DE102019133459A1 - Sensor of a measuring device for detecting a mass flow rate, a viscosity, a density and / or a variable derived therefrom of a flowable medium - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Messaufnehmer (1) eines Messgerätes (2) zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums, umfassend:- mindestens zwei insbesondere baugleiche und/oder zueinander parallel verlaufende Messrohre (3, 4) zum Führen des fließfähigen Mediums;- mindestens einen Schwingungserreger (5), welcher dazu eingerichtet ist, die Messrohre (3, 4) zu Schwingungen anzuregen;- mindestens einen Schwingungssensoren (6), welche dazu eingerichtet sind, die Auslenkung der Schwingungen mindestens eines Messrohrs (3, 4) zu erfassen; und- ein Kopplerelement (7), welches mindestens zwei Messrohre (3, 4) mechanisch miteinander verbindet, wobei das Kopplerelement (7) eine erste Stirnseite (8) und eine zweite Stirnseite (9) aufweist, wobei das Kopplerelement (7) zwei Öffnungen (10, 11) aufweist, die sich jeweils von der ersten Stirnseite (8) zur zweiten Stirnseite (9) erstrecken und durch die jeweils eins der mindestens zwei Messrohre (3, 4) verläuft;dadurch gekennzeichnet,dass das Kopplerelement (7) mittels einer Klebeverbindung mit den Messrohren (3, 4) verbunden ist.The invention relates to a measuring transducer (1) of a measuring device (2) for detecting a mass flow rate, a viscosity, a density and / or a variable derived therefrom of a flowable medium, comprising: , 4) for guiding the flowable medium; - at least one vibration exciter (5) which is designed to excite the measuring tubes (3, 4) to vibrate; - at least one vibration sensors (6) which are designed to deflect the vibrations to detect at least one measuring tube (3, 4); and a coupler element (7) which mechanically connects at least two measuring tubes (3, 4) to one another, the coupler element (7) having a first end face (8) and a second end face (9), the coupler element (7) having two openings (10, 11) which each extend from the first end face (8) to the second end face (9) and through which one of the at least two measuring tubes (3, 4) runs; characterized in that the coupler element (7) by means of an adhesive connection is connected to the measuring tubes (3, 4).

Description

Die Erfindung betrifft einen Messaufnehmer eines Messgerätes zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums, ein Messgerät zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums und ein Verfahren zur Herstellung eines Messaufnehmers eines Messgerätes zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen MediumsThe invention relates to a sensor of a measuring device for detecting a mass flow, a viscosity, a density and / or a variable derived therefrom of a flowable medium, a measuring device for detecting a mass flow, a viscosity, a density and / or a variable derived therefrom of a flowable medium and a method for producing a measuring transducer of a measuring device for detecting a mass flow rate, a viscosity, a density and / or a variable derived therefrom of a flowable medium

Feldgeräte der Prozessmesstechnik mit einem Messaufnehmer vom Vibrationstyp und besonders Coriolis-Durchflussmessgeräte sind seit vielen Jahren bekannt. Der grundsätzliche Aufbau eines solchen Messgeräts wird beispielsweise in der EP 1 807 681 A1 beschrieben, wobei auf den Aufbau eines gattungsgemäßen Feldgeräts im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf diese Druckschrift vollumfänglich Bezug genommen wird. Diese Messtechnik und entsprechende Messgeräte wurden seitens der Anmelderin zudem in zahlreichen weiteren Patentanmeldungen umfangreich beschrieben.Field devices in process measurement technology with a sensor of the vibration type and, in particular, Coriolis flow meters have been known for many years. The basic structure of such a measuring device is, for example, in the EP 1 807 681 A1 described, reference being made in full to the structure of a generic field device within the scope of the present invention in this document. This measuring technology and corresponding measuring devices were also extensively described by the applicant in numerous other patent applications.

Typischerweise weisen Coriolis-Durchflussmessgeräte zumindest ein oder mehrere schwingfähige Messrohre auf, welche mittels eines Schwingungserregers in Schwingung versetzt werden können. Diese Schwingungen übertragen sich über die Rohrlänge und werden durch die Art des im Messrohr befindlichen fließfähigen Mediums und dessen Durchflussgeschwindigkeit variiert. Ein Schwingungssensor oder insbesondere zwei voneinander beabstandete Schwingungssensoren können an einer anderen Stelle des Messrohres die variierten Schwingungen in Form eines Messsignals oder mehrerer Messsignale aufnehmen. Aus dem oder den Messsignalen kann eine Auswerteeinheit sodann den Massedurchfluss und/oder die Dichte und/oder die Viskosität des Mediums ermitteln.Typically, Coriolis flow measuring devices have at least one or more oscillatable measuring tubes, which can be made to oscillate by means of a vibration exciter. These vibrations are transmitted over the length of the pipe and are varied by the type of flowable medium in the measuring pipe and its flow rate. A vibration sensor or, in particular, two vibration sensors that are spaced apart from one another can record the varied vibrations in the form of a measurement signal or a plurality of measurement signals at another point on the measuring tube. An evaluation unit can then determine the mass flow rate and / or the density and / or the viscosity of the medium from the measurement signal or signals.

Entsprechende Schwingungserreger und/oder Schwingungssensoren beruhen zumeist auf einem elektrodynamischen Prinzip und sind zumeist mehrteilig aufgebaut. Sie umfassen eine Magnetvorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes und eine von diesem Magnetfeld durchsetzte Spule. Diese Spule besteht üblicherweise aus Draht und ist auf einen Spulenkörper, typischerweise einem zylindrischen Spulenkörper, gewickelt. Diese Technologie hat sich grundsätzlich bewährt. Alternativ können die Spulen auch jeweils als Halbleiterflachspule ausgebildet sein.Corresponding vibration exciters and / or vibration sensors are mostly based on an electrodynamic principle and are mostly constructed in several parts. They comprise a magnetic device for generating a magnetic field and a coil penetrated by this magnetic field. This coil is usually made of wire and is wound on a bobbin, typically a cylindrical bobbin. This technology has basically proven itself. Alternatively, the coils can also each be designed as a semiconductor flat coil.

Des Weiteren weisen herkömmliche Messaufnehmer Kopplerelemente auf, welche die Messrohre im Einlauf- und Auslaufbereich verbinden. Derartige Kopplerelemente diene dazu, aus den separaten Messrohren einen gekoppelten Oszillator zu bilden.Furthermore, conventional measuring sensors have coupling elements that connect the measuring tubes in the inlet and outlet areas. Such coupling elements are used to form a coupled oscillator from the separate measuring tubes.

Es ist Stand der Technik die Kopplerelemente über eine Lötverbindung mit den üblicherweise metallisch ausgebildeten Messrohren zu verbinden (siehe DE 10 2014 119 427 A1 und US 5,370,002 ).It is state of the art to connect the coupling elements to the usually metallic measuring tubes via a soldered connection (see DE 10 2014 119 427 A1 and U.S. 5,370,002 ).

Es sind jedoch Messaufnehmer von Coriolis-Messgeräten bekannt, welche Nicht-metallische Messrohre aufweisen (z.B. US 2019/0137376 A1 und US 10,209,113 B2 ). Für derartige Messrohre ist eine Lötverbindung entweder nicht geeignet oder nur aufwendig realisierbar.However, there are sensors of Coriolis measuring devices known which have non-metallic measuring tubes (e.g. US 2019/0137376 A1 and US 10,209,113 B2 ). For such measuring tubes, a soldered connection is either not suitable or can only be implemented in a complex manner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine alternative Verbindungsmöglichkeit für Kopplerelemente an Messrohre bereitzustellen, welche für eine Vielzahl an Messrohren aus unterschiedlichen Werkstoffen geeignet ist.The invention is based on the object of providing an alternative connection option for coupler elements on measuring tubes, which is suitable for a large number of measuring tubes made of different materials.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Messaufnehmer nach Anspruch 1, dem Messgerät nach Anspruch 9 und dem Verfahren zur Herstellung des Messaufnehmers nach Anspruch 10.The object is achieved by the measuring sensor according to claim 1, the measuring device according to claim 9 and the method for producing the measuring sensor according to claim 10.

Der erfindungsgemäße Messaufnehmer eines Messgerätes zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums umfasst:

  • - mindestens zwei insbesondere baugleiche und/oder zueinander parallel verlaufende Messrohre zum Führen des fließfähigen Mediums;
  • - mindestens einen Schwingungserreger, welcher dazu eingerichtet ist, die Messrohre zu Schwingungen anzuregen;
  • - mindestens einen Schwingungssensoren, welche dazu eingerichtet sind, die Auslenkung der Schwingungen mindestens eines Messrohrs zu erfassen; und
  • - ein Kopplerelement, welches mindestens zwei Messrohre mechanisch miteinander verbindet,

wobei das Kopplerelement eine erste Stirnseite und eine zweite Stirnseite aufweist,
wobei das Kopplerelement zwei Öffnungen aufweist, die sich jeweils von der ersten Stirnseite zur zweiten Stirnseite erstrecken und durch die jeweils eins der mindestens zwei Messrohre verläuft;
und ist dadurch gekennzeichnet,
dass das Kopplerelement mittels einer Klebeverbindung mit den Messrohren verbunden ist.The inventive sensor of a measuring device for detecting a mass flow rate, a viscosity, a density and / or a variable derived therefrom of a flowable medium comprises:
  • - At least two, in particular structurally identical and / or mutually parallel measuring tubes for guiding the flowable medium;
  • - At least one vibration exciter, which is set up to excite the measuring tubes to vibrate;
  • - At least one vibration sensors which are set up to detect the deflection of the vibrations of at least one measuring tube; and
  • - a coupler element which mechanically connects at least two measuring tubes to one another,

wherein the coupler element has a first end face and a second end face,
wherein the coupler element has two openings which each extend from the first end face to the second end face and through which one of the at least two measuring tubes runs in each case;
and is characterized by
that the coupler element is connected to the measuring tubes by means of an adhesive connection.

Dadurch kann eine Verbindung zwischen Kopplerelement und Messrohr realisiert werden, die auch für Messrohre aus Glas, Keramik und Kunststoff eine ausreichende Verbindung gewährleistet, und überraschenderweise nur für eine minimale Dämpfung der schwingenden Messrohre sorgt.As a result, a connection between the coupler element and the measuring tube can be realized A sufficient connection is also guaranteed for measuring tubes made of glass, ceramic and plastic, and surprisingly only ensures minimal damping of the vibrating measuring tubes.

Eine derartige Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft für Nicht-metallische Messrohre, insbesondere für Messrohre aus Glas und/oder Plastik.Such a configuration is particularly advantageous for non-metallic measuring tubes, in particular for measuring tubes made of glass and / or plastic.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine Öffnung und ein Messrohr, welches durch die Öffnung verläuft einen Ringspalt ausbilden,
wobei der Ringspalt ein Klebemittel aufweist, welches die Klebeverbindung bildet, und bevorzugt vollständig mit dem Klebemittel gefüllt ist.
One embodiment provides that an opening and a measuring tube which runs through the opening form an annular gap,
wherein the annular gap has an adhesive which forms the adhesive connection and is preferably completely filled with the adhesive.

Die Klebeverbindung wird durch ein Klebemittel realisiert, welches zwischen der äußeren Ummantelung des Messrohres und der Mantelfläche der Öffnung des Kopplerelementes aufgebracht ist und eine klebende Wirkung aufweist. The adhesive connection is realized by an adhesive which is applied between the outer casing of the measuring tube and the outer surface of the opening of the coupler element and which has an adhesive effect.

Das Kopplerelement weist eine Öffnung auf, durch welche das Messrohr verläuft. Die Ummantelung des Messrohres, die Mantelfläche der Öffnung, welche zumindest teilweise als Durchgangsloch, und die beiden Stirnseiten begrenzen einen Ringspalt, welcher im Wesentlichen koaxial zu einer Längsachse des Messrohres verläuft. Dieser Ringspalt wird bei herkömmlichen Messaufnehmern beim Verlöten des Kopplerelementes mit dem Messrohr mit einem Hartlot gefüllt.The coupler element has an opening through which the measuring tube runs. The casing of the measuring tube, the outer surface of the opening, which is at least partially a through hole, and the two end faces delimit an annular gap which runs essentially coaxially to a longitudinal axis of the measuring tube. In conventional measuring sensors, this annular gap is filled with hard solder when the coupler element is soldered to the measuring tube.

Die Dicke der Ringspaltes ist vorzugsweise möglichst gering zu halten, da die Kopplung zwischen den Messrohren mit zunehmender Dicke des Ringspaltes und damit auch zunehmenden Volumen an Klebemittel abnimmt.The thickness of the annular gap is preferably to be kept as small as possible, since the coupling between the measuring tubes decreases with increasing thickness of the annular gap and thus also with increasing volume of adhesive.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Kopplerelement ein Loch aufweist, in dem sich das Klebemittel erstreckt,
wobei das Loch mit dem Ringspalt verbunden ist.
One embodiment provides that the coupler element has a hole in which the adhesive extends,
wherein the hole is connected to the annular gap.

Das Loch übernimmt die Funktion einer Einfüllöffnung für das Klebemittel und umgeht das umständliche seitliche Einbringen des Klebemittels in den Ringspalt.The hole takes on the function of a filling opening for the adhesive and bypasses the cumbersome lateral introduction of the adhesive into the annular gap.

Das Loch ist als Durchgangsloch ausgebildet und erstreckt sich von einer Seitenfläche des Kopplerelementes bis zum Ringspalt. Bei dem Einbringen des Klebemittels ist zu beachten, dass das Klebemittel das gesamte Loch und den gesamten Ringspalt ausfüllt.The hole is designed as a through hole and extends from a side surface of the coupler element to the annular gap. When applying the adhesive, make sure that the adhesive fills the entire hole and the entire annular gap.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Klebemittel zwischen Messrohr und Kopplerelement einen Meniskus ausbildet.One embodiment provides that the adhesive forms a meniscus between the measuring tube and the coupler element.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine Kontaktfläche zwischen dem Klebemittel und dem Messrohr mit einem Außendurchmesser Ø oder zwischen dem Klebemittel und dem Kopplerelement in Längsrichtung des Messrohres eine Länge L aufweist, für die L 1 4 Ø

Figure DE102019133459A1_0001
und bevorzugt L 1 2 Ø
Figure DE102019133459A1_0002
gilt.One embodiment provides that a contact surface between the adhesive and the measuring tube with an outside diameter O or between the adhesive and the coupler element in the longitudinal direction of the measuring tube has a length L for which L. 1 4th O
Figure DE102019133459A1_0001
and preferred L. 1 2 O
Figure DE102019133459A1_0002
applies.

Um eine ausreichende Verbindung zwischen Kopplerelement und Messrohr zu erreichen und zu verhindern, dass sich die Verbindung beim Schwingen der Messrohre nicht löst ist es vorteilhaft, wenn beim Auftragen des Klebemittels eine Mindestfläche, was der Kontaktfläche entspricht, erfüllt wird. Die Kontaktfläche entspricht typischerweise der Mantelfläche eines senkrechten Kreiszylinders, welcher durch eine Länge L charakterisiert wird. Die Länge L ist vorzugsweise mindestens so groß wie ein Viertel und bevorzugt wie eine Hälfte des Außendurchmesser des Messrohres.In order to achieve a sufficient connection between the coupler element and the measuring tube and to prevent the connection from loosening when the measuring tubes vibrate, it is advantageous if a minimum area, which corresponds to the contact area, is met when the adhesive is applied. The contact area typically corresponds to the surface area of a perpendicular circular cylinder, which is characterized by a length L. The length L is preferably at least as large as a quarter and preferably as a half of the outer diameter of the measuring tube.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Kopplerelement einen ersten Bereich aufweist, welcher eine der beiden Öffnungen aufweist,
wobei das Kopplerelement einen zweiten Bereich zwischen den beiden Öffnungen aufweist,
wobei der zweite Bereich in einem geometrischen Zentrum eine geringere modale Biegesteifigkeit in Y-Richtung aufweist als der erste Bereich.
One embodiment provides that the coupler element has a first area which has one of the two openings,
wherein the coupler element has a second region between the two openings,
wherein the second area in a geometric center has a lower modal flexural rigidity in the Y direction than the first area.

Zur Reduzierung des mechanischen Stresses an der Grenzfläche zwischen Kopplerelement und Messrohr ist es vorteilhaft, wenn das Kopplerelement zwischen den Öffnungen einen Bereich aufweist, der im geometrischen Zentrum eine geringere modale Biegesteifigkeit aufweist, als die jeweiligen Bereiche um die beiden Öffnungen.To reduce the mechanical stress at the interface between the coupler element and the measuring tube, it is advantageous if the coupler element has an area between the openings that has a lower modal flexural rigidity in the geometric center than the respective areas around the two openings.

Die X-Richtung entspricht der Schwingungsrichtung der Messrohre, die Z-Richtung entspricht der Fließrichtung des zu führenden Mediums und die Y-Richtung ist senkrecht zur X-Richtung und Y-Richtung orientiert.The X-direction corresponds to the direction of oscillation of the measuring tubes, the Z-direction corresponds to the flow direction of the medium to be conveyed and the Y-direction is oriented perpendicular to the X-direction and Y-direction.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine mittlere Materialstärke des Kopplerelementes in Z-Richtung im zweiten Bereich geringer als die Materialstärke im ersten Bereich außerhalb der Öffnungen ist.One embodiment provides that an average material thickness of the coupler element in the Z direction in the second area is less than the material thickness in the first area outside the openings.

Dadurch kann im zweiten Bereich eine Reduktion der modalen Biegesteifigkeit in Y-Richtung realisiert werden. Der zweite Bereich des Kopplerelementes übernimmt somit bei Rotationsbewegungen um die Längsachse die Funktion eines Gelenkes, was zu einer Reduzierung des mechanischen Stresses im Messrohr und Kopplerelement führt.As a result, a reduction in the modal flexural rigidity in the Y direction can be achieved in the second area. The second area of the coupler element thus takes on the function of a joint during rotational movements around the longitudinal axis, which leads to a reduction in the mechanical stress in the measuring tube and coupler element.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der zweite Bereich eine Vertiefung oder ein durchgehendes Loch aufweist, welches sich von der ersten Stirnfläche bis zur zweiten Stirnfläche erstreckt.One embodiment provides that the second area is a depression or a continuous one Has hole which extends from the first end face to the second end face.

Eine weitere Möglichkeit den mechanischen Stress an den Grenzbereichen des Messrohres und Kopplerelementes, d.h. im Klebemittel zu reduzieren ist das Einbringen mindestens einer Vertiefung oder eines durchgehendes Loch in den Bereich zwischen den Öffnungen. Ein übermäßiger mechanischer Stress im Kopplerelement, Messrohr und Klebemittel sorgt für eine zunehmende Verschlechterung der Klebeverbindung.Another possibility to reduce the mechanical stress at the boundary areas of the measuring tube and coupler element, i.e. in the adhesive, is to make at least one depression or a continuous hole in the area between the openings. Excessive mechanical stress in the coupler element, measuring tube and adhesive leads to an increasing deterioration in the adhesive bond.

Das erfindungsgemäße Messgerätes zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums umfasst:

  • - einen erfindungsgemäßen Messaufnehmer;
  • - eine Mess- und/oder Betriebsschaltung,

wobei die elektronische Mess- und/oder Betriebsschaltung weiter dazu eingerichtet ist, Massedurchflussmesswerte, Viskositätswerte und/oder Dichtemesswerte und/oder Temperaturmesswerte und/oder Diagnosemesswerte und/oder Werte einer davon abgeleiteten Größe zu ermitteln und bereitzustellen.The measuring device according to the invention for detecting a mass flow rate, a viscosity, a density and / or a variable derived therefrom of a flowable medium comprises:
  • - a measuring transducer according to the invention;
  • - a measuring and / or operating circuit,

wherein the electronic measuring and / or operating circuit is further set up to determine and provide mass flow measured values, viscosity values and / or density measured values and / or temperature measured values and / or diagnostic measured values and / or values of a variable derived therefrom.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Messaufnehmers eines Messgerätes zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums, insbesondere des erfindungsgemäßen Messaufnehmers, umfassend die Verfahrensschritte:

  • - Einführen eines Messrohres in eine Öffnung eines Kopplerelementes;
  • - Einbringen eines Klebemittels in ein Volumen, welches durch eine Außenfläche des Messrohres und einer Innenfläche der Öffnung begrenzt wird, insbesondere während das Messrohr um die Längsachse des Messrohres rotiert wird;
  • - Aushärten lassen des Klebemittels und Bilden einer Klebeverbindung zwischen Kopplerelement und Messrohr.
The method according to the invention for producing a measuring sensor of a measuring device for detecting a mass flow rate, a viscosity, a density and / or a variable derived therefrom of a flowable medium, in particular the measuring sensor according to the invention, comprising the method steps:
  • - Introducing a measuring tube into an opening of a coupler element;
  • Introducing an adhesive into a volume which is delimited by an outer surface of the measuring tube and an inner surface of the opening, in particular while the measuring tube is being rotated about the longitudinal axis of the measuring tube;
  • - Allow the adhesive to harden and form an adhesive bond between the coupler element and the measuring tube.

Das Klebemittel kann beispielsweise seitlich in den Ringspalt eingebracht werden. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, das Messrohr beim Einbringen des Klebemittels zu rotieren, damit eine gleichmäßige Verteilung des Klebemittels auf dem Messrohr realisiert wird. Dadurch lassen sich auch reproduzierbarere Kleberverbindungen umsetzen.The adhesive can, for example, be introduced laterally into the annular gap. It has been found to be advantageous to rotate the measuring tube when the adhesive is introduced, so that the adhesive is evenly distributed on the measuring tube. This means that more reproducible glue connections can be implemented.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Kopplerelement ein Loch aufweist, welches mit dem Volumen verbunden ist.One embodiment provides that the coupler element has a hole which is connected to the volume.

Durch ein Loch im Kopplerelement, welches sich ausgehend von einer Seitenfläche bis zum Ringspalt erstreckt, kann das Klebemittel einfach an das Messrohr und in den Ringspalt aufgebracht werden. Ein Rotieren des Messrohres führt zu einer homogenen Verteilung des Klebemittels während des Aufbringens.The adhesive can easily be applied to the measuring tube and into the annular gap through a hole in the coupler element, which extends from a side surface to the annular gap. Rotating the measuring tube leads to a homogeneous distribution of the adhesive during application.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Einbringen des Klebemittels in das Volumen durch das Einfüllen des Klebemittels in das Loch erfolgt.One embodiment provides that the adhesive is introduced into the volume by filling the adhesive into the hole.

Es ist vorteilhaft, wenn sich das Klebemittel gleichmäßig im Loch verteilt und dieses im Wesentlichen vollständig ausfüllt, so dass keine Freiräume entstehen. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass das Klebemittel unter Druck in das Loch eingefüllt wird.It is advantageous if the adhesive is evenly distributed in the hole and essentially completely fills it, so that no free spaces are created. This can be achieved, for example, in that the adhesive is filled into the hole under pressure.

aDie Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

  • 1: einen Ausschnitt einer perspektivische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Messaufnehmers, insbesondere auf ein ans Messrohr angeordnete Kopplerelement,
  • 2: Längsschnitte dreier erfindungsgemäßer Ausgestaltungen des Kopplerelementes,
  • 3: Draufsichten dreier weitere erfindungsgemäßer Ausgestaltungen des Kopplerelementes,
  • 4: eine perspektivische Ansicht, einen Ausschnitt des Messaufnehmers und eine Seitenansicht eines gebogenen Zweirohr-Messgerätes,
  • 5: eine Draufsicht und eine perspektivische Darstellung eines geraden Zweirohr-Messgerätes;
  • 6: einen Ablauf einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Messaufnehmers.
The invention is explained in more detail with reference to the following figures. It shows:
  • 1 : a section of a perspective view of a measuring sensor according to the invention, in particular of a coupler element arranged on the measuring tube,
  • 2 : Longitudinal sections of three configurations of the coupler element according to the invention,
  • 3rd : Top views of three further embodiments of the coupler element according to the invention,
  • 4th : a perspective view, a section of the measuring transducer and a side view of a curved two-pipe measuring device,
  • 5 : a plan view and a perspective illustration of a straight two-pipe measuring device;
  • 6th : a sequence of an embodiment of the method according to the invention for producing a measuring transducer.

Die 1 zeigt zwei Messrohre 33, welche zumindest im abgebildeten Abschnitt gerade und parallel zueinander verlaufen. Beide Messrohre sind über eine Kopplerelement miteinander verbunden.The 1 shows two measuring tubes 33 which, at least in the section shown, run straight and parallel to one another. Both measuring tubes are connected to one another via a coupling element.

Das Kopplerelement weist einen außenliegenden ersten Bereich auf, in dem eine der beiden Öffnungen angeordnet ist. Zwischen den Öffnungen befindet sich ein zweiter Bereich. Der zweite Bereich weist in dieser Ausgestaltung eine Verjüngung auf, welche in Längsrichtung zunimmt. Ausgehend von den Öffnungen reduziert sich die Materialstärke in Richtung des geometrischen Zentrums. Das geometrische Zentrum liegt in einer Querebene, die auch als Spiegelebene ausgebildet ist. Im Längsschnitt weist die Verjüngung die Form einer Sanduhr auf.The coupler element has an outer first area in which one of the two openings is arranged. There is a second area between the openings. In this embodiment, the second area has a taper which increases in the longitudinal direction. Starting from the openings, the material thickness is reduced in the direction of the geometric center. The geometric center lies in a transverse plane, which is also designed as a mirror plane. In the longitudinal section, the taper has the shape of an hourglass.

Im Bereich um die Öffnungen ist ein Loch eingebracht, welches sich ausgehend von einer Seitenfläche bis in den Ringspalt erstreckt. Das Loch und der Ringspalt sind mit einem Klebemittel gefüllt, welches sich auch außerhalb des Ringspaltes in beide Längsrichtungen erstreckt und somit eine durch eine charakteristische Länge L definerte Kontaktfläche aufweist. Im Bereich des Ringspaltes bildet das Klebemittel einen Meniskus aus.A hole is made in the area around the openings, which, starting from a side surface, extends into the annular gap. The hole and the annular gap are filled with an adhesive which also extends outside the annular gap in both longitudinal directions and thus has a contact surface defined by a characteristic length L. The adhesive forms a meniscus in the area of the annular gap.

Die 2 zeigt Längsschnitte dreier Ausgestaltungen der Kopplerelemente, die jeweils an einem Messrohr angeordnet sind. Aus Übersichtsgründen ist das Messrohr massiv dargestellt. Das Kopplerelement der ersten Ausgestaltung weist eine Öffnung auf, die zusammen mit der Ummantelung des Messrohres einen Ringspalt bilden. Im Ringspalt ist ein Klebemittel eingebracht. Das Einbringen des Klebemittels erfolgt seitlich, von den Stirnseiten aus.The 2 shows longitudinal sections of three configurations of the coupler elements, which are each arranged on a measuring tube. For reasons of clarity, the measuring tube is shown solid. The coupler element of the first embodiment has an opening which, together with the casing of the measuring tube, form an annular gap. An adhesive is introduced into the annular gap. The adhesive is introduced from the side, from the front sides.

Das Kopplerelement der zweiten Ausgestaltung weist zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausgestaltung zwei Löcher auf, welche sich jeweils von einer, in dem Fall gemeinsamen Seitenfläche bis zum Ringspalt erstrecken und als Einfüllöffnung für das Klebemittel dienen.In addition to the features of the first embodiment, the coupler element of the second embodiment has two holes which each extend from a side surface, which in this case is common, to the annular gap and serve as a filling opening for the adhesive.

Das Kopplerelement der dritten Ausgestaltung weist zusätzlich zu den Merkmalen der zweiten Ausgestaltung einen zweiten Bereich zwischen den Öffnungen mit einem Loch auf, welches dazu dient die modale Biegesteifigkeit in Y-Richtung des geometrischen Zentrums des zweiten Bereiches zu reduzieren.In addition to the features of the second embodiment, the coupler element of the third embodiment has a second area between the openings with a hole which serves to reduce the modal flexural rigidity in the Y direction of the geometric center of the second area.

Die 3 zeigt eine Draufsicht auf ein herkömmliches plattenförmiges Kopplerelement und zwei erfindungsgemäße Ausgestaltungen (von oben nach unten). Das herkömmliche Kopplerelement ist quaderförmig bzw. plattenförmig ausgebildet und weist zwei Öffnungen zum Aufnehmen der Messrohre auf. Ansonsten weist das Kopplerelement überall, bis auf den Bereichen wo die Öffnungen angeordnet sind eine durchgehend gleiche Materialstärke auf.The 3rd shows a plan view of a conventional plate-shaped coupler element and two embodiments according to the invention (from top to bottom). The conventional coupler element is cuboid or plate-shaped and has two openings for receiving the measuring tubes. Otherwise, the coupler element has the same material thickness throughout, except in the areas where the openings are arranged.

Die erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kopplerelementes weist einen zweiten Bereich auf, in dem der Kopplungsträger einen geringeren Querschnitt oder eine geringere Materialstärke auf. Der zweite Bereich weist einen quaderförmigen Grundkörper auf. Die Materialstärke ändert sich somit stufenartig in Längsrichtung.The first embodiment of the coupling element according to the invention has a second area in which the coupling carrier has a smaller cross section or a smaller material thickness. The second area has a cuboid base body. The material thickness thus changes in a step-like manner in the longitudinal direction.

Die zweite Ausgestaltung des Kopplerelementes weist auch einen zweiten Bereich auf, wie die erste Ausgestaltung. Der zweite Bereich nimmt in einem Längsschnitt die Form einer Sanduhr an bzw. im zweiten Bereich nimmt die Materialstärke in Längsrichtung zuerst ab und dann wieder zu. Alle drei Formen weisen eine durch das geometrische Zentrum verlaufende Spiegelebene auf.The second embodiment of the coupler element also has a second area, like the first embodiment. The second area assumes the shape of an hourglass in a longitudinal section or, in the second area, the material thickness first decreases in the longitudinal direction and then increases again. All three shapes have a mirror plane running through the geometric center.

Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Messgerätes umfasst zwei parallel geführte gebogene Messrohre 110a, 110b, die sich zwischen einem einlassseitigen Sammler 120a und einem auslassseitigen Sammler 120b erstrecken, und mit diesen fest verbunden sind, erfindungsgemäß durch eine Klebeverbindung. Zwischen den Sammlern 120a, 120b erstreckt sich ein massives Trägerrohr 124, das mit beiden Sammlern fest verbunden ist, wodurch die Sammler 120a, 120b starr miteinander gekoppelt sind. Das Trägerrohr 124 weist an seiner Oberseite Öffnungen 125a, 125b durch welche die Messrohre 110a, 110b von den Sammlern aus dem Trägerrohr 124 heraus und wieder zurückgeführt sind. Die Messrohre 110a, 110b sind einlassseitig und auslassseitig jeweils mit zwei Kopplerelementen 132a, 134a, 132b, 134b über eine Klebeverbindung verbunden, wobei die Kopplerelemente zwischen den Messrohren jeweils ein durchgehendes Loch 30 aufweisen, welcher dazu dient die Biegesteifigkeit in Y-Richtung des geometrischen Zentrums im zweiten Bereiches zwischen den beiden Messrohren zu reduzieren. Die Kopplerelemente 132a, 132b, 134a, 134b definieren Schwingungsknoten für die Messrohre. Zwischen den inneren Kopplerelementen 132a, 132b können die Messrohre 110a, 110b frei schwingen, so dass durch die Position der inneren Kopplerelemente die Schwingungseigenschaften des durch die Messrohre 110a, 110b gebildeten Oszillators, insbesondere Eigenfrequenzen von Schwingungsmoden des Oszillators wesentlich mitbestimmt werden. Die Messrohre sind aus Glass oder aus Kunststoff gebildet.This in 4th The illustrated embodiment of a measuring device according to the invention comprises two parallel curved measuring tubes 110a , 110b located between an inlet-side collector 120a and a collector on the outlet side 120b extend, and are firmly connected to these, according to the invention by an adhesive connection. Between the collectors 120a , 120b a massive support tube extends 124 , which is firmly connected to both collectors, making the collectors 120a , 120b are rigidly coupled to each other. The carrier tube 124 has openings on its upper side 125a , 125b through which the measuring tubes 110a , 110b from the collectors from the carrier tube 124 out and back again. The measuring tubes 110a , 110b are each with two coupling elements on the inlet side and outlet side 132a , 134a , 132b , 134b Connected via an adhesive connection, the coupling elements each having a through hole between the measuring tubes 30th have, which is used to reduce the flexural rigidity in the Y direction of the geometric center in the second area between the two measuring tubes. The coupler elements 132a , 132b , 134a , 134b define vibration nodes for the measuring tubes. Between the inner coupler elements 132a , 132b can use the measuring tubes 110a , 110b vibrate freely, so that by the position of the inner coupler elements the vibration properties of the through the measuring tubes 110a , 110b formed oscillator, in particular natural frequencies of oscillation modes of the oscillator are significantly co-determined. The measuring tubes are made of glass or plastic.

Zum Anregen von Schwingungen bezogen auf die Längsrichtung bzw. die Z-Achse in der Mitte des Durchflussmessgerätes 100 zwischen den Messrohren eine Erregeranordnung 140 vorgesehen, beispielsweise eine induktive Erregeranordnung, die beispielsweise eine Tauchspule an einem Messrohr und einen Tauchkörper gegenüberliegenden Messrohr oder einen Magneten am Messrohr und eine Halbleiterspule am Trägerrohr umfasst. Zum Erfassen der Schwingungen der Messrohre sind in Längsrichtung symmetrisch zur Erregeranordnung 140 eine erste Sensoranordnung 142a und eine zweite Sensoranordnung 142b vorgesehen, die jeweils als induktive Anordnung mit einer Tauchspule an einem Rohr und einem Tauchkörper am anderen Rohr gestaltet sind. Einzelheiten dazu sind dem Fachmann bekannt, und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden.In order to excite vibrations in relation to the longitudinal direction or the Z-axis, an exciter arrangement in the middle of the flow measuring device 100 between the measuring tubes 140 provided, for example an inductive exciter arrangement, which comprises, for example, a plunger coil on a measuring tube and a measuring tube opposite a plunger, or a magnet on the measuring tube and a semiconductor coil on the carrier tube. To record the vibrations, the measuring tubes are symmetrical to the exciter arrangement in the longitudinal direction 140 a first sensor arrangement 142a and a second sensor array 142b provided, which are each designed as an inductive arrangement with a plunger coil on one tube and an immersion body on the other tube. Details are known to the person skilled in the art and do not need to be explained in more detail here.

Die Sammler 120a, 120b weisen endständig Flansche 122a, 122b auf, mittels derer das Messgerät in einer Rohrleitung zu installieren ist. Durch zentrale Öffnungen 123b in den Flanschen ist ein Massestrom durch das Messgerät 100, insbesondere dessen Rohrleitungen 110a, 110b zu führen ist, um den Massestrom zu messen.The collectors 120a , 120b have flanges at the end 122a , 122b by means of which the measuring device is to be installed in a pipeline. Through central openings 123b in the flanges is a Mass flow through the measuring device 100, in particular its pipelines 110a , 110b is to lead to measure the mass flow.

Die Messrohre 110a, 110b sind einlassseitig und auslassseitig jeweils mit zwei Kopplerelementen 132a, 134a, 132b, 134b verbunden, wobei die Kopplerelemente zwischen den Messrohren jeweils ein Loch 30 aufweisen.The measuring tubes 110a , 110b are each with two coupling elements on the inlet side and outlet side 132a , 134a , 132b , 134b connected, the coupler elements each having a hole between the measuring tubes 30th exhibit.

Die 5 zeigt zwei Ansichten auf eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Messgerätes. Der abgebildete Messaufnehmer 1 weist ein rohrförmiges, außen kreiszylindrisches Gehäuse 26 auf, in welchem einzelne den Messaufnehmer 1 bildende Komponenten vor äußeren Umwelteinflüssen, wie z.B. Staub oder Spritzwasser, geschützt untergebracht sind. In der abgebildeten Ausgestaltung umfasst der Messaufnehmer 1 zwei parallel zueinander orientierte Messrohre 3, 4. Ein einlassseitiges erstes Gehäuseende ist mittels eines einlasseitigen ersten Strömungsteilers 201 und ein auslassseitiges zweites Gehäuseende ist mittels auslassseitigen zweiten Strömungsteilers 202 gebildet. Jeder der beiden Strömungsteiler 201 , 202 weist in der abgebildeten Ausgestaltung genau zwei jeweils voneinander beabstandeten, beispielsweise kreiszylindrische oder kegelförmige bzw. jeweils als Innenkonus ausgebildete, Strömungsöffnungen 201A , 201B auf.The 5 shows two views of a further embodiment of a measuring device according to the invention. The sensor shown 1 has a tubular, externally circular cylindrical housing 26th on which individual the sensor 1 forming components are housed protected from external environmental influences, such as dust or splash water. In the embodiment shown, the sensor comprises 1 two measuring tubes oriented parallel to each other 3rd , 4th . An inlet-side first housing end is by means of an inlet-side first flow divider 20 1 and an outlet-side second housing end is by means of an outlet-side second flow divider 20 2 educated. Each of the two flow dividers 20 1 , 20 2 In the embodiment shown, it has exactly two flow openings, each spaced apart from one another, for example circular-cylindrical or conical or each designed as an inner cone 20 1A , 20 1B on.

Zum Führen des zumindest zeitweise durch Rohrleitung und Messaufnehmer 1 strömenden Mediums umfasst der erfindungsgemäße Messaufnehmer 1 ferner wenigstens zwei im Gehäuse 26 schwingfähig gehalterte zueinander parallele gerade Messrohre 3, 4, die im Betrieb jeweils mit der Rohrleitung kommunizieren und zumindest zeitweise in wenigstens einem für Ermittlung der physikalischen Messgröße geeigneten Schwingungsmode aktiv angeregt und vibrieren gelassen werden. Von den wenigstens zwei im wesentlichen kreiszylindrischen, und zueinander sowie zum oben erwähnten Mittelrohrsegment des Gehäuses parallelen Messrohren 3, 4 münden ein erstes Messrohr 3 mit einem einlassseitigen ersten Messrohrende in eine erste Strömungsöffnung 201A des ersten Strömungsteilers 201 und mit einem auslassseitigen zweiten Messrohrende in eine erste Strömungsöffnung des zweiten Strömungsteilers 202 und ein zweites Messrohr 4 mit einem einlassseitigen ersten Messrohrende in eine zweite Strömungsöffnung 201B des ersten Strömungsteilers 201 und mit einem auslassseitigen zweiten Messrohrende in eine zweite Strömungsöffnung des zweiten Strömungsteilers 202 . Die zwei Messrohre 3, 4 sind somit unter Bildung einer Rohranordnung mit zwei strömungstechnisch parallel geschalteten Strömungspfaden an die, insb. baugleichen, Strömungsteiler 201 , 202 angeschlossen, und zwar in einer Vibrationen, insb. Biegeschwingungen, der Messrohre relativ zueinander wie auch relativ zum Gehäuse ermöglichenden Weise. Ferner ist vorgesehen, dass die Messrohre 3, 4 lediglich mittels der Strömungsteiler 201 , 202 im Gehäuse 26 schwingfähig gehaltert sind. Es sind keine weiteren mechanischen Verbindungen vorgesehen.For guiding the at least temporarily through the pipeline and measuring sensor 1 The measuring sensor according to the invention comprises the flowing medium 1 furthermore at least two in the housing 26th straight measuring tubes, which are mounted so as to vibrate, parallel to each other 3rd , 4th that communicate with the pipeline during operation and are at least temporarily excited and allowed to vibrate in at least one vibration mode suitable for determining the physical measured variable. Of the at least two essentially circular cylindrical measuring tubes parallel to one another and to the above-mentioned central tube segment of the housing 3rd , 4th open a first measuring tube 3rd with a first measuring tube end on the inlet side into a first flow opening 20 1A of the first flow divider 20 1 and with an outlet-side second measuring tube end into a first flow opening of the second flow divider 20 2 and a second measuring tube 4th with a first measuring tube end on the inlet side into a second flow opening 20 1B of the first flow divider 20 1 and with an outlet-side second measuring tube end into a second flow opening of the second flow divider 20 2 . The two measuring tubes 3rd , 4th are thus forming a pipe arrangement with two flow paths connected in parallel to the flow dividers, in particular structurally identical 20 1 , 20 2 connected, specifically in a way that allows vibrations, in particular bending vibrations, of the measuring tubes relative to one another as well as relative to the housing. It is also provided that the measuring tubes 3rd , 4th only by means of the flow divider 20 1 , 20 2 in the housing 26th are supported so that they can vibrate. No further mechanical connections are provided.

Als Material für den Messrohrkörper der Messrohre 3, 4 eignet sich im besonderen Titan, Zirkonium oder Tantal. Jedoch auch Glas, Keramik oder Plastik harmonieren mit der erfindungsgemäßen Verbindung der Kopplerelemente 241 , 242 , 243 , 244 an das Messrohr. Die Kopplerelemente 241 , 242 , 243 , 244 sind scheibenförmig ausgebildet und über eine Klebeverbindung mit den Messrohren verbunden.As a material for the measuring tube body of the measuring tubes 3rd , 4th is particularly suitable for titanium, zirconium or tantalum. However, glass, ceramic or plastic also harmonize with the connection of the coupling elements according to the invention 24 1 , 24 2 , 24 3 , 24 4 to the measuring tube. The coupler elements 24 1 , 24 2 , 24 3 , 24 4 are disc-shaped and connected to the measuring tubes via an adhesive connection.

Ringelemente 251 , 252 , 253 , 254 , 255 , 256 sind im Wesentlichen einander gegenüberliegend und in Längsrichtung des Messaufnehmers 1 voneinander beabstandet am Messrohr 3, 4 angeordnet. An den Ringelementen 251 und 252 ist eine Schwingungserreger 5 platziert, was generierte Erregerkraft zueinander in fester Phasenbeziehung stehende, frequenzgleich Torsions- und Biegeschwingungen der Messrohre bewirken kann. Derartige Schwingungen werden mittels zwei in Längsrichtung beabstandete Schwingungssensoren 6 überwacht. Ein Schwingungssensor ist zwischen Einlauf und Schwingungserreger 5 über die Ringelemente 253 , 254 an den Messrohren 3, 4 befestigt. Ein weiterer Schwingungssensor ist zwischen Auslauf und Schwingungserreger 5 über die Ringelemente 255 , 256 an den Messrohren 3, 4 befestigt.Ring elements 25 1 , 25 2 , 25 3 , 25 4 , 25 5 , 25 6 are essentially opposite one another and in the longitudinal direction of the sensor 1 spaced from each other on the measuring tube 3rd , 4th arranged. On the ring elements 25 1 and 25 2 is a vibration exciter 5 placed, which generated excitation force can cause torsional and bending vibrations of the measuring tubes with a fixed phase relationship with the same frequency. Such vibrations are detected by means of two vibration sensors which are spaced apart in the longitudinal direction 6th supervised. A vibration sensor is between the inlet and the vibration exciter 5 about the ring elements 25 3 , 25 4 on the measuring tubes 3rd , 4th attached. Another vibration sensor is between the outlet and the vibration exciter 5 about the ring elements 25 5 , 25 6 on the measuring tubes 3rd , 4th attached.

Die 6 zeigt einzelne Schritte einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Messaufnehmers 1 eines Messgerätes 2 zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums:

  • - Einführen eines Messrohres 3, 4 in eine Öffnung 10, 11 eines Kopplerelementes 7;
  • - Einbringen eines Klebemittels 14 in ein Volumen 32, welches durch eine Außenfläche 33 des Messrohres 3, 4 und einer Innenfläche 34 der Öffnung 10, 11 begrenzt wird, insbesondere während das Messrohr 3, 4 um die Längsachse des Messrohres 3, 4 rotiert wird, wobei das Kopplerelement 7 ein Loch 15, 16 aufweist, welches mit dem Volumen 32 verbunden ist, wobei das Einbringen des Klebemittels 14 in das Volumen 22 durch das Einfüllen des Klebemittels 14 in das Loch 15, 16 erfolgt;
  • - Aushärten lassen des Klebemittels 14 und Bilden einer Klebeverbindung zwischen Kopplerelement 7 und Messrohr 3, 4.
The 6th shows individual steps of an embodiment of the method according to the invention for producing a measuring transducer 1 of a measuring device 2 for recording a mass flow rate, a viscosity, a density and / or a variable derived therefrom of a flowable medium:
  • - Insertion of a measuring tube 3rd , 4th into an opening 10 , 11 a coupler element 7th ;
  • - Introducing an adhesive 14th into a volume 32 , which by an outer surface 33 of the measuring tube 3rd , 4th and an inner surface 34 the opening 10 , 11 is limited, especially while the measuring tube 3rd , 4th around the longitudinal axis of the measuring tube 3rd , 4th is rotated, the coupler element 7th a hole 15th , 16 has which with the volume 32 is connected, the introduction of the adhesive 14th into the volume 22 by filling the adhesive 14th in the hole 15th , 16 he follows;
  • - Let the adhesive harden 14th and forming an adhesive connection between the coupling element 7th and measuring tube 3rd , 4th .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
MessaufnehmerSensor
22
MessgerätMeasuring device
33
MessrohrMeasuring tube
44th
MessrohrMeasuring tube
55
SchwingungserregerVibration exciter
66th
SchwingungssensorenVibration sensors
77th
KopplerelementCoupler element
88th
erste Stirnseitefirst face
99
zweite Stirnseitesecond face
1010
Öffnungopening
1111
Öffnungopening
1212th
RingspaltAnnular gap
1313th
RingspaltAnnular gap
1414th
KlebemittelAdhesive
1515th
Lochhole
1616
Lochhole
1717th
KontaktflächeContact area
1818th
ersten Bereichfirst area
1919th
zweiten Bereich second area
201201
erste Strömungsteilerfirst flow divider
202202
zweite Strömungsteilersecond flow divider
201A201A
erste Strömungsöffnungfirst flow opening
201B201B
zweite Strömungsöffnungsecond flow opening
241241
KopplerelementCoupler element
242242
KopplerelementCoupler element
243243
KopplerelementCoupler element
244244
KopplerelementCoupler element
251251
RingelementRing element
252252
RingelementRing element
253253
RingelementRing element
254254
RingelementRing element
255255
RingelementRing element
256256
RingelementRing element
2626th
Gehäuse casing
3030th
Vertiefung/LochDepression / hole
3131
Mess- und/oder BetriebsschaltungMeasurement and / or operating circuit
3232
Volumenvolume
3333
Außenfläche des MessrohresOuter surface of the measuring tube
3434
Innenfläche der Öffnung Inner surface of the opening
110a110a
gebogenes Messrohrcurved measuring tube
110b110b
gebogenes Messrohrcurved measuring tube
120a120a
einlassseitiger Sammlerinlet-side collector
120b120b
auslaussseitiger SammlerExternal collector
122a122a
endständiger Flanschterminal flange
122b122b
endständiger Flanschterminal flange
123a123a
Einlassinlet
123b123b
AuslassOutlet
124124
TrägerrohrSupport tube
125a125a
Öffnung in OberseiteOpening in the top
125b125b
Öffnung in OberseiteOpening in the top
132a132a
KopplerelementCoupler element
132b132b
KopplerelementCoupler element
134a134a
KopplerelementCoupler element
134b134b
KopplerelementCoupler element
140140
SchwingungserregerVibration exciter
142a142a
SchwingungssensorVibration sensor
142b142b
SchwingungssensorVibration sensor
146146
Stimmöffnung Voice opening
ØO
Außendurchmesserouter diameter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 1807681 A1 [0002]EP 1807681 A1 [0002]
  • DE 102014119427 A1 [0006]DE 102014119427 A1 [0006]
  • US 5370002 [0006]US 5370002 [0006]
  • US 2019/0137376 A1 [0007]US 2019/0137376 A1 [0007]
  • US 10209113 B2 [0007]US 10209113 B2 [0007]

Claims (12)

Messaufnehmer (1) eines Messgerätes (2) zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums, umfassend: - mindestens zwei insbesondere baugleiche und/oder zueinander parallel verlaufende Messrohre (3, 4) zum Führen des fließfähigen Mediums; - mindestens einen Schwingungserreger (5), welcher dazu eingerichtet ist, die Messrohre (3, 4) zu Schwingungen anzuregen; - mindestens einen Schwingungssensoren (6), welche dazu eingerichtet sind, die Auslenkung der Schwingungen mindestens eines Messrohrs (3, 4) zu erfassen; und - ein Kopplerelement (7), welches mindestens zwei Messrohre (3, 4) mechanisch miteinander verbindet, wobei das Kopplerelement (7) eine erste Stirnseite (8) und eine zweite Stirnseite (9) aufweist, wobei das Kopplerelement (7) zwei Öffnungen (10, 11) aufweist, die sich jeweils von der ersten Stirnseite (8) zur zweiten Stirnseite (9) erstrecken und durch die jeweils eins der mindestens zwei Messrohre (3, 4) verläuft;dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplerelement (7) mittels einer Klebeverbindung mit den Messrohren (3, 4) verbunden ist.Measuring sensor (1) of a measuring device (2) for detecting a mass flow rate, a viscosity, a density and / or a variable derived therefrom of a flowable medium, comprising: - at least two measuring tubes (3, 4), in particular identical in construction and / or parallel to one another, for the Guiding the flowable medium; - At least one vibration exciter (5) which is set up to excite the measuring tubes (3, 4) to vibrate; - At least one vibration sensors (6) which are set up to detect the deflection of the vibrations of at least one measuring tube (3, 4); and - a coupler element (7) which mechanically connects at least two measuring tubes (3, 4) to one another, the coupler element (7) having a first end face (8) and a second end face (9), the coupler element (7) having two openings (10, 11) which each extend from the first end face (8) to the second end face (9) and through which one of the at least two measuring tubes (3, 4) runs; characterized in that the coupler element (7) is connected to the measuring tubes (3, 4) by means of an adhesive connection. Messaufnehmer nach Anspruch 1, wobei eine Öffnung (10 ,11) und ein Messrohr (3, 4), welches durch die Öffnung (10, 11) verläuft einen Ringspalt (12, 13) ausbilden, wobei der Ringspalt (12, 13) ein Klebemittel (14) aufweist, welches die Klebeverbindung bildet, und bevorzugt vollständig mit dem Klebemittel (14) gefüllt ist.Sensor after Claim 1 , wherein an opening (10, 11) and a measuring tube (3, 4) which runs through the opening (10, 11) form an annular gap (12, 13), the annular gap (12, 13) being an adhesive (14) which forms the adhesive connection, and is preferably completely filled with the adhesive (14). Messaufnehmer nach Anspruch 2, wobei das Kopplerelement (7) ein Loch (15, 16) aufweist, in dem sich das Klebemittel (14) erstreckt, wobei das Loch (15) mit dem Ringspalt (12, 13) verbunden ist.Sensor after Claim 2 wherein the coupling element (7) has a hole (15, 16) in which the adhesive (14) extends, the hole (15) being connected to the annular gap (12, 13). Messaufnehmer nach Anspruch 2 und/oder 3, wobei das Klebemittel (14) zwischen Messrohr (3, 4) und Kopplerelement (7) einen Meniskus ausbildet.Sensor after Claim 2 and / or 3, the adhesive (14) forming a meniscus between the measuring tube (3, 4) and the coupler element (7). Messaufnehmer nach einem oder mehrerer der vorherigen Ansprüche, wobei eine Kontaktfläche (17) zwischen dem Klebemittel (14) und dem Messrohr (3, 4) mit einem Außendurchmesser Ø oder zwischen dem Klebemittel (14) und dem Kopplerelement (7) in Längsrichtung des Messrohres (3, 4) eine Länge L aufweist, für die L 1 4 Ø
Figure DE102019133459A1_0003
und bevorzugt L 1 2 Ø
Figure DE102019133459A1_0004
gilt.
Sensor according to one or more of the preceding claims, wherein a contact surface (17) between the adhesive (14) and the measuring tube (3, 4) with an outer diameter Ø or between the adhesive (14) and the coupler element (7) in the longitudinal direction of the measuring tube (3, 4) has a length L for which L. 1 4th O
Figure DE102019133459A1_0003
and preferred L. 1 2 O
Figure DE102019133459A1_0004
applies.
Messaufnehmer nach einem oder mehrerer der vorherigen Ansprüche, wobei das Kopplerelement (7) einen ersten Bereich (18) aufweist, welcher eine der beiden Öffnungen (10, 11) aufweist, wobei das Kopplerelement einen zweiten Bereich (19) zwischen den beiden Öffnungen (10, 11) aufweist, wobei der zweite Bereich (19) in einem geometrischen Zentrum eine geringere modale Biegesteifigkeit in Y-Richtung aufweist als der erste Bereich (18).Measuring sensor according to one or more of the preceding claims, wherein the coupler element (7) has a first region (18) which has one of the two openings (10, 11), wherein the coupler element has a second region (19) between the two openings (10, 11), wherein the second area (19) in a geometric center has a lower modal flexural rigidity in the Y direction than the first area (18). Messaufnehmer nach Anspruch 6, wobei eine mittlere Materialstärke des Kopplerelementes (7) in Z-Richtung im zweiten Bereich (19) geringer als die Materialstärke im ersten Bereich (18) außerhalb der Öffnungen (10, 11) ist.Sensor after Claim 6 , wherein an average material thickness of the coupler element (7) in the Z direction in the second area (19) is less than the material thickness in the first area (18) outside the openings (10, 11). Messaufnehmer (1) nach Anspruch 6 und/oder 7, wobei der zweite Bereich (19) eine Vertiefung oder ein durchgehendes Loch (30) aufweist, welches sich von der ersten Stirnfläche (8) bis zur zweiten Stirnfläche (9) erstreckt.Sensor (1) Claim 6 and / or 7, wherein the second area (19) has a depression or a through hole (30) which extends from the first end face (8) to the second end face (9). Messgerätes (2) zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums, umfassend: - einen Messaufnehmer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; - eine Mess- und/oder Betriebsschaltung (31), wobei die elektronische Mess- und/oder Betriebsschaltung (31) weiter dazu eingerichtet ist, Massedurchflussmesswerte, Viskositätswerte und/oder Dichtemesswerte und/oder Temperaturmesswerte und/oder Diagnosemesswerte und/oder Werte einer davon abgeleiteten Größe zu ermitteln und bereitzustellen. Measuring device (2) for detecting a mass flow rate, a viscosity, a density and / or a variable derived therefrom of a flowable medium, comprising: - A measuring sensor (1) according to one of the preceding claims; - a measuring and / or operating circuit (31), wherein the electronic measuring and / or operating circuit (31) is further set up to determine and provide mass flow measured values, viscosity values and / or density measured values and / or temperature measured values and / or diagnostic measured values and / or values of a variable derived therefrom. Verfahren zur Herstellung eines Messaufnehmers (1) eines Messgerätes (2) zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums, insbesondere des Messaufnehmers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die Verfahrensschritte: - Einführen eines Messrohres (3, 4) in eine Öffnung (10, 11) eines Kopplerelementes (7); - Einbringen eines Klebemittels (14) in ein Volumen (32), welches durch eine Außenfläche (33) des Messrohres (3, 4) und einer Innenfläche (34) der Öffnung (10, 11) begrenzt wird, insbesondere während das Messrohr (3, 4) um die Längsachse des Messrohres (3, 4) rotiert wird; - Aushärten lassen des Klebemittels (14) und Bilden einer Klebeverbindung zwischen Kopplerelement (7) und Messrohr (3, 4).Method for producing a measuring sensor (1) of a measuring device (2) for detecting a mass flow rate, a viscosity, a density and / or a variable derived therefrom of a flowable medium, in particular the measuring sensor (1) according to one of the Claims 1 to 8th , comprising the method steps: - inserting a measuring tube (3, 4) into an opening (10, 11) of a coupler element (7); - Introducing an adhesive (14) into a volume (32) which is delimited by an outer surface (33) of the measuring tube (3, 4) and an inner surface (34) of the opening (10, 11), in particular while the measuring tube (3 , 4) is rotated about the longitudinal axis of the measuring tube (3, 4); - Allow the adhesive (14) to harden and form an adhesive bond between the coupler element (7) and the measuring tube (3, 4). Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Kopplerelement (7) ein Loch (15, 16) aufweist, welches mit dem Volumen (32) verbunden ist.Procedure according to Claim 10 , wherein the coupling element (7) has a hole (15, 16) which is connected to the volume (32). Verfahren nach Anspruch 10 und/oder 11, wobei das Einbringen des Klebemittels (14) in das Volumen (22) durch das Einfüllen des Klebemittels (14) in das Loch (15, 16) erfolgt.Procedure according to Claim 10 and / or 11, the adhesive (14) being introduced into the volume (22) by filling the adhesive (14) into the hole (15, 16).
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