DE19614736C2 - Massendurchflußmeßgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Massendurchflußmeßgerät für strömende Medien, das nach dem Coriolis-Prinzip arbeitet, mit mindestens einer das strömende Medium führenden schwingenden Coriolis-Leitung, mit einem zumindest die Coriolis-Leitung einschlies­ senden Gehäuse und mit wenigstens einem Anbau an dem Gehäuse.

Massendurchflußmeßgeräte für strömende Medien, die nach dem Coriolis-Prinzip ar­ beiten, sind in einer Vielzahl von Ausgestaltungen bekannt. Es existiert eine nahezu unüberschaubare Vielfalt an Vorschlägen für einen optimalen Verlauf der Coriolis-Lei­ tung. Um den gewünschten Coriolis-Effekt in der Coriolis-Leitung durch das strö­ mende Medium hervorzurufen, muß sich die Coriolis-Leitung in Schwingung befin­ den. Hierzu wird in der Regel ein Schwingungserzeuger, häufig werden aber auch mehrere Schwingungserzeuger eingesetzt. Der Massendurchfluß des strömenden Mediums durch die Coriolis-Leitung wird bei den gattungsgemäßen Massendurch­ flußmeßgeräten durch eine quantitative Auswertung der auf die in Schwingung be­ findliche Coriolis-Leitung einwirkenden Coriolis-Kraft bestimmt. Da die auftretenden Coriolis-Kräfte in aller Regel sehr gering sind, sind die gattungsgemäßen Massen­ durchflußmeßgeräte besonders empfindlich gegenüber der Aus- oder Einkopplung mechanischer Energie zwischen dem Massendurchflußmeßgerät und seiner Umge­ bung. In der Vergangenheit hat bereits die Kopplung zwischen dem Massendurch­ flußmeßgerät und den an das Massendurchflußmeßgerät angeschlossenen Rohrlei­ tungen starke Beachtung gefunden, und es ist eine Vielzahl von Lösungsvorschlägen entstanden, die eine Verringerung dieser mechanischen Kopplung anstreben.

Auch die Kopplung zwischen der Coriolis-Leitung und dem in der Regel die Coriolis- Leitung, den oder die Schwingungserzeuger und den oder die Meßwertaufnehmer umschließenden Gehäuse ist bereits Gegenstand von Verbesserungen gewesen (siehe z. B. JP-A-0 717 46 01 und EP-A-0 317 340). Ein in dieser Beziehung gängiger Ansatz besteht unter anderem darin, eine sehr starke Entkopplung zwischen der Co­ riolis-Leitung und dem Gehäuse dadurch zu gewährleisten, daß die Eigenfrequenz des Gehäuses so eingestellt ist, daß sie sich von der Schwingungsfrequenz der Corio­ lis-Leitung möglichst stark unterscheidet. Hierzu wird das Gehäuse in der Regel sehr schwingungssteif ausgebildet.

Bislang keine Beachtung gefunden hat das Problem der mechanischen Kopplung zwischen der Coriolis-Leitung bzw. dem Gehäuse einerseits und verschiedenen An­ bauten an dem Gehäuse des Massendurchflußmeßgerätes andererseits.

Häufig dient ein Grundgerät, d. h. eine Einheit, bestehend aus Coriolis-Leitung, Schwingungserzeuger, Meßwertaufnehmer und Gehäuse, als Basis für eine Mehrzahl von für unterschiedliche Einsatzzwecke geeigneten Massendurchflußmeßgeräten. Je nach Einsatzzweck werden an dem Massendurchflußmeßgerät bzw. an dessen Ge­ häuse verschiedene Anbauten angebracht. Durch die in der Regel undefinierte An­ bringung dieser Anbauten an dem Gehäuse entstehen mechanische Kopplungen schwingungsfähiger Systeme, die die Meßgenauigkeit des Massendurchflußmeßgerä­ tes in beträchtlichem Maße beeinflussen können. Diese unerwünschten Einflüsse las­ sen sich häufig auch nicht durch entsprechende Auslegung der Anbauten verhin­ dern, da die mechanischen Kopplungen häufig auch durch die konkrete Einbausitua­ tion vor Ort beeinflußt wird, welche sich verständlicherweise nicht jeweils konstruk­ tiv berücksichtigen läßt. Im Ergebnis lassen sich also bei den bekannten Massen­ durchflußmeßgeräten die die Schwingungseigenschaften des Gerätes bestimmenden Einflüsse nicht durch eine entsprechende Konstruktion im vorhinein festlegen, so daß die Meßgenauigkeit des Massendurchflußmeßgerätes bereits durch die unzurei­ chende Definition des gesamten Massendurchflußmeßgerätes als schwingungsfähiges System beeinträchtigt ist.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die bekannten Massendurchfluß­ meßgeräte für strömende Medien, die nach dem Coriolis-Prinzip arbeiten, dahinge­ hend zu verbessern, daß die schwingungstechnischen Eigenschaften des Gesamtge­ rätes unabhängig von verschiedenen Anbauten im wesentlichen konstant bleiben, so daß eine erhöhte Meßgenauigkeit gewährleistet ist.

Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein über eine Schweißverbindung an dem Gehäuse befestigter Sockel vorgesehen ist, an dem der Anbau über eine in Längsrichtung des Sockels federnde Federeinheit befestigt ist.

Die erfindungsgemäße Maßnahme gewährleistet ein definiertes Schwingungsverhal­ ten des Massendurchflußmeßgerätes, da die undefinierten Einflüsse der Anbauten sich nicht oder nur in geringem Maße auf das Gesamtschwingungsverhalten auswir­ ken. Die Federeinheit ist nach den bekannten physikalischen Gesetzen so auszule­ gen, daß möglichst keine oder nur eine geringfügige Schwingungskopplung zwi­ schen den Anbauten und dem Gehäuse vorhanden ist.

Die Schwingungsentkopplung zwischen den Anbauten und dem Gehäuse ist insbe­ sondere bei Anbauten mit großer Masse, wie z. B. elektronischen Auswerteeinheiten, Anbauten mit einem äußeren Widerlager, wie z. B. Kabel oder Rohrkabel, und Anbau­ ten mit besonders undefinierten Schwingungseigenschaften, wie z. B. Mittel zum Heizen des Massendurchflußmeßgerätes, vorteilhaft.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Massendurchflußmeßgerät für strömende Medien, das nach dem Coriolis-Prinzip ar­ beitet, auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Be­ schreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Prinzips und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verbindung zwischen einem Gehäuse und einer elektronischen Auswerteeinheit.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Massendurchflußmeßgerät für strömende Medien, das nach dem Coriolis-Prinzip arbeitet, dargestellt. Die schematische Darstellung umfaßt hierbei nur das Gehäuse 1, einen nicht weiter spezifizierten Anbau 2 und ein Schwingungsentkopplungsmittel 3, im wesentlichen bestehend aus einem Sockel 4 und einer Federeinheit 7 (beide in Fig. 1 nicht gezeigt), welches das Gehäuse 1 mit dem Anbau 2 verbindet. Durch eine auf das Gehäuse 1 und den Anbau 2 abgestimm­ te Wahl der Feder- und Dämpfungseigenschaften des Schwingungsentkopplungsmittels 3 ist die erfindungsgemäße Schwingungsentkopplung zwischen dem Gehäuse 1 und dem Anbau 2 gewährleistet.

Weiter zeigt die Zeichnung in Fig. 2 ein konkretes Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Massendurchflußmeßgerätes für strömende Medien, das nach dem Coriolis-Prinzip arbeitet. Dieses Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 nur in einem Aus­ schnitt im Schnitt dargestellt. An dem Gehäuse 1 ist der Sockel 4 über eine Schweiß­ verbindung 5 befestigt. Mit dem Sockel 4 ist eine nur abschnittsweise dargestellte elektronische Auswerteeinheit 6 über eine in axialer Richtung federnde Verbindung verbunden. Ein zentrales Element dieser Verbindung bildet die Federeinheit 7. Diese Federeinheit 7 kann je nach Anforderung aus einer oder mehreren Federscheiben, ei­ ner oder mehreren Schraubenfedern oder einer oder mehreren Blattfedern bestehen. Die Federeinheit 7 ist dabei jeweils so ausgelegt, daß sie eine maximale Schwingungs­ entkopplung gewährleistet.

Die erfindungsgemäße Maßnahme rechtfertigt den damit verbundenen Aufwand nur für den Fall, daß der betroffene Anbau einen erheblichen Einfluß auf die Meßgenau­ igkeit des Massendurchflußmeßgerätes hat. Es ist somit nicht notwendig, stets alle Anbauten über Schwingungsentkopplungsmittel mit dem Gehäuse zu verbinden.

Claims (3)

1. Massendurchflußmeßgerät für strömende Medien, das nach dem Coriolis-Prinzip arbeitet, mit mindestens einer das strömende Medium führenden schwingenden Co­ riolis-Leitung, mit einem zumindest die Coriolis-Leitung einschließenden Gehäuse (1) und mit wenigstens einem Anbau (2) an dem Gehäuse (1), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein über eine Schweißverbindung (5) an dem Gehäuse (1) befestigter Sockel (4) vorgesehen ist, an dem der Anbau (2) über eine in Längsrichtung des Sockels (4) federnde Federeinheit (7) befestigt ist.

2. Massendurchflußmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe­ dereinheit (7) aus einer oder mehreren Federscheiben, einer oder mehreren Schrau­ benfedern oder einer oder mehreren Blattfedern besteht.

3. Massendurchflußmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anbau (2) eine elektronische Auswerteeinheit (6), Rohrkabel und/oder Mittel zum Heizen des Massendurchflußmeßgeräts aufweist.