一局部纵向剖视图。
壳体17′可以具有在其端部分别由端盖174和175关闭的一支撑管171′的形状，每个端盖具有一与其一体形成的凸缘176，177。两个测量管101，102分别由歧管178，179连接在端盖174，175上以及凸缘176，177上。通过凸缘176，177，质量流量传感器一常规方式连接在管上。
尽管歧管178，179在图13中示出为烟囱形的装置，即从两个测量管101，102至管的名义直径连续过渡，但此设计不是唯一的。通常也可以使测量管的端部与管侧端部齐平，参见美国专利5,602,345。
一包含常规操作、驱动、计算以及显示电子设备的电子设备外壳19′由连接件18′安装在壳体17′上。
图15示出图13的细节，如上所述其中盖件牢固地固定在测量管10上。可以看见如上所述的四个螺栓，它们起在从外侧将紧固件40夹紧在测量管10上的作用。
端板172和测量管10的刚性紧固通常由钎焊、铜焊或熔焊取得，而且通常测量管由钛或锆制成，而盖件17由高级钢制成，参见图15中的焊接点。在图13的端板173上也由焊接点，但在图15中看不见。也可以将端板172，173热装收缩在测量管10上。
刚性紧固可以对钛和锆进行，因为这两种材料的导热长度的变化比高级钢要小。对一刚性紧固，可以允许钛或锆的测量管与高级钢盖件之间的温度差达到200℃。
图16示出图13的另一个细节，其中盖件17可以在测量管10的方向中移动。在此，测量管10和盖件17都由高级钢制成。由于高级钢的热膨胀系数大约是钛或锆的两倍，而高级钢的机械强度只有钛或锆的一半，因此高级钢的测量管的在高级钢的盖件上的刚性紧固允许的温度差减小到约上述值的四分之一，即约50℃。这样一种流量传感器是买不到的。
因此必须紧固测量管10以使它可以相对于端板172轴向移动。为此，图16的实施例包括两个O形圈25，26，它们安装在端板172的孔壁中，测量管10通过O形圈延伸。在图13的端板173也是如此，但在图16中看不见。
图17是激振器12的一放大的局部剖视图，其中带有一最好用于图1-10的实施例的一地震振动质量130。
激振器120包括一第一和一第二夹紧钳，由此激振器120夹紧在测量管10上。这种夹紧用螺栓123，124以及相连的螺母完成。
一带有中间永磁铁的磁杯125连在远离测量管的夹紧钳的侧面上。永磁铁伸入固定在一第一弹性钢板128的一侧上的一线圈中。地震振动质量130一方面连在弹性钢板128的另一侧上，另一方面连在一第二弹性钢板129上。
弹性钢板128，129也固定在螺栓123，124上，这样地震振动质量130夹紧在弹性钢板128，129之间并能与其一起振动。如果线圈127供有交变电流，起相对于磁杯125的运动将传递到测量管10上，测量管10将振动。
当选择包括地震振动质量130、弹性钢板128，129以及线圈127的振动设备的谐振特性时，必须在一谐振之上的调定和一谐振之下的调定之间作出选择。
“谐振之下的调定”意味着激振器120具有一在第三振动模式中小于三分之一各个管件部的频率f的机械谐振频率。这样一种尺寸选择使激振器的效率最优，但激振器是一低频源，会不利地影响科氏质量流量传感器的整个振动响应。
“谐振之上的调定”意味着激振器120具有一在第三振动模式中大于1.5倍各个管件部的频率f的机械谐振频率。在此情况下，激振器频率不是最优，但可以接受，与低频有关的问题就不会出现，而且激振器比谐振下的调定更紧凑。
在如图7-10，13，15以及16所示的单管安装的科氏质量流量传感器中，如果各个传感器支撑由与测量管相同的材料制成并且壁厚与测量管相同，则不论管件部的长度为多少，各个传感器支撑从相连的隔绝体突出的长度是管件部长度的3/10。
在附图中所示的管、测量管以及管件部当然同平常一样是圆柱形的。在临时性附图中的多边形是由于这些图是用一计算机系统绘制，其中圆形只能用多边形表示。

Claims (32)

1.一种基于科氏原理用于测量一至少暂时流过预先存在的永久安装的管(1)或流过要插入一管中的单独的测量管(10)的流体的质量流量的方法，所述的方法包括以下步骤：
—将具有相同质量的第一和一第二隔绝体(4，5；4′，5′)以彼此预定的间距L固定在管或测量管的外侧上，以限定形成一管或管件部(11，11′，11′)的一测量长度，每个相同的质量至少是管或管件部的质量的五倍；
—将一激振器(12)连在管或管件部的中间，所述激振器(12)以第三振动模式在包含管或管件部的轴线的第一平面中以频率f激励管或管件部，如果管或管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；
—由以下公式计算所述间距L：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4，其中：
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
其中，每个所述的隔绝体(4，5；4′，5′)具有一位于第一平面中的第一轴线(4x，5x)，与管或管件部轴线相同的第二轴线(4y，5y)以及垂直于第一和第二轴线的第三轴线(4z，5z)，并且具有绕第一轴线(4x，5x)的惯性面积矩，它比绕第三轴线(4z，5z)的惯性面积矩至少小一个数量级；
—将一第一加速度传感器和一第二加速度传感器(13，14)在各自的位置固定在管或管件部(11，10)上，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管(1)产生的一扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有第一零位和第二零位；
—在由第一加速度传感器(13)提供的第一传感器信号和由第二加速度传感器(14)提供的第二传感器信号之间确定一相位差；并
—从中得到与质量流量成比例的一信号。
2.一种基于科氏原理用于测量至少暂时流过预先存在的永久安装的管(1)或流过要插入一管中的单独的测量管(10)的流体的质量流量的方法，所述的方法包括以下步骤：
—将具有相同质量的一第一和一第二隔绝体(4，5；4′，5′)以彼此预定的间距L固定在管或测量管的外侧上，以限定形成一管或管件部(11，11′，11″)的一测量长度，每个相同的质量至少是管或管件部的质量的五倍；
—将一激振器(12)连在管或管件部的中间，所述激振器(12)以第三振动模式在包含管或管件部的轴线的第一平面中以频率f激励管或管件部，如果管或管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；
—由以下公式计算所述间距L：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4，其中：
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
其中，每个所述的隔绝体(4，5；4′，5′)具有位于第一平面中的第一轴线(4x，5x)，与管或管件部轴线相同的第二轴线(4y，5y)以及垂直于第一和第二轴线的第三轴线(4z，5z)，并且具有绕第一轴线(4x，5x)的惯性面积矩，它比绕第三轴线(4z，5z)的惯性面积矩至少小一个数量级；
—将一个入口侧的第一传感器支撑(15)固定在第一隔绝体(4)上，所述隔绝体(4)具有平行于管件部(11)或测量管(10)的轴线延伸的一纵轴；
—将一出入口侧的第二传感器支撑(16)固定在第二隔绝体(5)上，所述隔绝体(5)具有平行于管件部(11)或测量管(10)的轴线延伸的一纵轴；
—将一第一位移或速度传感器(13′)和一第二位移或速度传感器(14′)分别在各自的位置固定在第一传感器支撑或第二传感器支撑(15，16)上，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管(1)产生的扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有第一零位和第二零位；
—在由第一传感器(13′)提供的第一传感器信号和由第二传感器(14′)提供的第二传感器信号之间确定一相位差；并
—从中得到与质量流量成比例的一信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：使用一直的测量管(10)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：使用带有在第一平面中弯曲的管件部(11′)的一测量管(10′)。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：使用带有在第二平面中弯曲的管件部(11″)的一测量管(10″)。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：激振器是带有一地震振动质量(130)的一电动振荡式激振器(120)。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于：使用一直的测量管(10)。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于：使用带有在第一平面中弯曲的管件部(11′)的一测量管(10′)。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于：使用带有在第二平面中弯曲的管件部(11″)的一测量管(10″)。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于：激振器是带有一地震振动质量(130)的一电动振荡式激振器(120)。
11.一种基于科氏原理用于测量一至少暂时流过第一和第二测量管(101，102；101′，102′)的流体的质量流量的方法，其中，第一和第二测量管(101，102；101′，102′)设计成可以插入一管(1)中并相互平行，其各自的轴线位于第一平面中，第一和第二测量管(101，102；101′，102′)具有相同的内、外径以及相同的壁厚，而且由相同的材料制成，
所述的方法包括以下步骤：
—将具有相同质量的第一夹紧体和第二夹紧体(4″，5″；4*，5*)以彼此预定的间距L夹紧在第一和第二测量管上，以限定形成测量管的各个部件(111，112；111′，112′)的测量长度；
—将至少一个激振器(12′；12′)连接在每个管件部的中间，所述激振器在第一平面中以频率f激励管或管件部使其进入与第三模式振动相反的振动模式中，如果管或管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；
—由以下公式计算所述间距L：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4，其中，
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
—将一第一位移或速度传感器(131′，131″)和一第二位移或速度传感器(141′，141″)分别在各自的位置固定在管件部之间，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管产生的一扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有第一零位和第二零位；
—在由第一传感器提供的第一传感器信号和由第二传感器提供的第二传感器信号之间确定一相位差；并
—从中得到与质量流量成比例的一信号。
12.一种科氏质量流量传感器，其由一个流体至少暂时流过的一预先存在的永久安装的管(1)形成，其特征在于包括：
—具有相同质量的第一和一第二隔绝体(4，5；4′，5′)，两者以彼此预定的间距L固定在管的外侧上，以便限定形成一管件部(11)的一测量长度，每个相同的质量至少是管件部的质量的五倍；
—一连在管件部的中间的激振器(12)，所述激振器(12)以第三振动模式在包含管件部的轴线的第一平面中以频率f激励管件部，如果管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4，其中，
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
其中，每个所述的隔绝体(4，5)具有位于第一平面中的第一轴线(4x，5x)，与管或管件部轴线相同的第二轴线(4y，5y)以及垂直于第一和第二轴线的第三轴线(4z，5z)，并且具有一绕第一轴线(4x，5x)的惯性面积矩，它比绕第三轴线(4z，5z)的惯性面积矩至少小一个数量级；
—一第一加速度传感器和一第二加速度传感器(13，14)，其在各自的位置固定在管或管件部(11，10)上，如果管或管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管(1)产生的一扰动引起的管或管件部的弯曲分别具有第一零位和第二零位。
13.一种科氏质量流量传感器，其由一个流体至少暂时流过的一预先存在的永久安装的管(1)形成，其特征在于包括：
—具有相同质量的第一和一第二隔绝体(4，5；4′，5′)，其以彼此预定的间距L固定在管(1)的外侧上，以限定形成一管或管件部(11，11′，11″)的一测量长度，每个相同的质量至少是管件部的质量的五倍；
—一连在管或管件部的中间的激振器(12)，所述激振器(12)以第三振动模式在包含管或管件部的轴线的第一平面中以频率f激励管件部，如果管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4，其中，
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
其中，每个所述的隔绝体(4，5)具有位于第一平面中的第一轴线(4x，5x)，与管或管件部轴线相同的第二轴线(4y，5y)以及垂直于第一和第二轴线的第三轴线(4z，5z)，并且具有一绕第一轴线(4x，5x)的惯性面积矩，它比绕第三轴线(4z，5z)的惯性面积矩至少小一个数量级；所述第一隔绝体(4)具有一个固定在其上的入口侧的第一传感器支撑(15)，所述第一传感器支撑(15)具有平行于管件部(11)的轴线的一纵轴；所述第二隔绝体(5)具有一个固定在其上的出口侧的第二传感器支撑(16)，所述第二传感器支撑(16)具有平行于管件部(11)的轴线的一纵轴；
—一第一位移或速度传感器(13′)和一第二位移或速度传感器(14′)，其分别在各自的位置固定在第一传感器支撑或第二传感器支撑上，如果管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管(1)产生的一扰动引起的管的弯曲分别具有第一零位和第二零位。
14.一种科氏质量流量传感器，其被设计成插入一个流体至少暂时流过的管中，其特征在于包括：
—一测量管(10)；
—具有相同质量的第一和第二隔绝体(4，5；4′，5′)，其以彼此预定的间距L固定在测量管的外侧上，以限定形成一管件部(11，11′，11″)的一测量长度，每个所述相同的质量至少是管件部的质量的五倍；
—一连在管件部的中间的激振器(12)，所述激振器(12)以第三振动模式在包含管件部的轴线的第一平面中以频率f激励管件部，如果管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4，其中，
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
其中，每个所述的隔绝体(4′，5′)具有位于第一平面中的第一轴线(4x，5x)，与管或管件部轴线相同的第二轴线(4y，5y)以及垂直于第一和第二轴线的第三轴线(4z，5z)，并且具有一绕第一轴线(4x，5x)的惯性面积矩，它比绕第三轴线(4z，5z)的惯性面积矩至少小一个数量级；
—一第一加速度传感器(13)和一第二加速度传感器(14)，其分别在各自的位置固定在管件部上，如果管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管(1)产生的一扰动引起的管件部的弯曲分别具有第一零位和第二零位。
15.一种科氏质量流量传感器，其被设计成插入一个流体至少暂时流过的管中，其特征在于包括：
—一测量管(10)；
—具有相同质量的一第一和一第二隔绝体(4′，5′)，其以彼此预定的间距L固定在测量管的外侧上，以限定形成一管件部(11)的一测量长度，每个相同的质量至少是管件部的质量的五倍；
—一连在管件部的中间的激振器(12)，所述激振器(12)以第三振动模式在包含管件部的轴线的第一平面中以频率f激励管件部，如果管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4，其中，
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
其中，每个所述的隔绝体(4′，5′)具有位于第一平面中的第一轴线(4x，5x)，与管或管件部轴线相同的第二轴线(4y，5y)以及垂直于第一和第二轴线的第三轴线(4z，5z)，并且具有一绕第一轴线(4x，5x)的惯性面积矩，它比绕第三轴线(4z，5z)的惯性面积矩至少小一个数量级；所述第一隔绝体(4′)具有一个固定在其上的入口侧的第一传感器支撑(15)，所述第一传感器支撑(15)具有平行于测量管(10)的轴线的一纵轴；所述第二隔绝体(5′)具有一个固定在其上的出口侧的第二传感器支撑(16)，所述第二传感器支撑(16)具有平行于测量管(10)的轴线的一纵轴；
—一第一位移或速度传感器(13′)和一第二位移或速度传感器(14′)，其分别在各自的位置固定在第一传感器支撑或第二传感器支撑上，如果管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管(1)产生的一扰动引起的管的弯曲分别具有第一零位和第二零位。
16.如权利要求12所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：测量管是直的。
17.如权利要求12所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：测量管在第一平面中在隔绝体(4，4′；5，5′)之间弯曲。
18.如权利要求12所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：测量管在第二平面中在隔绝体(4，4′；5，5′)之间弯曲。
19.如权利要求12所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：激振器是带有一地震振动质量(130)的一电动振荡式激励器(120)。
20.如权利要求13所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：测量管是直的。
21.如权利要求13所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：测量管在第一平面中在隔绝体(4，4′；5，5′)之间弯曲。
22.如权利要求13所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：测量管在第二平面中在隔绝体(4，4′；5，5′)之间弯曲。
23.如权利要求13所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：激振器是带有一地震振动质量(130)的一电动振荡式激励器(120)。
24.如权利要求14所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：测量管是直的。
25.如权利要求14所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：测量管在第一平面中在隔绝体(4，4′；5，5′)之间弯曲。
26.如权利要求14所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：测量管在第二平面中在隔绝体(4，4′；5，5′)之间弯曲。
27.如权利要求14所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：激振器是带有一地震振动质量(130)的一电动振荡式激励器(120)。
28.如权利要求15所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：测量管是直的。
29.如权利要求15所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：测量管在第一平面中在隔绝体(4，4′；5，5′)之间弯曲。
30.如权利要求15所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：测量管在第二平面中在隔绝体(4，4′；5，5′)之间弯曲。
31.如权利要求15所述的科氏质量流量传感器，其特征在于：激振器是带有一地震振动质量(130)的一电动振荡式激励器(120)。
32.一种科氏质量流量传感器，其被设计成插入一个流体至少暂时流过的管中，其特征在于包括：
—一第一和一第二测量管(101，102；101′，102′)，其中，第一和第二测量管(101，102；101′，102′)相互平行，其各自的轴线位于第一平面中，第一和一第二测量管(101，102；101′，102′)具有相同的内、外径以及相同的壁厚，而且由相同的材料制成，
—具有相同质量的第一夹紧体和第二夹紧体(4″，5′；4*，5*)，其以彼此预定的间距L夹紧在第一和第二测量管上，以限定形成测量管的各个部件(111，112；111′，112′)的测量长度；
—连接在管件部的中间的至少一个激振器(12′；12″)，所述激振器在第一平面中以频率f激励管件部使其进入与第三模式振动相反的振动模式中，如果管件部充有一种流体，频率f位于大约500Hz和1000Hz之间；所述间距L由以下公式计算：
L＝5.5·21/2·(2πf)-1/2·{E(r4 a-r4 i)/(dM+dF)}-1/4，其中，
ra是管或管件部的外径；
ri是管或管件部的内径；
E是管或管件部的材料的弹性模量；
dM是管或管件部的材料的密度与管或管件部的壁的截面积的乘积，而
dF是流体的平均密度与管或管件部的管腔的截面积的乘积；
—一第一位移或速度传感器(131′，131′)和一第二位移或速度传感器(141′，141″)，其分别在各自的位置固定在管件部之间，如果管件部以第三振动模式激励，在此位置上由从管产生的一扰动引起的管件部的弯曲分别具有第一零位和第二零位。
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