DE19634663A1

DE19634663A1 - Schwingungs-Meßgerät

Info

Publication number: DE19634663A1
Application number: DE1996134663
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Yoshimura; Takahiro Kudo; Masami Kishiro
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 1995-08-29
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2016-08-29
Also published as: AU6434596A; AU717965B2; JPH09126851A; DE19634663B4; JP3058074B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Durchflußmeßgerät für Flüssigkeiten zur Messung eines Durchflusses (Durchflußmenge) auf der Basis der Corioliskraft, die durch den Durchfluß der Flüssig keit erzeugt wird, die durch eine Meßleitung fließt, indem die Meßleitung in Schwingung versetzt wird, auf ein Schwingungs-Dichtemeßgerät zur Messung der Dichte der Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Va riation der Resonanzfrequenz der Meßleitung, die gemäß der Dichte der Flüssigkeit in der oben be schriebenen Meßleitung variiert, sowie auf ein Schwingungs-Meßgerät mit den Funktionen der beiden oben beschriebenen Meßgeräte, insbesondere auf das Schwingungs-Meßgerät und die Einstellvorrichtung für das Schwingungs-Meßgerät zur Einstellung oder Korrektur eines Meßwerts in Abhängigkeit von der Flüs sigkeitstemperatur, der Atmosphärentemperatur und der Axialkraft (Beanspruchung).

Beschreibung der zugehörigen Technik

Fig. 1 zeigt eine Konfiguration eines Beispiels eines Durchfluß-Meßgeräts mit gerade Leitung.

Eine Erfassungseinheit 1 des Durchflußmeßgeräts weist eine gerade Meßleitung 2 auf; rechte und linke Haltevorrichtungen 3a und 3b zur Befestigung der Schwingungsknotenteile a und b der Schwingung der Meßleitung 2; Träger 4a und 4b (in Fig. 1 ist nur 4a abgebildet), die mit Schrauben oder durch Löten, etc., an den Haltevorrichtungen 3a und 3b befestigt oder mit den Haltevorrichtungen 3a und 3b zusammen gesetzt sind, so daß die Schwingungen der Haltevor richtungen 3a und 3b sich gegenseitig aufheben; so wie einen Schwingungsgenerator 5, der Spulen auf weist, die durch einen Adapter 7a und einen Magneten, der am Mittelteil der Meßleitung 2 befestigt ist, an den Trägern 4a und 4b befestigt sind, so daß die Meßleitung 2 mit ihrer Resonanzfrequenz in Schwingung versetzt wird.

Die Erfassungseinheit 1 weist weiterhin, wie der Schwingungsgenerator 5, Geschwindigkeitssensoren (oder Verschiebungs- oder Beschleunigungssensoren) 6a und 6b auf, die Magnete aufweisen, die symme trisch um den Schwingungsgenerator 5 auf der Meßleitung 2 befestigt sind, mit Spulen, die durch die Adapter 7b und 7c an den Trägern 4a und 4b befestigt sind, zur Erfassung der Schwingung der Meßleitung 2; einen Antriebskreis 8 zum Empfang einer Ausgabe des Geschwindigkeitssensors 6a und zur Ausgabe eines Antriebssignals an den Schwingungsgenerator 5, so daß die Signalamplitude konstant gehalten werden kann; sowie einen Signalverarbeitungskreis 9 zur Ausgabe eines Durchflußsignals Qm, das auf der Phasen differenz (Zeitdifferenz) der Signale von den Geschwindigkeitssensoren 6a und 6b basiert.

Wir gehen einmal davon aus, daß der Fluß der Flüs sigkeit in der wie oben beschrieben ausgebildeten Erfassungseinheit 1 Null ist.

Die Meßleitung 2 wird vom Schwingungsgenerator 5, dem Geschwindigkeitssensor 6a und dem Antriebskreis 8 mit ihrer Resonanzfrequenz in Schwingung versetzt. Da die Geschwindigkeitssensoren 6a und 6b symme trisch um den Mittelpunkt der Meßleitung 2 ange bracht sind, können Signale mit gleicher Amplitude ohne Phasendifferenz von den Geschwindigkeitssensoren 6a und 6b erhalten werden.

Wenn die Flüssigkeit durch die schwingende Meßleitung 2 fließt, wird die Geschwindigkeitskomponente in Schwingungsrichtung erhöht, wie in Fig. 2 darge stellt ist, während die Flüssigkeit vom Schwingungs knoten a der Meßleitung 2 zur Mitte der Meßleitung 2 fließt. Daher erfährt die Flüssigkeit, die durch die Meßleitung 2 fließt, eine positive Beschleunigung von der Meßleitung 2 in Schwingungsrichtung. Folglich wirkt die Reaktion der Flüssigkeit auf die Meß leitung 2, und die Phase der Schwingung wird zwischen dem Schwingungskoten a der Meßleitung 2 und dem Mittelpunkt der Meßleitung 2 verzögert, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Da die Geschwindigkeitskom ponente in Schwingungsrichtung verringert wird, während die Flüssigkeit vom Mittelpunkt der Meßleitung 2 zum Schwingungsknoten b fließt, erfährt die Flüssig keit, die durch die Meßleitung 2 fließt, eine negative Beschleunigung (Verzögerung) von der Meß leitung 2 in Schwingungsrichtung. Folglich wirkt die Reaktion der Flüssigkeit auf die Meßleitung 2, und die Phase der Schwingung wird zwischen dem Mittel punkt der Meßleitung 2 und dem Schwingungsknoten b der Meßleitung 2 vorgeschoben, wie in Fig. 3 darge stellt.

Die Verschiebungsvariation in der Meßleitung 2 wird unter Bezugnahme auf die folgenden Gleichungen be schrieben.

Die Verschiebung der Meßleitung 2 am Verschiebungs sensor 6a wird gemäß der Verschiebung der Quer schwingung der Meßleitung 2 durch Resonanz durch folgende Gleichung dargestellt:

Ya = η(a) sinω_nt (1)

wobei η(a): Funktion, welche die Amplitude einer Position a in axialer Richtung der Meßleitung 2 angibt,
ω_n: Resonanzfrequenz der Meßleitung 2.

Die Deformation (Verschiebung oder Ablenkung) der Meßleitung 2, die durch die Reaktion der Flüssigkeit auf den Verschiebungssensor 6a verursacht wird, wird durch folgende Gleichung dargestellt:

ya = {-2L³ Qm ω_n ηc(a) cosω_n}/EI (2)

wobei
L: Länge der Meßleitung 2
E: Elastizitätsmodul für die Meßleitung 2
I: Querschnitts-Sekundärmoment der Meßleitung 2
Qm: Durchflußmenge von Flüssigkeit in der Meßleitung 2
ηc(a): Deformationsamplitudenfunktion der Meßfunktion 2 gemäß der Reaktion der Flüssigkeit in der Position a in axialer Richtung der Meßleitung 2.

Die tatsächliche Deformation der Meßleitung 2 wird durch Überlagerung der Deformation der Meßleitung 2, die durch Gleichung (2) berechnet wird, über die Deformation der Meßleitung 2, die durch die Resonanz verursacht wird, die durch Gleichung (1) berechnet wird, bestimmt. Das bedeutet, die gesamte Deforma tion (Verschiebung) der Meßleitung 2 wird durch Gleichung (3) berechnet, die eine Kombination der Gleichungen (1) und (2) ist.

ξa = Ya + ya = Asin (ω_nt = α) (3)

wobei

A = [η(a)² + {2L³ Qm ηc (a) / EI}²]^1/2 (4)
α = 2L³Qm ω_n ηc(a) / EIη(a) (5)

Da die Verschiebungssensoren 6a und 6b symmetrisch um den Mittelpunkt der Meßleitung 2 angebracht sind, ist die Verschiebung der Querschwingung der Meßleitung 2 im Verschiebungssensor 6b gleich der Ver schiebung im Verschiebungssensor 6a. Dies bedeutet:

Yb = Ya = η(a) sinω_nt (6)

Da der Wert der Reaktion der Flüssigkeit auf den Verschiebungssensor 6b auf der Meßleitung 2 gleich dem der Flüssigkeit auf den Verschiebungssensor 6a in entgegengesetzter Richtung ist, wird folgende Gleichung definiert:

yb = -ya = {2L³ Qm ω_n ηc(a) cosω_n} / EI (7)

Daher wird die Deformation der Meßleitung 2 durch folgende Gleichung berechnet:

ξb = Ya - ya = Asin (ω_nt + α) (8)

Nach den obigen Gleichungen (3) und (8) besteht zwischen den Signalen der Verschiebungssensoren 6a und 6b eine Phasendifferenz von 2α. Die Gleichung (5) gibt an, daß die Phasendifferenz von 2α proportional zur Durchflußmenge Qm ist. Daher wird die Zeitdiffe renz zwischen den Signalen der Verschiebungssensoren 6a und 6b durch folgende Gleichung berechnet:

Δt = 2α/ω_n = 4L³ Qm ηc(a) / EIη(a) (9)

Die Resonanzfrequenz der Meßleitung 2 wird durch folgende Gleichung berechnet:

ω_n = λ² / L² · (EI/ρ)^1/2 (10)

wobei
λ: von Randbedingungen und Schwingungsmodus der Meßleitung 2 abhängige Konstante
ρ: Liniendichte einschließlich der Meßleitung 2 und der Flüssigkeit in der Meßleitung 2.

Wenn sich die Temperatur der Meßleitung 2 ändert, ändern sich auch die Phasen- und Zeitdifferenzen zwischen Sensorausgangssignalen aufgrund der Tempe raturabhängigkeit des Elastizitätsmoduls E gemäß den Gleichungen (5) oder (9), auch wenn die Durchfluß menge Qm konstant ist. Und auch wenn keine Verände rung der Dichte in der messenden Flüssigkeit er faßt wird, ändert sich die Resonanzfrequenz ω_n in Gleichung (10) mit der Temperatur.

In der obigen Beschreibung wurde die Axialkraft (Beanspruchung), die auf die Meßleitung 2 wirkt, nicht berücksichtigt. Berücksichtigt man jedoch den Einfluß der Axialkraft, gibt die Funktion η, welche die Amplitude der Meßleitung 2 angibt, nicht nur die Position der Meßleitung 2 an, sondern auch eine Funktion der Axialkraft T. Daher kann die oben be schriebene Gleichung (1) folgendermaßen dargestellt werden:

Ya = η(a, T) sinω_nt (11)

Außerdem können die oben aufgeführten Gleichungen (5) und (9) als folgende Gleichungen dargestellt werden:

α = 2L³ Qm ω_n ηc(a, T) / EIη(a, T)(12)

Δt = 2α/ω_n = 4L³ Qm ηc(a, T) / EIη(a, T) (13)

Dies bedeutet, die Phasen- und Zeitdifferenz, die proportional zur Durchflußmenge erzeugt werden, hängen von der Axialkraft ab, die auf die Meßleitung 2 wirkt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Resonanzfrequenz ω_n der Meßleitung 2 durch folgende Gleichung berech net werden:

ω_n = λ_n(T)² / L² · (EI/ρ)^1/2 (14)

Die Resonanzfrequenz ω_n der Meßleitung 2 bezieht sich auch auf eine Funktion der Axialkraft, die auf die Meßleitung 2 wirkt.

Normalerweise mißt das Durchflußmeßgerät die Durch flußmenge auf der Basis der Corioliskraft, die von der Durchflußmenge der Flüssigkeit durch die schwin gende Meßleitung 2 erzeugt wird. Wenn sich die Tem peratur der Meßleitung 2 mit einer Variation der Temperatur der Zielflüssigkeit oder der Atmosphären temperatur ändert, ändert sich die Steifigkeit der Meßleitung 2 mit der Temperaturabhängigkeit des Ela stizitätsmoduls für die Meßleitung 2, wodurch die Empfindlichkeit gegenüber der Corioliskraft und der gemessene Flußwert geändert werden. Wenn ein Corio lis-Durchflußmeßgerät mit einer geraden Meßleitung verwendet wird, ändert sich die auf die Meßleitung wirkende Axialkraft mit der Expansion oder Kontrak tion der Meßleitung 2 und der Träger 4a und 4b auf grund der oben beschriebenen Änderung der Tempera tur. Eine Änderung der Axialkraft ändert auch die Empfindlichkeit der Messung der Durchflußmenge.

Ebenfalls ändert sich die Resonanzfrequenz beim schwingenden Dichtemesser mit der Temperaturabhän gigkeit des Elastizitätsmoduls der Meßleitung 2, wenn sich die Temperatur der Meßleitung 2 mit einer Variation der Temperatur der Zielflüssigkeit oder der Atmosphärentemperatur ändert, wodurch Fehlmes sungen erzeugt werden. Insbesondere ändert sich bei der Meßleitung 2 die Resonanzfrequenz mit der Varia tion der Axialkraft, die auf die Meßleitung 2 wirkt und so Fehlmessungen erzeugt.

Wie oben beschrieben, können Verbesserungen gemäß den in der japanischen Patentschrift Nr. 5-69452 und der japanischen ausgelegten Patentschrift Nr. 6-94501 beschriebenen Technik vorgenommen werden, wenn sich die Empfindlichkeit und die Meßwerte des Durchflußmeßgeräts mit Variationen der Umgebungstem peratur ändern.

Gemäß der früheren Druckschrift werden zwei Temperatur sensoren an Teilen in Trägern angebracht, die eine Temperatur anzeigen, die mit jener der Meßleitung 2 identisch ist. Die Signale von den beiden Temperatursensoren werden in einen Korrekturkreis eingegeben, und die Durchflußsignale von den beiden Schwingungssensoren werden ebenfalls zur Korrektur in den Korrekturkreis eingegeben.

Gemäß der späteren Druckschrift wird der gemessene Flußwert entsprechend der Temperatur der Meßleitung 2 korrigiert. Um dies zu erreichen, umfaßt das System einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur der Meßleitung 2 sowie einen Längenänderungs sensor (beispielsweise einen Deformationsmesser, z. B. einen Dehnungsmesser) zur Korrektur eines Meß werts abhängig von Länge und Beanspruchung der Meß leitung 2, und jedes Signal wird in einen Korrektur kreis eingegeben.

Wenn die Temperatur der Meßleitung 2 und der Träger gemessen wird und Änderungen entsprechend der Ände rung des Elastizitätsmoduls und der Axialkraft an der Meßleitung 2 indirekt geschätzt werden, wie in der früheren Druckschrift gezeigt, treten unter schiedliche Temperaturgefälle in der Meßleitung 2 auf, unabhängig von der Differenz zwischen der Flüs sigkeitstemperatur und der Umgebungstemperatur, auch wenn die Temperaturen selbst beständig sind. Wenn sich die Flüssigkeitstemperatur und die Umgebungs temperatur in einem Übergangszustand befinden, ändern sich beide Temperaturgefälle. Daher ändert sich in den oben beschriebenen Zuständen der Temperatur meßpunkt, an dem eine Durchschnittstemperatur der Meßleitung 2 und der Träger erhalten werden kann, und daher werden die Meßwerte möglicherweise an einem bestimmten Punkt nicht entsprechend korrigiert.

Wenn die Deformation der Meßleitung 2 wie in der späteren Druckschrift direkt gemessen wird, kann eine genaue Deformationskorrektur durchgeführt werden. Da es jedoch erforderlich ist, einen Spannungs messer und ähnliches direkt an der Meßleitung 2 zu befestigen, können die Schwingungseigenschaften der Meßleitung 2 negativ beeinflußt werden, was zu einem Problem mit der Meßbeständigkeit führt.

Um diesen unerwünschten Einfluß zu vermeiden, wird auf beiden Seiten der Meßleitung 2 eine Masse ange bracht und ein Spannungsmesser an der Außenseite der Masse angelegt. In diesem Fall muß das Volumen der Masse im Verhältnis zur Meßleitung 2 groß sein, was zu einem weiteren Problem führt, nämlich daß das Durchflußmeßgerät groß und schwer wird.

Es gibt eine weitere Konfiguration, in der ein Span nungsmesser an die Träger angelegt wird. Da jedoch die Steifigkeit der Träger hoch genug sein muß, um beständige Schwingungen der Meßleitung zu ermögli chen, ist der Querschnittsbereich der Meßleitung viel kleiner als jener der Träger, und die Deforma tion, die an den Trägern erzeugt wird, ist viel kleiner als jene an der Meßleitung. Daher besteht das Problem eines großen Fehlers bei der Methode der Schätzung der Deformation der Meßleitung aufgrund der Deformation der Träger. Obwohl eine Ausführung zur Messung der Länge der Meßleitung mit einem Längen änderungslot beschrieben wird, ist der Aufbau zu kompliziert, um als annehmbar berücksichtigt zu werden.

Wie deutlich von der oben beschriebenen Gleichung (14) angegeben wird, variiert die Resonanzfrequenz der Meßleitung mit einer Änderung der Axialkraft (Beanspruchung) T. Da die von der Änderung der Axialkraft von λ_n(T) verursachten Variationen, die von Randbedingungen und Schwingungsmodus bestimmt werden, von jedem Schwingungsmodus abhängig sind, ändert sich das Verhältnis der Resonanzfrequenz von jedem Schwingungsmodus mit der Änderung einer wir kenden Axialkraft.

Fig. 4a und 4b zeigen das Verhältnis der Resonanz frequenz des Basismodus zur Resonanzfrequenz des zweiten Modus, wenn die auf die Meßleitung wirkende Axialkraft sich ändert, bzw. das Verhältnis der Re sonanzfrequenz des Basismodus zur Resonanzfrequenz des dritten Modus. Wie in diesen Figuren dargestellt ist, ändert sich das Verhältnis der Resonanzfrequenz zwischen den Modi fast linear. Dies gilt auch beim Verhältnis der Resonanzfrequenz zwischen optionalen Modi.

Dies zeigt, daß die auf die Meßleitung wirkenden Axialkräfte erhalten werden können, indem das Ver hältnis der Resonanzfrequenz zwischen den Modi ge messen wird. Die Anmelder haben dies sorgfältig be rücksichtigt und bereits eine Anmeldung über ein Verfahren zur Einstellung der Änderung der Meß empfindlichkeit der Durchflußmenge und der gemesse nen Dichte eingereicht, die mit einer Änderung in der auf die Meßleitung wirkenden Axialkraft variiert (Japanische Patentanmeldung Nr. 6-215663, U.S.- Patentanmeldung Nr. 08/525,466).

Es bleibt jedoch bei der oben beschriebenen Anmeldung Raum für Verbesserungen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Meß genauigkeit zu verbessern, indem eine Änderung der Meßempfindlichkeit der Durchflußmenge und der gemes senen Dichte, die entsprechend einer Änderung in der auf die Meßleitung wirkenden Axialkraft variiert, gemäß dem Verhältnis der Resonanzfrequenz einge stellt oder korrigiert wird.

Ein erfindungsgemäßes Schwingungs-Meßgerät mißt eine Durchflußmenge und/oder eine Dichte einer Flüssig keit, die durch eine gerade Meßleitung fließt, indem die Meßleitung in Schwingung versetzt wird, erhält ein Frequenzverhältnis der Resonanzfrequenz vom (im) ersten Schwingungsmodus zur Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung und korri giert einen Meßwert der Durchflußmenge und/oder der Dichte gemäß dem Frequenzverhältnis.

Das erste erfindungsgemäße Schwingungs-Meßgerät weist die Meßleitung auf; einen ersten Schwingungs detektor zur Erfassung einer Deformationsschwingung, die in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugt wird, und/oder einer Schwingung mit (von) der Resonanzfrequenz des ersten Schwin gungsmodus der Meßleitung; sowie einen zweiten Schwingungsdetektor, der um einen Schwingungsbauch des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung angeord net ist, um eine Schwingung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung zu er fassen.

Das zweite erfindungsgemäße Schwingungs-Meßgerät weist die Meßleitung auf; einen ersten Schwingungs detektor zur Erfassung einer in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugten Deforma tionsschwingung und/oder einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung; sowie einen zweiten Schwingungsdetektor, der um einen Schwingungsknoten des ersten Schwin gungsmodus der Meßleitung angeordnet ist, um eine Schwingung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung zu erfassen.

Das dritte erfindungsgemäße Schwingungs-Meßgerät weist die Meßleitung auf; einen ersten Schwingungs detektor, der um einen Schwingungsknoten des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung angeordnet ist, um eine in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugte Deformationsschwingung und/oder eine Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung zu erfassen; sowie einen zweiten Schwingungsdetektor zur Erfassung einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung.

Jedes der oben beschriebenen Schwingungs-Meßgeräte kann weiterhin einen zusätzlichen ersten Schwin gungsdetektor zur Erfassung einer in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugten Deformationsschwingung und/oder einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung aufweisen. In diesem Fall ist der zusätz liche erste Schwingungsdetektor in einer Position angeordnet, die in bezug auf den Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum ersten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

Jedes der oben beschriebenen Schwingungs-Meßgeräte kann weiterhin einen weiteren zweiten Schwingungsde tektor zur Erfassung einer Schwingung mit der Reso nanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meß leitung aufweisen. In diesem Fall ist der zusätzli che zweite Schwingungsdetektor in einer Position angeordnet, die in bezug auf den Mittelpunkt der Meßleitung in axialer Richtung der Meßleitung zum zweiten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

Jedes der Schwingungs-Meßgeräte kann außerdem ein Gegengewicht mit einer Masse aufweisen, die im we sentlichen der des ersten Schwingungsdetektors ent spricht, das in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf den Mittelpunkt der Meßleitung in axialer Richtung der Meßleitung zum ersten Schwingungs detektor symmetrisch ist.

Jedes der Schwingungs-Meßgeräte kann außerdem ein Gegengewicht mit einer Masse aufweisen, die im we sentlichen der des zweiten Schwingungsdetektors ent spricht, das in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf den Mittelpunkt der Meßleitung in axialer Richtung der Meßleitung zum zweiten Schwingungs detektor symmetrisch ist.

Das vierte erfindungsgemäße Schwingungs-Meßgerät weist eine Meßleitung auf; sowie einen Schwingungs detektor zur Erfassung einer Deformationsschwingung, die in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugt wird, und/oder einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung und auch zur Erfassung einer Schwin gung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwin gungsmodus der Meßleitung.

Der Schwingungsdetektor kann in einer Position an geordnet sein, die einem Schwingungsbauch des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung entspricht oder um diesen herum angeordnet sein.

Das Schwingungs-Meßgerät kann weiterhin einen zu sätzlichen Schwingungsdetektor zur Erfassung einer in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meß leitung erzeugten Deformationsschwingung und/oder einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung aufweisen und auch zur Erfassung einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung.

Der zusätzliche Schwingungsdetektor kann in einer Position angeordnet sein, die in bezug auf den Mittel punkt der Meßleitung in axialer Richtung der Meß leitung zum Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

Das Schwingungs-Meßgerät kann ein Gegengewicht mit einer Masse aufweisen, die im wesentlichen der des Schwingungsdetektors entspricht, das in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf den Mittel punkt der Meßleitung in axialer Richtung der Meßleitung zum Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

Das fünfte erfindungsgemäße Schwingungs-Meßgerät weist die Meßleitung auf sowie eine Einheit zur Er regung der Meßleitung durch ein Signal, das durch Überlagerung eines ersten Erregersignals mit einer Frequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung über ein zweites Erregersignal mit einer Frequenz gleich und/oder um eine Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung erhalten wird.

Das Schwingungs-Meßgerät kann weiterhin einen Band paßfilter zur selektiven Ausgabe eines Signals auf weisen, um die Meßleitung in Schwingung zu versetzen, bei dem seine Mittelfrequenz innerhalb einer Bandbreite um die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung gesteuert wird. Der Bandpaßfilter kann ein Schalterkondensatorfilter sein.

Die Meßleitung kann durch Ablenken einer Frequenz eines Erregersignals in bezug auf die Zeit innerhalb eines Frequenzbereichs, der die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung enthält, in Schwingung versetzt werden.

Das Schwingungs-Meßgerät kann weiterhin eine Einheit zur Überwachung der Frequenz des ersten Erregersi gnals, mit dem die Meßleitung im ersten Modus in Schwingung versetzt wird, und zum obligatorischen Ablenken einer Mittelfrequenz des Bandpaßfilters auf eine vorbestimmte Anfangsfrequenz aufweisen, wenn die Frequenz des ersten Erregersignals von einer vorbestimmten Höchstfrequenz für das erste Erreger signal abweicht.

Das Schwingungs-Meßgerät kann weiterhin eine Einheit zur Überwachung der Frequenz des zweiten Erregersig nals aufweisen, mit dem die Meßleitung im zweiten Modus in Schwingung versetzt wird, und zum obligato rischen Ablenken einer Mittelfrequenz des Bandpaß filters auf eine vorbestimmte Anfangsfrequenz, wenn die Frequenz des zweiten Erregersignals von einer vorbestimmten Höchstfrequenz für das zweite Erreger signal abweicht.

Das Schwingungs-Meßgerät kann außerdem eine Einheit zur Überwachung der Frequenz des ersten Erregersi gnals und zum obligatorischen Ablenken einer Mittel frequenz des Bandpaßfilters von einer Mindestfre quenz aufweisen, wenn die Frequenz des ersten Erre gersignals von einer vorbestimmten Höchstfrequenz für das erste Erregersignal abweicht.

Das Schwingungs-Meßgerät kann außerdem eine Einheit zur Überwachung des zweiten Erregersignals aufweisen und zum obligatorischen Ablenken einer Mittelfre quenz des Bandpaßfilters von einer Mindestfrequenz, wenn die Frequenz des zweiten Erregersignals von einer vorbestimmten Höchstfrequenz für das zweite Erregersignal abweicht.

In dieser Druckschrift wird der üblicherweise bei der Messung einer Durchflußmenge und Dichte verwendete Schwingungsmodus als erster Schwingungsmodus bezeichnet, und der Sensor zum Messen der Schwingung im ersten Schwingungsmodus wird als erster Schwin gungsdetektor bezeichnet. Der Schwingungsmodus zur Messung eines Frequenzverhältnisses wird hingegen als zweiter Schwingungsmodus bezeichnet, und der Sensor zur Messung der Schwingung im zweiten Schwin gungsmodus als zweiter Schwingungsdetektor. Der er ste und der zweite Schwingungsdetektor können sepa rat angeordnet sein, oder ein einziger Schwingungs detektor mit Funktionen wie ein erster und zweiter Schwingungsdetektor kann verwendet werden. Wenn der einzige Schwingungsdetektor verwendet wird, kann die Anzahl der Bestandteile verringert werden, wodurch die Kosten für das gesamte System gesenkt werden.

Wenn der zweite Schwingungsdetektor am Schwingungs bauch des zweiten Schwingungsmodus angeordnet ist, ist die Amplitude der Schwingung an jedem anderen Punkt größer, und ein maximaler Ausgang kann erzielt werden, wenn die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus gemessen wird. Dadurch kann die Frequenz mit hoher Präzision gemessen werden. Insbe sondere wenn das Schwingungs-Meßgerät als Durchfluß meßgerät verwendet wird, erzeugt die Schwingung des zweiten Schwingungsmodus eine Interferenz mit dem Zeitdifferenz- (Phasendifferenz-)Signal für die Durchflußmenge, das durch den ersten Schwingungsde tektor (entspricht in dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel 6a und 6b) erhalten wird. Daher ist es wün schenswert, daß die Schwingung des zweiten Schwin gungsmodus verringert wird. Um dies zu erreichen, ist der zweite Schwingungsdetektor in einer Position mit größerer Amplitude (um den Schwingungsbauch des zweiten Schwingungsmodus) angeordnet, um die Erfas sungsempfindlichkeit zu verbessern, wodurch die Schwingung des zweiten Schwingungsmodus erfolgreich verringert wird. Da der Einfluß des ersten Schwin gungsmodus geringer wird, wenn der zweite Schwin gungsdetektor in einer Position angeordnet ist, an der die Amplitude des ersten Schwingungsmodus sehr klein ist (um den Schwingungsknoten des ersten Schwingungsmodus), steigt die Erfassungsempfindlich keit des zweiten Schwingungsmodus an.

Wenn der erste Schwingungsdetektor am Schwingungs knoten des zweiten Schwingungsmodus angeordnet ist, kann der erste Schwingungsmodus gemessen werden, wobei der Einfluß des zweiten Schwingungsmodus ver ringert ist. Dies ist besonders wirksam, wenn das Schwingungs-Meßgerät als das oben beschriebene Durchflußmeßgerät verwendet wird.

Wenn das Schwingungs-Meßgerät als Durchflußmesser verwendet wird, ist es zu empfehlen, daß die Schwin gung der Meßleitung um den Mittelpunkt in axialer Richtung symmetrisch ist, da die Durchflußmenge ba sierend auf der Zeitdifferenz (Phasendifferenz) zwi schen den ersten Schwingungsdetektoren gemessen wird, die symmetrisch um den Mittelpunkt angeordnet sind. Wenn die Schwingung der Meßleitung zwischen dem linken und dem rechten Teil nicht ausgeglichen ist, wird die Zeitdifferenz (Phasendifferenz), die zwischen den ersten Schwingungsdetektoren in der rechten und linken Position erzeugt wird, unausge glichen, und dadurch verschlechtern sich die Meßeigen schaften mit Änderungen der Temperatur, der Axialkraft, der Flüssigkeitsdichte, usw.

Daher ist es wünschenswert, daß jeder der ersten und der zweiten Schwingungsdetektoren in bezug auf den Mittelpunkt in axialer Richtung der Meßleitung sym metrisch angeordnet ist. Wenn es einen einzigen er sten oder zweiten Schwingungsdetektor gibt, ist ein Gegengewicht mit demselben Gewicht an dem Punkt an geordnet, der in bezug auf den Mittelpunkt in axia ler Richtung der Meßleitung symmetrisch zum Detektor ist, um die Symmetrie der Meßleitung aufrechtzuer halten.

Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel wird die Meßleitung 2 durch die Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus von einem Schwingungsgenerator 5 und einem Antriebskreis 8 erregt (in Schwingung ver setzt). Da die Resonanzfrequenz des zweiten Schwin gungsmodus ebenfalls erfindungsgemäß gemessen wird, sollte die Meßleitung in einem gewissen Ausmaß im zweiten Schwingungsmodus in Schwingung versetzt werden. Daher wird bei der vorliegenden Erfindung die Meßleitung zusätzlich zur Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus vom Schwingungsgenerator, dem Antriebskreis, usw., erregt. Daher kann die Re sonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus beständig gemessen werden. Versucht man einfach, die Reso nanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus mit der Schwingung im natürlich erzeugten zweiten Schwin gungsmodus zu messen, führt dies nicht zu einer aus reichenden Schwingungsamplitude oder beständigen Messungen.

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um so wohl erste als auch zweite Schwingungsmodi beständig zu messen, indem eine Erregung durch die überlagerte Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus und die Schwingung um die Resonanz frequenz des zweiten Schwingungsmodus durchgeführt wird. Ein Signal mit der einzigen Frequenz der Reso nanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus kann für die Erregung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus verwendet werden. Die Resonanzfre quenz des zweiten Schwingungsmodus kann zu einem angemessenen Preis beständig gemessen werden, wenn ein Bandpaßfilter verwendet wird, der die Mittelfre quenz steuern kann, oder wenn ein Schalterkondensator filter als der oben beschriebene Bandpaßfilter verwendet wird. Die Erregung kann durch zeitliche Ablenkung des Erregersignals innerhalb eines Fre quenzbereichs, der die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus enthält, durchgeführt werden. Sogar falls die Schwingung anhält, wenn die Mittelfrequenz des Bandpaßfilters (BPF) aufgrund eines externen Faktors, usw., von der Erregerfrequenz der Erfas sungseinheit abweicht, kann die Schwingung durch natürliches oder obligatorisches Ablenken der Mit telfrequenz des BPF mit dem BPF-Steuerkreis neu ge startet werden, indem die Frequenzen der ersten und zweiten Erregersignale überwacht werden. Folglich können die Resonanzfrequenzen der ersten und zweiten Schwingungsmodi beständig und kontinuierlich gemessen werden.

In dieser Beschreibung bezieht sich "um den Schwin gungsbauch" auf Positionen, welche die Position des Schwingungsbauchs und eine Position neben dem Schwingungsbauch umfassen, die im wesentlich als Schwingungsbauch angesehen wird. Entsprechend be zieht sich "um den Schwingungsknoten" auf Positio nen, welche die Position des Schwingungsknotens und eine Position neben dem Schwingungsknoten umfassen, die im wesentlichen als Schwingungsknoten angesehen wird.

Kurze Beschreibung der Abbildungen

Fig. 1 zeigt die Konfiguration eines Beispiels eines Durchflußmeßgeräts mit gerader Leitung;

Fig. 2 zeigt die Beschleunigung, die auf die Flüs sigkeit wirkt;

Fig. 3 zeigt den Einfluß der Flüssigkeitsreaktion, die auf die Meßleitung wirkt;

Fig. 4a und 4b zeigen Eigenschaften, die zur Erläu terung der Beziehung zwischen der Axialkraft einer Meßleitung und dem Verhältnis der Resonanzfrequenz verwendet werden können;

Fig. 5 zeigt die erste Ausführung des erfindungsge mäßen Schwingungs-Meßgerätes;

Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Konfigura tion der erfindungsgemäßen Erfassungseinheit und der Deformation der Meßleitung;

Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen einer anderen Ausführung der erfindungsgemäßen Erfassungseinheit und der Deformation der Meßleitung;

Fig. 8 ist ein Flußplan, der die Konfiguration der erfindungsgemäßen Ausführung des Antriebskreises darstellt;

Fig. 9 zeigt die erfindungsgemäße Ausführung des Kreises zur Erzeugung des Schwingungsmodus;

Fig. 10 zeigt die erfindungsgemäße Ausführung des zweiten Antriebskreises;

Fig. 11 ist ein Flußplan, der ein Beispiel für eine Konfiguration des BPF-Steuerkreises darstellt;

Fig. 12 zeigt das Prinzip des Schalterkondensator filters;

Fig. 13 ist ein Flußplan, der die erfindungsgemäße Ausführung des Antriebskreises und der Einheit zur Berechnung des Frequenzverhältnisses darstellt;

Fig. 14 zeigt die erfindungsgemäße Ausführung des dritten Antriebskreises;

Fig. 15 zeigt die erfindungsgemäße Ausführung der PLL-Schaltung; und

Fig. 16 zeigt ein weiteres Beispiel der Konfigura tion des BPF-Steuerkreises.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Fig. 5 zeigt die Konfiguration des Schwingungs- Meßgeräts gemäß der ersten Ausführung der vorliegen den Erfindung.

Eine Erfassungseinheit 1 des Schwingungs-Meßgerätes weist eine Meßleitung 2 auf; rechte und linke Halte rungsvorrichtungen 3a und 3b zur Befestigung der Schwingungsknotenteile a und b der Meßleitung 2 bei der Schwingung; Träger 4a und 4b (in Fig. 5 ist nur 4a abgebildet), die an den Halterungsvorrichtungen 3a und 3b mit Schrauben oder durch Löten, usw., be festigt sind oder mit den Halterungsvorrichtungen 3a und 3b zusammengesetzt sind, so daß die Schwingungen der Halterungsvorrichtungen 3a und 3b einander auf heben; sowie einen Schwingungsgenerator 5, der Spulen aufweist, die an den Trägern 4a und 4b mit einem Adapter 7a und einem Magneten befestigt sind, der am Mittelteil der Meßleitung 2 befestigt ist, um die Meßleitung 2 mit ihrer Resonanzfrequenz in Schwin gung zu versetzen (zu erregen).

Die Erfassungseinheit 1 weist weiterhin Geschwindig keitssensoren (oder Verschiebungs- oder Beschleuni gungssensoren) 6a und 6b auf, die Magnete aufweisen, die in bezug auf den Schwingungsgenerator 5 symme trisch auf der Meßleitung 2 befestigt sind, sowie Spulen, die mit den Adaptern 7b und 7c an den Trä gern 4a und 4b befestigt sind, um die Schwingung der Meßleitung 2 zu erfassen. Das Schwingungs-Meßgerät weist weiterhin den Antriebskreis 8 zur Ausgabe eines Antriebssignals an den Schwingungsgenerator 5 auf, um die Amplitude eines Signalausgangs vom Ge schwindigkeitssensor 6a konstant zu halten, sowie den Signalverarbeitungskreis 9 zur Ausgabe eines Durchflußmengensignals Qm, das auf der Phasendiffe renz (Zeitdifferenz) der Signale von den Geschwin digkeitssensoren 6a und 6b basiert.

Wie in Fig. 5 dargestellt ist, besteht das Merkmal der ersten Ausführung darin, daß der Geschwin digkeitssensor 6a als erster Schwingungsdetektor und zweiter Schwingungsdetektor wirkt (entspricht 6d in Fig. 6 und 7), daß das Schwingungs-Meßgerät einen Temperatursensor 10 aufweist, und daß der Signalver arbeitungskreis 9 eine Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses aufweist, eine Einheit 93 zur Berechnung der Temperatur, sowie eine Einheit 94 zur Berechnung der Korrektur. Weitere Merkmale sind mit dem in Fig. 1 abgebildeten Schwingungs-Meßgerät ge meinsam. Die oben ausgeführten Eigenschaften werden nachfolgend im Detail beschrieben.

In diesem Beispiel versetzt der Antriebskreis 8 die Meßleitung 2 über den Schwingungsgenerator 5 und den Geschwindigkeitssensor 6a mit einer oder beiden oder um eine oder beide Resonanzfrequenzen vom (im) er sten und zweiten Schwingungsmodus in Schwingung. Zu diesem Zeitpunkt wird die Amplitude des Signals im ersten Schwingungsmodus im Ausgang vom Geschwindig keitssensor 6a so gesteuert, daß er gemäß dem vom Antriebskreis 8 an den Schwingungsgenerator 5 abge gebenen Antriebssignal konstant ist.

Die Signale aus den Geschwindigkeitssensoren 6a und 6b werden in die Einheit 92 zur Berechnung der Phasen differenz eingegeben, in der ein Signal erhalten wird, das zur Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen proportional ist. Das erhaltene Signal wird an die Einheit 94 zur Berechnung der Korrektur gegeben. Das Signal vom Geschwindigkeitssensor 6a wird ebenfalls in die Einheit 91 zur Berechnung des Fre quenzverhältnisses eingegeben, in der ein Signal, das proportional zum Verhältnis der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus zur Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus ist, erhalten wird, und das Ergebnis wird in die Einheit 94 zur Berechnung der Korrektur eingegeben. Das Signal vom Temperatursensor 10 wird von der Einheit 93 zur Berechnung der Temperatur in ein Temperatursignal umgewandelt und in die Einheit 94 zur Berechnung der Korrektur ein gegeben. Die Einheit 94 zur Berechnung der Korrektur empfängt das Signal vom Geschwindigkeitssensor 6a auch direkt.

Die Einheit 94 zur Berechnung der Korrektur empfängt die Ausgänge von der Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses, der Einheit 92 zur Berechnung der Phasendifferenz, der Einheit 93 zur Berechnung der Temperatur und dem Geschwindigkeitssensor 6a, korrigiert das Phasendifferenzsignal von der Einheit 92 zur Berechnung der Phasendifferenz gemäß der Re sonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung, das vom Sensor 6a erhalten wurde, und wandelt das korrigierte Signal in ein Zeitdifferenzsignal um. Die Einheit 94 zur Berechnung der Korrektur korrigiert das Zeitdifferenzsignal gemäß dem Temperatursignal von der Einheit 93 zur Berechnung der Temperatur. Dann wird die Empfindlichkeit des Zeitdifferenzsignals bei einer Änderung der Axialkraft der Meßleitung gemäß dem Signal des Resonanzfrequenzverhältnisses von der Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses korrigiert und in das Durchflußsignal Qm umgewandelt, das dann vom Signalverarbeitungskreis 9 ausgegeben wird.

Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der erfindungsgemäßen Konfiguration des Erfassungskreises und der Deformation (Verschiebung oder Ablenkung) der Meßleitung.

(a) in Fig. 6 zeigt ausschließlich die Erfassungseinheit 1, die in Fig. 5 dargestellt ist. (c) in Fig. 6 zeigt ein Beispiel für die Erfassungseinheit 1 mit dem zweiten Geschwindigkeitssensor 6d. (b) in Fig. 6 zeigt die Deformation der Meßleitung 2, die in den dritten Modi in Querrichtung in Schwingung versetzt wird. Eine Kurve 21 gibt die Deformation der Meßleitung 2 an.

Bei der in (a) in Fig. 6 gezeigten Konfiguration entsprechen die Geschwindigkeitssensoren 6a und 6b den ersten Schwingungsdetektoren, und der Geschwindigkeitssensor 6a fungiert als zweiter Schwingungsdetektor 6d. Bei diesem Beispiel wird der Basismodus als erster Schwingungsmodus und der dritte Modus als zweiter Schwingungsmodus verwendet.

Die Geschwindigkeitssensoren 6a und 6b sind in Positionen, die den Schwingungsbäuchen im dritten Modus der Meßleitung 2 entsprechen (am oder um die maximalen Verschiebungspunkte der Kurve 21), symmetrisch um den Mittelpunkt der Meßleitung 2 angeordnet. Dadurch ist die Schwingung der Meßleitung 2 ausgeglichen, und die Erfassungsempfindlichkeit im zweiten Schwingungsmodus kann verbessert werden.

In der von (c) in Fig. 6 dargestellten Konfiguration sind die ersten Schwingungsdetektoren 6a und 6b in Positionen angeordnet, die den Schwingungsknoten des dritten Modus der Meßleitung 2 entsprechen, um den Einfluß des zweiten Schwingungsmodus auf die Messung des ersten Schwingungsmodus zu verringern. Außerdem ist ein Geschwindigkeitssensor 6d (der ein Verschiebungs- oder Beschleunigungssensor sein kann) als zweiter Schwingungsdetektor angebracht. Er weist eine Spule auf, die durch den Adapter 7d und einen Magneten, der an der Meßleitung 2 befestigt ist, an den Trägern 4a und 4b befestigt ist und die Schwingung der Meßleitung 2 erfaßt. Der Sensor 6d ist in einer Position angebracht, die einem Schwingungsbauch des dritten Modus der Meßleitung 2 entspricht, um die Erfassungsempfindlichkeit des zweiten Schwingungsmodus zu verbessern. Ein Gegengewicht 11 mit einer Masse, die der des Magneten des Sensors 6d oder der des Sensors 6d entspricht oder ähnlich ist, ist symmetrisch zum Sensor 6d um den Mittelpunkt der Meßleitung 2 angebracht und hält die Schwingung der Meßleitung 2 im Gleichgewicht.

Fig. 7 zeigt das Verhältnis zwischen einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung der Erfassungseinheit 1 und der Deformation der Meßleitung. Bei diesem Beispiel wird der dritte Modus als erster Schwingungsmodus verwendet, während der Basismodus als zweiter Schwingungsmodus verwendet wird.

(a) in Fig. 7 ist ein Graph, der die Deformation der Meßleitung 2 angibt, die im dritten Modus in Querrichtung in Schwingung versetzt wird. Die Kurve 21 zeigt die Deformation der Meßleitung 2.

(b) in Fig. 7 zeigt die Konfiguration der Erfassungseinheit. Ein Geschwindigkeitssensor 6d (der ein Verschiebungs- oder Beschleunigungssensor sein kann) wird als zweiter Schwingungsdetektor angebracht. Er weist eine Spule auf, die durch den Adapter 7d und einen Magneten, der an der Meßleitung 2 befestigt ist, an den Trägern 4a und 4b befestigt ist und die Schwingung der Meßleitung 2 erfaßt. Der Sensor 6d ist in einer Position angebracht, die dem Schwingungsknoten des dritten Modus der Meßleitung 2 entspricht, um den unerwünschten Einfluß des ersten Schwingungsmodus bei der Erfassung des zweiten Schwingungsmodus zu verhindern. Ein Gegengewicht 11 mit einer Masse, die der des Magneten des Sensors 6d oder der des Sensors 6d entspricht oder ähnlich ist, wird symmetrisch zum Sensor 6d um den Mittelpunkt der Meßleitung 2 angebracht und hält die Schwingung der Meßleitung 2 im Gleichgewicht.

Fig. 8 ist ein Flußplan, der ein Konfigurationsbeispiel eines Antriebskreises zeigt, der das Erregersignal mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus und das Erregersignal mit einer Frequenz mit (von) der oder um die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus überlagert und die Meßleitung 2 in Schwingung versetzt oder erregt. Die Erregung mit der oder um die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus erfolgt durch ein einzelnes Signal mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus. In Fig. 8 sind 811 und 816 Verstärker; 812 und 813 sind Bandpaßfilter (BPF); 82 ist ein Schwingungskreis im ersten Schwingungsmodus; 83 ist ein Schwingungskreis im zweiten Schwingungsmodus; 84 ist ein Addierer; und 85 ist ein Stromverstärker.

Der Verstärker 811 in Fig. 8 verstärkt einen Signalausgang vom Geschwindigkeitssensor 6a zur Impedanzumwandlung. Ein Pfad 815, ein Verstärker 816 und ein Pfad 817 werden nur verwendet, wenn der Geschwindigkeitssensor 6d als ein zweiter Schwingungsdetektor zusätzlich zum ersten Schwingungsdetektor angeordnet ist. In diesem Fall empfängt der BPF 813 ein Signal vom Pfad 817, und ein Pfad 814 wird nicht verwendet. Die Verstärker 816 und 811 funktionieren genauso. Wenn der Geschwindigkeitssensor 6a hingegen sowohl als erster als auch als zweiter Schwingungsdetektor fungiert, wie in Fig. 5 dargestellt, wird weder der Pfad 815, noch der Verstärker 816, noch der Pfad 817 verwendet, es wird jedoch ein Signal vom Pfad 814 in den BPF 813 eingegeben.

Der BPF 812 filtert ein Signal mit der Frequenz des zweiten Schwingungsmodus heraus und gibt nur das Signal mit der Frequenz des ersten Schwingungsmodus an den Schwingungskreis 82 im ersten Schwingungsmodus ab. Der BPF 813 filtert hingegen ein Signal mit der Frequenz des ersten Schwingungsmodus heraus und gibt nur das Signal mit der Frequenz des zweiten Schwingungsmodus an den Schwingungskreis 83 im zweiten Schwingungsmodus ab. Der Schwingungskreis 82 im ersten Schwingungsmodus und der Schwingungskreis 83 im zweiten Schwingungsmodus und der Schwingungskreis 83 im zweiten Schwingungsmodus haben denselben Basisaufbau und unterscheiden sich nur in einer Kreiskonstante, die von der Differenz in der Schwingungsfrequenz des Oszillators abhängt.

Fig. 9 zeigt die Konfiguration des Schwingungskreises 82 im ersten Schwingungsmodus und des Schwingungskreises 83 im zweiten Schwingungsmodus. In Fig. 9 ist 821 ein Verstärker, 822 ein Erfassungskreis, 823 eine Vergleichs-/Verstärkereinheit und 824 ein Phaseneinstellkreis.

Der Verstärker 821 verstärkt ein Eingangssignal zur Impedanzumwandlung, und der Ausgang wird an den Erfassungskreis 822 und die Vergleichs-/Verstärkereinheit 823 gegeben. Der Erfassungskreis 822 erfaßt die Amplitude des Eingangssignals, und das Erfassungsergebnis wird an die Vergleichs-/Verstärkereinheit 823 gegeben. Die Vergleichs-/Verstärkereinheit 823 stellt die Amplitude des Signals (Sinuswelle), die vom Verstärker 821 empfangen wurde, ein und gibt sie aus, so daß die Amplitude des Signals, das vom Erfassungskreis 822 übertragen wird, konstant gehalten wird. Der Ausgang der Vergleichs-/Verstärkereinheit 823 wird an den Phaseneinstellkreis 824 übertragen, phasenverschoben und dann an den in Fig. 8 abgebildeten Addierer übertragen.

Der Addierer 84 addiert die Ausgänge vom Schwingungskreis 82 im ersten Schwingungsmodus und vom Schwingungskreis 83 im zweiten Schwingungsmodus und überträgt an einen Stromverstärker 85 ein Signal, das erhalten wird, indem die Frequenz des ersten Schwingungsmodus mit der Frequenz des zweiten Schwingungsmodus überlagert wird. Der Stromverstärker 85 führt dem Schwingungsgenerator (Treiber) 5 einen elektrischen Strom zu, der proportional zum Eingangssignal ist. Die Meßleitung 2 wird abhängig vom elektrischen Strom in Schwingung versetzt, und die Schwingung wird von den Geschwindigkeitssensoren 6a, 6b und 6d, erfaßt und an den Antriebskreis 8 übertragen.

Wie oben beschrieben, bilden die Erfassungseinheit 1 und der Antriebskreis 8 ein schwingendes geschlossenes System. Der erste und der zweite Schwingungsmodus können gleichzeitig erzeugt werden, indem das Frequenzband der Schleife mit der Kombination aus BPF 812 und BPf 813 eingestellt wird und die Phasenverzögerung durch den Phaseneinstellkreis 824 in den Schwingungskreisen 82 und 83 eingestellt wird. Dadurch kann die Erregung, bei der die Resonanzfrequenzen der ersten und zweiten (einzelnen) Schwingungsmodi überlagert werden, durchgeführt werden. Die Erregerkraft des Schwingungstreibers 5 wird durch Einstellung der Amplitude des Ausgangssignals durch die Vergleichs-/Verstärkereinheit 823 eingestellt, so daß die Signalamplituden des ersten und zweiten Schwingungsmodus konstant gehalten werden. Das Frequenzverhältnis wird durch Übertragung der Ausgänge der BPFs 812 und 813 an die Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses, die in Fig. 5 abgebildet ist, und durch individuelles Zählen der Ausgangswerte erhalten.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Beispiel für den erfindungsgemäßen Antriebskreis.

Der Antriebskreis wird durch Hinzufügen der BPF- Steuerkreise 86 und 87 zum in Fig. 8 abgebildeten Antriebskreis erhalten. Die Mittelfrequenzen der BPFs 812 und 813 werden durch die BPF-Steuerkreise 86 bzw. 87 eingestellt. Wenn das Signal im zweiten Schwingungsmodus jedoch ausreichend kleiner ist als das Signal im ersten Schwingungsmodus, kann der BPF 812 weggelassen werden. Gleichermaßen kann der BPF 813 weggelassen werden, wenn das Signal im ersten Schwingungsmodus ausreichend kleiner ist als das Signal im zweiten Schwingungsmodus.

Fig. 11 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration der BPF-Steuerkreise 86 und 87.

Wie in Fig. 11 dargestellt ist, weist jeder der BPF- Steuerkreise 86 und 87 einen Vergleicher 861, eine PLL-Schaltung (phasensynchronisierte Regelschleife) 862 und einen Frequenzteiler 863 auf. Der Vergleicher 861 empfängt ein Signal (Sinuswelle) mit der Frequenz des zweiten Schwingungsmodus, wandelt das Eingangssignal in eine Rechteckwelle mit derselben Frequenz um und gibt sie an die PLL-Schaltung 862 ab. Die PLL-Schaltung 862 und der Frequenzteiler 863 bilden einen frequenzmultiplizierenden Kreis.

Die PLL-Schaltungen 862 und 863 können beispielsweise Schalterkondensatorfilter sein. Fig. 12 zeigt das Prinzip des Schalterkondensatorfilters. Der Schalterkondensatorfilter ist als Filter nach dem Verfahren zur Simulation eines Widerstands mit der Taktfrequenz (Φ) und dem eingebauten Kondensator bekannt. Daher kann die Mittelfrequenz durch Änderung der Taktfrequenz variiert werden. Wenn das Verhältnis der Taktfrequenz zur Mittelfrequenz m1 und die Teilungsrate des Teilers 863 m1 ist, wird die Frequenz des Ausgangs der PLL-Schaltung 862, die in Fig. 11 abgebildet ist, m1 mal so hoch wie der Eingang. Daher kann die Ausgangsfrequenz der BPFs 812 und 813 auf die Resonanzfrequenzen des ersten und zweiten Schwingungsmodus eingestellt werden, indem die Ausgabe der PLL-Schaltung 862 als Taktsignal für die BPFs 812 und 813 eingegeben wird.

Fig. 13 ist ein Flußplan, der Beispiele für die Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses und den Antriebskreis 8 zeigt, der ein Signal mit der oder um die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus, mit dem die Meßleitung 2 in Schwingung versetzt wird, mit einem Signal mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus überlagert. Der Antriebskreis 8 wird durch Hinzufügen des Vergleichers 861, der PLL-Schaltung 862, der Frequenzteiler 863 und 864, eines Tiefpaßfilters (LPF) 867 und eines Verstärkers 868 zu dem in Fig. 8 abgebildeten Antriebskreises gebildet. Die Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses weist einen Analog- Digital-(A/D)-Umwandler 911 auf; eine diskrete Fourier-Umwandlungs-Betriebseinheit (DFT-Betriebseinheit) 912; eine Mikroprozessoreinheit (MPU) 913; eine PLL-Schaltung 914; sowie einen Frequenzteiler 915.

In der vorliegenden Erfindung erfolgt die Erregung mit (von) der oder um die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus durch zeitliches Ablenken eines Signals innerhalb des Frequenzbereichs, in dem sich die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus befindet. Als erstes wird der Ausgang vom Sensor 6a an den Verstärker 811 übertragen. Bei diesem Beispiel fungiert der Sensor 6a sowohl als erste als auch als zweite Erfassungseinheit. Der Verstärker 811 funktioniert wie oben beschrieben, und der Ausgang wird an den BPF 812 und die Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses gegeben.

Der BPF 812 funktioniert wie oben beschrieben, d. h. er filtert das Signal um die Frequenz des zweiten Schwingungsmodus heraus und gibt nur das Signal mit der Frequenz des ersten Schwingungsmodus aus. Der Ausgang wird an den Vergleicher 861 und den Schwingungskreis 82 des ersten Schwingungsmodus übertragen. Der Schwingungskreis 82 des ersten Schwingungsmodus funktioniert wie der in Fig. 8 dargestellte und versetzt die Meßleitung 2 beständig im ersten Schwingungsmodus in Schwingung.

Der Vergleicher 861 wandelt ein Eingangssignal (Sinuswelle) mit der Frequenz des ersten Schwingungsmodus in eine Rechteckwelle mit derselben Frequenz um und gibt sie an die PLL-Schaltung 862. Die PLL-Schaltung 862 und der Frequenzteiler 863 bilden einen frequenzmultiplizierenden Kreis. Wenn die Teilungsrate des Frequenzteilers 863 m1 ist, hat der Ausgang eine m1 mal so hohe Frequenz wie die Eingangsfrequenz. Die Teilungsrate m1 des Frequenzteilers 863 kann vom MPU 913 in der Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses eingestellt werden.

Nachdem die Frequenz eines Signals m1 mal so hoch wie die Eingangsfrequenz erhöht wurde, wird vom Frequenzteiler 864 nochmals mit 1/m2 multipliziert. Da der Ausgang des Frequenzteilers 864 eine Rechteckwelle ist, filtert der LPF 867 alle harmonischen Teilschwingungen heraus, um die Welle in eine Sinuswelle mit einer Basisfrequenz umzuwandeln. Dann verstärkt der Verstärker 868 das Signal und wandelt seine Impedanz um, und das Signal wird als Erregersignal des zweiten Schwingungsmodus in den Addierer 84 eingegeben. Der Addierer 84 und der Stromverstärker 85 funktionieren wie in Fig. 8 dargestellt.

Angenommen, die Frequenz des ersten Schwingungsmodus ist f1, dann wird die Frequenz f2 des Erregersignals des zweiten Schwingungsmodus f1 · m1/m2. Wenn m1 zeitlich vom MPU 913 abgelenkt wird, wird f2 ebenfalls zeitlich abgelenkt. Der Ablenkbereich von f2 sollte so eingestellt werden, daß der breit genug ist, um die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus zu umfassen, aber die Resonanzfrequenz eines anderen Schwingungsmodus nicht zu umfassen oder die erforderliche Zeit für das Ablenken nicht zu verlängern. Die Frequenzauflösung für das Ablenken wird durch f1 · 1/m2 dargestellt. Dadurch wird das zeitliche Ablenken um die Erregerfrequenz des zweiten Schwingungsmodus durchgeführt.

Nachfolgend wird die Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses erläutert.

Die Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses empfängt den Ausgang vom Sensor 6a verstärkt und mit umgewandelter Impedanz vom Verstärker 811 sowie den Ausgang vom Frequenzteiler 864 mit der Erregersignalfrequenz f2 des zweiten Schwingungsmodus. Der Ausgang des Teilers 864 mit der Frequenz f2 wird in den frequenzmultiplizierenden Kreis mit der PLL-Schaltung 914 und dem Frequenzteiler 915 eingegeben. Die Frequenz wird in diesem Kreis mit n multipliziert.

Wird diese n-malige Frequenz n · f2 als Abtasttakt verwendet, wandelt der A/D-Umwandler 911 den Ausgang des Verstärkers 811 in einen digitalen Wert um und überträgt ihn an die DFT-Betriebseinheit 912. Die DFT-Betriebseinheit 912 berechnet die Signalamplitude der 1/n-Frequenzkomponente der Abtastfrequenz. Daher wird die Amplitude der Signalkomponente der Frequenz f2 des Erregersignals im zweiten Schwingungsmodus erhalten. Der erhaltene Wert für die Signalamplitude wird an die MPU 913 gegeben.

Da die an die MPU 913 zu übertragende Signalamplitude so eingestellt wird, daß der Ablenkbereich von f2 die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus enthält, die Resonanzfrequenz anderer Schwingungsmodi aber nicht enthält, gibt die Amplitude einen Höchstwert an, wenn f2 der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus am nächsten ist. Daher kann die MPU 913 das Frequenzverhältnis f2/f1 erhalten, indem der Wert von m1 erfaßt wird, wenn der Ausgang der DFT-Betriebseinheit 912 den Höchstwert innerhalb des Ablenkbereichs von f2 angibt und m1/m2 berechnet wird. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Auflösung 1/m2 des Frequenzverhältnisses auf einen Wert eingestellt werden, der für die Korrektur auf der Basis eines Frequenzverhältnisses geeignet ist.

Fig. 14 zeigt den dritten Antriebskreis gemäß der vorliegenden Ausführung. Der Antriebskreis ist ein Beispiel für eine Variation des in Fig. 10 abgebildeten Antriebskreises.

Der Antriebskreis funktioniert wie der Antriebskreis 8. In diesem Beispiel erfolgt die Erregung um die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus durch ein einziges Schwingungssignal. Das Merkmal dieser Ausführung liegt darin, daß Kreise 88 und 89 zur Erzeugung von Rückstellsignalen dem in Fig. 10 abgebildeten Antriebskreis zugefügt werden und daß die Ausgänge der BPF-Steuerkreise 86 und 87 an die in Fig. 5 abgebildete Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses gesendet werden.

Die BPF-Steuerkreise 86 und 87 entsprechen den in Fig. 11 abgebildeten. Die PLL-Schaltung 862 weist, wie in Fig. 15 dargestellt ist, einen Phasenvergleicher 865, einen Schleifenfilter 866 und einen VCO (spannungsgesteuerten Oszillator) 877 auf.

In diesem Fall wird der Ausgang, der die alternierende Komponente aus dem Phasenvergleicher 865 enthält, vom Schleifenfilter 866 integriert und in eine Gleichstromspannung umgewandelt. Da der VCO 877 mit einer Frequenz schwingt, die proportional zum Gleichstrom ist, wird der VCO 877 so gesteuert, daß die Phasendifferenz zwischen dem Eingangssignal des Phasenvergleichers 865 und dem Ausgangssignal des Teilers 863 konstant gehalten wird. Der Schleifenfilter 866 weist einen Kondensator 878 auf, einen Schalter 869, usw. Wenn der Schalter 869 eingeschaltet wird, so daß die vom Kondensator 878 aufgenommene elektrische Ladung entladen wird, führt der VCO eine natürliche Ablenkung von einer vorbestimmten Mindestfrequenz bis zu einer vorbestimmten Höchstfrequenz durch.

Die Kreise 88 und 89 zur Erzeugung eines Rückstellsignals in Fig. 14 steuern den oben beschriebenen Schalter 869. Die Kreise 88 und 89 zur Erzeugung eines Rückstellsignals messen die Frequenz des Schwingungsmodus. Wenn die gemessene Frequenz die Höchstfrequenz erreicht, wird ein Signal zum Einschalten des Schalters 869 erzeugt. Daher wird die PLL-Schaltung 862 abgelenkt, bis die Schwingung wiederaufgenommen wird, wenn die Schwingungsfrequenz des Oszillators die Höchstfrequenz erreicht, z. B. aufgrund einer Aufhebung der Schwingung. Die Kreise 88 und 89 zur Erzeugung eines Rückstellsignals können beispielsweise durch einen Computer, z. B. einen Mikrocomputer, usw., realisiert werden.

Fig. 16 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration der BPF-Steuerkreise 86 und 87, die verwendet werden, wenn die Mittelfrequenz des BPF obligatorisch von der Mindestfrequenz abgelenkt wird. Wie der in Fig. 11 abgebildete Kreis weisen die BPF-Steuerkreise 86 und 87 den Vergleicher 861, die PLL-Schaltung 862 und den Frequenzteiler 863 auf, unterscheiden sich jedoch von dem in Fig. 11 abgebildeten Kreis dadurch, daß der Frequenzteiler 863 ein Steuersignal von der in Fig. 5 dargestellten Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses empfängt.

Das bedeutet, der Frequenzteiler 863 stellt das Teilungsverhältnis gemäß dem Steuersignal von der Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses ein. Die Mittelfrequenz des BPF wird obligatorisch von der Mindestfrequenz bis zur Höchstfrequenz abgelenkt, indem das Teilungsverhältnis geändert wird. Während des obligatorischen Ablenkens wird der Ausgang des BPf von der Einheit 91 zur Berechnung des Frequenzverhältnisses überwacht. Wenn der Ausgang einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird das obligatorische Ablenken angehalten und in einen selbstabgleichenden Betrieb umgeschaltet.

Erfindungsgemäß wird das Verhältnis der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus zur Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus erhalten, und die Korrektur der Empfindlichkeit gemäß der Änderung der Axialkraft, die auf die Meßleitung wirkt, erfolgt zusätzlich zur Temperatureinstellung. Außerdem ist der zweite Schwingungsdetektor um den Schwingungsbauch des zweiten Schwingungsmodus oder um den Schwingungsknoten des ersten Schwingungsmodus angeordnet. Daher kann eine korrekte Messung mit verbesserter Erfassungsempfindlichkeit im zweiten Schwingungsmodus sogar bei einer Übergangs-Temperaturänderung erfolgen, ohne daß eine komplizierte Konfiguration für die Erfassungseinheit erforderlich ist und ohne die Beständigkeit des Schwingungsmeßgeräts zu beeinflussen.

Wenn der erste Schwingungsdetektor um den Schwingungsknoten des zweiten Schwingungsmodus angeordnet ist, kann der Einfluß der Messung im zweiten Schwingungsmodus auf die Messung im ersten Schwingungsmodus verringert werden. Die Schwingung einer Meßleitung kann um den Mittelpunkt in axialer Richtung symmetrisch gehalten werden, indem der erste und der zweite Schwingungsdetektor symmetrisch um den Mittelpunkt in axialer Richtung der Meßleitung befestigt werden und indem Gegengewichte in Positionen zugefügt werden, die um den Mittelpunkt in axialer Richtung der Meßleitung symmetrisch sind, wenn ein einzelner erster oder zweiter Schwingungsdetektor angeordnet ist.

Außerdem kann die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus beständig gemessen werden, indem eine Erregung durch Überlagerung der Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus und der Schwingung um die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus durchgeführt wird.

Auch falls die Schwingung anhält, wenn die Mittelfrequenz des Bandpaßfilters (BPF) aufgrund eines externen Faktors, usw., von der Erregerfrequenz der Erfassungseinheit abweicht, kann die Schwingung durch natürliches oder obligatorisches Ablenken der Mittelfrequenz des BPF durch den BPF-Steuerkreis durch Überwachung der Frequenzen des ersten und zweiten Erregersignals neu gestartet werden. Folglich können die Resonanzfrequenzen des ersten und zweiten Schwingungsmodus beständig und kontinuierlich gemessen werden.

Claims

1. Ein Schwingungs-Meßgerät zum Messen einer Durchflußmenge und/oder einer Dichte einer Flüssigkeit, die durch eine gerade Meßleitung fließt, indem die Meßleitung in Schwingung versetzt wird, wodurch ein Frequenzverhältnis einer Resonanzfrequenz eines ersten Schwingungsmodus zu einer Resonanzfrequenz eines zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung erhalten wird, und zur Korrektur eines Meßwerts der Durchflußmenge und/oder der Dichte gemäß dem Frequenzverhältnis, aufweisend:
die Meßleitung;
einen ersten Schwingungsdetektor zur Erfassung einer Deformationsschwingung, die in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugt wird, und/oder einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung; sowie
einen zweiten Schwingungsdetektor, der um eine Antinode des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung angeordnet ist, zur Erfassung einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus in der Meßleitung.

2. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend:
einen weiteren ersten Schwingungsdetektor zur Erfassung der Deformationsschwingung, die in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugt wird, und/oder einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung, worin
der weitere erste Schwingungsdetektor in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum ersten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

3. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend:
einen weiteren zweiten Schwingungsdetektor zur Erfassung einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung, worin
der weitere zweite Schwingungsdetektor in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum zweiten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

4. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend:
ein Gegengewicht mit im wesentlichen derselben Masse wie der erste Schwingungsdetektor, das in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum ersten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

5. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend:
ein Gegengewicht mit im wesentlichen derselben Masse wie der zweite Schwingungsdetektor, das in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum zweiten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

6. Ein Schwingungs-Meßgerät zum Messen einer Durchflußmenge und/oder einer Dichte einer Flüssigkeit, die durch eine gerade Meßleitung fließt, indem die Meßleitung in Schwingung versetzt wird, wodurch ein Frequenzverhältnis aus einer Resonanzfrequenz eines ersten Schwingungsmodus zu einer Resonanzfrequenz eines zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung erhalten wird, und zur Korrektur eines Meßwerts der Durchflußmenge und/oder der Dichte gemäß dem Frequenzverhältnis, aufweisend:
die Meßleitung;
einen ersten Schwingungsdetektor zur Erfassung einer Deformationsschwingung, die in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugt wird, und/oder einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung; sowie
einen zweiten Schwingungsdetektor, der um einen Schwingungsknoten des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung angeordnet ist, zur Erfassung einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung.

7. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 6, weiterhin aufweisend:
einen weiteren ersten Schwingungsdetektor zur Erfassung der Deformationsschwingung, die in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugt wird, und/oder einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung, worin
der weitere erste Schwingungsdetektor in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum ersten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

8. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 6, weiterhin aufweisend:
einen weiteren zweiten Schwingungsdetektor zur Erfassung einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung, worin
der weitere zweite Schwingungsdetektor in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum zweiten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

9. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 6, weiterhin aufweisend:
ein Gegengewicht mit im wesentlichen derselben Masse wie der erste Schwingungsdetektor, das in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum ersten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

10. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 6, weiterhin aufweisend:
ein Gegengewicht mit im wesentlichen derselben Masse wie der zweite Schwingungsdetektor, das in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum zweiten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

11. Ein Schwingungs-Meßgerät zum Messen einer Durchflußmenge und/oder einer Dichte einer Flüssigkeit, die durch eine gerade Meßleitung fließt, indem die Meßleitung in Schwingung versetzt wird, wodurch ein Frequenzverhältnis einer Resonanzfrequenz eines ersten Schwingungsmodus zu einer Resonanzfrequenz eines zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung erhalten wird, und zur Korrektur des Meßwerts der Durchflußmenge und/oder der Dichte gemäß dem Frequenzverhältnis, aufweisend:
die Meßleitung;
einen ersten Schwingungsdetektor, der um einen Schwingungsknoten des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung angeordnet ist, zur Erfassung einer Deformationsschwingung, die in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugt wird, und/oder einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung; sowie
einen zweiten Schwingungsdetektor zur Erfassung einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung.

12. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 11, weiterhin aufweisend:
einen weiteren ersten Schwingungsdetektor zur Erfassung der Deformationsschwingung, die in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugt wird, und/oder einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung, worin
der weitere erste Schwingungsdetektor in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum ersten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

13. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 11, weiterhin aufweisend:
einen weiteren zweiten Schwingungsdetektor zur Erfassung einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung, worin
der weitere zweite Schwingungsdetektor in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum zweiten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

14. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 11, weiterhin aufweisend:
ein Gegengewicht mit im wesentlichen derselben Masse wie der ersten Schwingungsdetektor, das in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum ersten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

15. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 11, weiterhin aufweisend:
ein Gegengewicht mit im wesentlichen derselben Masse wie der zweite Schwingungsdetektor, das in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum zweiten Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

16. Ein Schwingungs-Meßgerät zum Messen einer Durchflußmenge und/oder einer Dichte einer Flüssigkeit, die durch eine gerade Meßleitung fließt, indem die Meßleitung in Schwingung versetzt wird, wodurch ein Frequenzverhältnis einer Resonanzfrequenz eines ersten Schwingungsmodus zu einer Resonanzfrequenz eines zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung erhalten wird, und zur Korrektur eines Meßwerts der Durchflußmenge und/oder der Dichte gemäß dem Frequenzverhältnis, aufweisend:
die Meßleitung; sowie
einen Schwingungsdetektor zur Erfassung einer Deformationsschwingung, die in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugt wird, und/oder der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung sowie zur Erfassung einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung.

17. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 16, worin
der Schwingungsdetektor um einen Schwingungsbauch des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung angeordnet ist.

18. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 16, weiterhin aufweisend:
einen weiteren Schwingungsdetektor zur Erfassung einer Deformationsschwingung, die in Abhängigkeit von der Durchflußmenge in der Meßleitung erzeugt wird, und/oder einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung sowie zur Erfassung einer Schwingung mit der Resonanzfrequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung.

19. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 18, worin
der weitere Schwingungsdetektor in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

20. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 16, worin
ein Gegengewicht mit im wesentlichen derselben Masse wie der Schwingungsdetektor in einer Position angeordnet ist, die in bezug auf einen Mittelpunkt der Meßleitung in einer axialen Richtung der Meßleitung zum Schwingungsdetektor symmetrisch ist.

21. Ein Schwingungs-Meßgerät zum Messen einer Durchflußmenge und/oder einer Dichte einer Flüssigkeit, die durch eine gerade Meßleitung fließt, indem die Meßleitung in Schwingung versetzt wird, wodurch ein Frequenzverhältnis eines ersten Schwingungsmodus zu einer Resonanzfrequenz eines zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung erhalten wird, sowie zur Korrektur eines Meßwerts der Durchflußmenge und/oder der Dichte gemäß dem Frequenzverhältnis, aufweisend:
die Meßleitung; sowie
ein Mittel zur Erregung der Meßleitung durch ein Signal, das durch Überlagerung eines ersten Erregersignals mit einer Frequenz des ersten Schwingungsmodus der Meßleitung und eines zweiten Erregersignals mit einer Frequenz um eine Frequenz des zweiten Schwingungsmodus der Meßleitung entsteht.

22. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 21, weiterhin aufweisend:
einen Bandpaßfilter zur selektiven Ausgabe eines Signals, um die Meßleitung durch Steuerung einer Mittelfrequenz innerhalb einer Bandbreite um die Frequenz des zweiten Schwingungsmodus in Schwingung zu versetzen.

23. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 22, worin
der Bandpaßfilter ein Schalterkondensatorfilter ist.

24. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 21, worin
eine Erregung durch das Mittel zur Erregung durch Ablenken eines Erregersignals innerhalb eines Frequenzbereichs erfolgt, der die Frequenz des zweiten Schwingungsmodus enthält.

25. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 22, weiterhin aufweisend:
ein Mittel zum obligatorischen Einstellen einer Mittelfrequenz des Bandpaßfilters auf eine vorbestimmte Anfangsfrequenz, wenn die Frequenz des ersten Erregersignals von einer vorbestimmten Höchstfrequenz für das erste Erregersignal abweicht.

26. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 22, weiterhin aufweisend:
ein Mittel zum obligatorischen Einstellen einer Mittelfrequenz des Bandpaßfilters auf eine vorbestimmte Anfangsfrequenz, wenn die Frequenz des zweiten Erregersignals von einer vorbestimmten Höchstfrequenz für das zweite Erregersignal abweicht.

27. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 22, weiterhin aufweisend:
ein Mittel zum obligatorischen Ablenken einer Mittelfrequenz des Bandpaßfilters von einer Mindestfrequenz, wenn die Frequenz des ersten Erregersignals von einer vorbestimmten Höchstfrequenz für das erste Erregersignal abweicht.

28. Das Schwingungs-Meßgerät nach Anspruch 22, weiterhin aufweisend:
ein Mittel zum obligatorischen Ablenken einer Mittelfrequenz des Bandpaßfilters von einer Mindestfrequenz, wenn die Frequenz des zweiten Erregersignals von einer vorbestimmten Höchstfrequenz für das zweite Erregersignal abweicht.