Durchflußmesseranordnung flowmeter arrangement
Die Erfindung betrifft eine Durchflußmesseranordnung mit einem ersten, nach dem Coriolis-Prinzip arbeitenden Durchflußmesser mit einem ersten Meßrohr und einem zweiten, nach dem Coriolis-Prinzip arbeitenden Durch- flußmesser mit einem zweiten Meßrohr.The invention relates to a flow meter arrangement with a first flow meter working according to the Coriolis principle with a first measuring tube and a second flow meter with a second measuring tube working according to the Coriolis principle.
Eine derartige Durchflußmesseranordnung ist bekannt aus W. Kiehl, "Difference measurement using Coriolis mass flowmeters" Flow Meas . Instrum. Vol. 2, April 1991, Seiten 135 bis 138. Die Verwendung von zwei Coriolis- Durchflußmessern ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn man die Differenz aus zwei Massenströmen bestimmen will. Eine derartige Differenzbestimmung ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn man Kenntnisse über eine Leckage gewinnen möchte.Such a flow meter arrangement is known from W. Kiehl, "Difference measurement using Coriolis mass flowmeters" Flow Meas. Instrum. Vol. 2, April 1991, pages 135 to 138. The use of two Coriolis flow meters is advantageous, for example, if one wants to determine the difference from two mass flows. Such a difference determination is useful, for example, if you want to gain knowledge about a leak.
Wenn man eine Differenz-Messung durchführen möchte, mißt man mit dem ersten Durchflußmesser einen ersten Massenstrom und mit dem zweiten Durchflußmesser einen zweiten Massenstrom und berechnet aus den beiden Massenströmen die Differenz.If one wants to carry out a difference measurement, one measures a first mass flow with the first flow meter and a second mass flow with the second flow meter and calculates the difference from the two mass flows.
Damit man für beide Messungen möglichst die gleichen Bedingungen schafft, werden die beiden einzelnen Durch- flußmesser in der Regel in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht . Um die Fertigung zu vereinfachen, sind die beiden Durchflußmesser praktisch identisch ausge-
bildet . Dies erleichtert auch später die Auswertung der einzelnen Signale.To ensure that the same conditions are created for both measurements, the two individual flow meters are usually housed in a common housing. To simplify production, the two flow meters are practically identical. forms. This also makes it easier to evaluate the individual signals later.
Allerdings können bei der Verwendung von zwei gleichen Durchflußmessern in einem Gehäuse Probleme dadurch entstehen, daß sich die beiden Durchflußmesser gegenseitig beeinflussen. In Durchflußmessern, die nach dem Coriolis-Prinzip arbeiten, werden Schwingungen erzeugt. Diese Schwingungen wirken unter anderem auf die Meßrohre . Der Phasenunterschied der Schwingungen an unterschiedlichen Abschnitten der Meßrohre ist ein Maß für den Massendurchfluß. Diese Schwingungen werden aber unter ungünstigen Umständen auch über das gemeinsame Gehäuse von einem Durchflußmesser zum anderen übertragen. Wenn beide Durchflußmesser auf derselben Frequenz schwingen, dann wirkt sich die Übertragung sehr störend aus und kann die Meßergebnisse der Durchflußmessungen verfälschen.However, if two identical flow meters are used in one housing, problems can arise if the two flow meters influence one another. Vibrations are generated in flow meters that work according to the Coriolis principle. These vibrations affect the measuring tubes, among other things. The phase difference of the vibrations at different sections of the measuring tubes is a measure of the mass flow. Under unfavorable circumstances, however, these vibrations are also transmitted from one flow meter to the other via the common housing. If both flow meters vibrate at the same frequency, the transmission is very disruptive and can falsify the measurement results of the flow measurements.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Übersprechen zwischen den Durchflußmessern zu vermeiden.The invention has for its object to avoid crosstalk between the flow meters.
Diese Aufgabe wird bei einer Durchflußmesseranordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die bei- den Durchflußmesser in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und verschiedene Eigenfrequenzen aufweisen.This object is achieved in a flow meter arrangement of the type mentioned in the introduction in that the two flow meters are arranged in a common housing and have different natural frequencies.
Durch die unterschiedlichen Eigenfrequenzen vermindert man die Auswirkungen des Übersprechens . Man kann durch unterschiedliche Eigenfrequenzen die gegenseitige Beeinflussung der beiden Durchflußmesser so klein halten,
daß sie das Meßergebnis nicht mehr oder nur noch in einem tolerierbaren Maße stören.The effects of crosstalk are reduced by the different natural frequencies. You can keep the mutual influence of the two flow meters so small by using different natural frequencies, that they no longer interfere with the measurement result or only to a tolerable extent.
Bevorzugterweise ist am ersten Meßrohr eine schwin- gungsbeeinflussende Einrichtung an einer anderen Position als am zweiten Meßrohr angeordnet . Durch die schwingungsbeeinflussenden Einrichtungen an den beiden Meßrohren werden die Eigenfrequenzen der Durchflußmesser unterschiedlich zueinander eingestellt. Hierbei ist kein großer Unterschied zwischen den Eigenfrequenzen erforderlich. Es hat sich gezeigt, daß ein Unterschied in der Eigenfrequenz von ungefähr 10 Hz ausreicht, um die Auswirkungen des ÜberSprechens , d.h. der gegenseitigen Beeinflussung, so klein zu machen, daß sie nicht mehr stören. Die Verwendung einer schwingungsbeeinflussenden Einrichtung an jedem Meßrohr ist eine relativ einfache Maßnahme. Man kann beide Durchflußmesser praktisch gleich ausbilden, d.h. man muß nicht die Materialstärke des Meßrohres in einem Durchflußmesser anders wählen als in dem anderen Durchflußmesser. Es ist auch nicht erforderlich, den Durchflußmesser prinzipiell zu ändern. Beide Durchflußmesser können auch im Hinblick auf die Positionierung der Sensoren und des Anregers gleich ausgestaltet werden. Wenn die beiden Durchfluß- messer gleich oder zumindest praktisch identisch sind, dann liefern sie auch sehr gut vergleichbare Ergebnisse, was die weitere Auswertung erleichtert.A device influencing the vibration is preferably arranged on the first measuring tube at a different position than on the second measuring tube. The natural frequencies of the flow meters are set differently from one another by the vibration-influencing devices on the two measuring tubes. No great difference between the natural frequencies is required here. It has been shown that a difference in natural frequency of approximately 10 Hz is sufficient to account for the effects of crosstalk, i.e. the mutual influence to make them so small that they no longer interfere. The use of a vibration-influencing device on each measuring tube is a relatively simple measure. Both flow meters can be designed practically the same, i.e. one does not have to choose the material thickness of the measuring tube differently in one flow meter than in the other flow meter. It is also not necessary to change the flow meter in principle. Both flow meters can also be configured identically with regard to the positioning of the sensors and the exciter. If the two flow meters are the same or at least practically identical, then they also provide very comparable results, which facilitates further evaluation.
Vorzugsweise ist die schwingungsbeeinflussende Einrich- tung als passive Einrichtung ausgebildet. Man benötigt also keine zusätzlichen Energien, um die Eigenfrequen-
zen der beiden Durchflußmesser unterschiedlich zu gestalten. Auch der bauliche Aufwand verringert sich. Passive Einrichtungen sind wesentlich einfacher herzustellen als aktive Einrichtungen, die beispielsweise einen Elektromagneten oder eine andere Anregungsmöglichkeit benötigen.The device which influences the vibration is preferably designed as a passive device. So you don't need any additional energy to to design the zen of the two flow meters differently. The construction effort is also reduced. Passive devices are much easier to manufacture than active devices that require, for example, an electromagnet or another excitation option.
Vorzugsweise sind beide Durchflußmesser bis auf die schwingungsbeeinflussende Einrichtung gleich ausgebil- det. Dies erleichtert, wie oben ausgeführt, nicht nur die Fertigung. Man muß lediglich eine einzige Art von Durchflußmessern herstellen. Es erleichtert auch die Auswertung der Meßsignale, weil die Meßsignale im Grunde auf den gleichen Voraussetzungen beruhen.Both flow meters are preferably of the same design except for the vibration-influencing device. As explained above, this not only facilitates production. You only have to make one type of flow meter. It also facilitates the evaluation of the measurement signals because the measurement signals are basically based on the same conditions.
Bevorzugterweise weist das erste und das zweite Meßrohr jeweils mindestens zwei Schleifen auf, die durch mindestens ein Kupplungselement miteinander verbunden sind, wobei das Kupplungselement die schwingungsbeein- flussende Einrichtung bildet. Die Ausbildung einesThe first and the second measuring tube preferably each have at least two loops which are connected to one another by at least one coupling element, the coupling element forming the device which influences the vibration. Training a
Durchflußmessers mit einem Meßrohr, das mindestens zwei Schleifen aufweist, ist aus WO 92/19940 AI bekannt. Zwischen den Schleifen sind Kupplungselemente angebracht, die zur Aufgabe haben, zu verhindern, daß die beiden Schleifen während des Betriebes auseinander schwingen. Im Grunde wirken die Kupplungselemente als Schwingungsfixpunkt oder Schwingungsknoten. Die Schwingung des Meßrohres beschränkt sich auf eine Seite der Kupplungs-elemente, während die andere Seite weitgehend von Schwingungen frei ist. Dies hat den Vorteil, daß man das Meßrohr mit einer Leitung verbinden kann, ohne
daß sich die Schwingungen auf die Leitung übertragen. Wenn man nun die Kupplungselemente gleichzeitig verwenden kann, um die Eigenfrequenzen der beiden Durchflußmesser unterschiedlich zu gestalten, dann ergibt sich ein relativer einfacher Aufbau.Flow meter with a measuring tube that has at least two loops is known from WO 92/19940 AI. Coupling elements are attached between the loops, the purpose of which is to prevent the two loops from swinging apart during operation. Basically, the coupling elements act as a fixed vibration point or a vibration node. The vibration of the measuring tube is limited to one side of the coupling elements, while the other side is largely free of vibrations. This has the advantage that the measuring tube can be connected to a line without that the vibrations are transmitted to the line. If you can now use the coupling elements simultaneously to make the natural frequencies of the two flow meters different, then there is a relatively simple structure.
Vorzugsweise sind pro Meßrohr zwei Kupplungselemente vorgesehen. Damit ergibt sich eine weitgehend symmetrische Ausgestaltung bezogen auf den Durchfluß durch das Meßrohr.Two coupling elements are preferably provided per measuring tube. This results in a largely symmetrical design based on the flow through the measuring tube.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Kupplungselemente an jedem Meßrohr äquidistant zu den Enden des jeweiligen Meßrohres angeordnet sind. Dies hat den besonderen Vor- teil, daß man die Kupplungselemente an einem Meßrohr weiter von den Enden als am anderen Meßrohr anordnen kann. Damit ergibt sich auf einfache Weise die Änderung der Eigenfrequenz. Das Meßergebnis in einem Meßrohr selbst bleibt aber von den Kupplungselementen weitge- hend unbeeinflußt.It is preferred that the coupling elements on each measuring tube are arranged equidistant from the ends of the respective measuring tube. This has the particular advantage that the coupling elements on one measuring tube can be arranged farther from the ends than on the other measuring tube. This results in a simple change in the natural frequency. The measurement result in a measuring tube itself remains largely unaffected by the coupling elements.
Vorzugsweise weisen die Kupplungselemente die Form von Platten auf, wobei die Meßrohre im Bereich der Kupplungselemente senkrecht zu den Platten gerichtet sind. Die Platten haben dementsprechend quer zur Bewegungs- richtung der Meßrohre eine ausreichende Steifigkeit, so daß die Schwingungen wirkungsvoll abgefangen werden können. Gleichzeitig ist aufgrund der relativ hohen Steifigkeit der Platten eine wirksame Beeinflussung der Eigenfrequenzen der Meßrohre gegeben.
Bevorzugterweise sind die Platten eines Durchflußmessers relativ zu einem Chassis dieses Durchflußmessers fixiert, wobei die beiden Chassis jeweils mindestens zwei Fixierpositionen aufweisen und die Platten des ersten Durchflußmessers in einer ersten Fixierposition und die Platten des zweiten Durchflußmessers in einer zweiten Fixierposition festgelegt sind. Man kann also wiederum gleiche Chassis oder Gehäuseteile verwenden. Der Unterschied bei den Eigenfrequenzen der beiden Durchflußmesser ergibt sich im Grunde einfach dadurch, daß man die Platten an unterschiedlichen Positionen in den jeweiligen Chassis, den sogenannten Fixierpositionen, f stlegt. Dies ist eine relativ einfache Maßnahme, die baulich keine größeren Änderungen an den Chassis erfordert. Dies erleichtert also die Herstellung, weil man nur eine einzige Art von Chassis herstellen muß.The coupling elements preferably have the form of plates, the measuring tubes in the region of the coupling elements being directed perpendicular to the plates. Accordingly, the plates have sufficient rigidity transversely to the direction of movement of the measuring tubes so that the vibrations can be effectively absorbed. At the same time, due to the relatively high rigidity of the plates, there is an effective influence on the natural frequencies of the measuring tubes. The plates of a flow meter are preferably fixed relative to a chassis of this flow meter, the two chassis each having at least two fixing positions and the plates of the first flow meter being fixed in a first fixing position and the plates of the second flow meter being fixed in a second fixing position. So you can again use the same chassis or housing parts. The difference in the natural frequencies of the two flow meters basically results simply from the fact that the plates are placed at different positions in the respective chassis, the so-called fixing positions. This is a relatively simple measure that does not require any major changes to the chassis. So this makes manufacturing easier because you only have to make one type of chassis.
Vorzugsweise sind die Fixierpositionen durch Ausformungen am Chassis gebildet. Durch die Ausformungen wird zunächst einmal der Ort der Fixierpositionen festgelegt. Gleichzeitig können auch Ausformungen dazu verwendet werden, die einzelnen Platten oder Hilfselemente mechanisch festzuhalten.The fixing positions are preferably formed by shaping the chassis. The location of the fixing positions is initially determined by the formations. At the same time, moldings can also be used to mechanically hold the individual plates or auxiliary elements.
Bevorzugterweise erlauben die Ausformungen ein Einstecken der Platten. Dies erleichtert die Montage. Die Platten müssen lediglich in die Ausformung, die die jeweils gewünschte Fixierposition definiert, eingesteckt werden.
Bevorzugterweise ist eine Fixierposition durch mindestens drei Vorsprünge des Chassis gebildet, die in Richtung auf das Meßrohr vorstehen. Die drei Vorsprünge sind nach Art eines Dreiecks angeordnet . Die Platten können dann so in das Chassis eingesteckt werden, daß zwei Vorsprünge auf einer Seite und ein oder mehrere Vorsprünge auf der anderen Seite der Platte angeordnet sind. Diese Ausbildung stellt eine ausreichende Halte- rung der Platten im Chassis sicher.The shapes preferably allow the plates to be inserted. This makes assembly easier. The plates only have to be inserted into the shape that defines the desired fixing position. A fixing position is preferably formed by at least three projections of the chassis, which protrude in the direction of the measuring tube. The three projections are arranged in the manner of a triangle. The plates can then be inserted into the chassis with two protrusions on one side and one or more protrusions on the other side of the plate. This training ensures that the panels are adequately held in the chassis.
Vorzugsweise weisen die Fixierpositionen einen Abstand in der Größenordnung Zentimeter zueinander auf. Der Abstand der Fixierpositionen, mit anderen Worten der Abstand der einzelnen Kupplungselemente, kann also rela- tiv klein sein. Man hat festgestellt, daß bereits kleine Unterschiede ausreichen, um die Eigenfrequenzen ausreichend zu verändern.The fixing positions are preferably at a distance of the order of centimeters from one another. The distance between the fixing positions, in other words the distance between the individual coupling elements, can therefore be relatively small. It has been found that small differences are sufficient to change the natural frequencies sufficiently.
Vorzugsweise sind an den Kupplungselementen jeweils Dehnungsmeßstreifen angeordnet. Diese Dehnungsmeßstreifen sind kostengünstig. Sie können die relative Längenänderung der Kupplungselemente registrieren. Diese Änderung kann als Maß für den Massendurchfluß verwendet werden. Hinzu kommt, daß die Messung mit Hilfe von Deh- nungsmeßstreifen eine differentielle Messung der Biegungen der Meßrohre beinhaltet und damit die Abhängigkeit von der Strömungsrichtung deutlich vermindert werden kann.Strain gauges are preferably arranged on the coupling elements. These strain gauges are inexpensive. You can register the relative change in length of the coupling elements. This change can be used as a measure of mass flow. In addition, the measurement with the aid of strain gauges includes a differential measurement of the bends of the measuring tubes and the dependence on the flow direction can thus be significantly reduced.
Vorzugsweise weist jeder Durchflußmesser eine elektronische Steuereinrichtung auf und die elektronische
Steuereinrichtung des einen Durchflußmessers überwacht die elektronische Steuereinrichtung des anderen Durchflußmessers. Die beiden Steuereinrichtungen können durchaus baulich zusammengefaßt sein, beispielsweise auf einer gemeinsamen Platine. Die Platine ist jedoch in zwei funktional völlig getrennte Abschnitte aufgeteilt und jeder Abschnitt regelt dann einen Durchflußmesser. Hinzu kommt, daß sich die beiden Abschnitte einander überwachen und zwar mittels einer Überwa- chungsschaltung. Falls der eine Abschnitt ausfällt, wird der andere Abschnitt die Steuerung und Messung übernehmen. Dies hat den Vorteil, daß auch bei Differenzflußmessungen, an die hohe Ansprüche gestellt werden, ein sicherer Betrieb gewährleistet wird.Each flow meter preferably has an electronic control device and the electronic one Control device of one flow meter monitors the electronic control device of the other flow meter. The two control devices can be structurally combined, for example on a common circuit board. However, the circuit board is divided into two functionally completely separate sections and each section then controls a flow meter. In addition, the two sections monitor each other by means of a monitoring circuit. If one section fails, the other section will take over control and measurement. This has the advantage that reliable operation is ensured even in the case of differential flow measurements to which high demands are made.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:The invention is described below with reference to a preferred embodiment in connection with the drawing. Show here:
Fig. 1 eine Durchflußmesseranordnung mit zwei Durchflußmessern,1 shows a flow meter arrangement with two flow meters,
Fig. 2 einen einzelnen Durchflußmesser,2 shows a single flow meter,
Fig. 3 einen Gehäuseabschnitt eines Durchflußmessers,3 shows a housing section of a flow meter,
Fig. 4 einen Durchflußmesser bei der Montage,4 shows a flow meter during assembly,
Fig. 5 ein Kupplungselement,
Fig. 6 eine Kupplungselemente enthaltende Montageplatte und5 a coupling element, Fig. 6 a mounting plate containing coupling elements and
Fig. 7 die Reste der Montageplatte.Fig. 7, the remains of the mounting plate.
Eine in Fig. 1 dargestellte Durchflußmesseranordnung 1 weist zwei einzelne Durchflußmesser 2, 3 auf, deren Chassis 4, 5 an einer gemeinsamen Frontplatte 6 befestigt sind.A flow meter arrangement 1 shown in FIG. 1 has two individual flow meters 2, 3, the chassis 4, 5 of which are fastened to a common front plate 6.
Der Durchflußmesser 2 weist ein- Meßrohr 7 auf, das in zwei Schleifen geführt ist. Zwischen den beiden Schleifen sind Sensoren 8 und ein Treiber 9 angeordnet . In gleicher Weise weist der Durchflußmesser 3 ein Meßrohr 10 auf, das in zwei Schleifen geführt ist. Zwischen den beiden Schleifen des Meßrohres 10 befinden sich zwei Sensoren 11 und ein Treiber 12.The flow meter 2 has a measuring tube 7 which is guided in two loops. Sensors 8 and a driver 9 are arranged between the two loops. In the same way, the flow meter 3 has a measuring tube 10 which is guided in two loops. Two sensors 11 and a driver 12 are located between the two loops of the measuring tube 10.
Die Meßrohre 7, 10 können sowohl durch parallele Schleifen gebildet sein, also zwei voneinander getrennte Meßrohre, die parallel durchflössen werden. Es ist aber auch möglich, die Meßrohre 7, 10 als durchgehendes Rohr auszubilden, wie dies aus WO 92/19940 AI bekannt ist .The measuring tubes 7, 10 can be formed both by parallel loops, that is to say two separate measuring tubes which are flowed through in parallel. But it is also possible to design the measuring tubes 7, 10 as a continuous tube, as is known from WO 92/19940 AI.
Fig. 2 zeigt nun einen einzelnen Durchflußmesser 2 im Ausschnitt. Am Chassis 4 befinden sich die beiden Meßrohrschleifen 7a, 7b. Das Meßrohr 7a weist einen Eingang 13a und einen Ausgang 14a auf. Das Meßrohr 7b weist einen Eingang 13b und einen Ausgang 14b auf. Die Ein- und Ausgänge 13a, 13b und 14a, 14b sind durch ein
Basisteil 15 des Chassis 4 geführt . Von den Eingängen 13a, 13b und von den Ausgängen 14a, 14b verlaufen geradlinig verlaufende Abschnitte 16, die hinter der Basis 15 von einem Anker 17 gehalten sind. Ferner ist im weiteren Verlauf der Meßrohre 7a, 7b ein Kupplungselement 18 für den Eingangsabschnitt 13a, 13b und für den Ausgangsabschnitt 14a, 14b vorgesehen, wobei die Kupplungselemente 18, 19 die beiden Meßrohre 7a, 7b miteinander verbinden und zwar außerhalb des schleifenförmig geführten Abschnitts. In der dargestellten Ausführungsform können die beiden Meßrohre 7a, 7b parallel durchflössen werden. Es ist aber auch möglich, die beiden Meßrohre 7a, 7b in Reihe zu schalten. Hierzu wird beispielsweise der Ausgang 14a des Meßrohres 7a mit dem Eingang 13b des Meßrohres 7b verbunden. Diese Verbindung erfolgt zweckmäßigerweise innerhalb des Chassis 4.Fig. 2 now shows a single flow meter 2 in section. The two measuring tube loops 7a, 7b are located on the chassis 4. The measuring tube 7a has an inlet 13a and an outlet 14a. The measuring tube 7b has an inlet 13b and an outlet 14b. The inputs and outputs 13a, 13b and 14a, 14b are by one Base part 15 of the chassis 4 out. Sections 16 which run in a straight line run from the inputs 13a, 13b and from the outputs 14a, 14b and are held behind the base 15 by an anchor 17. Furthermore, in the further course of the measuring tubes 7a, 7b, a coupling element 18 is provided for the input section 13a, 13b and for the output section 14a, 14b, the coupling elements 18, 19 connecting the two measuring tubes 7a, 7b to one another, specifically outside the loop-shaped section. In the illustrated embodiment, the two measuring tubes 7a, 7b can be flowed through in parallel. But it is also possible to connect the two measuring tubes 7a, 7b in series. For this purpose, for example, the output 14a of the measuring tube 7a is connected to the input 13b of the measuring tube 7b. This connection expediently takes place within the chassis 4.
Die Position der Kupplungselemente 18 bestimmt die Eigenfrequenz des Durchflußmessers 2. Wenn man die Kupp- lungselemente 18, die in Form von Platten ausgebildet sind, auf den Meßrohren 7a, 7b verschiebt, dann ändert sich die Eigenfrequenz. Es wird nämlich damit der Abstand eines Schwingungsknotenpunkts zum Treiber 9 verlängert oder verkürzt. In gleicher Weise wird der Ab- stand zum Anker 17 verkürzt oder verlängert. Der Anker 17 bildet zusammen mit dem Chassis 4 eine Grundplatte, deren Masse in etwa mit unendlich angenommen werden kann. Mit der Änderung der Plazierung des Knotenpunkts durch die Kupplungselemente 18, 19 ändert sich dement- sprechend die Eigenfrequenz des Meßrohres 7a, 7b. Man stellt die Unterschiede in den Eigenfrequenzen der
Durchflußmesser 2, 3 einfach dadurch ein, daß man bei dem einen Durchflußmesser 2 die Kupplungselemente 18, 19 in der in Fig. 2 dargestellten Position anordnet und bei dem anderen Durchflußmesser 3 die gleichen Kupp- lungselemente 18, 19 etwas näher am Anker 17. Ansonsten lassen sich identische Durchflußmesser verwenden, d.h. die Meßrohre 7a, 7b und die Chassis 4, 5 können praktisch identisch übereinstimmen.The position of the coupling elements 18 determines the natural frequency of the flow meter 2. If the coupling elements 18, which are in the form of plates, are moved on the measuring tubes 7a, 7b, the natural frequency changes. The distance of an oscillation node from the driver 9 is thus lengthened or shortened. In the same way, the distance to the anchor 17 is shortened or lengthened. The armature 17 forms together with the chassis 4 a base plate, the mass of which can be assumed to be approximately infinite. When the position of the node is changed by the coupling elements 18, 19, the natural frequency of the measuring tube 7a, 7b changes accordingly. The differences in the natural frequencies of the Flow meters 2, 3 simply by arranging the coupling elements 18, 19 in the position shown in FIG. 2 in one flow meter 2 and the same coupling elements 18, 19 in the other flow meter 3 somewhat closer to the armature 17. Otherwise identical flow meters can be used, ie the measuring tubes 7a, 7b and the chassis 4, 5 can coincide practically identically.
An den Meßrohren 7a, 7b sind Halterungen 8', 8' ' für die Sensoren 8 und 9' für den Treiber 9 vorgesehen.Mounts 8 ', 8' 'for the sensors 8 and 9' for the driver 9 are provided on the measuring tubes 7a, 7b.
Fig. 3 zeigt nun das Chassis 4 mit der Basis 15. Die Basis 15 weist vier Löcher 20 auf, durch die die Enden 13a, 13b, 14a, 14b der Meßrohre 7a, 7b geführt werden können. Von der Basis 15 gehen praktisch symmetrisch zwei Schenkel 21, 22 ab, die im wesentlichen U-förmig zur Basis 15 ausgerichtet sind. Jeder Schenkel 21, 22 hat wiederum einen U-förmigen Querschnitt, d.h. er weist nach außen umgebogene Vorsprünge 23, 24 auf, die dem Chassis 4 eine zusätzliche Stabilität verleihen. Mit Hilfe der Abschnitte 23, 24 ist es auch möglich, die Chassis 4, 5, die im übrigen identisch zueinander ausgebildet sind, an Montageplatten 25, 26 zu befesti- gen. Die Montageplatten 25, 26 werden wiederum an dem gemeinsamen Gehäuse, hier der Frontplatte 6, befestigt. Der Anker 17 wird also am Chassis 4 festgemacht. Das Chassis 4 ist an der Montageplatte 26 befestigt und diese wiederum an der Frontplatte 6, die einen Teil des gemeinsamen Gehäuses bildet.
In den Schenkeln 21, 22 sind Ausnehmungen 27 vorgesehen, in denen der Anker 17 befestigt werden kann.3 now shows the chassis 4 with the base 15. The base 15 has four holes 20 through which the ends 13a, 13b, 14a, 14b of the measuring tubes 7a, 7b can be guided. Two legs 21, 22, which are aligned essentially in a U-shape with respect to the base 15, extend practically symmetrically from the base 15. Each leg 21, 22 in turn has a U-shaped cross section, ie it has outwardly bent projections 23, 24, which give the chassis 4 additional stability. With the help of sections 23, 24, it is also possible to attach the chassis 4, 5, which are otherwise identical to one another, to mounting plates 25, 26. The mounting plates 25, 26 are in turn attached to the common housing, here the Front plate 6, attached. The anchor 17 is thus attached to the chassis 4. The chassis 4 is attached to the mounting plate 26 and this in turn on the front plate 6, which forms part of the common housing. In the legs 21, 22, recesses 27 are provided, in which the armature 17 can be fastened.
Im Bereich ihres Endes weisen die beiden Schenkel 21, 22 zwei Gruppen 28, 29 von Vorsprüngen 30 auf. Diese Vorsprünge sind so angeordnet, daß sie in der Draufsicht die Eckpunkte eines Trapezes bilden. Zwischen den vorderen und den hinteren Vorsprüngen einer Gruppe lassen sich dementsprechend Platten 31 (Fig. 4) einschie- ben. Mit der Wahl einer Gruppe 28, 29 von VorSprüngenIn the area of their end, the two legs 21, 22 have two groups 28, 29 of projections 30. These projections are arranged so that they form the corner points of a trapezoid when viewed from above. Correspondingly, plates 31 (FIG. 4) can be inserted between the front and rear projections of a group. With the choice of a group 28, 29 of projections
30 wird also die Position der Platte 31 in dem Chassis 4 bestimmt. Wenn man, wie in Fig. 4 dargestellt, die Vorsprünge der Gruppe 28 zur Positionierung der Platte30, the position of the plate 31 in the chassis 4 is thus determined. If, as shown in Fig. 4, the projections of the group 28 for positioning the plate
31 wählt, dann hat der Durchflußmesser eine Frequenz f. Wenn man hingegen die Platte 31 in den Vorsprüngen 30 der Gruppe 29 wählt, dann beträgt die Eigenfrequenz f. Die Entfernung zwischen den beiden möglichen Positionen der Platte 31 beträgt ungefähr 1 cm, was einen Unterschied in den Eigenfrequenzen von 10 Hz ergibt. Vor- zugsweise beträgt die Frequenz f 130 Hz und die Frequenz f ' 140 Hz. Wesentlich bestimmend für die Eigenfrequenz ist der Abstand von der Position der Platte 31 bis zur Spitze der Rohrschleifen.31 selects, then the flow meter has a frequency f. If, on the other hand, the plate 31 is selected in the projections 30 of the group 29, then the natural frequency is f. The distance between the two possible positions of the plate 31 is approximately 1 cm, which results in a difference in the natural frequencies of 10 Hz. The frequency f is preferably 130 Hz and the frequency f '140 Hz. The distance from the position of the plate 31 to the tip of the pipe loops is an important determining factor for the natural frequency.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen nun die Hilfsmittel, die man verwendet, um die Kupplungselemente 18, 19 in den entsprechenden vorgewählten Positionen an den Meßrohren 7a, 7b zu befestigen. Fig. 5 zeigt ein Kupplungselement 18, das vor der Montage Bestandteil der in Fig. 4 dar- gestellten Platte 31 ist. Die Platte 31 weist ein mittleres Element 32 und zwei Seitenelemente 33, 34 auf,
die über Sollbruchstellen 35 mit den beiden Kupplungselementen 18, 19 verbunden sind.5 to 7 now show the aids used to fasten the coupling elements 18, 19 in the corresponding preselected positions on the measuring tubes 7a, 7b. FIG. 5 shows a coupling element 18 which is part of the plate 31 shown in FIG. 4 before assembly. The plate 31 has a central element 32 and two side elements 33, 34, which are connected to the two coupling elements 18, 19 via predetermined breaking points 35.
Die Platten 31 werden über die Meßrohre 7a, 7b gescho- ben. Sie können dann zwischen den Vorsprüngen 30 der einen Gruppe 28 oder der anderen Gruppe 29 eingesetzt werden. Dadurch ist die Position der Kupplungselemente 18, 19 auf den Meßrohren 7a, 7b bestimmt. Die Kupplungselemente können dann mit den Meßrohren 7a, 7b ver- bunden werden, beispielsweise durch Löten oder Kleben. Der Rest der Platte 31, d.h. der Mittelabschnitt 32 und die Seitenabschnitte 33, 34 können dann entfernt werden. Der andere Durchflußmesser 3 wird im Grunde genauso aufgebaut. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Platte 31 in den Vorsprüngen 30 der anderen Gruppe 29 eingesteckt wird. Die dadurch erzeugten Unterschiede in der Eigenfrequenz reichen dann aus, so daß man die beiden Chassis 4, 5 miteinander verbinden kann. Durch die direkte Verbindung der beiden Durchflußmesser 2, 3 ergibt sich zwar eine sehr gute mechanische Kopplung zwischen den beiden Chassis 4, 5, die aber mit der oben angegebenen Lösung unproblematisch ist. Die Eigenfrequenzen der Durchflußmesser 2, 3 sind so unterschied- lieh, daß ein Übersprechen mit den störenden Auswirkungen auf die Meßergebnisse vermieden werden kann.The plates 31 are pushed over the measuring tubes 7a, 7b. They can then be inserted between the projections 30 of one group 28 or the other group 29. This determines the position of the coupling elements 18, 19 on the measuring tubes 7a, 7b. The coupling elements can then be connected to the measuring tubes 7a, 7b, for example by soldering or gluing. The rest of plate 31, i.e. the middle section 32 and the side sections 33, 34 can then be removed. The other flow meter 3 is basically constructed the same way. The only difference is that the plate 31 is inserted into the projections 30 of the other group 29. The resulting differences in the natural frequency are then sufficient so that the two chassis 4, 5 can be connected to one another. The direct connection of the two flow meters 2, 3 results in a very good mechanical coupling between the two chassis 4, 5, but this is not a problem with the solution given above. The natural frequencies of the flow meters 2, 3 are borrowed in such a way that crosstalk with the disruptive effects on the measurement results can be avoided.
Nach der Montage der Frontplatte 6 an der Montageplatte 26 und der Basis 15 der beiden Chassis 4 entsteht ein fast fertiger Differenzdurchflußmesser, wie er inAfter mounting the front plate 6 on the mounting plate 26 and the base 15 of the two chassis 4, an almost finished differential flow meter, as shown in
Fig. 1 gezeigt ist. Dieser muß lediglich noch in ein
Gehäuse, beispielsweise ein Aluminiumgehäuse, eingesetzt werden.Fig. 1 is shown. This only needs to be in one Housing, for example an aluminum housing, are used.
Man kann natürlich anstelle der Vorsprünge 30 auch an- dere Markierungen im Chassis 4 verwenden. In einigenOf course, other markings in the chassis 4 can also be used instead of the projections 30. In some
Fällen reicht es auch aus, lediglich die Position anzuzeichnen oder auf sonstige Weise zu markieren, an der die Kupplungselemente 18, 19 in dem einen Durchflußmesser 2 oder in dem anderen Durchflußmesser 3 angebracht werden sollen. Durch Verwendung von Ausformungen wird die Montage aber weiter vereinfacht .In some cases, it is also sufficient to merely mark or otherwise mark the position at which the coupling elements 18, 19 are to be attached in one flow meter 2 or in the other flow meter 3. By using formations, the assembly is further simplified.
Alternativ zu der oben dargestellten Anordnung, bei der eine schwingungsbeeinflussende Einrichtung an unter- schiedlichen Positionen an den beiden Meßrohren angeordnet ist, ist es auch möglich, als schwingungsbeein- flussende Einrichtung eine Punktmasse zu verwenden, die an beiden Meßrohren 7, 10 an der gleichen Stelle angebracht ist. Die beiden Punktmassen können sich jedoch in ihrer Masse unterscheiden. Natürlich wird man anstelle von Punktmassen auch andere Zusatzmassen verwenden können.As an alternative to the arrangement shown above, in which an oscillation-influencing device is arranged at different positions on the two measuring tubes, it is also possible to use a point mass as an oscillation-influencing device, which is located on both measuring tubes 7, 10 at the same location is appropriate. However, the two point masses can differ in their mass. Of course, you can also use other additional masses instead of point masses.
An den Kupplungselementen 18, 19 können Dehnungsmeß- streifen angebracht werden. Die Dehnungsmeßstreifen registrieren die relative Längenänderung der Kupplungs- elemente 18, 19 und diese Änderung kann als Maß für den Massendurchfluß verwendet werden. In diesem Fall können die Sensoren 8' und 8'' entfallen. Hinzu kommt als Vor- teil, daß eine derartige Messung mit Hilfe von Dehnungsmeßstreifen eine differentielle Messung der Bie-
gungen der Meßrohre 7, 10 beinhaltet. Diese Messung ist damit nicht empfindlich gegenüber der Strömungsrichtung.Strain gauges can be attached to the coupling elements 18, 19. The strain gauges register the relative change in length of the coupling elements 18, 19 and this change can be used as a measure of the mass flow. In this case, the sensors 8 'and 8''can be omitted. Another advantage is that such a measurement with the aid of strain gauges enables a differential measurement of the conditions of the measuring tubes 7, 10 includes. This measurement is therefore not sensitive to the direction of flow.
Die aus zwei einzelnen Coriolis-Durchflußmessern bestehende Durchflußmesseranordnung wird durch eine gemeinsame Haupt-Steuereinrichtung (nicht gezeigt) gesteuert. Die Steuereinrichtung ist innerhalb des gemeinsamen Gehäuses angeordnet und weist zwei elektronische Steuer- einrichtungen auf und zwar für jeden Durchflußmesser eine. Die Steuereinrichtungen können zwar auf der gleichen Platine angeordnet sein. Die Platine ist in diesem Fall aber in zwei völlig getrennte Abschnitte aufgeteilt und jeder Abschnitt steuert einen Coriolis- Durchflußmesser. Natürlich ist es auch möglich, dieThe flow meter arrangement consisting of two individual Coriolis flow meters is controlled by a common main control device (not shown). The control device is arranged within the common housing and has two electronic control devices, one for each flow meter. The control devices can be arranged on the same board. In this case, however, the circuit board is divided into two completely separate sections and each section controls a Coriolis flow meter. Of course it is also possible that
Steuereinrichtungen auf unterschiedlichen Platinen anzuordnen.Control devices to be arranged on different boards.
Hinzu kommt, daß sich die beiden Steuereinrichtungen gegenseitig überwachen mit Hilfe einer Überwachungsein- richtung oder -Schaltung. Falls die eine Steuereinrichtung ausfällt, wird die andere Steuereinrichtung die Steuerung und Messung des Durchflußmessers übernehmen. Somit kann auch bei Differenzflußmessungen, an die hohe Ansprüche gestellt werden, ein sicherer Betrieb gewähr- leistet werden.
In addition, the two control devices monitor one another with the aid of a monitoring device or circuit. If one control device fails, the other control device will take over control and measurement of the flow meter. In this way, safe operation can be guaranteed even with differential flow measurements that are subject to high demands.