DE102007050686A1 - Meßwandler vom Vibrationstyp - Google Patents

Meßwandler vom Vibrationstyp Download PDF

Info

Publication number
DE102007050686A1
DE102007050686A1 DE102007050686A DE102007050686A DE102007050686A1 DE 102007050686 A1 DE102007050686 A1 DE 102007050686A1 DE 102007050686 A DE102007050686 A DE 102007050686A DE 102007050686 A DE102007050686 A DE 102007050686A DE 102007050686 A1 DE102007050686 A1 DE 102007050686A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring tube
vibration
transducer according
measuring
transducer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007050686A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Dr. Drahm
Alfred Dr. Rieder
Michael Fuchs
Leonhard Probst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Flowtec AG
Original Assignee
Endress and Hauser Flowtec AG
Flowtec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Flowtec AG, Flowtec AG filed Critical Endress and Hauser Flowtec AG
Priority to DE102007050686A priority Critical patent/DE102007050686A1/de
Priority to EP08841933.8A priority patent/EP2201337B1/de
Priority to PCT/EP2008/064170 priority patent/WO2009053344A1/de
Priority to US12/289,169 priority patent/US7658115B2/en
Publication of DE102007050686A1 publication Critical patent/DE102007050686A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/845—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
    • G01F1/8468—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
    • G01F1/849—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having straight measuring conduits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8413—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details means for influencing the flowmeter's motional or vibrational behaviour, e.g., conduit support or fixing means, or conduit attachments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8413—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details means for influencing the flowmeter's motional or vibrational behaviour, e.g., conduit support or fixing means, or conduit attachments
    • G01F1/8418—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details means for influencing the flowmeter's motional or vibrational behaviour, e.g., conduit support or fixing means, or conduit attachments motion or vibration balancing means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8422—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details exciters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8427—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details detectors

Abstract

Der Messwandler umfasst ein zumindest zeitweise vibrierendes Messrohr (10) zum Führen von zu messendem Medium, einen Gegenschwinger (20), der unter Bildung einer ersten Kopplungszone (11#) einlassseitig am Messrohr fixiert ist und der unter Bildung einer zweiten Kopplungszone (12#) auslassseitig am Messrohr (10) fixiert ist, eine Erregeranordnung (40) zum Antreiben zumindest des Messrohrs (10) sowie eine Sensoranordnung (50) zum Erfassen von Schwingungen zumindest des Messrohrs (10). Im Betrieb führt das Messrohr zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig Biegeschwingungen um eine gedachte Biegeschwingungsachse aus, die die beiden Kopplungszonen (11#, 12#) imaginär miteinander verbindet. Der erfindungsgemäße Messwandler weist zudem ein erstes Federelement und ein zweites Federelement auf, wobei jedes der wenigstens zwei Federelemente sowohl von jeder der beiden Kopplungszonen (11#, 12#) als auch der Erregeranordnung (40) beabstandet an Messrohr (10) und Gegenschwinger (20) fixiert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen, insb. für eine Verwendung in einem Coriolis-Massedurchflußmesser geeigneten, Meßwandler vom Vibrationstyp mit wenigstens einem zumindest zeitweise vibrierenden Meßrohr zum Führen von zu messendem Medium, einem Gegenschwinger, der unter Bildung einer ersten Kopplungszone einlaßseitig am Meßrohr fixiert ist und der unter Bildung einer zweiten Kopplungszone auslaßseitig am Meßrohr fixiert ist, eine Erregeranordnung zum Antreiben zumindest des Meßrohrs sowie eine Sensoranordnung zum Erfassen von Schwingungen zumindest des Meßrohrs.
  • In der industriellen Meßtechnik werden, insb. im Zusammenhang mit der Regelung und Überwachung von automatisierten verfahrenstechnischen Prozessen, zur Ermittlung von charakteristischen Prozeßparametern, beispielsweise eines Massedurchflusses, einer Dichte, einer Viskosität etc., von in einer Rohrleitung strömenden Medien, beispielsweise von Flüssigkeiten und/oder Gasen, werden oftmals, insb. als Coriolis-Massedurchflußmesser ausgebildete, In-Line-Meßgeräte verwendet, die mittels eines Meßwandlers vom Vibrationstyp und einer daran angeschlossener Betriebs- und Auswerteelektronik, im strömenden Medium Kräfte, beispielsweise Corioliskräfte, induzieren und von diesen abgeleitet ein den wenigstens einen Parameter entsprechend repräsentierendes Meßsignal erzeugen. Derartige In-Line-Meßgeräte mit einem Meßwandler vom Vibrationstyp sind seit langem bekannt und haben sich gleichermaßen im industriellen Einsatz etabliert. Beispiele für solche Meßwandler, insb. auch deren Verwendung in Coriolis-Massedurchflußmessern, sind z. B. in der EP-A 317 340 , der US-A 48 23 614 , der US-A 52 91 792 , der US-A 53 98 554 , der US-A 54 76 013 , der US-A 56 02 345 , der US-A 56 91 485 , US-A 57 96 010 , der US-A 57 96 012 , der US-A 59 45 609 , der US-A 59 79 246 , der US-B 63 97 685 , der US-B 66 91 583 , der US-B 68 40 109 , US-B 70 77 014 , US-B 70 17 424 , der US-A 2007/0186685 , der US-A 2007/0119265 , der US-A 2007/0119264 , der WO-A 99 40 394 , der WO-A 01 02 816 oder der WO-A 00 14 485 beschrieben.
  • Jeder der darin gezeigten Meßwandler umfaßt wenigstens ein im wesentlichen gerades, im Betrieb vibrierendes Meßrohr zum Führen des Mediums, welches Meßrohr über ein einlaßseitig einmündendes Einlaßrohrstück und über ein auslaßseitig einmündendes Auslaßrohrstück mit der Rohrleitung kommuniziert.
  • Ferner umfaßt jeder der gezeigten Meßwandler jeweils wenigstens einen einstückigen oder mehrteilig ausgeführten Gegenschwinger, der unter Bildung einer ersten Kopplungszone einlaßseitig an das Meßrohr gekoppelt ist und der unter Bildung einer zweiten Kopplungszone auslaßseitig an das Meßrohr gekoppelt ist und der im Betrieb zumindest anteilige ebenfalls vibrieren gelassen wird. Bei den beispielsweise in der US-A 52 91 792 , der US-A 57 96 010 , der US-A 59 45 609 , der US-B 70 77 014 , der US-A 2007/0119264 , der WO-A 01 02 816 oder auch der WO-A 99 40 394 gezeigten Meßwandler mit einem einzigen, im wesentlichen geraden Meßrohr sind letzteres und der Gegenschwinger, wie bei herkömmlichen, industrietauglichen Meßwandlern durchaus üblich, zueinander im wesentlichen koaxial ausgerichtet. Darüberhinaus ist bei marktgängigen Meßwandlern der vorgenannten Art auch der Gegenschwinger zumeist im wesentlichen rohrförmig und im wesentlichen gerade ausgebildet und zudem derart im Meßwandler angeordnet, daß das Meßrohr zumindest teilweise vom Gegenschwinger ummantelt ist und Meßrohr und Gegenschwinger im wesentlichen koaxial ausgerichtet sind.
  • Meßwandler der in Rede stehenden Art umfassen des weiteren eine Erregeranordnung, die das Meßrohr im Betrieb, angesteuert von einem entsprechend konditionierten elektrischen Treibersignal, mittels wenigstens eines darauf einwirkenden elektro-mechanischen, insb. elektro-dynamischen, Schwingungserregers zu Biegeschwingungen üblicherweise möglichst überwiegend oder ausschließlich in einer einzigen gedachten – im weiteren als Primär-Schwingungsebene bezeichneten – Rohrschwingungsebene anregt, die die beiden Kopplungszonen imaginär schneidet. Desweiteren weisen derartige Meßwandler eine Sensoranordnung mit, insb. elektro-dynamischen, Schwingungssensoren zum zumindest punktuellen Erfassen einlaßseitiger und auslaßseitiger Schwingungen des Meßrohrs und zum Erzeugen von vom Massedurchfluß beeinflußten elektrischen Sensorsignalen auf.
  • Die Erregeranordnung weist wenigstens einen elektrodynamischen und/oder differentiell auf Meßrohr und Gegenschwinger einwirkenden, Schwingungserreger auf, während die Sensoranordnung einen einlaßseitigen, zumeist ebenfalls elektrodynamischen, Schwingungssensor sowie einen dazu im wesentlichen baugleichen auslaßseitigen Schwingungssensor umfaßt. Bei markgängigen Meßwandlern mit einem einzigen Meßrohr und einem daran gekoppelten Gegenschwinger ist der Schwingungserreger üblicherweise mittels einer zumindest zeitweise von einem Strom durchflossene und zumindest zeitweise von einem Magnetfeld durchsetzte Spule sowie einen mit der wenigstens eine Spule wechselwirkenden, insb. in diese eintauchenden, Anker gebildet, der entsprechend am Meßrohr fixiert ist. Zudem ist bei herkömmlichen Meßwandlern die Erregeranordnung üblicherweise derart ausgebildet und im Meßwandler plazierte, daß sie im wesentlichen mittig an das Meßrohr angreift. Zumeist ist der wenigstens eine Schwingungserreger und insoweit die Erregeranordnung dabei ferner, wie beispielsweise auch bei den in der US-A 57 96 010 , der US-B 68 40 109 , der US-B 70 77 014 oder der US-B 70 17 424 vorgeschlagenen Meßwandlern gezeigt, zumindest punktuell entlang einer gedachten mittigen Umfangslinie des Meßrohrs außen an diesem fixiert, während beispielsweise bei der US-A 48 23 614 die Erregeranordnung mittels zweier nicht im Zentrum des Meßrohres an diesem fixierten Schwingungserreger gebildet ist.
  • Bei den meisten Meßwandlern der beschriebenen Art sind die Schwingungssensoren der Sensoranordnung, wie bereits angedeutet, nach dem gleichen Prinzip aufgebaut, wie vorgenannte Schwingungserreger. Dementsprechend sind auch die Schwingungssensoren einer solchen Sensoranordnung zumeist jeweils mittels wenigstens einer üblicherweise am Gegenschwinger fixierten, zumindest zeitweise von einem Strom durchflossene und zumindest zeitweise von einem Magnetfeld durchsetzte Spule sowie einem am Meßrohr fixierten, mit der wenigstens eine Spule zusammenwirkenden Anker gebildet. Jede der vorgenannten Spulen ist zudem mittels wenigstens eines Paars elektrischer Anschlußleitungen mit der erwähnten Betriebs- und Auswerteelektronik des In-Line-Meßgeräts verbunden. Die Anschlußleitungen sind üblicherweise auf möglichst kurzem Wege von den Spulen über den Gegenschwinger hin zum Wandlergehäuse geführt. Neben den für das Erfassen von Vibrationen des Meßrohrs vorgesehenen Schwingungssensoren kann der Meßwandler, wie u. a. auch in der EP-A 831 306 , der US-A 57 36 653 , der US-A 53 81 697 oder der WO-A 01/02 816 vorgeschlagen, noch weitere, insb. dem Erfassen eher sekundärer Meßgrößen, wie z. B. Temperatur, Beschleunigung, Dehnung, Spannung etc., dienende am jedenfalls mittels Meßrohr, Gegenschwinger sowie die daran jeweils angebrachten Erreger- und Sensoranordnung gebildeten Innenteil oder aber auch in dessen Nähe angeordnete Sensoren aufweisen.
  • Schließlich weist jeder der in der US-A 52 91 792 , der US-A 59 45 609 , der US-B 70 77 014 , der US-A 2007/0119264 , der WO-A 01 02 816 oder auch der WO-A 99 40 394 gezeigten Meßwandler ein, insb. direkt am Einlaßrohrstück und am Auslaßrohrstück fixiertes, das Meßrohr mit daran gekoppeltem Gegenschwinger sowie die vorgesehene Erreger- und Sensoranordnung umhüllendes zusätzliches Wandlergehäuse auf, während beispielsweise bei dem in der US-A 48 23 614 gezeigten Meßwandler das Wandlergehäuse quasi durch den Gegenschwinger selbst gebildet ist oder, anders gesagt, Wandlergehäuse und Gegenschwinger ein und dieselbe Baueinheit sind.
  • Ein Vorteil von Meßwandlern mit geradem Meßrohr besteht im Vergleich zu solchen mit gebogenem Meßrohr z. B. darin, daß die sich die Meßrohr in nahezu jeder beliebigen Einbaulage, insb. auch nach einer in-line durchgeführten Reinigung, mit hoher Sicherheit rückstandsfrei selbst entleeren. Ferner sind solche Meßrohre im Vergleich z. B. zu einem gebogenen Meßrohr wesentlich einfacher und dementsprechend kostengünstiger herzustellen und verursachen im Betrieb zumeist einen geringeren Druckverlust.
  • Ein gerades Meßrohr bewirkt bekanntlich im hindurchströmenden Medium Corioliskräfte, wenn selbiges Meßrohr zu Biegeschwingungen in der Primär-Schwingungsebene gemäß einer ersten Eigenschwingungsform – dem sogenannten Antriebs- oder auch Nutz-Mode – angeregt ist. Bei herkömmlichen Meßaufnehmern der vorgenannten Art, beispielsweise auch solchen wie in der US-A 52 91 792 , der US-B 68 40 109 , der US-B 70 77 014 oder der US-B 70 17 424 vorgeschlagen, bei denen das Meßrohr im Nutzmode vornehmlich in der gedachten Primär-Schwingungsebene oszillieren gelassen wird, führen diese Corioliskräfte wiederum dazu, daß selbigen Biege-Schwingungen im Nutzmode koplanare – also ebenfalls in der Primär-Schwingungsebene vollführte – Biegeschwingungen gemäß einer zweiten Eigenschwingungsform von zumeist höherer Ordnung, jedenfalls aber anderen Symmetrieeigenschaften – dem sogenannten Coriolis- oder auch Meßmode -überlagert werden. Infolge der Biege-Schwingungen im Coriolis-Mode weisen die mittels der Sensoranordnung einlaßseitig und auslaßseitig erfaßten Schwingungen eine auch vom Massedurchfluß abhängige, meßbare Phasendifferenz auf.
  • Üblicherweise werden die Meßrohre derartiger Meßwandler, insb. solcher, die in Coriolis-Massedurchflußmessern eingesetzt sind, im Nutzmode auf einer momentanen Resonanzfrequenz der ersten Eigenschwingungsform, insb. bei konstantgeregelter Schwingungsamplitude, angeregt. Da diese Resonanzfrequenz im besonderen auch von der momentanen Dichte des Mediums abhängig ist, kann mittels marktüblicher Coriolis-Massedurchflußmesser neben dem Massedurchfluß zumindest auch die Dichte von strömenden Medien direkt gemessen werden.
  • Ein besonderes Problem vorbeschriebener Meßwandler mit geradem Meßrohr besteht, wie beispielsweise auch in der US-A 52 91 792 oder US-B 70 77 014 diskutiert, allerdings darin, daß sie nicht nur die oben genannten natürlichen Schwingungsmoden aufweisen, in dem das Meßrohr Biegeschwingungen in der erwähnten Primär-Schwingungsebene ausführt, sondern auch solche natürlichen Schwingungsmode, in denen das Meßrohr Biegeschwingungen in einer weiteren gedachten, zur Primär-Schwingungsebene im wesentlichen orthogonalen gleichwohl die beiden Kopplungszonen imaginär schneidende Sekundär-Schwingungsebene ausführen kann, und daß jene Schwingungsmoden in der Sekundär-Schwingungsebene ohne das Ergreifen besonderer Maßnahmen naturgemäß in etwa dieselbe Resonanzfrequenz aufweisen, wie der jeweils korrespondierende Schwingungsmode in der Primär-Schwingungsebene.
  • Anders gesagt, können bei Meßwandlern der in Rede stehenden Art mit geradem Meßrohr allfällige Meßungenauigkeiten daraus resultieren, daß zusätzlich zum erwünscht angeregten Nutzmode in der Primär-Schwingungsebene unerwünschte und insoweit störende Schwingungen in der Sekundär-Schwingungsebene auftreten, die sehr dicht an den Schwingfrequenzen des Nutzmodes liegen. Gleichermaßen wie dem Nutzmode in der Primär-Schwingungsebene würden dann auch dem in unerwünschter Weise angeregten gleichfrequenten Schwingungsmode in der Sekundär-Schwingungsebene dazu koplanare, durch entsprechende Corioliskräfte bedingte zusätzliche Schwingungsmoden induziert. Ursache für solche Störungen können beispielsweise Vibrationen in der angeschlossen Rohrleitung oder auch vom strömenden Medium ausgehendes, zumeist breitbandiges Rauschen sein.
  • Infolge von in praxi nahezu unvermeidlichen Querempfindlichkeiten der Schwingungssensoren auf Schwingungen in der Sekundär-Schwingungsebene führt dies dazu, daß die unter solchen Umständen gelieferten Sensorsignale anteilig sowohl Schwingungen des Meßrohrs in der Primär-Schwingungsebene als auch korrespondierende Schwingungen des Meßrohrs Sekundär-Schwingungsebene in einem für die Meßgenauigkeit signifikantem Maße reflektieren, eine Zuordnung der entsprechenden Signalanteile auf die Primär- bzw. Sekundär-Schwingungsebene wegen der im wesentlichen gleichen Frequenzen korrespondierender Schwingungen praktisch nicht möglich ist.
  • Darüberhinaus ist bei hinreichend starker mechanischer Kopplung von Schwingungsmoden beider Schwingungsebenen auch ein Transfer von Schwingungsenergie – spontan oder periodisch – von der Primär- in die Sekundär-Schwingungsebene bzw. auch umgekehrt von der Sekundär- in die Primär-Schwingungsebene möglich. Infolgedessen können die Sensorsignale beispielsweise eine für deren Signalverarbeitung wie auch für die auf den Sensorsignalen basierende Schwingungsregelung durchaus schädliche charakteristische Schwebung aufweisen. Desweiteren können Schwingungsbewegungen in der Sekundär-Schwingungsebene, seien sie nun durch äußere Störungen direkt oder über den vorgenannten Energietransfer von der Primär- in die Sekundär-Schwingungsebene indirekt angeregt, dazu führen, daß die Sensorsignale zeitweise überhöhte Signalpegel aufweisen können, mit der Folge, daß die Sensorsignale empfangende und verarbeitende Eingangsverstärker entsprechend aufwendig dimensioniert sein müssen und somit vergleichsweise teuer sind.
  • Zur Unterdrückung solcher in der Sekundär-Schwingungsebene vollführten, insgesamt sehr schädlichen Schwingungen ist es üblich, eine für diese Schwingungen effektive Steifigkeit des Meßrohrs gegenüber einer für Schwingungen in der Primär-Schwingungsebene effektive Steifigkeit des Meßrohrs bei im wesentlichen gleichbleibenden effektiven Massen zu erhöhen und somit Resonanzfrequenzen von miteinander korrespondierenden Schwingungsmoden der Primär- bzw. Sekundär-Schwingungsebene wirksam voneinander zu separieren. Typischerweise werden hierbei Frequenzabstände von mehr als 30 Hz angestrebt.
  • Bei dem in der US-A 56 02 345 wird hierfür beispielsweise die Verwendung von ein- und auslaßseitig in unmittelbarer Nähe zu den jeweiligen Kopplungszonen am jeweiligen Meßrohr zusätzlich angebrachte, als flache Stege ausgebildete Federelemente vorgeschlagen. Als eine weitere Möglichkeit zur Separierung von Schwingungsmoden in der Primär-Schwingungsebene von korrespondierenden Schwingungsmoden in der Sekundär-Schwingungsebene ist ferner in der US-A 52 91 792 gezeigt. Bei dem dort vorgeschlagenen Meßwandler ist die für Schwingungen in der Sekundär-Schwingungsebene effektive Steifigkeit des Meßrohrs dadurch erhöht, daß das Meßrohr in seinem Zentrum mit einem entsprechend wirkenden als sich im wesentlichen in radialer Richtung zu Meßrohr und Gegenschwinger erstreckend im Meßwandler angeordnete, hier U-förmige, Versteifungsfeder ausgebildeten Federelement beaufschlagt ist, das die Steifigkeit Meßrohrs für den Coriolismode in der Primär-Schwingungsebene nicht nennenswert beeinflußt. Dadurch kann erreicht werden, daß sich die Schwingfrequenz der Schwingungen im Nutzmode hinreichend stark von der Frequenz ungewollter, also störender Schwingungen abhebt und somit der Einfluß solcher störenden Schwingungen weitgehend unterdrückt wird.
  • Ein Nachteil einer solchen zentral wirkenden, eher punktuell am Meßrohr angreifenden Versteifungsfeder ist jedoch darin zu sehen, daß unvermindert asymmetrische Schwingungsmoden in der Sekundär-Schwingungsebene angeregt werden können, wie etwa das Pendant zum Coriolis-Mode in der Primär-Schwingungsebene, einhergehend mit den oben beschriebenen Nachteilen. Darüberhinaus muß ein solche zentral, also am Ort maximaler Schwingungsamplitude wirkende Versteifungsfeder, entsprechend mechanisch stabil und entsprechend schwingungsfest ausgelegt werden. Anderseits aber sind auch die in der US-A 56 02 345 vorgeschlagenen Stege nur mit vergleichsweise hohem Aufwand zu befestigen und zu justieren, insb. auch bei Anwendung dieses Prinzips auf ein einziges Meßrohr mit koaxial dazu angeordnetem, rohrförmigem Gegenschwinger.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, Meßwandler der vorgenannten Art mit zumindest einem zeitweise vibrierenden Meßrohr und einem ein- und auslaßseitig am Meßrohr fixierten Gegenschwinger dahingehend zu verbessern, daß eine im Vergleich den vorgestellten Lösungen noch effizientere Separierung der Resonanzfrequenzen der Schwingungsmoden in der Primär- und Sekundär-Schwingungsebene erreicht werden kann. Dies im besonderen auch bei gegenüber zumindest den vorgenannten Stegen vergleichbarem oder geringerem Fertigungsaufwand.
  • Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einem Meßwandler vom Vibrationstyp für ein in einer Rohrleitung strömendes Medium, welcher Meßwandler ein zumindest zeitweise vibrierendes Meßrohr zum Führen von zu messendem Medium, einen Gegenschwinger, der unter Bildung einer ersten Kopplungszone einlaßseitig am Meßrohr fixiert ist und der unter Bildung einer zweiten Kopplungszone auslaßseitig am Meßrohr fixiert ist, eine, insb. im wesentlichen mittig an das Meßrohr angreifende und/oder zumindest punktuell entlang einer gedachten mittigen Umfangslinie des Meßrohrs außen an diesem fixierte, Erregeranordnung zum Antreiben zumindest des Meßrohrs, sowie eine Sensoranordnung zum Erfassen von Schwingungen zumindest des Meßrohrs umfaßt, wobei das Meßrohr im Betrieb zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig Biegeschwingungen um eine gedachte Biegeschwingungsachse ausführt, die die beiden Kopplungszonen imaginär miteinander verbindet. Der erfindungsgemäße Meßwandler umfaßt zudem ein erstes Federelement und ein zweites Federelement, wobei jedes der wenigstens zwei Federelemente sowohl von jeder der beiden Kopplungszonen als auch der Erregeranordnung beabstandet an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist.
  • Darüber hinaus besteht die Erfindung in einem, beispielsweise als Coriolis-Massendurchflußmeßgerät, Dichtemeßgerät, Viskositätsmeßgerät oder dergleichen ausgebildeten, In-Line-Meßgerät zum Messen und/oder Überwachen wenigstens eines Parameters, beispielsweise eines Massendurchflusse einer Dichte und/oder einer Viskosität, eines in einer Rohrleitung strömenden Mediums, in welchem In-Line-Meßgerät ein Meßwandler der oben genannten Art Verwendung findet.
  • Der Meßwandler ist im besonderen ferner so ausgebildet, daß er wenigstens einen ersten natürlichen Schwingungsmode aufweist, in dem zumindest das Meßrohr Biegeschwingungen in einer gedachten Primär-Schwingungsebene ausführen kann. Darüberhinaus ist der Meßwandler im weiteren so ausgebildet, daß er einen zweiten natürlichen Schwingungsmode aufweist, in dem zumindest das Meßrohr Biegeschwingungen in einer gedachten, zur gedachten Primär-Schwingungsebene im wesentlichen orthogonalen Sekundär-Schwingungsebene ausführen kann. Diesen Aspekt des erfindungsgemäßen Meßwandlers weiterbildend ist vorgesehen, daß das Meßrohr im Betrieb mittels der Erregeranordnung zumindest zeitweise derart angeregt ist, daß es zumindest anteilig, insb. überwiegend oder ausschließlich, in der gedachten Primär-Schwingungsebene oszilliert.
  • Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß mittels der beiden Federelemente eine niedrigste Eigenfrequenz des ersten natürlichen Schwingungsmodes kleiner eingestellt ist, als eine niedrigste Eigenfrequenz des zweiten natürlichen Schwingungsmodes. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend sind die Federelemente ferner so ausgebildet und im Meßwandler angeordnet, daß ein Frequenzabstand zwischen der niedrigsten Eigenfrequenz des ersten natürlichen Schwingungsmodes und der niedrigsten Eigenfrequenz des zweiten natürlichen Schwingungsmodes größer als 50 Hz, insb. größer als 100 Hz, eingestellt ist.
  • Nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung weist jedes der beiden Federelemente eine Federsteifigkeit auf, von der jeweils eine Biegeschwingungen des Meßrohrs in der Primär-Schwingungsebene hemmende Primärkomponente verschieden ist von einer Biegeschwingungen des Meßrohr in der Sekundär-Schwingungsebene hemmende Sekundärkomponente. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist jedes der beiden Federelemente ferner so ausgebildet und im Meßwandler angeordnet ist, daß die Primärkomponente von dessen Federsteifigkeit jeweils kleiner ist als die zugehörige Sekundärkomponente.
  • Nach einer dritten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß jedes der beiden Federelemente anteilig an gedachten Schnittpunkten des Meßrohrs mit der Sekundär-Schwingungsebene gelagert ist. Alternativ oder in Ergänzung dazu ist ferner jedes der beiden Federelemente anteilig an gedachten Schnittpunkten des Gegenschwingers mit der Sekundär-Schwingungsebene gelagert.
  • Nach einer vierten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Erregeranordnung wenigstens einen, insb. einzigen und/oder mittels einer Spule gebildeten, Schwingungserreger.
  • Nach einer fünften Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Erregeranordnung wenigstens einen, insb. einzigen und/oder mittels einer Spule gebildeten, Schwingungserreger und ist ferner vorgesehen, daß das erste Federelement, in einem zwischen der ersten Kopplungszone und dem wenigstens einen Schwingungserreger liegenden einlaßseitigen Bereich an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß das erste Federelement vom zweiten Federelement beabstandet an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist. In Ergänzung dazu ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ferner vorgesehen, daß das zweite Federelement dementsprechend in einem zwischen der zweiten Kopplungszone und dem wenigstens einen Schwingungserreger liegenden auslaßseitigen Bereich an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist. In Ergänzung dazu ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ferner vorgesehen, daß die beiden Federelemente in einer durch den einlaßseitigen Bereich und den auslaßseitigen Bereich imaginär verlaufenden geraden Schnittebene des Meßrohrs im Meßwandler angeordnet sind.
  • Nach einer sechsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Federelemente punktsymmetrisch bezüglich eines Schwerpunkts des Meßrohrs im Meßwandler angeordnet sind.
  • Nach einer siebenten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Erregeranordnung wenigsten eine Spule umfaßt. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die wenigstens eine Spule der Erregeranordnung mit dem Gegenschwinger mechanisch verbunden, insb. starr gekoppelt, ist.
  • Nach einer achten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Sensoranordnung einen einlaßseitigen, insb. mittels einer Spule gebildeten, ersten Schwingungssensor sowie einen auslaßseitigen, insb. mittels einer Spule gebildeten, zweiten Schwingungssensor. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß das erste Federelement und der erste Schwingungssensor jeweils anteilig entlang wenigstens einer gemeinsamen einlaßseitigen Umfangslinie des Meßrohrs an diesem fixiert sind, und daß das zweite Federelement und der zweite Schwingungssensor jeweils anteilig entlang wenigstens einer gemeinsamen auslaßseitigen Umfangslinie des Meßrohrs an diesem fixiert sind.
  • Nach einer neunten Ausgestaltung der Erfindung ist die Erregeranordnung im Betrieb zumindest zeitweise von einem elektrischen Treibersignal gespeist.
  • Nach einer zehnten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Meßwandler ein Wandlergehäuse.
  • Nach einer elften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Meßrohr und Gegenschwinger zueinander im wesentlichen koaxial ausgerichtet sind.
  • Nach einer zwölften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Meßrohr zumindest teilweise vom Gegenschwinger ummantelt ist.
  • Nach einer dreizehnten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Gegenschwinger im wesentlichen rohrförmig ist.
  • Nach einer vierzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Gegenschwinger im wesentlichen gerade ist.
  • Nach einer fünfzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist das Meßrohr im wesentlichen gerade. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß auch der Gegenschwinger im Betrieb zumindest zeitweise Biegeschwingungen um die Biegeschwingungsachse ausführt, und daß die Federelemente entlang einer sich bei biegeschwingendem Gegenschwinger im wesentlichen nicht verzerrenden neutralen Faser des Gegenschwingers an selbigem fixiert sind. Alternativ oder in Ergänzung zu dieser Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Meßrohr im Betrieb zumindest zeitweise Torsionsschwingungen um eine mit der Biegeschwingungsachse im wesentlichen parallelen, insb. koinzidenten, Torsionsschwingungsachse ausführt.
  • Nach einer sechzehnten Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich das Meßrohr mit im wesentlichen gleichbleibendem, insb. kreisringförmigem, Querschnitt zwischen den beiden Kopplungszonen.
  • Nach einer siebzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist das Meßrohr im wesentlichen zylindrisch geformt.
  • Nach einer achtzehnten Ausgestaltung der Erfindung sind die Federelemente jeweils mit einem meßrohrseitigen ersten Ende, insb. unter Bildung jeweils einer starren und/oder spielfreien Lagerung, am Meßrohr und mit einem gegenschwingerseitigen zweiten Ende, insb. unter Bildung jeweils einer starren und/oder spielfreien Lagerung, am Gegenschwinger fixiert.
  • Nach einer neunzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist jedes der, insb. baugleichen, Federelemente jeweils mittels einer, insb. metallischen und/oder sich in radialer Richtung zu Meßrohr und/oder Gegenschwinger erstreckend im Meßwandler angeordneten, Stange gebildet.
  • Nach einer zwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Meßwandler weiters ein drittes Federelement und ein viertes Federelement, wobei jedes der vier Federelemente von den Kopplungszonen und der Erregeranordnung beabstandet an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß jedes der vier, insb. baugleichen, Federelemente jeweils von jedem der jeweiligen anderen drei Federelementen beabstandet ist. Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß paarweise zusammengehörige einlaßseitige Federelemente jeweils im wesentlichen einander diametral gegenüberliegend am Meßrohr plaziert sind und, wobei paarweise zusammengehörige auslaßseitige Federelemente jeweils im wesentlichen einander diametral gegenüberliegend am Meßrohr plaziert sind.
  • Nach einer einundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung kommuniziert das Meßrohr über ein einlaßseitig einmündendes Einlaßrohrstück und über ein auslaßseitig einmündendes Auslaßrohrstück mit der Rohrleitung. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß der Meßwandler weiters ein am Einlaßrohrstück und am Auslaßrohrstück fixiertes Wandlergehäuse umfaßt.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht u. a. darin, zur Frequenztrennung anstelle lediglich mittig am Meßrohr wirkende Federelemente solche Federlemente einzusetzen, die sowohl von der Mitte als auch von vorgenannten Kopplungszonen entfernt angreifen und so neben symmetrischen auch asymmetrische Störungen wirksam zu unterdrücken. Dies hat den Vorteil, daß so auch Störungen des zumeist asymmetrisch ausgebildeten Meßmodes, beispielsweise infolge von einseitig am in die Rohrleitung eingesetzen In-Line-Meßgerät angreifenden und/oder auch Taumelbewegungen des In-Line-Meßgeräts um eine seiner Trägheitshauptachsen bewirkende zeitlich veränderlichen Kräften, auf sehr einfache Weise sehr effektiv unterdrückt werden können. Zudem wird durch die Federelmente die Schwingungsachse klar definiert und auch bei allfälligen Störungen von außen weitestgehend ortsfest gehalten.
  • Eine besonders effektive Frequenztrennung läßt sich dabei beispielsweise durch Verwendung im wesentlichen stab- oder stangenförmig ausgebildeten Federelemente erzielen, die so im Meßwandler angeordnet sind, daß sie im wesentlichen in der Sekundär-Schwingungsebene verlaufen. Eine Relativbewegung zwischen Tilgerrohr und Messrohr senkrecht zu Nutz- und Coriolismode in der Primär-Schwingungsbene ist dadurch praktisch blockiert. Dies im besonderen dann, wenn selbige Federelemente so im Meßwandler angeordnet sind, daß sie sich im wesentlichen radial zu Meßrohr und/oder Gegenschwinger erstrecken. Zudem können stangenförmigen Federelemente, insb. im Vergleich zu den erwähnten endseitig am Meßrohr fixierten Stegen, kostengünstig hergestellt und montiert werden, wobei deren Wirkungsweise im Vergleich zu herkömmlicherweise verwendeten Federelementen deutlich effizienter ist.
  • Für den Fall, daß die Federelemente so im Meßwandler angeordnete sind, daß jedes davon unmittelbar an einer Umfangslinie des Meßrohrs angreift, entlang der auch der jeweilige Schwingungssensor plaziert ist, können zumindest daselbst Relativebewegungen zwischen Meßrohr und Gegenschwinger nahezu völlig ausgeschlossen werden. Dies führt zu dem weiteren Vorteil, daß von außen in der Sekundär-Schwingungsrichtung einwirkende Störungen am Schwingungssensor kein nenneswertes Strösignal mehr erzeugen können, selbst wenn dieser auch eine gewisse Querempfindlichkeit in dieser Schwingungsrichtung aufweisen würde.
  • Nachfolgend werden die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen derselben anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist; gleiche Teile sind in den Figuren im übrigen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Falls es der Übersichtlichkeit dienlich ist, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet. Im einzelne sind in:
  • 1 ein in eine Rohrleitung einfügbares In-Line-Meßgerät zum Messen wenigstens eines Parameters eines in der Rohrleitung geführten Mediums gezeigt,
  • 2 geschnitten in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel für einen für das In-Line-Meßgerät von 1 geeigneten Meßwandler vom Vibrations-Typ mit einem Meßrohr und einem Gegenschwinger sowie endseitigen Auslegern gezeigt,
  • 3 der Meßwandler von 2 in einem Querschnitt gezeigt,
  • 4 der Meßwandler von 2 in einem anderen Querschnitt mit einem Federelement gezeigt,
  • 5 schematisch Biegelinien des Meßrohrs und des a bis d Gegenschwingers, jeweils oszillierend in einem lateralen Biegeschwingungsmode in einer Primär-Schwingungsebene des Meßwandlers, gezeigt,
  • 6a, b in zwei verschiedenen geschnittenen Ansichten eine Variante für einen Meßwandlers gemäß 2 mit zwei Federelementen gezeigt,
  • 7a, b in zwei verschiedenen geschnittenen Ansichten eine andere Variante für einen Meßwandlers gemäß 2 mit zwei Federelementen gezeigt,
  • 8a, b in zwei verschiedenen geschnittenen Ansichten eine weitere Variante für einen Meßwandlers gemäß 2 mit vier Federelementen gezeigt, und
  • 9 schematisch ein Ausschnitt eines Meßwandlers gemäß 2 mit einem an Meßrohr und Gegenschwinger befestigten Federelement gezeigt.
  • In der 1 ist ein in eine – hier nicht dargestellte – Rohrleitung einfügbares, beispielsweise als Coriolis-Massendurchflußmeßgerät, Dichtemeßgerät, Viskositätsmeßgerät oder dergleichen ausgebildetes, In-Line-Meßgerät gezeigt, 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 einen an eine in einem entsprechenden Elektronik-Gehäuse 200 untergebrachte – hier nicht dargestellte – Betriebs- und Auswerteelektronik des In-Line-Meßgerät elektrisch angeschlossenen Meßwandler vom Vibrationstyp, der im Betrieb entsprechend vom zu messenden Medium durchströmt ist.
  • In den 2 bis 4 ist exemplarisch anhand eines konkreten Ausführungsbeispiel der prinzipielle Aufbau für einen solchen Meßwandler vom Vibrationstyp schematisch in verschiedenen Schnittansichten dargestellt. Darüber hinaus sind der prinzipielle mechanische Aufbau sowie dessen Wirkungsweise des exemplarisch gezeigte Meßwandlers mit den denen der in den US-A 2007/0119265 , US-A 2007/0119264 , US-B 66 91 583 , der US-B 68 40 109 gezeigten Meßwandler vergleichbar. Weiterführende Ausführungsbeispiele und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Meßwandlers sowie auch Einzelheiten davon sind zudem in den 6a, 6b, 7a, 7b, 8a, 8b sowie 9 gezeigt.
  • Der Meßwandler 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 in der dem Fachmann bekannten Weise z. B. ein Massedurchfluß m, eine Dichte ρ und/oder eine Viskosität η des Mediums gemessen werden. Zum Führen des Mediums umfaßt Meßwandler wenigstens ein – im hier gezeigten Ausführungsbeispiel einziges, im wesentlichen gerades – Meßrohr 10, das im Betrieb vibrieren gelassen und dabei, um eine statische Ruhelage oszillierend, wiederholt elastisch verformt wird, wobei der Meßwandler wenigstens einen ersten natürlichen Schwingungsmode aufweist, in dem zumindest das Meßrohr Biegeschwingungen in einer gedachten Primär-Schwingungsebene XZ ausführen kann. Diese gedachte Primär-Schwingungsebene XZ entspricht im übrigen praktisch auch der Zeichenebene der 5a–5d. Neben dem ersten natürlichen Schwingungsmode in der gedachten Primär-Schwingungsebene XZ weist der Meßwandler zudem allerdings naturgemäß wenigstens einen zweiten natürlichen Schwingungsmode, in dem zumindest das Meßrohr Biegeschwingungen in einer gedachten, zur gedachten Primär-Schwingungsebene XZ im wesentlichen orthogonalen Sekundär-Schwingungsebene YZ ausführen kann.
  • Zur Minimierung von auf das Meßrohr 10 wirkenden Störeinflüssen wie auch zur Reduzierung von seitens des Meßwandlers an die angeschlossene Rohrleitung abgegebener Schwingungsenergie ist im Meßwandler des weiteren ein – hier im wesentlichen gerader und im wesentlichen parallel zum Meßrohr 10 verlaufender – Gegenschwinger 20 vorgesehen. Dieser ist, wie auch in 2 gezeigt, unter Bildung einer – praktisch ein Einlaßende des Meßrohrs 10 definierenden – ersten Kopplungszone 11# einlaßseitig und der unter Bildung einer – praktisch ein Auslaßende des Meßrohrs 10 definierenden – zweiten Kopplungszone 12# auslaßseitig jeweils am Meßrohr 10 fixiert. Der Gegenschwinger 20 kann rohr – oder kastenförmiger ausgeführt und beispielsweise so am Einlaßende und am Auslaßende mit dem Meßrohr 10 verbunden sein, daß er, wie bei derartigen Meßwandlern durchaus üblich, im wesentlichen koaxial zum Meßrohr 10 ausgerichtet ist und somit das Meßrohr 10 vom Gegenschwinger 20 zumindest teilweise ummantelt ist. Zudem kann es von Vorteil sein, wenn der Gegenschwinger 20 wesentlich schwerer ausgelegt ist als das Meßrohr 10.
  • Zum Hindurchströmenlassen des zu messenden Mediums ist das Meßrohr 10 über ein einlaßseitig im Bereich der ersten Kopplungszone einmündendes Einlaßrohrstück 11 und über ein auslaßseitig im Bereich der zweiten Kopplungszone einmündendes, insb. zum Einlaßrohrstück 11 im wesentlichen identisches, Auslaßrohrstück 12 entsprechend an die das Medium zu- bzw. abführende – hier nicht dargestellte – Rohrleitung angeschlossen. Einlaßrohrstück 11 und Auslaßrohrstück 12 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel wesentlichen gerade ausgeführt und zueinander, zum Meßrohr 10 sowie zu einer die Kopplungszonen praktisch verbindenden imaginären Längsachse L fluchtend ausgerichtet. In vorteilhafter Weise können Meßrohr 10, Einlaß- und Auslaßrohrstück 11, 12 einstückig ausgeführt sein, so daß zu deren Herstellung z. B. ein einziges rohrförmiges Halbzeug dienen kann. Anstelle dessen, daß Meßrohr 10, Einlaßrohrstück 11 und Auslaßrohrstück 12 jeweils durch Segmente eines einzigen, einstückigen Rohres gebildet sind, können diese, falls erforderlich aber auch mittels einzelner, nachträglich zusammengefügter, z. B. zusammengeschweißter, Halbzeuge hergestellt werden.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Meßrohr ferner so ausgebildet, daß es sich zwischen den beiden Kopplungszonen mit im wesentlichen gleichbleibendem, insb. kreisringförmigem, Querschnitt erstreckt. Im besonderen ist ferner vorgesehen, daß das Meßrohr 10 im wesentlichen zylindrisch geformt ist.
  • Im Betrieb des Meßwandlers wird das Meßrohr 10 – wie bereits mehrfach erwähnt – zumindest zeitweise zu lateralen Biegeschwingungen in der gedachten Primär-Schwingungsebene XZ, insb. im Bereich einer natürlichen Resonanzfrequenz eines entsprechenden natürlichen Schwingungsmodes, so angeregt, daß es sich in diesem sogenannten Nutzmode zumindest anteilig, insb. überwiegend, gemäß einer natürlichen ersten Eigenschwingungsform ausbiegt. Die Biegeschwingungen im Nutzmode sind dabei im wesentlichen transversal zu einer mit der Längsachse L im wesentlichen parallelen, insb. koinzidierenden, Biegeschwingungsachse ausgerichtet, die die beiden Kopplungszonen 11#, 12# imaginär miteinander verbindet. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei ferner vorgesehen, daß das Meßrohr im Betrieb mittels der Erregeranordnung zumindest zeitweise derart angeregt ist, daß es überwiegend oder ausschließlich in der gedachten Primär-Schwingungsebene oszilliert.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, wird das Meßrohr 10 dabei mit einer Schwingungsfrequenz, fexc, angeregt, die möglichst genau einer natürlichen Resonanzfrequenz des sogenannten f1-Eigenmodes des Meßrohrs 10 entspricht, also einem symmetrischen Eigenmode bei dem, wie in 5b bis 5d schematisch dargestellt, das vibrierende, jedoch nicht vom Medium durchströmte Meßrohr 10 bezüglich einer zur Längsachse L senkrechten Mittelachse im wesentlichen symmetrisch ausgebogen wird und dabei im wesentlichen einen einzigen Schwingungsbauch aufweist, vgl. hierzu beispielsweise auch eingangs erwähnten US-A 2007/0119265 , US-A 2007/0119264 , US-B 66 91 583 , oder US-B 68 40 109 . Gleichermaßen wird auch der Gegenschwinger 20, wie in 5b schematisch dargestellt, im Betrieb des Meßwandlers ebenfalls zu Biegeschwingungen angeregt, die im wesentlichen koplanar, jedoch im wesentlichen gegenphasig zu den Biegeschwingungen des Meßrohrs 10 ausgebildet sind. Somit oszillieren Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 im Betrieb also zumindest zeitweise und/oder anteilig lateral in einem Nutzmode, in dem sie gemeinsam im wesentlichen koplanare Biegeschwingungen in der gedachten Primär-Schwingungsebene XZ ausführen.
  • Für den Fall, daß das Medium in der Rohrleitung strömt und somit der Massedurchfluß m von Null verschieden ist, werden mittels des in vorgenannter Weise vibrierenden Meßrohrs 10 im hindurchströmenden Medium Corioliskräfte induziert. Diese wiederum wirken auf das Meßrohr 10 zurück und bewirken so eine zusätzliche, sensorisch erfaßbare – hier jedoch nicht dargestellte – Verformung des Meßrohrs 10 gemäß einer natürlichen zweiten Eigenschwingungsform, die dem angeregten Nutzmode im wesentlich koplanar überlagert ist. Folglich schwingt das Meßrohr auch im Coriolis-Mode im wesentlichen entlang der gedachten Primär-Schwingungsebene XZ.
  • Die momentane Ausprägung der Verformung des Meßrohrs 10 ist dabei, insb. hinsichtlich ihrer Amplituden, auch vom momentanen Massedurchfluß m abhängig. Als zweite Eigenschwingungsform, dem sogenannten Coriolismode, kann, wie bei derartigen Meßwandlern üblich, z. B. die Eigenschwingungsform des anti-symmetrischen f2-Eigenmodes, also jene mit zwei Schwingungsbäuchen und/oder die Eigenschwingungsform des antisymmetrischen f4-Eigenmodes mit vier Schwingungsbäuchen dienen. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind ferner Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 so dimensioniert, daß das leere Meßrohr 10 eine niedrigste natürliche Eigenfrequenz, f10, aufweist, die größer oder etwa gleich einer niedrigsten natürlichen Eigenfrequenz, f20, des Gegenschwingers 20 ist. Im besonderen sind Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 dabei so dimensioniert, daß das mit Wasser befüllte Meßrohr 10 eine niedrigste natürliche Eigenfrequenz, f10H2O, aufweist, die mindestens gleich einer niedrigsten natürlichen Eigenfrequenz, f20, des Gegenschwingers 20 ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 hinsichtlich ihrer Schwingungseigenschaften so aufeinander abzustimmen, daß eine niedrigste natürliche Eigenfrequenz, f10,H2O Meßrohrs 10 auch dann mindestens einem 1,1-fachen einer niedrigsten natürlichen Eigenfrequenz, f20, des Gegenschwingers 20 entspricht, wenn es vollständig mit Wasser befüllt ist. Bei einem Meßrohr aus Titan mit einer Nennweite DN von etwa 55 mm, einer Länge, L10, von etwa 570 mm und einer Wandstärke von etwa 2,5 mm würde eine natürliche Resonanzfrequenz, f10,Luft, des f1-Eigenmodes des leeren Meßrohrs etwa bei 550 Hz liegen, während eine natürliche Resonanzfrequenz, f10,H2O, des f1-Eigenmodes des mit Wasser befüllten Meßrohrs etwa 450 Hz betragen würde.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung, führt das Meßrohr 10 ferner, insb. auch in Anlehnung an den in der US-B 68 40 109 gezeigten Meßwandler, im Betrieb zumindest zeitweise, insb. zeitgleich zu den vorgenannten Biegeschwingungen, Torsionsschwingungen um eine mit der Längsachse L bzw. der vorgenannten Biegeschwingungsachse im wesentlichen parallelen Torsionsschwingungsachse aus. Torsionsschwingungsachse, Biegeschwingungsachse wie auch die Längsachse L können, wie bei derartigen Meßwandlern durchaus üblich, im wesentlichen koinzident sein. Für das oben beschriebene Meßrohr 10 würde sich beispielsweise eine niedrigste natürliche Resonanzfrequenz für die Torsionsschwingungen im Bereich von etwa 750 Hz ergeben.
  • Zum Erzeugen mechanischer Schwingungen des Meßrohrs 10 – seien es nun Biegeschwingungen und/oder Torsionsschwingungen – umfaßt der Meßwandler weiters eine, insb. elektrodynamische, Erregeranordnung 40. Diese dient dazu, eine mittels der Betriebs- und Auswerte-Elektronik inform eines entsprechend konditionierten elektrischen Treibersignals, z. B. mit einem geregelten Strom und/oder einer geregelten Spannung, eingespeiste elektrische Erregerenergie Eexc in eine auf das Meßrohr 10, z. B. pulsförmig, getaktet oder harmonisch, einwirkende und dieses in der vorbeschriebenen Weise elastisch verformende Erregerkraft Fexc umzuwandeln. Die Erregerkraft Fexc kann hierbei, wie in 4 schematisch dargestellt, bidirektional oder aber auch unidirektional ausgebildet sein und in der dem Fachmann bekannten Weise z. B. mittels einer Strom- und/oder Spannungs- Regelschaltung, hinsichtlich ihrer Amplitude und, z. B. mittels einer Phasen-Regelschleife, hinsichtlich ihrer Frequenz eingestellt werden. Im besonderen ist die Erregranordnung, wie bei derartigen Meßwandlern durchaus üblich, ferner so ausgebildet und im Meßwandler angeordnet, daß sie im wesentlichen mittig an das Meßrohr angreift und/oder zumindest punktuell entlang einer gedachten mittigen Umfangslinie des Meßrohrs außen an diesem fixiert ist.
  • Als Erregeranordnung kann z. B. eine einfache differentiell auf Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 einwirkende, elektrodynamische Tauchspulenanordnung mit einer am Gegenschwinger 20 befestigten zylindrischen Erregerspule, die im Betrieb von einem entsprechenden Erregerstrom durchflossen ist, und mit einem in die Erregerspule zumindest teilweise eintauchenden dauermagnetischen Anker, der von außen, insb. mittig, am Meßrohr 10 fixiert ist, dienen. Alternativ dazu kann die Erregeranordnung 40 z. B. auch als ein Elektromagnet oder auch als ein seismischer Erreger realisiert sein.
  • Zum Detektieren von Schwingungen des Meßrohr 10 kann z. B. eine für derartige Meßwandler übliche Sensoranordnung verwendet werden, bei der in der dem Fachmann bekannten Weise mittels eines einlaßseitigen, von der ersten Kopplungszone 11# beabstandet am Meßrohr 10 plazierten ersten Schwingungssensors 50A und mittels eines auslaßseitigen, von der zweiten Kopplungszone 12# beabstandet am Meßrohr 10 plazierten, insb. zum Schwingungssensor 50A im wesentlichen baugleichen, zweiten Schwingungssensors 50B die Bewegungen des Meßrohrs 10 erfaßt und in ein entsprechendes erstes bzw. zweites Sensorsignal S1, S2 umgewandelt werden. Als Sensoren 50A, 50B können z. B. die Schwingungen relativ zum Gegenschwinger, z. B. differentiell messende, elektrodynamische Geschwindigkeitssensoren oder aber elektrodynamische Wegsensoren oder Beschleunigungssensoren verwendet werden. Anstelle elektrodynamischer Sensoranordnungen oder in Ergänzung derselben können ferner auch mittels resistiver oder piezo-elektrischer Dehnungsmeßstreifen messende oder opto-elektronische Sensoren zum Detektieren der Schwingungen des Meßrohrs 10 dienen.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Erregeranordnung 40, wie beispielsweise auch in 2 oder 3 schematisch dargestellt, so ausgebildet und so im Meßwandler angeordnet sein, daß sie im Betrieb gleichzeitig, insb. differentiell, auf Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 wirkt.
  • Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Erregeranordnung 40 dazu wenigstens eine im Betrieb zumindest zeitweise vom Erregerstrom oder einem Erregerteilstrom durchflossene erste Erregerspule 41a auf, die an einem mit dem Meßrohr 10 verbundenen Hebel 41c fixiert ist und über diesen und einen von außen am Gegenschwinger 20 fixierten Anker 41b differentiell auf das Meßrohr 10 und den Gegenschwinger 20 einwirkt. Diese Anordnung hat u. a. auch den Vorteil, daß einerseits der Gegenschwinger 20 und somit auch das Wandlergehäuse 100 im Querschnitt klein gehalten und trotzdem die Erregerspule 41a, insb. auch bei der Montage, leicht zugänglich ist. Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung der Erregeranordnung 40 auch darin, daß allfällig verwendete, insb. bei Nennweiten von über 50 mm nicht mehr vernachlässigbar schwere, Spulenbecher 41d ebenfalls am Gegenschwinger 20 fixierbar sind und somit praktisch keinen Einfluß auf die Resonanzfrequenzen des Meßrohrs 10 haben. Es sei jedoch an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß falls erforderlich, die Erregerspule 41a auch vom Gegenschwinger 20 und dementsprechend der Anker 41b vom Meßrohr 10 gehaltert sein können. Alternativ oder in Ergänzung zur differentiell wirkenden Erregeranordnung 40 kann auch die Sensoranordnung 50 so ausgelegt und im Meßwandler angeordnet sein, daß durch sie die Vibrationen von Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 differentiell erfaßt werden.
  • Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt die Sensoranordnung 50 eine am Meßrohr 10 fixierte Sensorspule 51a. Die Sensorspule 51a ist möglichst nah zu einem am Gegenschwinger 20 fixierten Anker 51b angeordnet und mit diesem magnetisch so gekoppelt, daß in der Sensorspule eine veränderliche Meßspannung induziert wird, die durch einen relativen Abstand zwischen Sensorspule und Anker verändernde laterale Relativbewegungen zwischen Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 und/oder eine relative Lage der Sensorspule bezüglich des Ankers verändernde rotatorische Relativbewegungen zwischen Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 beeinflußt ist. Falls erforderlich können die Sensorspule 51a dazu aber auch am Gegenschwinger 20 und in entsprechender Weise der mit dieser gekoppelte Anker 51b am Meßrohr 10 fixiert sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, Schwingungserreger und Schwingungssensoren nach dem gleichen Wirkprinzip aufzubauen, insb. im wesentlichen einander baugleich auszubilden. Desweiteren ist auch möglich, Spule und/oder Anker von Erreger- und/oder Sensoranordnung unter Verzicht auf einen vermittelnden Hebel jeweils direkt am Meßrohr oder am Gegenschwinger zu befestigen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Meßrohr 10, Gegenschwinger 20 sowie die daran befestigten Sensor- und Erregeranordnungen 40, 50 hinsichtlich ihrer Massenverteilung ferner so aufeinander abgestimmt, daß das so gebildete, mittels des Ein- und am Auslaßrohrstücks 11, 12 aufgehängte Innenteil des Meßwandlers einen Massenschwerpunkt MS aufweist, der zumindest innerhalb des Meßrohrs 10, bevorzugt aber möglichst nah an der Meßrohrlängsachse L liegt. Zudem ist das Innenteil ferner so ausgebildet, daß es eine mit dem Einlaßrohrstück 11 und dem Auslaßrohrstück 12 fluchtende und zumindest abschnittsweise innerhalb des Meßrohrs 10 liegende erste Trägheitshauptachse T1 aufweist. Infolge der Positionierung des Massenschwerpunktes MS des Innenteils, insb. aber auch aufgrund der vorbeschriebenen Lage der ersten Trägheitshauptachse T1 können die Torsionsschwingungen und die Biegeschwingungen des Meßrohrs 10 zumindest im Nutzmode mechanisch voneinander weitestgehend entkoppelt werden.
  • Das Innenteil Meßwandlers ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung derart ausgestaltet, daß eine erste Trägheitshauptachse T1 davon mit der oben Längsachse L im wesentlichen koinzidiert. Ferner ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Innenteil des Meßwandlers derart ausgestaltet, daß eine zweite Trägheitshauptachse T2 davon im wesentlichen mit der oben erwähnten Mittelachse zusammenfällt.
  • Das mittels des Meßrohrs 10, des Gegenschwingers 20, des Einlaßrohrstücks 11 sowie des Auslaßrohrstücks 12 gebildete Innenteil des Meßwandlers ist, wie aus einer Zusammenschau von 1 und 2 ersichtlich, ferner in einem selbiges Innenteil mediumsdicht und weitgehend druckfest umhüllendes Wandlergehäuse 30 schwingfähig gehaltert, das am jeweils von den Kopplungszonen entfernten Ende des Ein- und Auslaßrohrstück 11, 12 entsprechend fixiert ist. Für den Fall, daß der Meßwandler lösbaren mit der Rohrleitung zu montieren ist, ist dem Einlaßrohrstück 11 und dem Auslaßrohrstück 12 jeweils ein erster bzw. zweiter Flansch 13, 14 entsprechend angeformt. Die Flansche 13, 14 können dabei gleichzeitig auch als integraler Bestandteil des Wandlergehäuses 30 ausgebildet sein. Falls erforderlich können Ein- und Auslaßrohrstück 11, 12 aber auch direkt mit der Rohrleitung, z. B. mittels Schweißen oder Hartlötung, verbunden werden.
  • Zum Anschließen der Erregeranordnung wie auch der Sensoranordnung an die erwähnte Betriebs- und Auswerte-Elektronik des In-Line-Meßgeräts sind des weiteren entsprechende Anschlußleitungen vorgesehen, die zumindest abschnittsweise innerhalb des Wandlergehäuses geführt sind. Die Anschlußleitungen können dabei zumindest anteilig als elektrische, zumindest abschnittsweise in von einer elektrischen Isolierung umhüllte Leitungsdrähte ausgebildet sein, z. B. inform von "Twisted-pair"-Leitungen, Flachbandkabeln und/oder Koaxialkabeln. Alternativ oder in Ergänzung dazu können die Anschlußleitungen zumindest abschnittsweise auch mittels Leiterbahnen einer, insb. flexiblen, gegebenenfalls lackierten Leiterplatte gebildet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der erfindungsgemäße Meßwandler, wie auch aus der Zusammenschau der 2 und 5a bis 5d ersichtlich, zur weiteren Verbesserung der Meßgenauigkeit und in Anlehnung an die in den eingangs erwähnten US-A 2007/0186685 , US-A 2007/0119265 , US-A 2007/0119264 , US-B 66 91 583 , oder US-B 68 40 109 vorgeschlagenen Meßwandler ferner einen im Bereich der ersten Kopplungszone mit dem Einlaßrohrstück 11 und dem Meßrohr 10 gekoppelten ersten Ausleger 15, der – wie in 3a schematisch dargestellt – einen im Bereich des Einlaßrohrstücks 11 liegenden Massenschwerpunkt M15 aufweist, sowie einen im Bereich der zweiten Kopplungszone mit dem Auslaßrohrstück 12 und dem Meßrohr 10 gekoppelten zweiten Ausleger 16, der – wie ebenfalls in 5a schematisch dargestellt – einen im Bereich des Auslaßrohrstücks 12 liegenden Massenschwerpunkt M16 aufweist. Anders gesagt, sind die beiden, insb. im wesentlichen baugleichen, ggf. sogar einander identischen, Ausleger 15, 16 so im Meßwandler angeordnet, daß der jeweilige Masseschwerpunkt M15, M16 vom Meßrohr 10, insb. in dessen Flucht liegend, beabstandet ist. Die beiden Ausleger 15, 16 sind also insoweit exzentrisch am Ein- bzw. Auslaßrohrstück und entsprechend exzentrisch auch an Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 gehaltert. Die Wirkungsweise des so gebildeten Innenteils entspricht dabei der in den erwähnten US-A 2007/0186685 , US-A 2007/0119265 , US-A 2007/0119264 , US-B 66 91 583 , oder US-B 68 40 109 gezeigten Innenteile.
  • Um eine möglichst einfache, kostengünstige Fertigung der Ausleger wie schließlich des Meßwandlers zu ermöglichen, kann jeder der beiden Ausleger 15, 16 beispielsweise im wesentlichen röhrenförmig oder hülsenförmig ausgebildet sein, so daß er praktisch mittels einer auf den Gegenschwinger 20 aufgeschobenen, insb. metallische, Hülse gebildet werden kann, insb. auch dann, wenn der Gegenschwinger 20 bereits mit dem Meßrohr 10 verbunden worden ist. Gemäß einer Weiterbildung dessen weist jeder der dabei den jeweiligen Ausleger 15, 16 bildenden Hülsen jeweils wenigstens eine Ringnut auf, vgl. auch hiefür die erwähnten US-A 2007/0186685 , US-A 2007/0119264 oder US-A 2007/0119265 .
  • Zur Herstellung von Meßrohr, Ein- und Auslaßrohrstück, Gegenschwinger sowie den gegebenenfalls vorgesehenen Auslegern kann im übrigen praktisch jedes der für solche Meßwandler üblichen Materialien, wie z. B. Stahl, Titan, Tantal, Zirkonium etc., oder auch entsprechende Kombinationen dieser Materialien verwendet werden. Beispielsweise hat sich die Verwendung von Titan für das Meßrohr 10 sowie das Einlaßrohrstück 11 und das Auslaßrohrstück 12 als besonders geeignet gezeigt, während, beispielsweise aus Gründen der Kostenersparnis, sowohl für den Gegenschwinger 20 sowie die gegebenenfalls vorgesehenen Ausleger 15, 16 als auch für das Wandlergehäuse 30 die Verwendung von Stahl durchaus von Vorteil ist.
  • Wie bereits erwähnt, besteht bei Meßwandlern der vorgenannten Art, insb. bei solchen mit einem geraden Meßrohr ein besonderes Problem darin, daß der Meßwandler nicht nur natürliche Schwingungsmoden sowohl in der gedachten Primär-Schwingungsebene XZ als auch in der dazu orthogonalen gedachten Sekundär-Schwingungsebene YZ aufweisen kann, sondern daß zudem auch zumindest einige der Schwingungsmoden in der Sekundär-Schwingungsebene YZ eine solche natürliche Resonanzfrequenz aufweisen können, die im wesentlichen gleich mit einer natürlichen Resonanzfrequenz eines insoweit korrespondierenden Schwingungsmode in der Primär-Schwingungsebene XZ sein kann. Solche miteinander korrespondierenden Schwingungsmoden können zudem auch jeweils Schwingungsformen von gleicher Ordnung, also jeweils gleicher Anzahl Schwingungsknoten, aufweisen.
  • Dem Rechnung tragend ist beim erfindungsgemäßen Meßwandler daher ferner ein erstes Federelement 61 und ein zweites Federelement 62 vorgesehen. Ein jedes der wenigstens zwei, beispielsweise im wesentlichen baugleich ausgebildeten, Federelemente ist dabei – wie auch in den 6a bis 8b schematisch dargestellt – mit einem jeweiligen meßrohrseitigen ersten Ende am Meßrohr 10 und mit einem jeweiligen gegenschwingerseitigen zweiten Ende am Gegenschwinger 20 fixiert, beispielsweise jeweils in gleichem Abstand zur Mitte des Meßrohrs. Die Federelemente sind erfindungsgemäß dabei so im Meßwandler angeordnet, daß jedes der beiden Federelement 61, 62 jeweils sowohl von jeder der beiden Kopplungszonen 11#, 12# als auch von der Erregeranordnung 40 beabstandet mit Meßrohr und Gegenschwinger verankert und insoweit von den beiden Kopplungszonen 11#, 12# und von der Erregeranordnung 40 beabstandet auf Meßrohr und Gegenschwinger einwirkt. Vorzugsweise ist das erste Federelement 61 dabei vom zweiten Federelement 62 beabstandet an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert, so daß also sowohl die meßrohrseitigen Enden als auch die gegenschwingerseitigen Enden der beiden Federelemente 61, 62 jeweils voneinander beabstandet sind.
  • Im besonderen ist ferner vorgesehen, die Federelemente 61, 62 jeweils mit dem meßrohrseitigen ersten Ende unter Bildung jeweils einer im wesentlichen starren und/oder im wesentlichen spielfreien Lagerung am Meßrohr und mit dem gegenschwingerseitigen zweiten Ende unter Bildung jeweils einer im wesentlichen starren und/oder im wesentlichen spielfreien Lagerung am Gegenschwinger zu fixieren.
  • Hinsichtlich der tatsächlichen Positionierung innerhalb des Meßwandlers wie auch der Anzahl der letztlich verwendeten Federelemente ergeben sich nunmehr verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten und Varianten, von denen einige ausgewählte nachfolgend näher erläutert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist, wie auch in den 6a, 7a und 8a jeweils schematisch dargestellt, das erste Federelement in einem zwischen der ersten Kopplungszone 11# und dem wenigstens einen Schwingungserreger liegenden einlaßseitigen Bereich an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert. Diese Ausgestaltung weiterbildend ist ferner vorgesehen, das zweite Federelement in einem zwischen der zweiten Kopplungszone 12# und dem wenigstens einen Schwingungserreger liegenden auslaßseitigen Bereich an Meßrohr und Gegenschwinger zu fixieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, die Federelement 61, 62, wie auch aus der Zusammenschau von 7a und 7b ersichtlich, so im Meßwandler anzuordnen, das daß erste Federelement 61 entlang einer parallel zur Längsachse L verlaufenden gedachten Seitenlinie des Meßrohrs 10 an selbigem fixiert, die einer zu dieser gleichfalls parallelen gedachten Seitenlinie des Meßrohrs 10, entlang der das zweite Federelement 62 mit seinem meßrohrseitigen Ende am Meßrohr fixiert ist, im wesentlichen diametral gegenüberliegt. Im besonderen ist hierbei ferner vorgesehen, daß die beiden Federelemente 61, 62 zudem auch punktsymmetrisch bezüglich eines Schwerpunkts des Meßrohrs 10 oder auch des erwähnten Massenschwerpunkt MS des Meßwandlers in selbigen angeordnet sind. Anders gesagt sollen die meßrohrseitigen Enden der beiden Federelemente 61, 62 in vorteilhafter Weise auf einer gemeinsamen durch den Schwerpunkt hindurchlaufenden gedachten Diagonale des Meßwandlers liegen; gleichermaßen liegen dann auch die gegenschwingerseitigen Enden der beiden Federelemente 61, 62 auf einer gemeinsamen weiteren, ebenfalls durch den Schwerpunkt hindurchlaufenden gedachten Diagonale des Meßwandlers. Diese Anordnung der Federelemente hat u. a. den Vorteil, daß damit nicht nur sehr effektiv Frequenzenverschiebungen zwischen Resonanzfrequenzen korrespondierender Schwingungsmoden in der Primär- und Sekundärschwingungsebene erzielt werden können, sondern zudem auch zusätzlich auf sehr einfache Weise eine zusätzliche Frequenzenverschiebung zwischen den Resonanzfrequenzen der erwähnten Torsionsschwingungen des Meßrohr sowie denen der Lateralschwingungen, insb. denen in der Primär-Schwingungsebene, realisiert werden kann, ohne dadurch die Anregung der Torsionsschwingungen als solche signifikant zu behindern.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die wenigstens zwei Federelement 61, 62 so ausgebildet und so im Meßwandler angeordnet, daß mittels der beiden Federelemente eine niedrigste Eigenfrequenz des oben erwähnten ersten natürlichen Schwingungsmodes in der gedachten Primär-Schwingungsebene kleiner eingestellt ist, als eine niedrigste Eigenfrequenz des zweiten natürlichen Schwingungsmodes in der gedachten Sekundär- Schwingungsebene. Im besonderen ist hierbei ferner vorgesehen, den Meßwandler so auszubilden, daß ein Frequenzabstand zwischen der niedrigsten Eigenfrequenz des ersten natürlichen Schwingungsmodes und der niedrigsten Eigenfrequenz des zweiten natürlichen Schwingungsmodes größer als 50 Hz, insb. größer als 100 Hz, eingestellt ist.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist daher ferner vorgesehen, daß jedes der beiden Federelemente 61, 62 eine Federsteifigkeit aufweist, von der jeweils eine Biegeschwingungen des Meßrohrs in der Primär-Schwingungsebene XZ hemmende Primärkomponente verschieden ist von einer Biegeschwingungen des Meßrohr in der Sekundär-Schwingungsebene YZ hemmende Sekundärkomponente. Im besonderen ist dabei vorgesehen, daß jedes der beiden Federelemente 61, 62 so ausgebildet und so im Meßwandler angeordnet ist, daß die Primärkomponente von dessen Federsteifigkeit jeweils kleiner ist als die zugehörige Sekundärkomponente.
  • Der vorgenannten Unterschied zwischen Primär- und zugehöriger Sekundärkomponente kann für das jeweilige Federelement beispielsweise auf einfach Weise dadurch erzielt werden, daß – wie beispielsweise aus der Zusammenschau der 6a und b ersichtlich oder wie in 9 anhand des ersten Federelements 61 exemplarisch gezeigt – ein jedes der Federelemente jeweils als ein länglicher Körper, wie etwa eine Stange, eine Spiralfeder, eine Blattfeder oder dergleichen, ausgebildet und jeweils so im Meßwandler angeordnet ist, daß es im Betrieb infolge von Biegeschwingungen des Meßrohrs 10 in der Primär-Schwingungsebene zu einer beide jeweiligen Federelement-Enden imaginär verbindende Längsachse nach Art einer beidendig eingespannten Saite transversal ausgebogen wird.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist dementsprechend jedes der, insb. baugleichen, Federelemente jeweils mittels einer, insb. metallischen, Stange gebildet. Die Verwendung einer metallischen Stange als Federelement hat, abgesehen von einem dadurch vergleichsweise einfachen, gleichwohl sehr robusten Aufbau der Federelemente, bei gleichzeitig sehr guter Federwirkung, im besonderen den Vorteil, daß bei der Fertigung ohne weiteres auch auf standardisierte, insoweit auch kostengünstige Massenware zurückgegriffen werden kann.
  • Ferner sind die Federelemente gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung so im Meßwandler angeordnet, daß jedes der als länglicher Körper ausgebildeten, insb. stangen- oder stabförmigen, Federelemente sich im wesentlichen in radialer Richtung zu Meßrohr und/oder Gegenschwinger erstreckt. Alternativ dazu kann es aber durchaus auch von Vorteil sein, besonders bei in erheblichem Maße schwankender Betriebstemperatur und damit einhergehenden, durch thermisch bedingte Dehnungen in radialer Richtung verursachte Änderungen des relativen Abstands zwischen Meßrohr und Gegenschwinger, wenn selbiges stabförmiges Federelement gegenüber dem Meßrohr 10 bzw. dessen Längsachse L geneigt und/oder leicht gebogen und somit radial geringfügig nachgiebig ist.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Federelemente so im Meßwandler plaziert, daß jedes der beiden Federelemente in einer durch den einlaßseitigen Bereich und den auslaßseitigen Bereich imaginär verlaufenden geraden Schnittebene des Meßrohrs angeordnet ist. Alternativ oder in Ergänzung dazu ist ferner vorgesehen, daß jedes der beiden, beispielsweise stab- oder stangenförmig ausgebildeten, Federelemente anteilig an gedachten Schnittpunkten des Meßrohrs mit der gedachten Sekundär-Schwingungsebene YZ gelagert ist. Ferner ist vorgesehen, daß jedes der beiden Federelemente anteilig an gedachten Schnittpunkten des Gegenschwingers mit der Sekundär-Schwingungsebene YZ gelagert ist. Für den Fall, daß die Federelemente jeweils als im wesentlichen länglicher Körper ausgebildet sind und einerseits jeweils an gedachten Schnittpunkten des Meßrohrs mit der gedachten Sekundär-Schwingungsebene und anderseits jeweils an gedachten Schnittpunkten des Gegenschwingers mit der Sekundär-Schwingungsebene YZ gelagert sind, sind beide vorzugsweise so im Meßwandler angeordnet, daß sie effektiv innerhalb der Sekundär-Schwingungsebene YZ liegen.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Federelemente ferner so im Meßwandler angeordnet, daß das erste Federelement zumindest in der Nähe einer einlaßseitigen Umfangslinie des Meßrohrs an letzterem fixiert ist, entlang der der erwähnte erste Schwingungssensor – hier einlaßseitige – Bewegungen des Meßrohrs effektiv erfaßt, und daß das zweite Federelement zumindest in der Nähe einer auslaßseitigen Umfangslinie des Meßrohrs an letzterem fixiert ist, entlang der der erwähnte zweite Schwingungssensor – hier auslaßseitige – Bewegungen des Meßrohrs effektiv erfaßt. Diese Ausgestaltung weiter optimierend sind die Federelement ferner so im Meßwandler angeordnet, daß das erste Federelement und der erwähnte erste Schwingungssensor jeweils anteilig entlang wenigstens der insoweit gemeinsamen einlaßseitigen Umfangslinie des Meßrohrs an letzterem fixiert sind, und daß das zweite Federelement und der erwähnte zweite Schwingungssensor jeweils anteilig entlang wenigstens der insoweit gemeinsamen auslaßseitigen Umfangslinie des Meßrohrs an diesem fixiert sind. Dies ist insoweit von besonderem Vorteil, als unerwünschte Meßrohr-Schwingungen in der Sekundär-Schwingungsebene zumindest am jeweiligen Schwingungssensor so äußerst wirksam unterdrückt, im Falle stab- oder stangenförmig ausgebildeter Federelemente sogar nahezu vollständig verhindert werden können. Infolgedessen kann auf sehr einfache, gleichwohl sehr effektive Weise ein Einkoppeln, z. B. auch von außen in den Meßwandler eingebrachten, in der Sekundär-Schwingungsebene wirkende, mechanischer Störungen in die von den Schwingungssensoren gelieferte Schwingungssignalen nahezu vollständig und sicher vemieden werden. Dies ermöglicht beispielsweise auch die Verwendung von solchen Schwingungssensoren, denen eine gewisse Querempfindlichkeit auf Schwingungen innerhalb der Sekundär-Schwingungsebene innewohnt, und die aufgrund ihres insoweit vergleichsweise einfacheren Aufbaus kostengünstiger hergestellt sein können.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, die Federelemente entlang einer sich bei in der Primär-Schwingungsebene biegeschwingendem Meßrohr im wesentlichen nicht verzerrenden neutralen Faser des Meßrohrs an selbigem zu fixieren. Für den oben beschrieben Fall, daß auch der Gegenschwinger im Betrieb zumindest zeitweise Biegeschwingungen um die Biegeschwingungsachse ausführt, ist ferner vorgesehen, daß die Federelemente entlang einer sich bei biegeschwingendem Gegenschwinger im wesentlichen nicht verzerrenden neutralen Faser des Gegenschwingers an selbigem fixiert sind. Die Befestigung der Federelemente entlang der neutralen Fasern von Meßrohr und Gegenschwinger kann beispielsweise auch erreicht werden, daß eine die Torsionsschwingungen des Meßrohrs um die mit der Biegeschwingungsachse im wesentlichen koinzidente Torsionsschwingungsachse effektiv hemmende Federsteifigkeit der Federelemente minimiert ist und somit nur einen geringen Einfluß auf das Verhalten des Meßwandlers bei torsionsschwingendem Meßrohr hat.
  • Weitere Beispiele für geeignete konstruktive Ausgestaltungen der Federelemente und/oder deren Anordnung relativ zu Primär- und Sekundär- Schwingungsebene sind im übrigen auch in den eingangs erwähnten US-A 52 91 792 oder US-B 70 77 014 oder auch in der US-A 48 23 614 gezeigt.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung umfaßt der Meßwandler, wie auch in der 8a schematisch dargestellt, ferner ein zusätzliches drittes Federelement 63 sowie ein viertes Federelement 64. Die, beispielsweise wiederum im wesentlichen baugleichen, Federelemente sind auch hierbei wiederum so im Meßwandler angeordnet, daß jedes der nunmehr vier Federelemente 61, 62, 63, 64 – wie auch aus der Zusammenschau von 2 und 8a ersichtlich – jeweils sowohl von den Kopplungszonen 11#, 12# als auch von der Erregeranordnung 40 beabstandet an Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 fixiert ist. Im besonderen sind die Federelemente 61, 62, 63, 64 dabei ferner so im Meßwandler angeordnet, daß jedes der vier Federelemente zudem jeweils von jedem der jeweiligen anderen drei Federelementen beabstandet ist. Im besondern sind die Federelemente dabei so angeordnet, daß – wie aus der Zusammenschau der 8a und 8b ohne weiteres ersichtlich – paarweise zusammengehörige Federelemente, hier also das erste und dritte Federelement 61, 63 einerseits und das zweite und vierte Federelement 62, 64 anderseits, jeweils im wesentlichen einander diametral gegenüberliegen.
  • Wie sich aus den vorangegangenen Erläuterungen unschwer erkennen läßt, zeichnet sich der erfindungsgemäße Meßwandler durch eine Vielzahl von Einstellmöglichkeiten aus, die es dem Fachmann in Kenntnis der vorliegenden Erfindung ermöglichen, eine Trennung von Resonanzfrequenzen ausgewählter Schwingungsmoden des Meßrohrs in der Primär- und der Sekundär-Schwingungsebene mit einer hohen Güte zu erzielen, insb. auch noch nach einer Spezifikation von äußeren oder inneren Einbaumaßen des Meßwandlers. Die für die tatsächliche Realisierung im einzelnen einzustellenden Parameter für die erforderlichen Steifigkeit der Federelemente wie auch deren jeweilige optimale Positionierung im Meßwandler können dabei ohne weiteres an die durch die für das Meßrohr 10 tatsächlich vorgesehene Nennweite DN wie auch die für das Meßrohr vorgesehene Einbaulänge entsprechend angepaßt werden. Der erfindungsgemäße Meßwandler ist dabei sowohl für Meßrohre mit eher kleineren Nennweiten DN im Bereich von kleiner als 40 mm als auch im besonderen für die Einsatz in Rohrleitung mit einem Kalibier von mehr als 50 mm und damit einhergehend auch für Meßrohre mit Nennweiten von wesentlich größer als 40 mm gut geeignet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 317340 A [0002]
    • - US 4823614 A [0002, 0006, 0008, 0096]
    • - US 5291792 A [0002, 0004, 0008, 0010, 0012, 0017, 0096]
    • - US 5398554 A [0002]
    • - US 5476013 A [0002]
    • - US 5602345 A [0002, 0017, 0018]
    • - US 5691485 A [0002]
    • - US 5796010 A [0002, 0004, 0006]
    • - US 5796012 A [0002]
    • - US 5945609 A [0002, 0004, 0008]
    • - US 5979246 A [0002]
    • - US 6397685 B [0002]
    • - US 6691583 B [0002, 0058, 0064, 0079, 0079]
    • - US 6840109 B [0002, 0006, 0010, 0058, 0064, 0067, 0079, 0079]
    • - US 7077014 B [0002, 0004, 0006, 0008, 0010, 0012, 0096]
    • - US 7017424 B [0002, 0006, 0010]
    • - US 2007/0186685 A [0002, 0079, 0079, 0080]
    • - US 2007/0119265 A [0002, 0058, 0064, 0079, 0079, 0080]
    • - US 2007/0119264 A [0002, 0004, 0008, 0058, 0064, 0079, 0079, 0080]
    • - WO 9940394 A [0002, 0004, 0008]
    • - WO 0102816 A [0002, 0004, 0008]
    • - WO 0014485 A [0002]
    • - EP 831306 A [0007]
    • - US 5736653 A [0007]
    • - US 5381697 A [0007]
    • - WO 01/02816 A [0007]

Claims (39)

  1. Meßwandler vom Vibrationstyp für ein in einer Rohrleitung strömendes Medium, welcher Meßwandler umfaßt: – ein zumindest zeitweise vibrierendes Meßrohr (10) zum Führen von zu messendem Medium, – einen Gegenschwinger (20), der unter Bildung einer ersten Kopplungszone (11#) einlaßseitig am Meßrohr fixiert ist und der unter Bildung einer zweiten Kopplungszone (12#) auslaßseitig am Meßrohr (10) fixiert ist, – eine, insb. im wesentlichen mittig an das Meßrohr (10) angreifende und/oder zumindest punktuell entlang einer gedachten mittigen Umfangslinie des Meßrohrs (10) außen an diesem fixierte, Erregeranordnung (40) zum Antreiben zumindest des Meßrohrs (10), – eine Sensoranordnung (50) zum Erfassen von Schwingungen zumindest des Meßrohrs (10), sowie – ein erstes Federelement und ein zweites Federelement, – wobei das Meßrohr im Betrieb zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig Biegeschwingungen um eine gedachte Biegeschwingungsachse ausführt, die die beiden Kopplungszonen (11#, 12#) imaginär miteinander verbindet, und – wobei jedes der wenigstens zwei Federelemente sowohl von jeder der beiden Kopplungszonen (11#, 12#) als auch der Erregeranordnung (40) beabstandet an Meßrohr (10) und Gegenschwinger (20) fixiert ist.
  2. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, aufweisend wenigstens einen ersten natürlichen Schwingungsmode, in dem zumindest das Meßrohr Biegeschwingungen in einer gedachten Primär-Schwingungsebene (XZ) ausführen kann.
  3. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, aufweisend einen zweiten natürlichen Schwingungsmode, in dem zumindest das Meßrohr Biegeschwingungen in einer gedachten, zur gedachten Primär-Schwingungsebene (XZ) im wesentlichen orthogonalen Sekundär-Schwingungsebene (YZ) ausführen kann.
  4. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei mittels der beiden Federelemente eine niedrigste Eigenfrequenz des ersten natürlichen Schwingungsmodes kleiner eingestellt ist, als eine niedrigste Eigenfrequenz des zweiten natürlichen Schwingungsmodes.
  5. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei ein Frequenzabstand zwischen der niedrigsten Eigenfrequenz des ersten natürlichen Schwingungsmodes und der niedrigsten Eigenfrequenz des zweiten natürlichen Schwingungsmodes größer als 50 Hz, insb. größer als 100 Hz, eingestellt ist.
  6. Meßwandler nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei jedes der beiden Federelemente eine Federsteifigkeit aufweist, von der jeweils eine Biegeschwingungen des Meßrohrs in der Primär-Schwingungsebene (XZ) hemmende Primärkomponente verschieden ist von einer Biegeschwingungen des Meßrohr in der Sekundär-Schwingungsebene (YZ) hemmende Sekundärkomponente.
  7. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei jedes der beiden Federelemente so ausgebildet und im Meßwandler angeordnet ist, daß die Primärkomponente von dessen Federsteifigkeit jeweils kleiner ist als die zugehörige Sekundärkomponente.
  8. Meßwandler nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei jedes der beiden Federelemente anteilig an gedachten Schnittpunkten des Meßrohrs mit der Sekundär-Schwingungsebene (YZ) gelagert ist.
  9. Meßwandler nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei jedes der beiden Federelemente anteilig an gedachten Schnittpunkten des Gegenschwingers mit der Sekundär-Schwingungsebene (YZ) gelagert ist.
  10. Meßwandler nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das Meßrohr im Betrieb mittels der Erregeranordnung zumindest zeitweise derart angeregt ist, daß es zumindest anteilig, insb. überwiegend oder ausschließlich, in der gedachten Primär-Schwingungsebene oszilliert.
  11. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Erregeranordnung (40) im Betrieb zumindest zeitweise von einem elektrischen Treibersignal gespeist ist.
  12. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Erregeranordnung (40) wenigstens einen, insb. einzigen und/oder mittels einer Spule gebildeten, Schwingungserreger umfaßt.
  13. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei das erste Federelement, in einem zwischen der ersten Kopplungszone (11#) und dem wenigstens einen Schwingungserreger liegenden einlaßseitigen Bereich an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist.
  14. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei das erste Federelement vom zweiten Federelement beabstandet an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist.
  15. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei das zweite Federelement in einem zwischen der zweiten Kopplungszone (12#) und dem wenigstens einen Schwingungserreger liegenden auslaßseitigen Bereich an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist.
  16. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei die beiden Federelemente in einer durch den einlaßseitigen Bereich und den auslaßseitigen Bereich imaginär verlaufenden geraden Schnittebene des Meßrohrs im Meßwandler angeordnet sind.
  17. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die beiden Federelemente punktsymmetrisch bezüglich eines Schwerpunkts des Meßrohrs im Meßwandler angeordnet sind.
  18. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Erregeranordnung wenigsten eine Spule umfaßt.
  19. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei die wenigstens eine Spule der Erregeranordnung mit dem Gegenschwinger mechanisch verbunden, insb. starr gekoppelt, ist.
  20. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensoranordnung (50) einen einlaßseitigen, insb. mittels einer Spule gebildeten, ersten Schwingungssensor sowie einen auslaßseitigen, insb. mittels einer Spule gebildeten, zweiten Schwingungssensor umfaßt.
  21. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei das erste Federelement und der erste Schwingungssensor jeweils anteilig entlang wenigstens einer gemeinsamen einlaßseitigen Umfangslinie des Meßrohrs an diesem fixiert sind, und wobei das zweite Federelement und der zweite Schwingungssensor jeweils anteilig entlang wenigstens einer gemeinsamen auslaßseitigen Umfangslinie des Meßrohrs an diesem fixiert sind.
  22. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Meßrohr (10) und Gegenschwinger (20) zueinander im wesentlichen koaxial ausgerichtet sind.
  23. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Meßrohr (10) zumindest teilweise vom Gegenschwinger (20) ummantelt ist.
  24. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Gegenschwinger (20) im wesentlichen rohrförmig ist.
  25. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Gegenschwinger (20) im wesentlichen gerade ist.
  26. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Meßrohr (10) im wesentlichen gerade ist.
  27. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, – wobei auch der Gegenschwinger im Betrieb zumindest zeitweise Biegeschwingungen um die Biegeschwingungsachse ausführt, und – wobei die Federelemente entlang einer sich bei biegeschwingendem Gegenschwinger im wesentlichen nicht verzerrenden neutralen Faser des Gegenschwingers an selbigem fixiert sind.
  28. Meßwandler nach einem der Ansprüche 26 bis 27, wobei das Meßrohr im Betrieb zumindest zeitweise Torsionsschwingungen um eine mit der Biegeschwingungsachse im wesentlichen parallelen, insb. koinzidenten, Torsionsschwingungsachse ausführt.
  29. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Meßrohr (10) sich mit im wesentlichen gleichbleibendem, insb. kreisringförmiger, Querschnitt zwischen den beiden Kopplungszonen (11#, 12#) erstreckt.
  30. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Meßrohr (10) im wesentlichen zylindrisch geformt ist.
  31. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Federelemente jeweils mit einem meßrohrseitigen ersten Ende, insb. unter Bildung jeweils einer starren und/oder spielfreien Lagerung, am Meßrohr und mit einem gegenschwingerseitigen zweiten Ende, insb. unter Bildung jeweils einer starren und/oder spielfreien Lagerung, am Gegenschwinger fixiert sind.
  32. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei jedes der, insb. baugleichen, Federelemente jeweils mittels einer, insb. sich im wesentlichen in radialer Richtung zu Meßrohr und/oder Gegenschwinger erstreckend im Meßwandler angeordneten und/oder metallischen, Stange gebildet ist.
  33. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend ein drittes Federelement und ein viertes Federelement, wobei jedes der vier Federelemente von den Kopplungszonen (11#, 12#) und der Erregeranordnung (40) beabstandet an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist.
  34. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei jedes der vier, insb. baugleichen, Federelemente jeweils von jedem der jeweiligen anderen drei Federelementen beabstandet ist.
  35. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei paarweise zusammengehörige einlaßseitige Federelemente (61, 63) jeweils im wesentlichen einander diametral gegenüberliegend am Meßrohr (10) plaziert sind und, wobei paarweise zusammengehörige auslaßseitige Federelemente (62, 64) jeweils im wesentlichen einander diametral gegenüberliegend am Meßrohr (10) plaziert sind.
  36. Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Meßrohr (10) über ein einlaßseitig einmündendes Einlaßrohrstück (11) und über ein auslaßseitig einmündendes Auslaßrohrstück (12) mit der Rohrleitung kommuniziert.
  37. Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, weiters umfassend ein am Einlaßrohrstück (11) und am Auslaßrohrstück (12) fixiertes Wandlergehäuse (30).
  38. Meßwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 36, weiters umfassend ein Wandlergehäuse (30).
  39. Verwendung eines Meßwandlers gemäß einem der vorherigen Ansprüche in einem In-Line-Meßgerät zum Messen und/oder Überwachen wenigstens eines Parameters, insb. eines Massendurchflusse, m, einer Dichte, ρ, und/oder einer Viskosität, η, eines in einer Rohrleitung strömenden Mediums, insb. einem Coriolis-Massendurchflußmeßgerät, einem Dichtemeßgerät, einem Viskositätsmeßgerät oder dergleichen.
DE102007050686A 2007-10-22 2007-10-22 Meßwandler vom Vibrationstyp Withdrawn DE102007050686A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007050686A DE102007050686A1 (de) 2007-10-22 2007-10-22 Meßwandler vom Vibrationstyp
EP08841933.8A EP2201337B1 (de) 2007-10-22 2008-10-21 Messwandler vom vibrationstyp
PCT/EP2008/064170 WO2009053344A1 (de) 2007-10-22 2008-10-21 Messwandler vom vibrationstyp
US12/289,169 US7658115B2 (en) 2007-10-22 2008-10-22 Measuring transducer of vibration-type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007050686A DE102007050686A1 (de) 2007-10-22 2007-10-22 Meßwandler vom Vibrationstyp

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007050686A1 true DE102007050686A1 (de) 2009-04-23

Family

ID=40210418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007050686A Withdrawn DE102007050686A1 (de) 2007-10-22 2007-10-22 Meßwandler vom Vibrationstyp

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7658115B2 (de)
EP (1) EP2201337B1 (de)
DE (1) DE102007050686A1 (de)
WO (1) WO2009053344A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007062397A1 (de) 2007-12-20 2009-06-25 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßwandler vom Vibrationstyp

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013101369B4 (de) * 2013-02-12 2021-02-18 Endress + Hauser Flowtec Ag Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät
EP3077775A4 (de) * 2013-12-04 2017-06-14 Gilbarco Inc. Coriolis-durchflussmesser für zapfsäule
DE102016007905A1 (de) * 2016-06-30 2018-01-04 Endress+Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Betreiben eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp
DE102016112002B4 (de) * 2016-06-30 2023-03-23 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Bestimmen eines physikalischen Parameters eines kompressiblen Mediums mit einem Messaufnehmer vom Vibrationstyp und Messaufnehmer zur Durchführung eines solchen Verfahrens

Citations (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823614A (en) 1986-04-28 1989-04-25 Dahlin Erik B Coriolis-type mass flowmeter
EP0317340A2 (de) 1987-11-19 1989-05-24 Schlumberger Industries Limited Verbesserungen bei Messaufnehmern mit einem einzigen schwingenden Rohr
US5291792A (en) 1991-12-19 1994-03-08 Krohne A.G. Mass flow meter
US5381697A (en) 1992-07-06 1995-01-17 Krohne Messtechnik Gmbh & Co., Kg Mass flow meter
US5398554A (en) 1992-11-19 1995-03-21 Oval Corporation Coriolis flowmeter with natural frequency adjusting means engaged with the counterbalancing conduit
US5476013A (en) 1991-07-22 1995-12-19 Krohne Ag Mass flow meter
US5602345A (en) 1994-05-26 1997-02-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Double straight tube coriolis type mass flow sensor
EP0759542A1 (de) * 1995-08-21 1997-02-26 Oval Corporation Coriolisdurchflussmesser
US5691485A (en) 1994-06-06 1997-11-25 Oval Corporation Coaxial double tube type Coriolis flowmeter
EP0831306A1 (de) 1996-09-19 1998-03-25 Oval Corporation Coriolisdurchflussmesser
US5736653A (en) 1995-07-21 1998-04-07 Endress + Hauser Flowtec Ag Coriolis-type mass flow meter with at least one measuring tube
US5796010A (en) 1995-03-09 1998-08-18 Fuji Electric Co., Ltd. Coriolis mass flowmeter
JPH11211530A (ja) * 1998-01-23 1999-08-06 Oval Corp 二重直管式コリオリ流量計
WO1999040394A1 (en) 1998-02-09 1999-08-12 Micro Motion, Inc. Spring rate balancing of the flow tube and a balance bar in a straight tube coriolis flowmeter
US5945609A (en) 1996-03-08 1999-08-31 Fuji Electric Co., Ltd. Mass flowmeter for measuring flow rate of a fluid
WO2000014485A1 (de) 1998-09-08 2000-03-16 Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg Gerades coriolisdurchflussmessgerät mit kompensationszylinder
WO2001002816A2 (en) 1999-06-30 2001-01-11 Micro Motion, Inc. Temperature compensation for straight tube coriolis flowmeter
US6397685B1 (en) 1999-02-12 2002-06-04 Krohne A.G. Mass flowmeter
JP2002249585A (ja) * 2000-12-21 2002-09-06 Daikin Ind Ltd 含フッ素重合体の改質法およびその制御方法
US6691583B2 (en) 2001-04-24 2004-02-17 Endress + Hauser Flowtec Ag Vibratory transducer
US6840109B2 (en) 2002-05-08 2005-01-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Vibratory transducer
DE10351311B3 (de) * 2003-10-31 2005-06-30 Abb Patent Gmbh Coriolis-Massendurchflussmessgerät
DE102004030392A1 (de) * 2004-06-23 2006-01-19 Endress + Hauser Flowtec Ag, Reinach Meßwandler vom Vibrationstyp
US7077014B2 (en) 2004-06-23 2006-07-18 Endress + Hauser Flowtec Ag Vibration-type measuring transducer
JP2006292515A (ja) * 2005-04-08 2006-10-26 Oval Corp 多重管構造形直管式コリオリ流量計
US20070119265A1 (en) 2005-11-15 2007-05-31 Endress + Hauser Flowtec Ag Measurement transducer of vibration type
US20070119264A1 (en) 2005-11-15 2007-05-31 Endress + Hauser Flowtec Ag Measurement transducer of vibration-type
US20070186685A1 (en) 2005-11-15 2007-08-16 Endress + Hauser Flowtec Ag Measurement transducer of vibration type
WO2007130024A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-15 Micro Motion, Inc. A balancing structure for a single curved tube coriolis flow meter

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3329019A (en) * 1964-10-26 1967-07-04 Anatole J Sipin Mass flow metering means
US4491025A (en) * 1982-11-03 1985-01-01 Micro Motion, Inc. Parallel path Coriolis mass flow rate meter
FR2598801A1 (fr) * 1986-05-13 1987-11-20 Assistance Indle Dauphinoise A Debitmetre massique a elasticite multimodale
JP3224788B2 (ja) 1999-03-02 2001-11-05 株式会社オーバル 直管シングルチューブコリオリ流量計
US6487917B1 (en) * 2000-05-02 2002-12-03 Micro Motion, Inc. Low thermal stress balance bar for a coriolis flowmeter
US7424376B2 (en) * 2002-07-25 2008-09-09 Carpenter Brent L Precise pressure measurement by vibrating an oval conduit along different cross-sectional axes

Patent Citations (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823614A (en) 1986-04-28 1989-04-25 Dahlin Erik B Coriolis-type mass flowmeter
EP0317340A2 (de) 1987-11-19 1989-05-24 Schlumberger Industries Limited Verbesserungen bei Messaufnehmern mit einem einzigen schwingenden Rohr
US5476013A (en) 1991-07-22 1995-12-19 Krohne Ag Mass flow meter
US5291792A (en) 1991-12-19 1994-03-08 Krohne A.G. Mass flow meter
US5381697A (en) 1992-07-06 1995-01-17 Krohne Messtechnik Gmbh & Co., Kg Mass flow meter
US5398554A (en) 1992-11-19 1995-03-21 Oval Corporation Coriolis flowmeter with natural frequency adjusting means engaged with the counterbalancing conduit
US5602345A (en) 1994-05-26 1997-02-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Double straight tube coriolis type mass flow sensor
US5691485A (en) 1994-06-06 1997-11-25 Oval Corporation Coaxial double tube type Coriolis flowmeter
US5796010A (en) 1995-03-09 1998-08-18 Fuji Electric Co., Ltd. Coriolis mass flowmeter
US5736653A (en) 1995-07-21 1998-04-07 Endress + Hauser Flowtec Ag Coriolis-type mass flow meter with at least one measuring tube
EP0759542A1 (de) * 1995-08-21 1997-02-26 Oval Corporation Coriolisdurchflussmesser
US5945609A (en) 1996-03-08 1999-08-31 Fuji Electric Co., Ltd. Mass flowmeter for measuring flow rate of a fluid
EP0831306A1 (de) 1996-09-19 1998-03-25 Oval Corporation Coriolisdurchflussmesser
US5796012A (en) 1996-09-19 1998-08-18 Oval Corporation Error correcting Coriolis flowmeter
JPH11211530A (ja) * 1998-01-23 1999-08-06 Oval Corp 二重直管式コリオリ流量計
US5979246A (en) 1998-02-09 1999-11-09 Micro Motion, Inc. Spring rate balancing of the flow tube and a balance bar in a straight tube Coriolis flowmeter
EP1055101B1 (de) * 1998-02-09 2002-10-02 Micro Motion Incorporated Federkonstanten-ausgleich von ströhmungsrohr und ausgleichsstange in einem coriolisdurchflussmesser mit einem geradrohr
WO1999040394A1 (en) 1998-02-09 1999-08-12 Micro Motion, Inc. Spring rate balancing of the flow tube and a balance bar in a straight tube coriolis flowmeter
WO2000014485A1 (de) 1998-09-08 2000-03-16 Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg Gerades coriolisdurchflussmessgerät mit kompensationszylinder
US6397685B1 (en) 1999-02-12 2002-06-04 Krohne A.G. Mass flowmeter
WO2001002816A2 (en) 1999-06-30 2001-01-11 Micro Motion, Inc. Temperature compensation for straight tube coriolis flowmeter
JP2002249585A (ja) * 2000-12-21 2002-09-06 Daikin Ind Ltd 含フッ素重合体の改質法およびその制御方法
US6691583B2 (en) 2001-04-24 2004-02-17 Endress + Hauser Flowtec Ag Vibratory transducer
US7017424B2 (en) 2002-05-08 2006-03-28 Endress + Hauser Flowtec Ag Vibratory transducer
US6840109B2 (en) 2002-05-08 2005-01-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Vibratory transducer
DE10351311B3 (de) * 2003-10-31 2005-06-30 Abb Patent Gmbh Coriolis-Massendurchflussmessgerät
DE102004030392A1 (de) * 2004-06-23 2006-01-19 Endress + Hauser Flowtec Ag, Reinach Meßwandler vom Vibrationstyp
US7077014B2 (en) 2004-06-23 2006-07-18 Endress + Hauser Flowtec Ag Vibration-type measuring transducer
JP2006292515A (ja) * 2005-04-08 2006-10-26 Oval Corp 多重管構造形直管式コリオリ流量計
US20070119265A1 (en) 2005-11-15 2007-05-31 Endress + Hauser Flowtec Ag Measurement transducer of vibration type
US20070119264A1 (en) 2005-11-15 2007-05-31 Endress + Hauser Flowtec Ag Measurement transducer of vibration-type
US20070186685A1 (en) 2005-11-15 2007-08-16 Endress + Hauser Flowtec Ag Measurement transducer of vibration type
WO2007130024A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-15 Micro Motion, Inc. A balancing structure for a single curved tube coriolis flow meter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007062397A1 (de) 2007-12-20 2009-06-25 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßwandler vom Vibrationstyp

Also Published As

Publication number Publication date
EP2201337B1 (de) 2018-09-12
US20090145244A1 (en) 2009-06-11
WO2009053344A1 (de) 2009-04-30
US7658115B2 (en) 2010-02-09
EP2201337A1 (de) 2010-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2223057B1 (de) Messwandler vom vibrationstyp
EP1502085B1 (de) Messwandler vom vibrationstyp
EP2122311B1 (de) Messwandler vom vibrationstyp
EP1759178B1 (de) Messwandler vom vibrationstyp
EP2502032B1 (de) Messsystem mit einer zwei parallel durchströmte messrohre aufweisenden rohranordnung sowie verfahren zu deren überwachung
EP2705334B1 (de) Messaufnehmer vom vibrationstyp sowie damit gebildetes messsystem
EP1381830B1 (de) Messwandler vom vibrationstyp
EP2304393B1 (de) MEßWANDLER VOM VIBRATIONSTYP
DE102009028006A1 (de) Meßwandler vom Vibrationstyp sowie Meßgerät mit einem solchen Meßwandler
DE102010039543A1 (de) Meßsystem mit einem Meßwandler vom Vibrationstyp
DE102009028007A1 (de) Meßumwandler vom Vibrationstyp sowie Meßgerät mit einem solchen Meßwandler
EP1345013A1 (de) Gemäss dem Coriolisprinzip arbeitendes Massendurchflussmessgerät mit einer Wirbelmischvorrichtung
EP2201337B1 (de) Messwandler vom vibrationstyp
DE102011006997A1 (de) Frequenzabgleichsverfahren für eine Rohranordnung
DE10235322A1 (de) Meßwandler vom Vibrationstyp
DE102005062007A1 (de) Meßwandler vom Vibrationstyp
EP1949048B1 (de) Messwandler vom vibrationstyp
DE10220827A1 (de) Messwandler vom Vibrationstyp
DE102006062185A1 (de) Meßwandler vom Vibrationstyp
DE102006062219A1 (de) Meßwandler vom Vibrationstyp
DE102006062220A1 (de) Meßwandler vom Vibrationstyp

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110502