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Die
Erfindung betrifft einen, beispielsweise als Coriolis-Massendurchfluß-Meßaufnehmer
ausgebildeten, Meßaufnehmer
vom Vibrationstyp für
ein dem Messen eines in einer Leitung strömenden Mediums dienendes In-Line-Meßgerät.
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In
der industriellen Meß-
und Automatisierungstechnik werden zum hochgenauen Erfassen von
Prozeß-Meßgrößen in Leitungen,
insb. Rohrleitungen, strömender
Medien, insb. zum Erfassen strömungsdynamischer
und/oder rheologischer Meßgrößen, oftmals
In-Line-Meßgeräte mit einem
Meßaufnehmer
vom Vibrationstyp verwendet, der wenigstens ein mit der mediumsführenden
Rohrleitung kommunizierendes, im Betrieb vibrierendes Meßrohr aufweist.
Aufbau, Wirkungsweise sowie Anwendungsmöglichkeiten solcher Meßaufnehmer
vom Vibrationstyp sind u.a. in der US-A 41 27 028, der US-A 45 24
610, der US-A 47 68 384, der US-A 47 93 191, der US-A 48 23 614,
der US-A 52 53 533, der US-A 53 01 557, der US-A 56 10 342, der
US-A 60 06 609, der US-A 60 47 457, der US-B 61 68 069, der US-B 63 14 820, der
US-B 63 52 196, der US-B 63 97 685, der US-B 64 50 042, der US-B
64 87 917, der US-B 65 16 674, der US-B 65 19 828, der US-B 65 23
421, der US-B 65 98 281, der US-B 66 66 098, der US-B 66 98 644,
der US-B 67 11 958, der US-A 67 69 163, der US-B 68 07 866, der
WO-A 03/048693 oder der der WO-A 05/050144 ausführlich und detailliert beschrieben.
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Meßaufnehmer
vom Vibrationstyp dienen bekanntlich dazu, im Zusammenspiel mit
einer daran angeschlossenen Meßgerät-Elektronik
in dem momentan im wenigstens einen Meßrohr geführten Medium mit der zu messenden
Prozeß-Meßgröße entsprechend
korrespondierende Reaktionskräfte,
wie z.B. mit einem Massendurchfluß korrespondierende Corioliskräfte, mit
einer Dichte korrespondierende Trägheitskräfte oder mit einer Viskosität korrespondierende
Reibungskräfte
etc., zu erzeugen und von diesen abgeleitet ein mit der der Prozeß-Meßgröße, beispielsweise
dem jeweiligen Massedurchfluß,
der jeweilige Viskosität
und/oder der jeweilige Dichte des Mediums, entsprechend korrespondierendes
Meßsignal
zu erzeugen. Das wenigstens eine Meßrohr des Meßaufnehmers
ist dafür üblicherweise
mediumsdicht, insb. druckdicht, und zumeist auch dauerhaft in den
Verlauf der das Medium führenden
Rohrleitung, z.B. mittels entsprechender Flanschanschlüsse, eingesetzt.
Zum schwingfähigen
Haltern des wenigstens eine Meßrohrs
ist ferner ein im Vergleich dazu zumeist sehr biegesteif ausgeführtes, rohr-
oder rahmenförmiges
Trägerelement,
beispielsweise aus Stahl, vorgesehen, das ein- und auslaßseitig
an das jeweilige Meßrohr
mechanisch gekoppelt, beispielsweise direkt daran fixiert, ist.
Das Trägerelement kann,
wie bei derartigen Meßaufnehmern üblich und auch
dem oben genannten Stand der Technik ohne weiteres entnehmbar, mittels
entsprechend von außen
angebrachten Abdeckungen, wie z.B. rohrabdeckenden Kappen oder seitlich
angebrachten Blechen, zum bereits erwähnten Meßaufnehmer-Gehäuse komplettiert
oder auch selbst als Meßaufnehmer-Gehäuse ausgebildet
sein.
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Zum
Antreiben des wenigstens einen Meßrohrs umfassen Meßaufnehmer
der beschriebenen Art weiters eine mit der jeweiligen Meßgerät-Elektronik
elektrisch verbundene Erregeranordnung mit einem auf das Meßrohr mechanisch
einwirkenden, insb. elektro-dynamischen oder elektromagnetischen,
Schwingungserreger. Im Betrieb wird die Erregeranordnung von der
Meßgerät-Elektronik
mittels entsprechender Erregersignale in geeigneter Weise so angesteuert,
daß das
Meßrohr
zumindest temporär
Vibrationen, insb. Biegeschwingungen und/oder Torsionsschwingungen, ausführt. Des
weiteren ist eine Schwingungsmeßsignale
liefernden Sensoranordnung vorgesehen, die zumindest bei Verwendung des
Meßaufnehmers
als Coriolis-Massendurchfluß-Meßaufnehmer
wenigstens zwei voneinander beabstandete, auf einlaß- bzw.
auslaßseitige
Vibrationen des Meßrohrs
reagierende Sensorelemente aufweist.
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Neben
der Möglichkeit
des gleichzeitigen Messens mehrerer solcher Prozeßgrößen strömender Medien,
insb. des Massendurchflusses, der Dichte und/oder der Viskosität, mittels
ein und desselben Meßgeräts besteht
ein weiterer wesentlicher Vorteil von In-Line-Meßgeräten mit Meßaufnehmern vom Vibrationstyp
u.a. darin, daß sie
innerhalb vorgegebener Betriebsgrenzen eine sehr hohe Meßgenauigkeit bei
vergleichsweise geringer Störempfindlichkeit
aufweisen. Darüber
hinaus kann ein solches Meßgerät für praktisch
jedes fließ-
oder strömunsgfähige Medium
verwendet und in einer Vielzahl verschiedenster Anwendungsbereiche
der Meß-
und Automatisierungstechnik eingesetzt werden.
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Bei
In-Line-Meßgeräten der
beschriebenen Art, die als Coriolis-Massendurchflußmesser eingesetzt werden,
ermittelt die jeweilige Meßgerät-Elektronik im Betrieb
u.a. eine Phasendifferenz zwischen den beiden von den Sensorelementen
gelieferten Schwingungsmeßsignalen
und gibt die Meßgerät-Elektronik
an ihrem Ausgang ein davon abgeleitetes Meßwertsignal ab, das einen mit
dem zeitlichen Verlauf des Massendurchflusses korrespondierenden
Meßwert
darstellt. Soll, wie bei derartigen In-Line-Meßgeräten üblich, auch die Dichte des
Mediums gemessen werden, so ermittelt die Meßgerät-Elektronik dafür anhand
der Schwingungsmeßsignale
weiters eine momentane Schwingfrequenz der Meßrohre. Außerdem kann beispielsweise
auch die Viskosität
des Mediums anhand der zur Aufrechterhaltung von den Meßrohr-Schwingungen erforderlichen
Leistung, insb. einem entsprechenden Erregerstrom für die Erregeranordnung,
gemessen werden.
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Zum
Betrieb des Meßaufnehmers,
insb. auch zur Weiterverarbeitung oder Auswertung des wenigstens
einen Meßsignals,
ist dieser, wie bereits angedeutet, mit einer entsprechenden Meßgerät-Elektronik
elektrisch verbunden. In der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik
ist diese Meßgerät-Elektronik
zudem oftmals über
ein angeschlossenes Datenübertragungs-System
mit anderen Meßgeräten und/oder
mit einem entfernten Zentralrechner verbunden, wohin sie die Meßwertsignale,
z.B. via digitalen Daten-Bus, sendet. Als Datenübertragungs-Systeme dienen
hierbei oftmals, insb. serielle, Bus-Systeme, wie z.B. PROFIBUS-PA,
FOUNDATION FIELDBUS sowie die entsprechenden Übertragungs-Protokolle. Mittels
des Zentralrechner können die übertragenen
Meßwertsignale
weiterverarbeitet und als entsprechende Meßergebnisse z.B. auf Monitoren
visualisiert und/oder in Steuersignale für entsprechende Stellglieder,
wie z.B. Magnet-Ventile, Elektro-Motoren
von Pumpen etc., umgewandelt werden. Zur Aufnahme der Meßgerät-Elektronik
umfassen solche In-Line-Meßgeräte ferner
ein Elektronik-Gehäuse,
das, wie z.B. in der WO-A 00/36379 vorgeschlagen, vom Meßaufnehmer
entfernt angeordnet und mit diesem nur über eine flexible Leitung verbunden
sein kann oder das, wie z.B. auch in der EP-A 1 296 128 oder der
WO-A 02/099363 gezeigt, direkt am Meßaufnehmer, insb. auf einem
den Meßaufnehmer
einhausenden Meßaufnehmer-Gehäuse, angeordnet
ist.
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Bei
Meßaufnehmern
der beschriebenen Art haben sich im wesentlichen zwei Arten von
Rohrformen am Markt etabliert, nämlich
einerseits im wesentlichen gerade Meßrohre und andererseits im
wesentlichen in einer Rohrebene gebogene Meßrohre, unter denen die im
wesentlichen S-, U- oder V-förmigen
die wohl am meisten verwendeten sind. Insbesondere bei dem Messen
von Massedurchflüssen dienenden
Coriolis-Massedurchfluss-Meßaufnehmern
werden bei beiden Arten von Rohrformen aus Symmetriegründen zumeist
zwei im Ruhezustand im wesentlichen parallel zueinander verlaufende
und zumeist auch parallel vom Medium durchströmte Meßrohre verwendet. Hierzu kann
exemplarisch auf die US-A 41 27 028, die US-A 47 68 384, die US-A 47
93 191, US-A 53 01 557, die US-A 56 10 342, US-A 57 96 011 oder
US-B 64 50 042 auf die verwiesen werden.
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Neben
Meßaufnehmern
mit einer solchen Doppel-Meßrohranordnung
sind aber auch Meßaufnehmer
mit einem einzigen geraden oder gebogenen Meßrohr seit längerem am
Markt erhältlich.
Derartige Meßaufnehmer
vom Vibrationstyp mit einem einzigen Meßrohr sind z. B. in der US-A
45 24 610, der US-A 48 23 614, der US-A 52 53 533, der US-A 60 06
609, der US-A 60 47 457, der US-A 61 68 069 der US-B 63 14 820,
der US-B 63 97 685, der US-B 64 87 917, der US-B 65 16 674, der
US-B 66 66 098, der US-B 66 98 644, der US-B 67 11 958, der US-B
68 07 866, der WO-A 03/048693 oder der WO-A 05/050144 beschrieben.
Jeder der darin in der gezeigten Meßaufnehmer umfaßt u.a.
ein ein einlaßseitiges
sowie ein auslaßseitiges
Ende aufweisenden, zumindest zeitweise vibrierenden Meßrohr, beispielsweise
aus Stahl, Titan, Tantal oder Zirkonium oder geeigneten Legierungen
mit einem oder mehreren der vorgenannten Metallen, zum Führen des
zu messenden Mediums.
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Für den vorbeschriebenen
Fall, daß es
sich bei dem verwendeten Meßaufnehmer
um einen solchen mit einem einzigen Meßrohr handelt, sind im Meßaufnehmer
zudem ein, insb. schwingfähig
im Meßaufnehmer-Gehäuse aufgehängtes, am
Meßrohr
fixierter Gegenschwinger vorgesehen, der abgesehen vom Haltern des
Schwingungserregers und der Sensorelemente, dazu dient, das vibrierende Meßrohr von
der angeschlossenen Rohrleitung schwingungstechnisch zu entkoppeln.
Der zumeist aus kostengünstigem
Stahl gefertigte – praktisch auch
als inneres Trägerelement
dienende – Gegenschwinger
kann dabei z.B. als ein koaxial zum Meßrohr angeordneter rohrförmiger Kompensationszylinder
oder kastenförmiger
Tragrahmen ausgeführt sein.
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An
die in der industriellen Meß-
und Automatisierungstechnik verwendeten Meßaufnehmer vom Vibrationstyp
werden sehr hohe Anforderungen hinsichtlich der Meßgenauigkeit
gestellt, die üblicherweise
im Bereich von etwa 0,1 % des Meßwerts und/oder 0,01 % vom
Meßendwert
liegt. Dafür
ist im besonderen eine sehr hohe Stabilität des Nullpunkts wie auch eine
sehr hohe Robustheit der gelieferten Meßsignale erforderlich, besonders
auch bei sich im Betrieb erheblich ändernden Umgebungs-, Einspann-
und/oder Betriebsbedingungen. Wie bereits in den erwähnten US-A
5610342, der US-A 60 47 457, der US-A 61 68 069, der US-B 65 19
828, der US-B 65 98 281, der US-A 66 98 644, der US-B 67 69 163,
der WO-A 03/048693 oder der WO-A 05/050144 eingehend diskutiert,
ist dabei im besonderen auch der mechanischen Festigkeit, insb.
der Wechselfestigkeit, eine erhebliche Bedeutung beizumessen, mit
der das wenigstens eine Meßrohr
am wenigstens einen Trägerelement
fixiert ist. Abgesehen davon, daß davon die Betriebssicherheit
des gesamten Meßgeräts abhängig können bereits
geringste Abweichung der Festigkeit dieses Verbindung von der beim
Kalibrieren vorgefundenen Situation zu dem auch erhebliche, nicht
mehr beherrschbare Schwankungen des Nullpunkts und somit praktisch
unbrauchbare Meßsignale
zur Folge haben. Üblicherweise
können
solche, auf Entfestigungen im Meßaufnehmer zurückzuführenden
Nullpunktfehler zufriedenstellend lediglich durch Einbau eines neuen In-Line-Meßgeräts behoben
werden.
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Einen
erheblichen Einfluß auf
die Meßgenauigkeit
im allgemeinen und die Stabilität
des Nullpunkts im besonderen hat, wie auch bereits in der US-A 56 10
342, der US-A 60 47 457, der US-B 61 68 069, der US-A 65 98 281,
der US-B 66 34 241 oder auch der WO-A 03/048693 ausführlich diskutiert,
die für
die Befestigung des Meßrohrs
innerhalb des äußeren Trägerelements
und dem ggf. vorhanden Gegenschwinger angewandte Fügtechnik.
Traditionell werden die Meßrohre
und Trägerelement
zumindest anteilig aneinander stoffschlüssig durch Löt- und/oder
Schweißverbindungen
fixiert. So ist beispielsweise bereits in der US-A 48 23 614 beschrieben,
daß die
jeweilige Ende des einen Meßrohrs
in eine jeweilige Bohrung eines einlaßseitigen bzw. eines auslaßseitigen
Endstücks
des Trägerelements eingesteckt
und darin durch stirnseitiges und/oder rückseitiges Schweißen, Löten oder
Hartlöten
fixiert sind, vgl. die in einigen der Figuren zu sehenden Materialwülste. Die
Endstücke
sind ihrerseits in einem Mantelrohr des äußeren Trägerelements fixiert. Weitere
Beispiele für
solche stoffschlüssigen
Verbindungen von Meßrohr
und Trägerelement
sind u.a. auch in der US-B 61 68 069, der US-B 63 52 196, der US-B 65
19 828, der US-B 65 23 421, der US-B 65 98 281, der US-B 66 98 644
oder der US-B 67 69 163 gezeigt.
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Wie
in der US-A 56 10 342 beschrieben, hinterläßt die während des erwähnten Schweißens, Lötens oder
Hartlöten
nötige
Wärmezufuhr
an den Fixierstellen der Meßrohre
mit den Endstücken
nach dem Abkühlen
einen mechanischen Spannungszustand, der zu Spannungsriß-Korrosion
führen
kann, die die Fügestelle
und/oder das Meßrohr-Material mehr
oder weniger schwächen
können.
Als ein weiteres Problem solcher stoffschlüssigen Schweiß- oder
Lötverbindungen
sind in der US-B 65 19 828 oder der US-B 65 98 281 auch materialverschleißende Schwingungsreibungen
im Bereich der Fügestellen
genannt. Darüber
hinaus können
sich, wie auch der US-A 60 47 457, der US-B 61 68 069, der US-B 63
52 196, der US-B 65 98 281, der US-B 66 34 241, der US-B 65 23 421
oder der US-B 66 98 644 entnehmbar, im besonderen bei der Verwendung
von unterschiedlichen Metallen für
Trägerelement
und Meßrohr,
beispielsweise Stahl und Titan, Probleme hinsichtlich der Dauerfestigkeit
der dann verwendeten Lotverbindungen auftreten, die sich u.a. auf
unzureichende Benetzung und/oder in radialer Richtung wechselnde
mechanische Beanspruchungen der Fügestellen zurückführen lassen.
Infolgedessen ist oftmals eine Verringerung der nominellen Auszugsfestigkeit
des Meßrohrs
aus dem Trägerelement
zu verzeichnen. Des weiteren sind an wärmebehandelten Meßrohren
durchaus auch tiefgehende Veränderungen
des Material selbst zu verzeichnen, sei es nun hinsichtlich der
Gefügestruktur
oder der chemischen Zusammensetzung. Damit einhergehend ist mit
erheblichen Veränderungen
der für
die Schwingungseigenschaften wie auch für die Bauteilfestigkeit des Meßaufnehmers
relevanten Materialparameter, wie z.B. des Elastizitätsmoduls,
der Bruchfestigkeit, der Duktilität etc. zu rechnen. Dies kann
im besonderen die Verwendungsmöglichkeiten
von Meßaufnehmern der
beschriebenen Art in Anwendungsbereichen mit extrem hohen oder tiefen
Mediumstemperaturen und/oder erheblichen Temperaturschwankungen
wie auch in Anwendungsbereichen mit extrem hohen Mediumsdrücken von
weit über
500 bar erheblich beeinträchtigen.
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Zur
Verbesserung der Dauerfestigkeit von Meßaufnehmern der beschriebenen
Art wurde in der bereits erwähnten
US-A 56 10 342 wie auch der WO-A 03/048693 jeweils ein Fixier-Verfahren
für Meßrohre in
Endstücken
des Trägerelement
vorgeschlagen, bei dem jedes Ende des Meßrohrs in eine entsprechende
Bohrung eines einlaßseitigen
bzw. eines auslaßseitigen
Endstücks
eingesteckt und mittels eines in das Ende eingebrachten Walz-Werkzeugs mit der
Innenwand der Bohrung, insb. ohne Wärmezufuhr, verpreßt werden,
wodurch eine hochfeste Reibschlußverbindung zwischen dem ersten und
dem zweiten Bauteil gebildet wird. Ein für dieses Verfahren entsprechend
geeignetes Walz-Werkzeug ist beispielsweise auch in der US-A 40 90 382 im Rahmen
eines Verfahrens zum Fertigen von Boilern oder Wärmetauschern beschrieben.
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Eine
weitere Möglichkeit
zur Herstellung solcher mittels hochfester Reibschluß gebildeten
Verbindungen zwischen Meßrohr
und Trägerelement
besteht, wie z.B. auch in der US-A 60 47 457 vorgeschlagen, darin,
daß das
Endstück,
nach dem es auf das Meßrohr
aufgeschoben bzw. aufgesteckt worden ist, mittels eines Preß-Werkzeuges
von außen
zusammendrückt
und dabei unterhalb einer Rekristallisationstemperatur des Endstück-Materials,
insb. bei Raumtemperatur, gemischt plastisch-elastisch verformt
wird. Die dafür
aufgewendeten Verformungskräfte
sind dabei jeweils so ausgebildet, daß das Meßrohr im wesentlichen keine
Querschnittsverjüngungen
und/oder -verengungen erfährt,
so daß ein initialer
Innen-Durchmesser des Meßrohrs
auch nach dem Fixieren praktisch durchgängig unverändert erhalten bleibt. Eine
für das
Verpressen entsprechend geeignete Vorrichtung ist beispielsweise
in der US-A 37 45 633 gezeigt. Alternativ oder in Ergänzung zum plastisch-elastischen
Verpressen kann ein solches mittels Reibschluß gebildeter Verbund beispielsweise
auch dadurch hergestellt werden, daß, wie z.B. in der US-B 65
98 281 oder der US-B 65 19 828 gezeigt, ein entsprechender Metallkörper – sei es
nun vorgenanntes Endstück
oder eine auf dem Meßrohr
plazierte Metallhülse
etc. – auf
das Meßrohr
thermisch aufgeschrumpft oder, wie auch in der WO-A 05/050144 gezeigt,
das Endstück
unter Zwischenlage elastisch verformbarer Klemmelemente mit dem Meßrohr verspannt
wird.
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Weiterführend ist
in der US-B 65 98 281 oder der US-B 65 19 828 diskutiert worden,
daß auch
bei rein reibschlüssigen
Preßverbindungen
aufgrund von Schwingungsreibung ein allfälliges Entfestigen des Verbund-Systems
nicht immer sicher vermieden werden kann. Überdies können solchen Schwingungsreibungen
die Materialien des Verbund-Systems im Bereich der einander kontaktierenden
Oberflächen korrodieren
lassen. Des weiteren können,
wie der WO-A 03/048693 entnehmbar, die üblicherweise unterschiedlichen
Ausdehnungsverhalten der erwähnten
Endstücke
und der darin jeweils eingespannten Rohrsegmente des Meßrohrs dazu
führen,
daß die durch
das Endstück
auf das Meßrohr
ausgeübten Einspannkräfte bei
Temperaturschwankungen, insb. bei allfälligen Temperaturschocks wie
sie z.B. bei turnusmäßig durchgeführten Reinigungsmaßnahmen mit
extrem heißen
Spül-Flüssigkeiten
auftreten können,
unter einen kritischen Wert sinken können. Dies wiederum kann bedeuten,
daß das
Endstück
und das Meßrohr
aufgrund von thermisch bedingten Ausdehnungen stellenweise den durch
das Walzen, Pressen oder Aufschrumpfen herbeigeführten mechanischen Kontakt
verlieren und somit die Preßverbindung
in unzulässigem
Maße entfestigt
werden können.
Infolgedessen können
wiederum die Auszugsfestigkeit des Meßrohrs aus dem jeweiligen Endstück sinken und
insoweit auch mit derartigen Preßverbänden die geforderte hohe Nullpunktstabilität des Meßaufnehmers
nicht ohne weiteres sichergestellt werden. Zur Behebung der durch
Schwingungsreibung zwischen Meßrohr
und jeweiligem Endstück
verursachten Mängel
in Meßaufnehmern
der beschriebenen Art wird in der US-B 65 98 281 bzw. der US-B 65
19 828 vorgeschlagen, die zugehörigen
Bauteile nach dem Herstellen des Preßverbandes, insb. unter Verwendung
eines als Zwischenlage dienenden Füllmaterials, zusätzlich miteinander
zu verschweißen,
was allerdings ggf. die oben erwähnten,
mit Schweißverbindungen
einhergehenden Probleme erneut aufwerfen kann. Demgegenüber wird
in der WO-A 03/048693 vorgeschlagen, eine erhöhte Verdreh-Festigkeit von Meßrohr und
Endstück
dadurch zu erreichen, daß eine
in Richtung der Längsachse
des Verbund-System
verlaufende Nut in die Innenwand des Endstücks eingeformt ist, die unter
Bildung eines in einer Umfangrichtung wirkenden Formschluß ein Verdrehen des
Meßrohrs
gegenüber
dem Endstück
wirksam verhindern kann. Allerdings kann auch diese Verbindung,
insb. bei Anwendung in einem Meßaufnehmer mit
zumindest zeitweise Biegeschwingungen ausführendem Meßrohr, eine Verringerung der
nominellen Auszugsfestigkeit erfahren, sei es durch Schwingungsreibung
und/oder durch thermisch bedingtes Dehnen.
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Neben
der Stabilität
des Nullpunktes hat nicht zuletzt auch die Empfindlichkeit des Meßaufnehmers
einen erheblichen Einfluß auf
die Genauigkeit mit der die jeweilige Prozeß-Meßgröße gemessen wird. Trotzdem
davon auszugehen ist, daß Meßgerät-Elektroniken
von In-Line-Meßgeräten der
beschriebenen Art immer leistungsfähiger und insoweit immer präziser werden,
ist in diesem Zusammenhang aber nach wie vor auch der mechanischen Empfindlichkeit
des Meßaufnehmers
eine immense Bedeutung für
die Meßgenauigkeit
bei zu messen. Die mechanische Empfindlichkeit wiederum hängt neben
der Länge
des Meßrohrs
sehr stark auch vom Verhältnis
des Innen-Durchmessers des Meßrohrs zu
dessen Wandstärke
ab. Allerdings kann umgekehrt das Material des Meßrohrs bei
im Hinblick auf den Betriebsdruck zu geringer Wandstärke lokal
bis über
die Fließgrenze
beansprucht werden, was wiederum eine Herabsetzung der Bruchfestigkeit
des Meßrohrs
insgesamt bedingen würde.
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Bei
der Dimensionierung von Meßaufnehmern
der beschriebenen Art ergibt sich insoweit ein Konflikt dahingehend,
daß einerseits
eine hohe Festigkeit für
das Meßrohr
sicherzustellen und somit je nach verwendetem Material eine entsprechend
große
Wandstärke
für das
Meßrohr
zu wählen
ist. Anderseits ist jedoch die Wandstärke aufgrund der erforderlichen
hohen Meßempfindlichkeit
möglichst
gering zu halten. Dies führt
im Ergebnis dazu, daß Meßaufnehmer
der beschriebenen Art bislang überwiegend
für Anwendungen
mit niedrigen oder mittleren Betriebsdrücken bis etwa 400 bar oder
darunter angeboten werden können.
Meßaufnehmer
für Anwendungen
mit hohen Betriebsdrücken
von weit über
500 bar, wie sie beispielsweise in Anwendungen mit komprimiertem
Wasserstoff oder anderen hochkomprimierten Gasen vorzufinden sind,
können
bislang allenfalls mit nur sehr geringen nominellen Nennweiten von
weniger als 10 mm kommerzielle angeboten werden und sind zudem extrem
teuer.
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Ausgehend
von den vorbeschriebenen Nachteilen besteht eine Aufgabe der Erfindung
darin, Meßaufnehmer
der beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß deren
jeweilige Dauerfestigkeit, insb. auch trotz hoher Mediumsdrücke, erhöht werden
kann, und zwar unter Beibehaltung einer nach wie vor möglichst
hohen Empfindlichkeit gegenüber den
primären
Meßgrößen, etwa
dem Massendurchfluß,
der Dichte und/oder der Viskosität.
Darüber
hinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Konstruktion solcher
Meßaufnehmer
dahingehend zu verbessern, daß diese
trotz hoher Druck- und
Vibrationsfestigkeit nach wie vor möglichst kompakte Einbaumaße aufweisen
können.
Zu dem soll der Meßaufnehmer möglichst
einfach und kostengünstig
zu fertigen und möglichst
auch für
Nennweitenbereiche von 10 mm oder darüber einsetzbar sein.
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Zur
Lösung
der Aufgaben besteht die Erfindung in einem Meßaufnehmer vom Vibrationstyp, insb.
Coriolis-Massendurchfluß-Meßaufnehmer,
für ein
dem Messen eines in einer Leitung strömenden Mediums dienendes In-Line-Meßgerät. Der Meßaufnehmer
umfaßt
wenigstens ein mit der Leitung kommunizierendes, insb. metallisches,
Meßrohr
zum Führen
des Mediums, sowie ein das wenigstens eine Meßrohr schwingfähig halterndes
Trägerelement.
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In
einer ersten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß das Trägerelement
wenigstens einen darin eingebrachten ersten Durchlaßkanal und
einen darin eingebrachten zweiten Durchlaßkanal aufweist, über die
das wenigstens eine Meßrohr
mit der Leitung kommuniziert, und daß das wenigstens eine Meßrohr an
zumindest einem ersten Ende mittels einer ersten Rohrverschraubung
im Bereich des ersten Durchlaßkanals
am Trägerelement,
insb. wieder lösbar,
fixiert ist.
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Alternativ
oder in Ergänzung
zur ersten Variante ist in einer zweiten Variante der Erfindung
vorgesehen, daß das
wenigstens eine Meßrohr
zumindest anteilig aus kalt verfestigtem, beispielsweise kalt gestrecktem
oder autofrettiertem, Material besteht.
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Alternativ
zur ersten und zweiten Variante oder in Ergänzung zur ersten und/oder zweiten
Variante der Erfindung ist in einer dritten Variante der Erfindung
vorgesehen, daß der
Meßaufnehmer
wenigstens zwei mit der Leitung kommunizierende Meßrohre zum
Führen
des Mediums umfaßt,
von denen jedes am Trägerelement
entsprechend schwingfähig gehaltert
ist. Die beiden Meßrohre
sind hierbei an ein einlaßseitiges
Verteilerelement und an ein auslaßseitiges Verteilerelement
angeschlossen. Wenigstens eines der beiden im Betrieb mit der angeschlossenen Rohrleitung
kommunizierenden Verteilerelemente ist als integraler Bestandteil
des Trägerelements
ausgebildet, so daß das
Trägerelement
zumindest im Bereich dieses wenigstens einen Verteilerelements frei von
Fügestellen,
insb. frei von Löt- oder Schweißverbindungen,
gehalten ist.
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Nach
einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Meßaufnehmer
wenigstens ein Meßrohr,
insb. U-förmig
oder V-förmig, gebogenes
Meßrohr
umfaßt.
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Nach
einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Meßaufnehmer
zwei im wesentlichen baugleiche, insb. zueinander im wesentlichen
parallel verlaufende, Meßrohre
umfaßt.
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Nach
einer dritten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Trägerelement
als ein, insb. massives und/oder monolithisches, metallisches Bauteil
ausgebildet ist.
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Nach
einer vierten Ausgestaltung der ersten Variante der Erfindung ist
vorgesehen, daß zumindest
der erste Durchlaßkanal
ein Innengewinde für die
erste Rohrverschraubung aufweist.
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Nach
einer fünften
Ausgestaltung der ersten Variante der Erfindung ist vorgesehen,
daß das
erste Ende des Meßrohrs
im wesentlichen konusförmig und/oder
sich nach außen
hin verjüngend
ausgebildete ist.
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Nach
einer sechsten Ausgestaltung der ersten Variante der Erfindung ist
vorgesehen, daß das, insb.
als Innenkonus ausgebildete, erste Ende des Meßrohrs von einem Dichtsitz
der ersten Rohrverschraubung aufgenommen ist. Nach einer Weiterbildung
dieser Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen der Dichtsitz
der ersten Rohrverschraubung eine Dichtfläche aufweist, die eine dazu
im wesentlichen komplementäre,
im Bereich des erste Endes des Meßrohrs vorgesehene erste Dichtfläche des
Meßrohrs
zumindest abschnittsweise kontaktiert. Dabei können die, insb. konisch ausgebildete,
erste Dichtfläche
des Meßrohrs
zumindest anteilig konvex und/oder die, insb. konisch ausgebildete,
Dichtfläche des
Dichtsitzes der ersten Rohrverschraubung zumindest anteilig konkav
geformt sein. Zu dem kann es bei dieser Weiterbildung der Erfindung
von Vorteil sein, wenn die, insb. konisch ausgebildete, Dichtfläche des
Dichtsitzes der ersten Rohrverschraubung einen Flankenwinkel aufweist,
der von einem komplementären
Flankenwinkel der, insb. konisch ausgebildeten, Dichtfläche des
ersten Ende des Meßrohrs verschieden
ist, insb. wenn der Flankenwinkel der Dichtfläche des Dichtsitzes kleiner
ist als der Flankenwinkel der Dichtfläche des ersten Endes des Meßrohrs.
Gemäß einer
anderen Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist ferner
vorgesehen, daß der
Dichtsitz von einem Anschlußelement bereitgestellt
ist, das im Bereich des ersten Durchlaßkanals mit dem Trägerelement,
insb. wieder lösbar, verbunden
ist. Das Anschlußelement
kann beispielsweise in den ersten Durchlaßkanal eingeschraubt oder aber
auch in im Bereich des ersten Durchlaßkanals das Trägerelement
direkt eingeformt und insoweit als integraler Bestandteil desselben
ausgebildet sein.
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Nach
einer siebenten Ausgestaltung der ersten Variante der Erfindung
ist vorgesehen, daß die erste
Rohrverschraubung wenigstens einen im Bereich des ersten Endes des
Meßrohrs
an diesem fixierten, insb. aufgeschraubten und/oder metallischen,
Druckring umfaßt.
Nach einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist
ferner vorgesehen, daß das
Meßrohr
mittels einer gegen den Druckring wirkenden Schraubhülse am Dichtsitz
der ersten Rohrverschraubung, insb. wieder lösbar, fixiert ist.
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Nach
einer achten Ausgestaltung der ersten Variante der Erfindung ist
vorgesehen, daß die
erste Rohrverschraubung als Schneidringverbindung ausgebildet ist.
Gemäß einer
Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die
zumindest eine Rohrverschraubung wenigstens einen das Meßrohr kontaktierenden,
insb. metallischen, Schneidring. Gemäß einer anderen Weiterbildung dieser
Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Meßrohr mittels
einer gegen den Schneidring wirkenden Schraubhülse am Dichtsitz, insb. wieder
lösbar,
fixiert ist.
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Nach
einer neunten Ausgestaltung der ersten Variante der Erfindung ist
vorgesehen, daß die erste
Rohrverschraubung als Klemmringverbindung ausgebildet ist. Gemäß einer
Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die zumindest
eine Rohrverschraubung wenigstens einen das Meßrohr kontaktierenden, insb.
metallischen, Klemmring aufweist. Gemäß einer anderen Weiterbildung
dieser Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Meßrohr mittels
einer gegen den Klemmring wirkenden Schraubhülse am Dichtsitz, insb. wieder
lösbar,
fixiert ist.
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Nach
einer zehnten Ausgestaltung der ersten Variante der Erfindung ist
vorgesehen, daß das wenigstens
eine Meßrohr
an einem zweiten, insb. auslaßseitigen,
Ende mittels einer zweiten Rohrverschraubung im Bereich des zweiten
Durchlaßkanals am
Trägerelement,
insb. wieder lösbar,
fixiert ist.
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Nach
einer vierten Ausgestaltung der zweite Variante der Erfindung ist
vorgesehen, daß das
Trägerelement
als ein, insb. massives und/oder monolithisches, metallisches Bauteil
mit darin eingebrachten Durchlaßkanälen ausgebildet
ist, über
die das wenigstens eine Meßrohr
mit der Leitung kommuniziert.
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Nach
einer vierten Ausgestaltung der dritten Variante der Erfindung ist
vorgesehen, daß das
Trägerelement
ein, insb. massives und/oder monolithisches, metallisches Bauteil
mit darin eingebrachten, die Verteilerelemente entsprechend bildenden Durchlaßkanälen ist,
an die die wenigstens zwei Meßrohre
angeschlossen sind.
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Nach
einer fünften
Ausgestaltung der dritten Variante der Erfindung ist vorgesehen,
daß jedes
der beiden Meßrohre
mittels, insb. hochdruckfester, Rohrverschraubungen, insb. wieder
lösbar,
mit dem Trägerelement
verbunden ist. Gemäß einer
Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens
eine der Rohrverschraubungen als Schraub-, Klemm- oder Schneidringverschraubung ausgebildet.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist der Meßaufnehmer für die Verwendung
in einem dem Messen und/oder Überwachen
wenigstens eines Parameters, beispielsweise einem Massendurchfluß, einer
Dichte, einer Viskosität
etc., eines in der Rohrleitung strömenden Mediums dienenden In-Line-Meßgerät vorgesehen.
Im besonderen ist dabei vorgesehen, den Meßaufnehmer und insoweit auch
das damit gebildete In-line-Meßgerät zum Messen
eines in einer Rohrleitung strömenden
Mediums zu verwenden, das mit einem Druck von mehr als 500 bar,
insb. von über
700 bar, auf das Meßrohr
wirkt.
-
Ein
Grundgedanke der Erfindung ist es, die Fixierung von Meßrohren
eines Meßaufnehmers
vom Vibrationstyp im Trägerelement
mittels möglichst weitgehend
vibrationsfesten Rohrverschraubungen vorzunehmen. Durch die Verwendung
von Rohrverschraubungen, welche zu dem auch weitgehend hochdruckfest
ausgebildet sind, einhergehend mit der Verwendung auch ausreichend
druckfester Meßrohre,
können
somit auf vergleichsweise einfachem Wege gleichermaßen druckfeste
Meßaufnehmer
der in Rede stehenden Art geschaffen werden. Ein weiterer Grundgedanke
der Erfindung besteht darin, die Empfindlichkeit solcher Meßaufnehmer
dadurch weiter zu verbessern, daß besonders hochfeste Materialien
für das
jeweilige Meßrohr
verwendete werden, wie etwa hochfeste Edelstahl-Legierungen und/oder durch
Autofrettage zusätzlich
verfestigte Metalle. Dem wiederum kommt die Verwendung von Rohrverschraubungen
besonders entgegen, da somit auf Löt- oder Schweißverbindungen
zum Zwecke der Fixierung des jeweiligen Meßrohrs am Trägerelement durchaus
verzichtet werden kann. Infolge dessen können das Meßrohr wieder entfestigende Überhitzungen
von dessen Material bei der Fertigung des Meßaufnehmers ohne weiteres vermieden
werden. Um den Aufbau und somit auch die Fertigung von Meßaufnehmern
der beschriebenen Art weiter zu vereinfachen, ist ferner vorgesehen,
das mittels eines balken- oder blockförmigen Bauteils herzustellen,
in das lediglich endseitig entsprechende Durchgangskanäle für die strömungstechnische
Anbindung des Meßrohrs
an die Rohrleitung vorgesehen sind, wobei die Durchgangskanäle selbst
wie auch allenfalls erforderliche Verteilerelemente beispielsweise mittels
entsprechender Sacklochbohrungen sehr einfach hergestellt werden
können.
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Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Meßaufnehmers
ist u.a. darin zu sehen, daß er
einerseits sehr einfach aufgebaut ist und daß anderseits zu dessen Fertigung
weitgehend auf handelsübliche und
insoweit standardisierte, ggf. sogar für Anwendungen mit hohen Betriebsdrücken zugelassene oder
zertifizierte, Einzelkomponenten zurückgegriffen werden kann.
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Die
Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen werden nun anhand von
Figuren der Zeichnung näher
erläutert,
wobei
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1 perspektivisch
ein In-Line-Meßgerät zum Messen
eines in einer angeschlossenen Leitung strömenden Mediums zeigt,
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2a, 3a und 4a Ausführungsbeispiele
eines für
ein In-Line-Meßgerät gemäß 1 geeigneten
Meßraufnehmers
vom Vibrationstyp in jeweils einer ersten Seitenansichten zeigen,
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2b, 3b und 4b mit
den Ausführungsbeispielen
in 2a, 3a, 4a entsprechend
korrespondierende zweite Seitenansichten Meßraufnehmers des zeigen, und
-
5 im Schnitt ein für einen Meßraufnehmer gemäß den 2 bis 7 geeignetes
Trägerelement
mit darin eingebrachten Durchlaßkanälen für zu messendes
Medium zeigt.
-
In
der 1 ist ein in eine Rohrleitung, beispielsweise
eine Prozeßleitung
einer industriellen Anlage, einfügbares,
beispielsweise als Coriolis-Massendurchflußmeßgerät, Dichtemeßgerät, Viskositätsmeßgerät oder dergleichen
ausgebildetes, In-Line-Meßgerät dargestellt,
das dem Messen und/oder Überwachen
wenigstens eines Parameters, beispielsweise einem Massendurchfluß, einer
Dichte, einer Viskosität
etc., eines in der Rohrleitung strömenden Mediums dient. Das In-Line-Meßgerät umfaßt dafür eine entsprechende,
in einem Elektronik-Gehäuse 200 untergebrachte – hier nicht
weiter dargestellte – Meßgerät-Elektronik
sowie einen mit dieser elektrisch verbundenen Meßaufnehmer 1 vom Vibrationstyp,
welcher Meßaufnehmer
im Betrieb entsprechend vom zu messenden Medium durchströmt ist.
Der Meßaufnehmer 1 dient
dazu, in einem hindurchströmenden
Medium mechanische Reaktionskräfte,
z.B. massedurchflußabhängige Coriolis-Kräfte, dichteabhängige Trägheitskräfte und/oder
viskositätsabhängige Reibungskräfte, zu
erzeugen, die meßbar,
insb. sensorisch erfaßbar,
auf den Meßwandler
zurückwirken.
Abgeleitet von diesen Reaktionskräften können so mittels der entsprechend
konfigurierten Meßgerät-Elektronik
in der dem Fachmann bekannten Weise z.B. ein Massedurchfluß m, eine
Dichte ρ und/oder
eine Viskosität η des Mediums
gemessen werden. Der Meßaufnehmer
ist dafür im
Benutzungsfall in den Verlauf einer zumindest zeitweise von einem
zu messenden, insb. unter hohen Druck von über 500 bar gehaltenen, Medium durchströmten Rohrleitung
einzufügen
und an diese vor der Inbetriebnahme entsprechend anzuschließen. Im
besonderen ist der Meßaufnehmer
und insoweit das In-Line-Meßgerät dafür vorgesehen,
Medien mit Drücken
von 700 bar oder darüber
zu messen, wie sie beispielsweise bei Anwendungen mit komprimiertem
Wasserstoff auftreten können.
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In
den 2a, b, 3a, b
sowie 4a, b sind nachfolgend näher erläuterte Ausführungsbeispiele für den erfindungsgemäßen Meßaufnehmer schematisch
dargestellt, wobei hierbei lediglich die für die Erläuterung der Erfindung unbedingt
notwendigen Komponenten gezeigt sind. Zur vollen Funktion des Meßaufnehmers
gegebenenfalls erforderliche weitere Komponenten können aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen
sein. Dies im besonderen auch deshalb, weil der Aufbau, die Funktionsweise wie
auch die Anwendungsgebiete solcher Meßaufnehmer dem Fachmann an
und für
sich bekannt sind; insoweit wird u.a. auf die eingangs bereits erwähnten Dokumente
des Standes der Technik verwiesen.
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Zum
Führen
des zu messenden Mediums umfaßt
der Meßaufnehmer 1 wenigstens
ein mit der angeschlossenen Rohrleitung kommunizierendes, insb.
metallisches, Meßrohr 11,
das im Betrieb zumindest zeitweise von zu messendem Medium durchströmt ist.
Das wenigstens eine Meßrohr 11 kann,
wie bei derartigen Meßaufnehmern üblich, in einer
Rohrebene einfach, z.B. U-förmig
oder V-förmig,
gekrümmt
sein; falls, erforderlich, kann es aber auch nur sehr wenig gebogen
oder im wesentlichen gerade sein. Ferner ist es auch möglich ein
zwei- oder mehrfach gewundenes, z.B. helixförmiges, Meßrohr für den Meßaufnehmer zu verwenden. Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das wenigstens
eine Meßrohr 11 einen Innen-Durchmesser
DN von zumindest 2 mm, insb. von größer 5 mm, aufweist. Gemäß einer
anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das wenigstens
eine Meßrohr
eine Meßrohr-Wandstärke s von
höchstens
5 mm, insb. von weniger als 3 mm, aufweist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung
ist das wenigstens eine Meßrohr 11 so ausgebildet
das ein Verhältnis
DN/s des Innen-Durchmessers des Meßrohrs zu dessen Meßrohr-Wandstärke s wenigstens
3,5 beträgt,
insb. aber größer als
5 ist. Um dabei einen nach wie vor ausreichend hohe Druckfestigkeit,
von beispielsweise 700 bar oder darüber, gewährleisten zu können, besteht das
wenigstens eine Meßrohr
nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung aus rostfreiem Edelstahl
von erhöhter
Festigkeit. Als Material kann hierbei beispielsweise ein Duplex-Stahl,
insb. UNS S31803 (ASTM A240) oder EN 1.4462 (DIN EN 10088-2), ein
Superduplex-Stahl, insb. UNS S32750 (ASTM A240), UNS S32760 (ASTM
A240), UNS S32520 (ASTM A240), UNS S32550 (ASTM A240), EN 1.4501
(DIN EN 10088-2) oder EN 1.4507 (DIN EN 10088-2), oder ein anderer
Chrom-Nickel-Mangan-Molybdän-Stahl,
insb. UNS S31675 (ASTM F1586), oder dergleichen dienen
-
Das
wenigstens eine Meßrohr 11 ist
mittels eines im Vergleich dazu eher starren, insb. metallischen,
Trägerelements 20 schwingfähig gehaltert. Dafür ist das
Meßrohr 11 zumindest
an einem ersten und an einem zweiten Ende am Trägerelement 20 fixiert.
Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist das Trägerelement 20 dabei
als ein massives, insb. monolithisches und/oder blockförmiges,
Bauteil ausgebildet. Als Trägerelement 20 kann
z.B. ein Profilstab oder auch eine Platte von geeignetem beispielsweise
drei-, vier- oder
mehreckigem, elliptischem oder kreisrundem, Querschnitt und geeignetem
Material, beispielsweise Stahl oder dergleichen, dienen. In den
hier gezeigten Ausführungsbeispielen
ist das Trägerelement 20 als
ein aus Vollmaterial bestehendes, im wesentlichen balkenförmig ausgebildetes Prisma
mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Um ein möglichst
robustes und mechanisch stabiles Trägerelement bereitzustellen
ist dessen Masse gemäß einer
anderen Ausgestaltung so gewählt,
daß mindestens
zehnmal größer ist
als die Masse des wenigstens einen Meßrohrs 11. Als Material
für das Trägerelement 20 kann
beispielsweise Schwarzstahl oder auch Edelstahl dienen.
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Zum
Bilden eine durchgehenden Strömungspfades
zwischen dem wenigstens einen Meßrohr 11 und der im
Betrieb angeschlossenen Leitung weist das Trägerelement 20 ferner
wenigstens einen darin eingebrachten einlaßseitigen ersten Durchlaßkanal 21 sowie
einen auslaßseitigen
zweiten Durchlaßkanal 22 auf, über die
das wenigstens eine Meßrohr 11 im
Betrieb mit dem einlaßseitig
und auslaßseitig
jeweils angeschlossenen Rohrleitungsabschnitt kommuniziert. Für den hier
gezeigten Fall, daß das
Trägerelement 20 aus
Vollmaterial besteht können
die darin jeweils vorgesehenen Durchlaßkanäle jeweils mittels miteinander
entsprechend kommunizierenden, gegebenenfalls zueinander schräg verlaufenden,
Sacklochbohrungen in einfacher Weise realisiert sein. Für den oftmals
gewünschten
Fall, daß der Meßaufnehmer 1 lösbaren mit
der Rohrleitung zu montieren sein soll, ist einlaßseitig
und auslaßseitig am
Trägerelement 20 jeweils
ein der tatsächlichen Einbausituation
entsprechend angepaßtes
Verbindungselement 31 bzw. 32 vorgesehen. Bei
dem jeweiligen Verbindungselement kann es sich beispielsweise um
einen Flansch, einen Triclamp®-Anschluß oder aber
auch um einen Teil einer, insb. auch hochdruckfesten, Rohrverschraubung
handeln. Falls erforderlich, können
aber auch andere, dem Fachmann bekannte mediumsdichte wie auch vibrationsfeste Rohrverbinder
als Verbindungselement verwendet werden. Das jeweilige Verbindungselement 31, 32 selbst
kann am Trägerelement 20 beispielsweise
dadurch fixiert sein, daß es
mit diesem verschweißt und/oder,
wie in den Figuren schematisch dargestellt, verschraubt ist.
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Wie
aus der Zusammenschau der Figuren zudem ohne weiteres ersichtlich,
umfaßt
der Meßwandler
ferner eine das wenigstens eine Meßrohr 11 mediumsdicht
einhausende und von diesem beabstandet am Trägerelement fixierte, insb.
ebenfalls metallische, Meßrohr-Gehäusekappe 100.
Die Meßrohr-Gehäusekappe 100 kann
beispielsweise mit dem Trägerelement 20 verschweißt, verlötet und/oder
verschraubt sein. Wie in der 1 ferner dargestellt,
kann die Meßrohr-Gehäusekappe 100 gegebenenfalls
mit einer den Meßaufnehmer
vor darin allfällig
aufgebauten Überdruck
schützenden Druckausgleichsöffnung 101 versehen
sein. Diese kann beispielsweise mittels einer Berstscheibe oder mittels
eines Überdruckventils
ausreichend dicht verschlossen sein.
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Zum
Erzeugen von mit der physikalischen Meßgröße – beispielsweise dem Massedurchfluß, der Dichte
und/oder der Viskosität
des zu messenden Mediums – korrespondierenden
und insoweit das Medium beschreibenden Reaktionskräften – beispielsweise
mit dem Massedurchfluß korrelierten
Corioliskräften,
mit der Dichte korrelierten Trägheitskräften und/oder
mit der Viskosität
korrelierten Reibungskräften
etc. – wird
das wenigstens eine Meßrohr
im Betrieb zumindest zeitweise in für die Messung geeigneter Weise
vibrieren gelassen. Gemäß einer Ausgestaltung
der Erfindung ist vorgesehen, das wenigstens eine Meßrohr 11 im
Betrieb zumindest anteilig zu Biegeschwingungen anzuregen, deren
Schwingungsfrequenz möglichst
gleich einer momentanen mechanischen Eigenfrequenz des Meßrohrs 11 mit darin
geführtem
Medium ist. Zum Antreiben des wenigstens eine Meßrohrs 11 ist ferner
ein darauf einwirkenden elektro-mechanischen Schwingungserreger 16 vorgesehen,
der im Betrieb von der vorgenannten Meßgerät-Elektronik des In-Line-Meßgeräts entsprechend
gespeist ist. Zum Erfassen von Vibrationen des Meßrohrs und
zum Erzeugen von mit diesen korrespondierenden Vibrationssignalen
können in
der dem Fachmann bekannten Weise entsprechende Schwingungssensoren 17, 18 am
Meßrohr 11 und/oder
in dessen angebracht sein, die mit der erwähnten Meßgerät-Elektronik in geeigneter Weise verbunden
sind. Als Schwingungssensoren können die
für diesen
Zweck im Stand der Technik beschriebenen verschiedenen Arten von
Sensoren dienen, wie z.B. elektrodynamisch oder optisch arbeitende Weg-,
Geschwindigkeits- oder Beschleunigungssensoren. Bei den hier gezeigten
Ausführungsbeispielen ist,
wie bei als Coriolis-Massendurchflußaufnehmern dienenden
Meßaufnehmern
der beschriebenen art üblich,
jeweils ein einlaßseitiger
erster und ein auslaßseitiger
zweiter Schwingungssensor 17, 18 für einlaß- bzw.
die auslaßseitigen
Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Meßrohrs vorgesehen. Jeder der
beiden Schwingungssensoren 17, 18 ist dabei jeweils
etwa im gleichen Abstand zwischen dessen Mitte und dem einlaß- bzw.
dem auslaßseitigen
Ende des Meßrohrs 11 angeordnet.
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Wie
beispielsweise aus der Zusammenschau von 1, 2a,
b und 5 ohne weiteres ersichtlich,
ist im Trägerelement 20 ferner
eine entsprechende Durchführungsöffnung 201 für dem Verbinden
des Schwingungserregers 16 wie auch der Schwingungssensoren 17, 18 mit
der Meßgerät-Elektronik
dienende Verbindungsleitungen vorgesehen. Die Durchführungsöffnung 201 kann
gegebenenfalls nach dem Verlegen der Verbindungsleitung entsprechend
dicht verschlossen werden, beispielsweise mittels Vergußmasse und/oder
Glas bzw. Keramik. Das der Unterbringung der Meßgerät-Elektronik dienende Elektronik-Gehäuse 200 kann,
wie auch in 1 gezeigt, auf der dem wenigstens
einen Meßrohr
abgewandten Seite am Trägerelement 20,
beispielsweise über
ein zwischenliegendes Halsstück 202,
fixiert sein, so daß das
In-Line-Meßgerät als ein Kompaktgerät ausgebildet
werden kann. Das Elektronik-Gehäuse
kann aber beispielsweise auch in einfacher Weise mittels einer Elektronik-Gehäusekappe
gebildet sein, die auf der Meßrohr
abgewandten Seite direkt am Trägerelement 20 entsprechend fixiert,
beispielsweise angeschweißt
oder angeschraubt, ist.
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Bei
den hier gezeigten Meßaufnehmern 10 ist
jeweils eine Doppelrohranordnung vorgesehen, die mittels eines als
erstes Meßrohr
dienenden ersten Aufnehmerrohrs 11 und mittels eines, insb.
zum ersten Aufnehmerrohr 11 im wesentlichen baugleichen
und/oder parallele verlaufenden, als zweites Meßrohr dienenden zweiten Aufnehmerohr 12 gebildet
ist. Jedes der beiden, insb. im wesentlichen identisch geformten,
Meßrohre 11, 12 der
Doppelrohranordnung ist jeweils in der vorbeschriebenen Weise ein-
und auslaßseitig
entsprechend am Trägerelement 20,
das in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen
als ein aus Vollmaterial bestehendes, im wesentlichen block- oder
balkenförmiges Bauteil
mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist, strömungsleitend
und schwingfähig
fixiert. Das Trägerelement 20 weist
hierfür
entsprechend mehrere darin eingebrachte Durchlaßkanäle 21, 22, 23, 24 auf,
an die die wenigstens zwei Meßrohre 11, 12,
insb. in gleicher Weise, jeweils angeschlossen sind.
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Damit
die beiden Meßrohre 11, 12 im
Betrieb gleichzeitig von zu messendem Medium durchströmt werden
können,
ist einlaßseitig
und auslaßseitig
im Trägerelement 20 jeweils
ein Strömung
aufteilendes oder wieder zusammenführendes Verteilerelement 25, 26 vorgesehen,
das im Betrieb über
das jeweils zugehörige
Verbindungselement 31, bzw. 32 einerseits mit
dem daran jeweils angeschlossenen Rohrleitungsabschnitt kommuniziert
sowie anderseits in die beiden Meßrohre 11, 12 entsprechend
einmündet.
Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß jedes
der beiden Verteilerelemente 25, 26 als integraler
Bestandteil des Trägerelements 20 ausgebildet
ist, und zwar derart, daß das Trägerelement 20 zumindest
im Bereich dieser Verteilerelemente 25, 26 frei
von Fügestellen,
insb. aber frei von Löt-
oder Schweißverbindungen,
gehalten ist. Zur Realisierung vorgenannter integraler Verteilerelemente 25, 26 sind
in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen
in die entsprechenden Stirnseite des jeweiligen – hier massiven und balkenförmigen – Trägerelements 20 eine
zentrale Vertiefung eingearbeitet, in deren jeweiligen Boden entsprechende
stirnseitige Sacklochbohrungen einmünden. Wie beispielsweise aus
der Zusammenschau der 2a, b und 5 ohne
weiteres ersichtlich, kommuniziert jede dieser stirnseitigen Sacklochbohrungen
unter Bildung jeweils eines der vorgenannten Durchlaßkanäle 21, 22, 23, 24 mit
einer jeweils zugehörigen
meßrohrseitigen
Sacklochbohrung im Trägerelement 20,
die ihrerseits wiederum auch in jeweils ein zugehöriges Ende
eines der beiden Meßrohre 11, 12 mündet. Alternativ
zu der Verwendung von zwei Meßrohren kann
es, wie beispielsweise in der US-A 55 49 009 oder der WO-A 02/099363
gezeigt, aber auch von Vorteil sein, unter Verzicht auf die Verteilerelemente nur
eines der beiden Aufnehmerrohre 11, 12 im Betrieb
vom Medium durchströmen
und insoweit als einziges Meßrohr
des Meßaufnehmers
fungieren zu lassen. Das andere der beiden Aufnehmerrohre kann dann
beispielsweise als Schwingungskräfte
des einzigen Meßrohrs
ausgleichender Gegenschwinger dienen. Ferner ist auch möglich, wie
beispielsweise in der EP-A 1 207 375 oder der US-B 68 51 323 gezeigt,
im Meßaufnehmer
nur ein einziges Aufnehmerrohr vorzusehen.
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Zur
Reduzierung von Schwingungsbewegungen und/oder zum gezielten Einstellen
von Resonanzfrequenzen der Dopplerohranordnung sind gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung zumindest ein die beiden Aufnehmerrohre 11, 12 einlaßseitig
miteinander mechanisch verbindendes erstes Koppelelement 13 sowie
ein die beiden Aufnehmerrohre 11, 12 auslaßseitig
miteinander mechanisch verbindendes zweites Koppelelement 14 im
Meßaufnehmer vorgesehen.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Meßaufnehmers ist vorgesehen, daß das wenigstens
eine Meßrohr 11 an
zumindest einem ersten Ende 11' mittels einer ersten Rohrverschraubung 41 im
Bereich des ersten Durchlaßkanals 21 am
Trägerelement 20,
insb. wieder lösbar,
fixiert ist.
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In
den 2a, 3a und 4a sind
teilweise im Schnitt exemplarische Varianten für eine solche Rohrverschraubung
schematisch dargestellt.
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In
den hier gezeigten Ausführungsbeispielen wirkt
jeweils eine mit einem Gewindestutzen 413' versehene Schraubhülse 413 mit
einem am jeweiligen Meßrohrende
kraft- und/oder formschlüssig
entsprechend gehaltenen, insb. metallischen, Druckring 414 der
Rohrverschraubung 41 zusammen. Dabei wird das jeweilige
erste Ende 11' des
Meßrohres 11 mittels
Druckring 414 und darauf einwirkender Schraubhülse 413 gegen
eine umlaufende, für
die gewünschte
Dichtwirkung ausreichend große
Dichtfläche 416' eines Dichtsitz 416 so
gepreßt,
daß diese eine
dazu im wesentlichen komplementäre,
im Bereich des erste Endes 11' des Meßrohrs 11 vorgesehene
und/oder beim Zusammenbau gebildete Dichtfläche des Meßrohrs 11 entsprechend
innig kontaktiert.
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Als
Schraubhülse 413 kann
bei den vorgeschlagen Rohrverschraubungen 41 beispielsweise eine
entsprechende Schlüsselkanten
aufweisende Überwurfmutter
dienen. Der Druckring 414 wiederum kann beispielsweise
als ein das Meßrohr
kontaktierender ein- oder ggf. mehrteiliger Schneid-, Klemm- und/oder
Keilring ausgebildet sein, der jeweils mittels der Schraubhülse gegen
das jeweilige Ende 11' des Meßrohrs 11 gepreßt und insoweit
an dieser haften gelassen wird. Anders gesagt kann die Rohrverschraubung 41 beispielsweise
als Schneidringverbindung, Keilringverbindung oder Klemmringverbindung realisiert
sein. Ferner ist auch möglich,
den Druckring 414 gegen einen am Meßrohrende 11' vorgesehenen,
die Dichtfläche 416' zumindest anteilig
bildenden Bund wirken zu lassen. Der Bund kann z.B. nach dem Aufschieben
des Druckrings 414 durch entsprechendes Aufstauchen des
Meßrohrendes 11' erzeugt werden.
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Bei
den in 2a und 4a gezeigten
Varianten ist der Druckring 414 der Rohrverschraubung 41 als
auf das jeweiliges Ende 11' des
Meßrohrs 11 aufgeschraubter
Schraubring ausgebildet. Um bei dieser Variante die Verbindung zwischen
dem Meßrohr 11 and
dem Trägerelement 20 herzustellen
wird vorerst der Druckring 414, bei welchem zumindest ein
Teilbereich ein Innengewinde 414' aufweist, auf das hiefür mit einem
entsprechenden Außengewinde versehene
Ende des Meßrohrs 11' aufgeschraubt. Zur
Verbesserung der Festigkeit dieser Rohrverschraubung kann der Druckring 414 nach
dem Aufschrauben auf das Meßrohr 11 gegebenenfalls
zusätzlich
mit diesem verpreßt
werden, so daß zusätzlich zu
dem mittels der Schraubgewinde gebildeten Formschluß ein Reibschluß gebildet
wird. Alternativ oder in Ergänzung
dazu kann das bezüglich
des Meßrohrendes 11' distale Teilstück 414'' des Druckrings 414 auch
mit Längsschlitzen
und/oder einer konischen Anzugsfläche versehen sein, die wiederum mit
einer komplementären
Wirkfläche
der hier als Überwurfmutter
ausgebildeten Schraubhülse 413 entsprechend
zusammenwirkt.
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Beim
Einschrauben der Schraubhülse 413 in ein
dem Gewindestutzen 413' entsprechendes,
im Dichtsitz 416 konzentrisch zum Meßrohr 11 angeordnetes
Innengewinde 416'' wird dann durch
die Schraubhülse 413 eine
Kraft auf die Anzugsfläche 414'' des Druckrings 414 ausgeübt werden.
Dabei preßt
eine axiale Kraftkomponente der von der eingeschraubten Schraubhülse 413 ausgeübten Kraft
den Druckring 414 und somit auch das Meßrohr 11 über seine
Dichtfläche
dicht gegen die Dichtfläche 416' des Dichtsitzs 416.
Durch eine radiale Komponente der von der eingeschraubten Schraubhülse 413 ausgeübten Kraft
wird zusätzlich
der hier geschlitzte Teil 414'' des – hier insoweit
teilweise auch als Klemmring ausgebildete – Druckrings 414 gegen
die Oberfläche
des Meßrohrendes 11', so daß Druckring 414 und
Meßrohr 11 schließlich an
dieser Stelle zusätzlich
miteinander verklemmt werden. Ein Vorteil der so hergestellten Rohrverschraubung 41 besteht
darin, daß sie
nicht nur hochdruckfest ausgelegt werden kann, sondern auch selbsthemmend
und insoweit auch besonders vibrationsfest ist. Durch die Verwendung
eines einstückigen
Druckrings 414, welche an mehreren Stellen innerhalb der
Verbindung verkeilt ist, wird vermieden, daß sich einzelne Teile unter
der Einwirkung von Vibrationen gegenseitig lockern können, wie
dies gelegentlich bei mehrteiligen Schneid- und/oder Klemmringen
zu beobachten ist. Insofern kann es besonders für den Fall, daß der Meßaufnehmer
für Anwendungen mit
sehr hohen Betriebsdrücken
vorgesehen ist, von Vorteil sein, anstelle von Rohrverschraubungen
mit mehrteiligen Druckringen solche mit einteiligem Druckring zu
verwenden.
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Um
eine möglichst
große
Dichtwirkung zu erzielen und somit auch eine möglichst hochdruckfeste Rohrverbindung
bereitzustellen kann es des auch von Vorteil sein, das erste Ende
des Meßrohrs
im wesentlichen konisch und/oder sich nach außen hin verjüngend zu
formen. Bei der in 2a gezeigten Variante sind daher
das erste Ende 11' des
Meßrohrs 11 als
ein Innenkonus und der Dichtsitz 416 entsprechend als ein
dazu komplementärer
Außenkonus ausgebildet.
Dementsprechend ist die hier konisch ausgebildete erste Dichtfläche des
Meßrohrs 11 zumindest
anteilig konvex geformt, während
die ebenfalls konisch ausgebildete Dichtfläche 416' des Dichtsitzes 416 der
ersten Rohrverschraubung zumindest anteilig konkav geformt ist.
Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Dichtfläche 416' des Dichtsitzes 416 der
ersten Rohrverschraubung konisch so auszubilden, daß sie einen
Flankenwinkel aufweist, der von einem komplementären Flankenwinkel der, ggf.
ebenfalls konisch ausgebildeten, Dichtfläche des ersten Endes 11' des Meßrohrs 11 verschieden
ist. Insbesondere für
den vorgenannten Fall, daß sowohl
die Dichtfläche
des Meßrohrs 11 als
auch die Dichtfläche 416' des Dichtsitzes 416 konisch
ausgebildet sind, ist gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß ein Flankenwinkel der Dichtfläche 416' des Dichtsitzes 416 kleiner
ist als ein Flankenwinkel der Dichtfläche des ersten Endes 11' des Meßrohrs 11. Statt
der in den 2a und 4a gezeigten,
ggf. auch leicht voneinander abweichenden, Innen- bzw. Außenkonusse
können
auch andere Dichtflächen, beispielsweise
sphärische
oder, wie beispielsweise in 3a gezeigt,
auch zylindrische Flächen,
am Meßrohrende 11' und/oder im
Dichtsitz 416 vorgesehen sein, ggf. auch mit voneinander
signifikant abweichenden Grundformen. Beispielsweise kann auch ein
stumpfes Meßrohrende
in einen konischen Dichtsitz mediumsdicht, insb. auch druckdicht,
eingesetzt werden.
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Der
Dichtsitz 416 wird bei der in 2a gezeigten
Variante der Erfindung von einem Anschlußelement 41' der Rohrverschraubung
bereitgestellt, das im Bereich des zumindest ersten Durchlaßkanals 21 mit
dem Trägerelement 20,
insb. wieder lösbar, verbunden
ist. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist
das Anschlußelement 415 einen
entsprechenden Anschlußstutzen
mit einem Außengewinde 415' auf, mittels
dem es in den ein entsprechendes Innengewinde 21' aufweisenden
Durchlaßkanal 21 eingeschraubt
ist. Insbesondere für
den Fall, daß der Druckring 414 als
Klemm-, Schneid- und/oder
Keilring ausgebildet ist, kann es von Vorteil sein, wenn das Anschlußelement 415,
wie auch in 3a dargestellt, einen Gewindestutzen
mit einem Außengewinde 415'' für ein dem entsprechendes Innengewinde 413'' in der Schraubhülse 413 aufweist.
Bei dieser Variante wird also Schraubhülse 413 auf den Gewindestutzen
aufgeschraubt, um die für
Fixierung des Meßrohrs
im Dichtsitz 416 erforderliche Anpreßkraft zwischen Druckring 414 und
Meßrohr 11 einerseits und
Druckring 414 und Anschlußelement 415 anderseits
zu erzeugen. Die verwendeten Rohrverschraubungen können dabei
auch von solcher Art sein, wie sie beispielsweise auch in der US-B
67 66 582, US-B 65 02 323, US-B 66 40 457, US-A 45 86 731, GB-A 14
73 984 vorgeschlagen sind. Ein Vorteil dieser beiden vorgenannten
Varianten ist u.a. auch darin zu sehen, daß die wenigstens eine Rohrverschraubung 41 praktisch
vollständig
mittels herkömmlicher,
insb. auch genormter, vibrationsfester Rohrverschraubungen realisiert
werden kann, wie z.B. Swagelok® von der Firma Swagelok
Co., Solon, OH, US, Nova Swiss® Typ von der Firma Nova
Werke AG, Effretikon, CH, EO2-Form von der Firma Parker Hannifin Corp.
oder der gleichen. Im besonderen kann dabei in vorteilhafter Weise
auch auf solche etablierten Rohrverschraubungen zurückgegriffen
werden, die sich sowohl in Anwendungen mit starken Vibrationen als
auch mit hohen Betriebsdrücken
bewährt
haben.
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Im
Gegensatz zu den in 2a oder 3a gezeigten
Varianten ist bei der in der 4a gezeigten
Variante der Dichtsitz 416 direkt in Trägerelement 20 eingeformt
und insoweit als ein integraler Bestandteil davon ausgebildet. In
vorteilhafter Weise kann aber auch hierbei der jeweilige Dichtsitz 416 in weiten
Teilen, insb. im Bereich des Dichtfläche 416', ebenfalls den entsprechenden
Anschlußelementen etablierter
vibrationsfester, insb. auch hochdruckfester, Rohrverschraubungen
nachempfunden werden, insb. jenen mit Schraubring oder Schraub-/Klemmring.
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Wenngleich
die Fixierung des wenigstens eine Meßrohrs anhand einer Rohrverschraubung 41 erläutert worden
ist, ist es durchaus einsichtig, daß das Meßrohr in vorteilhafter Weise
auch an seinem zweiten Ende 11'' mittels
einer entsprechenden Rohrverschraubung am Trägermittel 20 fixiert
ist. Beispielsweise kann so auch eine allenfalls defekte Rohrverbindung
und/oder eine defektes Meßrohr
gegebenenfalls gegen entsprechend intakte Komponenten ausgetauscht
werden. Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das wenigstens
eine Meßrohrs 11 an
seinem ersten Ende 11 mittels einer, insb. auch hochdruckfesten,
ersten Rohrverschraubung 41 und gleichermaßen auch
an seinem zweiten Ende 12 mittels einer, insb. zur ersten
Rohrverschraubung 41 im wesentlichen baugleichen, zweiten
Rohrverschraubung 42 am Trägermittel 20 fixiert
ist. Für
den oben beschriebenen Fall, daß der
Meßaufnehmer
wenigstens zwei Meßrohre 11, 12 umfaßt ist gemäß einer
anderen Weiterbildung ferner vorgesehen, daß jedes der beiden Meßrohre 11, 12 sowohl
einlaßseitig
als auch auslaßseitig
jeweils mittels einer, insb. hochdruckfesten, Rohrverschraubung 41, 42, 43 oder 44 am
Trägermittel 20 entsprechend
fixiert ist.
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Es
sei an dieser Stelle noch erwähnt,
daß, wie
beispielsweise aus der Zusammenschau von 2a und 2b ohne
weiteres ersichtlich, sämtlich
der dem Fixieren des wenigstens einen Meßrohrs 11 am Trägermittel 20 dienenden
Rohrverschraubungen 41, 42, insb. auch im Gegensatz
zu den oben erwähnten
Verbindungselementen 31, 32, innerhalb der Meßrohr-Gehäusekappe 100 und
insoweit auch innerhalb des Meßaufnehmers
angeordnet sind.
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Die
Festigkeit, insb. auch die Druckfestigkeit, und insoweit auch die
Sicherheit des Meßaufnehmers
kann unter Gewährleistung
einer nach wie vor ausreichend hohen Empfindlichkeit auf die jeweils vom
Medium zu messen physikalische Meßgröße ferner dadurch weiter erhöht werden,
daß das
wenigstens eine Meßrohr 11 aus
einem kalt verfestigten, insb. kalt gestreckten oder autofrettierten,
Material gefertigt ist. Durch Autofrettage kann eine plastische Kaltverformung
der Innenwand des Meßrohres,
beispielsweise bis zu einer Tiefe von etwa 20 % der Meßrohr-Wandstärke s, erzeugt
werden. Durch die mit der Kaltverfestigung einhergehende bleibende
radiale Verspannung der Meßrohrwand
kann das Meßrohr 11 gegenüber dem
Initialzustand in erheblichem Maße verfestigt werden. Durch
Verfestigten des wenigstens einen Meßrohrs 11 kann dieses
in erheblichem Maße
widerstandsfähiger,
insb. auch im Hinblick auf die Druckfestigkeit, ausgebildet sein,
als in dieser Hinsicht unbehandelte Meßrohre gleicher Abmessung.
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Die
zur Realisierung des Autofrettage erforderlichen Verformungskräfte können beispielsweise dadurch
erzeugt werden, daß ein
geeignetes Fluid, insb. eine Flüssigkeit
wie Öl
oder Wasser oder ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch,
in ein im Lumen des bereits verbauten Meßrohrs eingeleitet wird, und
daß dieses
eingeleitete Fluid mit einer einen statischen Druck des Fluids ausreichend
erhöhenden
Kraft beaufschlagt wird. Somit kann auch das bereits mit dem Trägermittel
verbundene in vorteilhafter Weise auch in-situ autofrettiert werden.
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Für den oben
beschriebenen Fall, daß das wenigstens
eine Meßrohr 11 an
seinen beiden Enden jeweils mit einem Außengewinde versehen ist, kann es
zumindest bei kaltverformten, insb. autofrettierten, Material von
Vorteil sein, das Außengewinde
für den Druckring 414 jeweils
in die Meßrohrwand
einzurollen.
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Zur
Vermeidung thermischer Überbelastungen
des durch Kaltverformung verfestigten Meßrohrs ist gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner vorgesehen, die am wenigstens
einen Meßrohr 11 fixierten
Komponenten des oben erwähnten
wenigstens eine Schwingungserreger 16 und/oder der jeweils
verwendeten Schwingungssensoren 17, 18 mit dem
wenigstens einen, insb. autofrettierten, Meßrohr 11 lediglich
kraft- und/oder formschlüssig,
insb. wieder lösbar,
zu verbinden, und zwar unter Verzicht auf stoffschlüssige Verbindungen mit
hoher Verarbeitungstemperatur, wie sie Löt- oder Schweißverbindungen.
Für den
oben beschriebnen Fall, daß der
Meßaufnehmer
mittels Dopplerohranordnung gebildet ist und daß die beiden Aufnehmerrohre
zusätzlich
mittels der wenigstens zwei Koppelelemente 13, 14 ein-
und auslaßseitig
miteinander mechanische verkoppelt sind, ist gemäß einer anderen Ausgestaltung
der Erfindung ferner vorgesehen die wenigstens zwei Koppelelemente
mit den beiden Aufnehmerrohren 11, 12 lediglich
kraft- und/oder formschlüssig, insb.
wieder lösbar,
zu verbinden.
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Kraft-
und/oder formschlüssige
Verbindungen können
z.B. durch Aufpressen und/oder Aufklemmen der jeweiligen Komponente
auf das Meßrohr
hergestellt werden. Dafür
entsprechend geeignete Verfahren sind beispielsweise in den eingangs erwähnten US-B
60 47 457 oder der eigenen nicht vorveröffentlichten U.S. Anmeldung
11/242,803 beschrieben. Darüber
hinaus können
auch herkömmliche,
insb. weitgehend vibrationsfeste, Rohrklemmen für das Fixieren von Schwingungserreger
und/oder Schwingungssensor verwendet werden. Zur Minimierung von
allfälligen
Mikroreibungen im Bereich solcher auf das wenigstens eine vibrierende
Meßrohr 11 aufgeklemmter
Komponenten können
deren das Meßrohr 11 kontaktierende
Wirkflächen
beispielsweise poliert und/oder leicht ausbauchend ausgebildet sein.
Gleichermaßen
können
zudem auch die entsprechenden Wirkflächen des wenigstens einen Meßrohrs 11 zumindest
poliert sein.
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Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Meßaufnehmers
darin zu sehen, daß dieser,
insb. aber auch das wenigstens eine Meßrohr, einerseits betriebsmäßig hohen
Mediumsdrücken
von 700 bar oder darüber
widerstehen kann, und daß anderseits
Meßrohre mit
vergleichsweise geringen Wandstärken
verwendet werden können.
Somit ist der erfindungsgemäße Meßaufnehmer
und insoweit auch das In-Line-Meßgerät besonders auch für Anwendungen
mit, insb. auch der Betankung von Kraftfahrzeugen dienendem, komprimiertem
Wasserstoff geeignet.