JP2002005809A - 振動式測定装置および流体の粘度の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体の粘度を正確に測定するための振動式測
定装置を提供することである。 【解決手段】 測定値検出器と測定装置電子回路とを有
し、前記測定値検出器は、管路に挿入された少なくとも
１つの測定管と、該測定管に空間的偏向を形成するため
の励振装置と、該測定管のラテラル方向偏向に応答する
センサ装置とを有し、前記測定装置電子回路は、励振回
路と評価回路とを有し、前記センサ装置は、測定管の入
口側偏向を表す第１のセンサ信号と、前記測定管の出口
側偏向を表す第２のセンサ信号とを形成し、動作時に測
定管は、流体に粘性摩擦を形成するため、調整可能な励
振周波数により静止位置に対して相対的に振動され、前
記励振回路は、前記励振装置に供給される励振電流を形
成し、前記評価回路は、第１のセンサ信号および／また
は第２のセンサ信号と、励振電流とを用いて、流体の粘
度を表す粘度測定値を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管路内を導かれる
流体の粘度を測定する方法、並びに相応の振動式測定装
置に関する。さらに本発明は、たわみ振動型のコリオリ
質量流量／密度測定装置を流体の粘度の測定のために使
用する使用法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コリオリ質量流量／密度測定装置は有利
には質量流量および／または管路内を導かれる流体の密
度を高精度に測定するために使用される。

【０００３】たわみ振動型のコリオリ質量流量／密度測
定装置は公知のように振動式測定装置であり、この測定
装置は管路に液密、とりわけ圧力密に挿入された少なく
とも１つの測定管を流体の導入のために有する。この測
定管は測定動作において少なくとも１つの周波数により
マルチモードで、とりわけバイモードで静止状態を中心
にして振動する。測定管はこのために電子機械的励振装
置によって通常は第１のたわみ振動モードで次のように
励振される。すなわちコリオリの力が流動流体に形成さ
れるように励振される。測定管が直線状の場合、第１の
たわみ振動モードとして例えば両側を固定して張架され
たたわみバーの基本振動モードを使用することができ
る。このたわみバーは公知のようにただ１つの振動腹を
有する。とりわけＵ字状またはΩ字状に湾曲された測定
管では、第１のたわみ振動モードとして通常は、片側で
張架されたバーの基本振動モードが励振される。

【０００４】この種の振動式測定装置では、第１のたわ
み振動モードによって流動流体に作用するコリオリの力
に基づき、同時に第２の振動モードも励振される。この
第２の振動モードの振幅も質量流量に依存する。

【０００５】質量流量を検出するために、入口側端部で
の測定管の振動と出口側端部での測定管の振動とが相応
のセンサ装置によって検出され、入口側振動を表す第１
のセンサ信号と出口側振動を表す第２のセンサ信号に変
換される。

【０００６】検出された両方の振動は、第１のたわみ振
動モードに重畳された第２の振動モードを有する。この
第２の振動モードはここでは同様のたわみ振動モードで
あるが、相互に位相がずれている。この位相ずれは相応
に２つのセンサ信号間で測定することができ、この位相
ずれがコリオリ質量流量／密度測定装置では質量流量を
表す測定量として用いられる。

【０００７】コリオリ質量流量／密度測定装置では、共
振周波数および／または第１のたわみ振動モードの振幅
が通常は測定可能に流体の密度に依存する。従って測定
管を常に第１のたわみ振動モードの共振周波数で励振す
れば、これが流体の瞬時密度に対する尺度となる。

【０００８】前記形式の振動式測定装置、とりわけコリ
オリ質量流量／密度測定装置はすでに従来技術に属する
ものであり、ＵＳ−Ａ４１８７７２１，ＵＳ−Ａ４８０
１８９７，ＵＳ−Ａ４８７６８７９，ＵＳ−Ａ５６４８
６１６，ＵＳ−Ａ５６８７１００，ＵＳ−Ａ５７９６０
１１，ＵＳ−Ａ６００６６０９，およびＥＰ−Ａ８６６
３１９にそれぞれ管路内を導かれる流体の質量流量およ
び密度を測定するための振動式測定装置として記載され
ている。この振動式測定装置は、測定値検出器と測定装
置電子回路とを有し、前記測定値検出器は、管路に挿入
された少なくとも１つの測定管と、電子機械的励振装置
と、測定管のラテラル方向偏向に応答するセンサ装置と
を有し、前記測定装置電子回路は、励振回路と、評価回
路とを有し、前記測定管は入口端部と出口端部に振動可
能に張架されており、かつ前記測定管は動作時に、調整
可能な励振周波数によって静止状態に対して相対的に振
動され、前記電子機械的励振装置は、測定管を空間的に
偏向させ、かつ同時に測定管をエラスティックに変形さ
せ、前記センサ装置は、測定管の入口側偏向を表す第１
のセンサ信号と、測定管の出口側偏向を表す第２のセン
サ信号とを形成し、前記励振回路は、前記励振装置に供
給される励振電流を形成し、前記評価回路は、第１のセ
ンサ信号と第２のセンサ信号とを用いて流体の質量流量
を表す質量流量値と、流体の密度を表す密度値とを送出
する。

【０００９】流動流体を表すために重要な別の物理的パ
ラメータは粘度である。ここでは公知のように運動的と
動的を区別することができる。

【００１０】流動流体に対する粘度および密度測定振動
式測定装置も従来技術に属する。例えばＵＳ−Ａ４５２
４６１０には、管路に導かされた流体の粘度を測定する
ための振動式測定装置が記載されており、この振動式測
定装置は測定値検出器と測定装置電子回路とを有し、前
記測定値検出器は、管路に挿入された直線状測定管と、
電子機械的励振装置と、該測定管のねじれに応答するセ
ンサ装置とを有し、前記測定装置電子回路は、励振回路
と評価回路とを有し、前記測定管は、流体を案内する測
定管内腔を有し、かつ入口端部と出口端部とに振動可能
に張架されており、前記電子機械的励振装置は、測定管
にラテラル方向偏向および／またはねじれを形成し、前
記センサ装置は、測定管の平均的ねじれを表すセンサ信
号を形成し、前記励振回路は、励振装置に供給される励
振電流を形成し、前記評価回路は、センサ信号と励振電
流を用いて、流体の粘度を表す粘度測定値を形成する。

【００１１】密度／粘度測定器として用いられるこの振
動式測定装置では、測定管が交互に、上に述べた第１の
たわみ振動モードで密度の検出のために振動され、ねじ
れ振動モードで粘度の検出のために振動されるか、また
は同時に両方の振動モードで、しかし異なる周波数で振
動される。測定管により実行されたねじれ振動に基づ
き、流体に剪断力が引き起こされ、この剪断力はねじれ
振動に減衰的に対抗作用する。

【００１２】さらにＷＯ−Ａ９５１６８９７にはコリオ
リ質量流量／密度／粘度計として用いるラジアル振動型
の振動式測定装置が記載されており、この測定装置は管
路内を導かれる流体の粘度を測定する。この振動式測定
装置は、測定値検出器と測定装置電子回路とを有し、前
記測定値検出器は、管路に挿入された直線状の測定管
と、電子機械的励振装置と、測定管の軸対称変系に応答
するセンサ装置とを有し、前記測定装置電子回路は、励
振回路と評価回路とを有し、前記測定管は流体を案内す
る測定管内腔を有し、かつ入口端部と出口端部に振動可
能に張架されており、前記電子機械的励振装置は、測定
管に軸対称の変形および／またはラテラル方向偏向を形
成し、前記センサ装置は、測定管の変形を表すセンサ信
号を形成し、前記励振回路は、励振装置に供給される励
振電流を形成し、前記評価回路は、センサ信号と励振電
流を用いて流体の粘度を表す粘度測定値を形成する。

【００１３】コリオリ質量流量／密度／粘度計では、測
定管が粘度と質量流量を検出するためにまず軸対称ラジ
アル振動モードで信号される。この軸対称ラジアル振動
モードでは、測定管壁がエラスティックに、測定管重心
線が実質的に静的静止状態に留まるように変形される。
さらに測定管は少なくとも時折、二次振動モードで振動
が励振され、これは流体の密度と圧力を検出するのに用
いられる。二次振動モードは例えば前記第１のたわみ振
動モードであっても良い。

【００１４】ＷＯ−Ａ９５１６８９７には、ラジアル振
動型振動式測定装置を、流体の質量流量の測定と粘度の
測定に使用できることが記載されている。しかし質量流
量の測定に対してこの装置はこれまで専らガス状の気体
に適用されている。すなわち粘度の減衰性の影響がとり
わけ上記の質量流量に依存する第２の振動モードの振幅
に大きく及ぼされ、すでに水よりも僅かに高い粘度にお
いてこの第２の振動モードは実質的にセンサで検出する
ことができなくなる。

【００１５】ＵＳ−Ａ５３５９８８１にはさらに、流動
流体の粘度を測定する方法が記載されている。この方法
では、質量流量を検出するためにたわみ振動型のコリオ
リ質量流量／密度測定装置が使用され、粘度を検出する
ために付加的に流動流体中の流動方向に沿った圧力差が
検出される。

【００１６】さらにＵＳ−Ａ５２５３５３３およびＵＳ
−Ａ６００６６０９にはたわみ振動型のコリオリ質量流
量／密度検出器が記載されている。この検出器によって
質量流量および／または密度に加えて流体の粘度を検出
することができる。このコリオリ質量流量／密度検出器
はそれぞれ直線状の測定管を有し、この測定管は測定動
作時にそれぞれ第１のたわみ振動モードと同時に同様に
ねじれ振動モードで振動され、これにより少なくとも部
分的にねじれ振動が測定管長手軸を中心に実行される。

【００１７】このようなコリオリ質量流量測定の動作時
にはこれまで実質的に、一次測定値の補償のためにだ
け、すなわち質量流量測定値および密度測定値の補償の
ためにだけ、単に励振電流の測定によって検出された粘
度が付加的な粘度測定値としての出力のために不正確に
検出されていた。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、管路
内を導かれる流体の粘度を正確に測定するための振動式
測定装置を提供することであり、この装置は同時に流体
の質量流量および密度の測定にも適するように構成す
る。さらに本発明は、コリオリ知る量流量／密度測定装
置を用いた粘度測定の精度を向上させる方法を提供する
ことを課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、管路内を導かれる流体の粘度を測定するための振動
式測定装置において、該振動式測定装置は、測定値検出
器（１０）と測定装置電子回路（５０）とを有し、前記
測定値検出器（１０）は、管路に挿入された少なくとも
１つの測定管（１３）と、該測定管（１３）に空間的偏
向を形成するための励振装置（１６）と、該測定管（１
３）のラテラル方向偏向に応答するセンサ装置（６０）
とを有し、前記測定装置電子回路（５０）は、励振回路
（５０Ａ）と評価回路（５０Ｂ）とを有し、前記測定管
（１３）は、流体を案内する測定管内腔（１３Ａ）を有
し、かつ入口側端部と出口側端部とに振動可能に張架さ
れており、前記センサ装置（６０）は、測定管（１３）
の入口側偏向を表す第１のセンサ信号（ｘs1）と、前記
測定管（１３）の出口側偏向を表す第２のセンサ信号
（ｘs2）とを形成し、動作時に測定管（１３）は、流体
に粘性摩擦を形成するため、調整可能な励振周波数（ｆ
exc）により静止位置に対して相対的に振動され、前記
励振回路（５０Ａ）は、前記励振装置（１６）に供給さ
れる励振電流（ｉexc）を形成し、前記評価回路（５０
Ｂ）は、第１のセンサ信号（ｘs1）および／または第２
のセンサ信号（ｘs2）と、励振電流（ｉexc）とを用い
て、流体の粘度を表す粘度測定値（Ｘ_η）を形成するよ
うに構成して解決される。

【００２０】また本発明の方法は、振動式測定装置を用
いて、管路内を導かれる流体の粘度を測定する方法であ
って、前記振動式測定装置は、測定値検出器（１０）と
測定装置電子回路とを有し、前記測定値検出器（１０）
は、管路に挿入された少なくとも１つの測定管（１３）
と、該測定管（１３）に空間的偏向を形成するための励
振装置（１６）と、該測定管のラテラル方向偏向に応答
するセンサ装置（６０）とを有し、前記測定装置電子回
路は、励振回路（５０Ａ）と評価回路（５０Ｂ）とを有
し、前記測定管（１３）は動作時に調整可能な励振周波
数（ｆexc）により静止位置に対して相対的に振動さ
れ、前記センサ装置（６０）は、測定管（１３）の入口
側偏向と出口側偏向とを検出し、前記励振回路（５０
Ａ）は、励振装置（１６）に供給される励振電流（ｉex
c）を形成し、前記振動式測定装置は動作時に、流体の
密度を表す密度測定値（Ｘ_ρ）と、励振周波数（ｆex
c）を表す励振周波数測定値（Ｘf）とを送出する形式の
ものにおいて、測定管（１３）を励振周波数（ｆexc）
により流体中に粘性摩擦を形成するために振動させ、励
振装置（１６）に供給される励振電流（ｉexc）を、粘
性摩擦を表す摩擦測定値（Ｘ_Δｉ）の形成のために検出
し、測定管（１３）の入口側および／または出口側偏向
を、粘性摩擦を生じさせる、流体の運動の速度を表す推
定値（Ｘ_θ）の形成のために検出し、摩擦測定値（Ｘ
_Δｉ）を推定値（Ｘ_θ）により除算し、粘性摩擦により
生じる、振動測定管の減衰を表す商値（Ｘ_Δｉ／Ｘ_θ）
を形成し、流体の密度と励振周波数（ｆexc）とに依存
する補正値（Ｘ_ρ、ｆ）を、密度測定値（Ｘ_ρ）と励振
周波数測定値（Ｘf）とを用いて形成し、粘度を表す粘
度測定値（Ｘ_η）を、商値（Ｘ_Δｉ／Ｘ_θ）と補正値
（Ｘ_ρ、ｆ）とを用いて形成する。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の振動式測定装置の第１の
有利な構成によれば、評価回路は第１のセンサ信号およ
び／または第２のセンサ信号を用いて流体の運動速度に
対する推定値を形成する。ここでこの流体の運動は粘性
摩擦を引き起こす。

【００２２】本発明の振動式測定装置の第２の有利な構
成によれば、評価回路は励振電流を用いて、流体中の粘
性摩擦を表す摩擦測定値を形成する。

【００２３】本発明の振動式測定装置の第３の有利な構
成によれば、評価回路は摩擦値と推定値を用いて商値を
形成し、この商値は粘性摩擦により作用される振動測定
管の減衰を表す。

【００２４】本発明の振動式測定装置の第４の構成によ
れば、測定管内にその空間的偏向に基づいて、測定管内
腔のエラスティックな変形が発生される。

【００２５】本発明の振動式測定装置の第５の構成によ
れば、測定管内にその空間的偏向に基づいて、ねじれが
測定管長手軸を中心に発生される。

【００２６】本発明の第６の構成によれば、振動式測定
装置は流体の瞬時の質量流量を表す質量流量測定値を送
出する。

【００２７】本発明の第７の構成によれば、振動式測定
装置は流体の瞬時の密度を表す密度測定値を送出する。

【００２８】本発明の方法の有利な第１の構成によれ
ば、粘度測定値を形成するために商値が補正値により除
算される。

【００２９】本発明の方法の有利な第２の構成によれ
ば、粘度測定値を形成するために商値が２乗される。

【００３０】本発明の基本的技術思想は、測定された励
振電流と、記載された形式の振動式測定装置、とりわけ
たわみ振動型コリオリ質量流量／密度測定装置の動作時
に常時検出される、測定管のラテラル方向偏向、とりわ
け質量流量測定のために入口側および／または出口側で
検出された振動とから、粘度を導出することである。

【００３１】本発明の利点は、その実現のために従来の
たわみ振動型のコリオリ質量流量／密度検出器を使用す
ることができ、しかもその際にこれ自体をその機械的構
造の点で変更する必要のないことである。従って本発明
の方法をすでに使用されているコリオリ質量流量／密度
測定装置において実現することができる。

【００３２】

【実施例】図１には概略的に、図示されていない管路内
を導かれる流体の粘度ηの検出に用いられる振動式測定
装置が示されており、流体の粘度ηを表す粘度測定値ｘ
_ηが形成される。

【００３３】さらに振動式測定装置は有利には、粘度η
のほかに流体密度ρおよび質量流量ｍを例えば同時に求
め、相応にこれらを密度ρを表す密度測定値Ｘ_ρおよび
質量流量ｍを表す質量流量値Ｘ_ｍへ変換する。

【００３４】このために振動式測定装置は有利にはコリ
オリ質量流量／密度測定装置として構成されている。こ
の種の質量流量ｍおよび／または密度ρを測定するコリ
オリ質量流量／密度測定装置の構造は、冒頭に言及した
米国特許出願第４１８７７２１号明細書、同４８７６８
７９号明細書、同５６４８６１６号明細書、同５６８７
１００号明細書、同５７９６０１１号明細書、および欧
州特許出願公開第８６６３１９号明細書に記載されてい
る。

【００３５】流体を記述する前述のパラメータ、すなわ
ち粘度η、密度ρ、および場合により質量流量ｍを検出
するために、振動式測定装置は管路内へ流体密に（特に
圧力密に）挿入される流体導通式の測定値ピックアップ
１０を有している。

【００３６】さらに振動式測定装置は測定値ピックアッ
プ１０の駆動と前述の測定値の形成とに利用される測定
装置電子回路５０を有している。振動式測定装置が特に
シリアルのフィールドバスへ結合できるように構成され
ている場合、測定装置電子回路５０は相応のデータ通信
用の通信インタフェースを有しており、これにより例え
ば測定データが上位のメモリプログラム制御部または上
位のプロセスガイドシステムへ送信される。もちろん測
定装置電子回路５０は当業技術者には周知の手法で有利
には相応の図示されていない電子回路ケーシングに収容
することができる。

【００３７】図２、図３には測定値ピックアップ１０と
して用いられる振動タイプの物理‐電気変換装置の実施
例が示されている。この種の変換装置の構造は例えば米
国特許出願第６００６６０９号明細書に詳細に説明され
ている。さらに前述の変換装置として、例えば本出願人
の製造しているコリオリ測定流量／密度測定装置“PROM
ASS I”シリーズを使用することもできる。

【００３８】測定値ピックアップ１０は直線状の入力側
端部１１および出力側端部１２を有する測定管１３を有
しており、この測定管は弾性的に変形可能な所定の測定
管内径１３Ａと所定の定格幅とを有している。測定管１
３はケーシング１００によってカバーされた剛性の支持
フレーム１４内に振動可能に張架されている。測定管内
径１３Ａの弾性変形とは、ここでは、流体を記述する応
力、すなわちコリオリ力、質量慣性力、および／または
剪断力を形成するために、測定値ピックアップ１０の駆
動中、流体を導通している測定管内径１３Ａの空間形状
および／または空間位置を測定管１３の弾性領域内で所
定のようにサイクリックに（特に周期的に）変更するこ
とを意味する。これについては例えば米国特許出願第４
８０１８９７号明細書、同第５６４８６１６号明細書、
同第５７９６０１１号明細書、および／または同第６０
０６６０９号明細書を参照されたい。測定管１３の材料
としては例えばチタン合金がとりわけ適している。チタ
ン合金に代えて、他の（湾曲可能な）測定管に通常使用
される材料、例えばステンレススチールまたはジルコニ
ウムなどを使用することもできる。

【００３９】支持フレーム１４は入力側端部１１では測
定管１３をカバーしている入力側プレート２１３に固定
されており、出力側端部１２では同様に測定管をカバー
している出力側プレート２２３に固定されている。さら
に支持フレーム１４は第１の支持プレート２４および第
２の支持プレート３４を有しており、これら２つの支持
プレート２４、３４は入力側プレート２１３および出力
側プレート２２３に固定されている。これらのプレート
は測定管１３に対してほぼ平行であり、測定管に対して
間隔を置き、かつ相互に間隔を置いて配置されている。
これについては図２を参照されたい。したがって２つの
支持プレート２４、３４の相互に向かい合う側面は同様
に相互に平行である。

【００４０】有利には長手方向スタブ２５が支持プレー
ト２４、３４に測定管１３から間隔をおいて固定されて
おり、これは測定管１３の振動を消去する補償質量とし
て用いられる。長手方向スタブ２５は図３に示されてい
るように、実際には振動可能な測定管１３の全長に対し
て平行である。ただしこれは必ずしもそうでなくともよ
く、長手方向スタブ２５はもちろん必要であればもっと
短く構成することもできる。

【００４１】したがって２つの支持プレート２４、３
４、入力側プレート２１３、出力側プレート２２３、お
よび場合により長手方向スタブ２５を備えた支持フレー
ム１４は長手方向重心線を有している。この重心線は入
力側端部１１および出力側端部１２を仮想的に接続した
測定管長手軸線１３Ｂに対して平行に延在している。

【００４２】図２、図３では図示のねじヘッドにより、
前述の支持プレート２４、３４を入力側プレート２１３
および出力側プレート２２３にねじ固定することが示さ
れている。ただしこれには当業技術者の間で実施されて
いる他の適切な固定法を適用してもよい。

【００４３】図２によれば測定値ピックアップ１０はさ
らに電気機械的励振装置１６を有している。この電気機
械的励振装置は測定管１３を駆動時に静止位置から空間
的に偏向させ、所定のように弾性変形させるために使用
される。

【００４４】励振装置１６は、図４に示されているよう
に、ここではＴ字形の剛性のレバー装置１５を有してお
り、このレバー装置はたわみ耐性を有して測定管に固定
されたブラケット１５４とヨーク１６３とを備えてい
る。ヨーク１６３は測定管１３から間隔を置いて設けら
れたブラケット１５４の端部に同様にたわみ耐性を有し
て固定されており、前述の測定管長手軸線１３Ｂに対し
て横断方向に配向されている。ブラケット１５４として
例えば測定管を孔に収容する金属のディスクが用いられ
る。別の適切な実施例では、代替手段としてのレバー装
置１５が前述の米国特許出願第６００６６０９号明細書
に示されている。

【００４５】レバー装置１５は有利には図２から容易に
わかる通り、入力側端部１１および出力側端部１２のほ
ぼ中央で測定管１３に作用するように配置されており、
したがって測定管１３は作動中平均して最大のラテラル
方向の偏向状態を有する。

【００４６】レバー装置１５を駆動するには、図４の励
振装置１６は第１の励磁コイル２６およびこれに対応す
る第１の永久磁石２７と、第２の励磁コイル３６および
これに対応する第２の永久磁石３７とを有しており、２
つの励磁コイル２６、３６は測定管１３の両側でヨーク
１６３の下方の支持フレーム１４に取り外し可能に固定
されている。２つの励磁コイル２６、３６は電気的に有
利には直列接続されている。ただしこれらのコイルは必
要な場合にはもちろん相互に並列接続することができ
る。

【００４７】２つの永久磁石２７、３７は、図２、図４
に示されているように、相互に間隔を置いてヨーク１６
３に固定されており、測定値ピックアップ１０の駆動時
には永久磁石２７は主として励磁コイル２６の磁界によ
って貫通され、永久磁石３７は主として励磁コイル３６
の磁界によって貫通され、相応の電磁的な力の作用に基
づいて運動する。このために励振装置１６は、測定装置
電子回路５０の相応の励振回路５０Ａから送出されたユ
ニポーラまたはバイポーラの励振電流ｉ_ｅｘｃにより給
電され、励磁コイル２６、３６は駆動時にこの電流を導
通し、相応に磁界を形成して永久磁石２７、３７が運動
する。この励振電流は同様に発振性であり、調整可能な
振幅と調整可能な励振周波数ｆ_ｅｘｃとを有する。励振
電流ｉ_{ｅ ｘｃ}は例えば高調波振動、三角振動、または矩
形振動として現れる。特に励振電流ｉ_ｅｘｃの唯一の励
振周波数ｆ_ｅｘｃは、従来の形式の振動式測定装置と同
様に、流体を導通する測定管１３の瞬時の機械的共振周
波数に相応する。

【００４８】励磁コイル２６、３６の磁界によって形成
される永久磁石２７、３７の運動はヨーク１６３および
ブラケット１５４を介して測定管１３に伝達される。こ
の永久磁石２７、３７の運動は、ヨーク１６３が唯一の
励振周波数ｆ_ｅｘｃによって交番的に支持プレート２４
または支持プレート３４の方向へ静止位置から偏向され
るように行われる。前述の相応の測定管長手軸線１３Ｂ
に対して平行なレバー装置１５の回転軸線は例えばブラ
ケット１５４を通って延在している。

【００４９】有利には支持フレーム１４はさらに支持プ
レート２４、３４に取り外し可能に接続された電磁励振
装置１６用の支承部材２９を有しており、これは特に励
磁コイル２６、３６、および場合により以下に述べる磁
石支持装置２１７の個々のコンポーネントを支承するた
めに用いられる。

【００５０】前述したように、励振装置１６は測定値ピ
ックアップ１０の駆動時にこれを励振し、静止位置を中
心として測定管１３を機械的に振動させるために用いら
れる。これにより測定管は少なくともラテラル方向での
偏向（ラテラル方向の発振性の偏向）を発生する。

【００５１】この実施例の測定値ピックアップ１０で
は、このラテラル方向での偏向は同時に、入力側端部１
１および出力側端部１２で上述のように固定に張架され
た測定管１３の測定管内径１３Ａの弾性変形を発生させ
る。測定管内径１３Ａの変形はこの場合実際には測定管
１３の長さ全体にわたって作用する。

【００５２】さらに測定管１３は、測定管の張架状態と
レバー装置１５を介して測定管１３に作用するモーメン
トとに基づいて、ラテラル方向の偏向と同時に、少なく
とも部分的にねじれ回転を強いられる。この測定管１３
の回転は、測定管１３から間隔を置かれたブラケット端
部のラテラル方向の偏向が測定管１３のラテラル方向で
の偏向と同方向であるかまたは反対方向であるように行
われる。換言すれば、測定管１３のねじれ振動は前者の
ケースに相応する第１のねじれモードで発生するか、ま
たは後者のケースに相応する第２のねじれモードで発生
する。その際、この実施例の測定値ピックアップ１０で
は第２のねじれモードの固有周波数（例えば９００Ｈ
ｚ）は第１のモードのほぼ２倍の高さとなる。

【００５３】測定管１３の駆動に応じてねじれ振動が第
２のねじれモードのみで行われる場合には、有利には、
渦流原理に基づいた磁石支持装置２１７が励振装置１６
内に組み込まれる。この装置は特に流体の瞬時密度に依
存する回転軸線の位置の調整および／または安定化のた
めに使用される。このため磁石支持装置２１７により測
定管１３がつねに第２のねじれモードで振動することが
保証され、ひいてはどんな場合でも測定管１３に対する
外部の障害影響が他方のねじれモード（第１のモード）
への自発交番を引き起こさなくなる。この種の磁石支持
装置の詳細は例えば米国特許出願第６００６６０９号明
細書に詳細に説明されている。さらにこの種の磁石支持
装置の使用法は、前述した測定値ピックアップの“PROM
ASS I”シリーズから知られる。

【００５４】有利には測定値ピックアップ１０に対し
て、この実施例によれば、励振周波数ｆ_ｅｘｃが調整さ
れ、専ら第２のねじれモードで励振が行われ、相応に第
１のモードはほぼ抑圧される。ただし必要な場合には第
１のねじれモードで励振を行うこともできる。

【００５５】図１によれば測定値ピックアップ１０は別
のセンサ装置６０を有しており、このセンサ装置は測定
管１３の瞬時の空間的偏向を検出し、相応のアナログ信
号を形成する。センサ装置６０はこのために、入力側で
第１のラテラル発振を生じさせる測定管１３の偏向に応
答する第１のセンサ１７と、出力側で第２のラテラル発
振を生じさせる測定管１３の偏向に応答する第２のセン
サ１８とを有する。２つのセンサ１７、１８は、図２に
示されているように、測定管１３に沿って相互に間隔を
置いて支持フレーム１４に固定に配置されている。これ
らのセンサは特に測定管１３の中央に対して同じ距離を
置き、支持フレーム１４特に支持プレート２４または３
４に固定に配置されている。

【００５６】センサ１７、１８として有利には速度測定
式のエレクトロダイナミックセンサが使用される。ただ
し同様に距離測定式、加速度測定式のエレクトロダイナ
ミックセンサ、またはオプティカルセンサを使用するこ
ともできる。もちろん当業技術者に知られている他の偏
向反応性のセンサをセンサ１７、１８として利用しても
よい。

【００５７】センサ１７、１８を介して、センサ装置６
０は駆動時に入力側のラテラル方向の偏向を表す第１の
センサ信号ｘ_ｓ１と、出力側のラテラル方向の偏向を表
す第２のセンサ信号ｘ_ｓ２とを形成する。

【００５８】センサ信号ｘ_ｓ１、ｘ_ｓ２は、図１に示さ
れているように、測定装置電子回路５０のプログラミン
グ可能な評価回路５０Ｂへ供給される。この評価回路は
特に、粘度測定値ｘ_ηおよび密度測定値ｘ_ρの形成に用
いられる。本発明の有利な実施例によれば、評価回路５
０Ｂはさらに質量流量測定値ｘ_ｍを形成する。

【００５９】２つの測定信号ｘ_ｓ１、ｘ_ｓ２は励振周波
数ｆ_ｅｘｃに相応する各１つの信号周波数を有する。

【００６０】有利にはセンサ装置６０はさらに増幅器回
路を有しており、この回路は２つのセンサ信号ｘ_ｓ１、
ｘ_ｓ２を同じ振幅へ調整するために用いられる。これに
適した振幅制御回路は例えば米国特許出願第５６４８６
１６号明細書または欧州特許出願公開第８６６３１９号
明細書に示されている。

【００６１】励振周波数ｆ_ｅｘｃの調整は、この種の励
振装置で一般に行われているように、有利には励振回路
５０Ａの位相制御ループによって行われる。この種の位
相制御ループの構造と機械的な共振周波数を調整する際
の使用法とは米国特許出願第４８０１８９７号明細書に
詳細に説明されている。

【００６２】もちろん他の当業技術者に知られている、
前述の形式の振動式測定装置の機械的共振周波数の調整
用の周波数制御回路を使用してもよい。これについては
米国特許出願第４５２４６１０号明細書および同４８０
１８９７号明細書を参照されたい。さらに前述の形式の
振動式測定装置に対するこの種の周波数制御回路の使用
法は前述の“PROMASS I”シリーズに示されている。

【００６３】励振電流ｉ_ｅｘｃの調整には、この種の振
動式測定装置で通常行われているように、相応の増幅器
回路が用いられる。この増幅器回路は調整すべき励振周
波数ｆ_ｅｘｃを表す周波数設定信号と、調整すべき励振
電流ｉ_ｅｘｃの振幅を表す励振電流設定信号とによって
制御される。周波数設定信号は例えば上述の周波数制御
回路から送出される直流電圧であり、この直流電圧は周
波数を表す振幅を有している。

【００６４】励振電流ｉ_ｅｘｃを形成するために、励振
回路５０Ａは相応の振幅制御回路を有しており、この回
路は瞬時の振幅を介して２つのセンサ信号ｘ_ｓ１、ｘ
_ｓ２のうち少なくとも一方を形成し、相応に一定または
可変の振幅基準値Ｗ_１を介して励振電流設定信号を形成
する。場合によっては励振電流ｉ_ｅｘｃの瞬時の振幅も
励振電流設定信号の形成に利用することができる。この
種の振幅制御回路は当業技術者には同様に周知である。
この種の振幅制御回路の例としては、再びコリオリ質量
流量測定装置の“PROMASS I”シリーズを挙げておく。
この測定装置の振幅制御回路は有利には、各測定管の振
動が前述の第１のたわみ振動モードで一定の振幅、すな
わち密度に依存しない振幅へ制御されるように構成され
ている。

【００６５】本発明の流体の粘度ηを求めるプロセスを
以下に前述の測定値ピックアップ１０の例で詳細に説明
する。概念としての粘度とは流体のダイナミックな粘度
も運動学的な粘度も意味していると理解されたい。なぜ
ならこれらの粘度は振動式測定装置の駆動時に同様に測
定される密度によって簡単に相互に換算できるからであ
る。さらに粘度ηに代えてその逆数、すなわち流体の流
動度を求めることもできる。

【００６６】前述のように発振する少なくとも１つの測
定管を備えた振動式測定装置では、各測定管の空間的偏
向が剪断力を発生させる流体の運動を引き起こす。この
流体中の剪断力は流体の粘度ηによってともに求めら
れ、摩擦損失として発振性の測定管に減衰的に作用す
る。

【００６７】励振電流ｉ_ｅｘｃと実際には直接測定でき
ない剪断力を発生させる流体運動の速度θとの比ｉ
_ｅｘｃ／θによって偏向に反対に作用する減衰を代替評
価できることがわかっている。こうした偏向の減衰はこ
こでは流体内の粘度の摩擦に帰せられる減衰成分により
ともに求められ、これを用いて粘度が求められる。相応
に粘度ηを求めるために、励振電流ｉ_ｅｘｃのほか前述
の流体運動の速度θも検出される。

【００６８】前述の米国特許出願第４５２４６１０号明
細書に記載されたプロセスでは、速度θは駆動レバーに
よって行われる駆動運動によって評価される。この駆動
運動は相応に測定管のねじれ回転に作用する。この駆動
レバーはほぼレバー装置１５に相応する。

【００６９】粘度測定の目的で前述の形式の測定値ピッ
クアップを介して速度θを検出するには、レバー装置１
５は限定された範囲でしか適していない。その理由は、
１つには、前述したようにレバー装置１５の回転軸線の
位置が可変であり、相応してつねにアクチュアルな状態
を検出しなければならないからである。もう１つにはこ
の種のレバー装置は前述の形式の測定値ピックアップ、
特にコリオリ質量流量／密度ピックアップの個所に設け
られていないことが多いからである。

【００７０】本発明の基本的な着想によれば、したがっ
て速度θを測定値ピックアップ１０のレバー装置１５で
直接には検出せず、センサ装置６０から送出されるセン
サ信号ｘ_ｓ１、ｘ_ｓ２によって得る。

【００７１】センサ信号ｘ_ｓ１、ｘ_ｓ２を粘度ηの測定
に使用することは、粘性摩擦を生じさせる流体運動の速
度θと、少なくとも前述の形式の測定値ピックアップ１
０の動作領域で再現可能な測定管１３の瞬時のラテラル
方向の偏向とが線形に関連しているという認識に基づい
ている。良好な近似による仮定では Ｘ_θ＝Ｋ_１・Ｘ_Ｖ （１） が成り立つ。ここでＸ_Ｖはセンサ信号ｘ_ｓ１および／ま
たはｘ_ｓ２から導出された速度測定値であって測定管１
３のラテラル方向の偏向の速度を瞬間的に表しており、
Ｘ_θは流体運動の速度θの評価値であって流体中の粘性
摩擦に作用し、Ｋ _１は求めるべき比例係数に対するキャ
リブレーション測定量である。

【００７２】速度測定値Ｘ_Ｖは唯一のセンサ信号ｘ_ｓ１
またはｘ_ｓ２であってもよいし、２つのセンサ信号ｘ
_ｓ１、ｘ_ｓ２、特に信号の和ｘ_ｓ１＋ｘ_ｓ２から導出さ
れた信号値（例えば瞬時の信号振幅）であってもよい。
センサ１７、１８が測定管１３の中央に対して対称に配
置され、センサ信号ｘ_ｓ１、ｘ_ｓ２が前述のように等し
い信号振幅または等しく制御された信号振幅を有する場
合、測定値ピックアップ１０での信号の和ｘ_ｓ１＋ｘ
_ｓ２はこの実施例によれば測定管１３の中央でのラテラ
ル方向の偏向に比例する。

【００７３】速度θに対する評価値Ｘ_θを形成するため
に、評価回路５０Ｂは図５、図６に概略的に示されてい
るように入力段５１を有しており、この段はセンサ信号
ｘ_{ｓ １}および／またはセンサ信号ｘ_ｓ２をディジタル処
理する第１の測定回路５１１を備え、ここで速度測定値
Ｘ_Ｖが形成される。信号振幅を測定するこの種の測定回
路は例えば米国特許出願第５６４８６１６号明細書また
は欧州特許出願公開第８６６３１９号明細書に示されて
いる。

【００７４】図６に概略的に示されているようにこの入
力段５１はさらに式（１）の実現に用いられる乗算器５
１２を有している。この乗算器は、測定回路５１１から
送出されて第１の入力側に印加される速度測定値Ｘ_Ｖと
第２の入力側に印加される比例係数Ｋ_１とを乗算し、出
力として評価値Ｘ_θを送出する。

【００７５】式（１）によって形成される関係は測定値
ピックアップ１０の実際の実現形態ごとに相応のキャリ
ブレーション測定によって求められ、測定値電子回路５
０内へ組み込まれる。比例係数Ｋ_１を求めるために、キ
ャリブレーション測定において例えば測定管１３の中央
での回転の実際速度が求められ、同時に形成されるセン
サ信号ｘ_ｓ１および／またはｘ_ｓ２に対する関係が設定
される。さらに比例係数Ｋ_１は一連の測定値ピックアッ
プに対して例えば当業技術者に周知の有限要素法によっ
て数値的に計算される。

【００７６】特に測定すべき流体が非ニュートン流体で
ある場合には、瞬時の質量流量が速度θに対して有する
影響を評価値Ｘ_θを求める際に相応に考慮しなければな
らない。すなわち非ニュートン流体では剪断力は質量流
量ｍが増大するにつれて低下する。

【００７７】測定値ピックアップ１０のキャリブレーシ
ョンの際には通常、パラメータ、例えば密度ρ、質量流
量ｍ、粘度η、および／または温度が既知となっている
２つ以上の異なる流体が順次に測定値ピックアップ１０
を通して流され、相応の測定値ピックアップ１０の応
答、例えば瞬時の励振電流ｉ_ｅｘｃおよび／または瞬時
の励振周波数ｆ_ｅｘｃが測定される。調整されたパラメ
ータおよびそのつど測定された測定値ピックアップ１０
の応答は相応に相互に関係づけられ、例えば比例係数Ｋ
_１が形成される。求められたキャリブレーション定数は
例えばディジタルデータのかたちで評価回路５０Ｂのテ
ーブルメモリに格納される。これらのデータは相応の計
算回路のアナログ調整値として利用される。ここで測定
値ピックアップのキャリブレーションが当業技術者には
それ自体周知であることを指摘し、詳細な説明を省略す
る。

【００７８】測定管１３の振動の減衰は、粘性摩擦に帰
せられる減衰成分のほか、実際には流体に依存しない減
衰成分によっても求められる。この減衰成分は摩擦力に
起因して生じ、例えば励振装置１６および測定管１３内
の材料に作用する。換言すれば、測定された励振電流ｉ
_ｅｘｃが摩擦力および／または測定値ピックアップ１０
の摩擦力全体を表している。流体の粘度ηを求める際に
は、流体に依存しない減衰成分が相応に比Δｉ_ｅｘｃ／
θから消去される。したがって粘性摩擦による励振電流
ｉ_ｅｘｃの減衰成分に相応する励振電流成分Δｉ_ｅｘｃ
と速度θとの比を求めなければならない。

【００７９】励振電流成分Δｉ_ｅｘｃ、ひいては粘性摩
擦を表す摩擦測定値Ｘ_Δｉを形成するために、振動式測
定装置の駆動中、入力段５１によって励振電流ｉ_ｅｘｃ
または瞬時の励振電流を表す励振電流測定値から相応の
無負荷電流測定値Ｋ_ｉ０が減算される。この無負荷電流
測定値は励振装置１６の前述の摩擦力を表す。このため
に入力段５１は、図６に概略的に示されているように、
特にはディジタル処理を行う第２の測定回路５１３を有
しており、この測定回路は被減数入力側に印加される励
振電流ｉ_ｅｘｃまたは励振電流測定値から減数入力側に
印加された無負荷電流測定値Ｋ_ｉ０を減算して、出力側
に摩擦測定値Ｘ_Δｉを送出する。

【００８０】無負荷電流測定値Ｋ_ｉ０は同様に振動式測
定装置のキャリブレーション中、例えば測定管１３の内
容物排出後または空気しか導通していない期間に求め、
相応に測定装置電子回路５０に記憶するか、調整しなけ
ればならない。当業技術者にとっては、必要な場合に無
負荷電流測定値Ｋ_ｉ０に影響する他の物理パラメータ、
例えば測定管および／または流体の瞬時の温度を無負荷
電流測定値Ｋ_ｉ０のキャリブレーションの際に考慮しな
ければならないことも明らかである。

【００８１】流体中の粘性摩擦に帰せられる減衰成分Δ
ｉ_ｅｘｃ／θに相応する商の値Ｘ_{Δ ｉ}／Ｘ_θを形成する
ために、評価回路５０Ｂは図５に示されているようにさ
らに第１の機能ブロック５２を有しており、このブロッ
クは被除数入力側に印加される摩擦測定値Ｘ_Δｉを除数
入力側に印加される評価値Ｘ_θによって除算するために
用いられる。

【００８２】粘度ηを前述の形式の測定値ピックアップ
によって求める場合、励振電流ｉ_{ｅ ｘｃ}および速度θの
ほか、さらに測定管１３の振動周波数および流体密度ρ
を考慮しなければならない。これについては米国特許出
願第４５２４６１０号明細書を参照されたい。

【００８３】このために評価回路５０Ｂはさらに第２の
機能ブロック５３を有しており、このブロックは密度測
定値Ｘ_ρと励振周波数測定値Ｘ_ｆとにより流体密度ρお
よび励振周波数ｆ_ｅｘｃに依存する相応の補正値Ｘ
_ρ，ｆを形成するために用いられる。

【００８４】密度測定値Ｘ_ρおよび励振周波数Ｘ_ｆは、
前述の形式の振動式測定装置、特にコリオリ質量流量／
密度測定装置の駆動時に通常求められる測定値である。
これについては例えば米国特許出願第４１８７７２１号
明細書、同第４５２４６１０号明細書、同第４８７６８
７９号明細書、同第５６４８６１６号明細書、同第５６
８７１００号明細書、または欧州特許出願公開第８６６
１３９号明細書を参照されたい。したがって本発明の粘
度ηの検出に測定値Ｘ_ｆ、Ｘ_ρを使用できることは容易
に理解される。

【００８５】補正値Ｘ_ρ，ｆについて、特に前述のよう
にねじれ振動する測定管１３では、良好な近似として機
能ブロック５３により次式が実現される。すなわち Ｘ_ρ，ｆ＝Ｘ_ρ・Ｘ_ｆ （２） が成り立つ。

【００８６】センサ１７、１８として距離測定センサが
用いられる場合、補正値Ｘ_ρ，ｆを求めるために簡単な
励振周波数測定値Ｘ_ｆに代えてその２乗値Ｘ_ｆ ^２が使用
される。つまり機能ブロック５３には式（２）に対する
乗算器のほか、更なる乗算器または２乗器が設けられ
る。

【００８７】商の値Ｘ_Δｉ／Ｘ_θおよび補正値Ｘ_ρ，ｆ
は、図５によれば、評価回路５０Ｂの第３の機能ブロッ
ク５４に供給され、再び商の値Ｘ_Δｉ／Ｘ_θと補正値Ｘ
_{ρ， ｆ}とによって粘度測定値Ｘ_ηが形成される。

【００８８】本発明の有利な実施例によれば、粘度ηは
次式に基づいて求められる。

【００８９】 Ｘ_η＝（Ｋ_２／Ｘ_ρ，ｆ）・（Ｘ_Δｉ／Ｘ_θ）^２ （３） ここでＫ_２はキャリブレーションによって求められる定
数、特に測定管１３の定格幅の２乗に依存する定数であ
る。

【００９０】式（３）によって求められる粘度測定値Ｘ
_ηは、粘度ηが小さいほどおよび／または流体密度ρが
高いほど、より精確に実際の粘度ηに一致することがわ
かっている。さらに粘度ηは、本発明の実施例では、測
定管１３の定格幅が大きくなるにつれて精確に求めるこ
とができるようになる。

【００９１】本発明の方法の別の有利な実施例によれ
ば、精確な粘度測定値Ｘ_ηの検出のために、特に５Ｐａ
ｓ（＝パスカル秒）よりも粘度ηが大きい場合、および
／または測定管１３の定格幅が８ｍｍよりも小さい場合
には、次式に基づいて検出を行う。

【００９２】

【数１】

【００９３】式（４）は実際には、１つまたは複数の測
定管を励振して測定管長手軸線を中心としたねじれ振動
を生じさせる測定値ピックアップの汎用手段を表してい
る。この実施例での測定値ピックアップ１０に対して
は、定数Ｋ_３の値は例えば０．２４〜０．２５の範囲で
存在する。式（４）は特に、前述の形式の測定値ピック
アップの動作領域内で前述のようにねじれ振動を発生さ
せる測定管では、流体中で作用する粘性依存の摩擦力が
励振電流成分Δｉ_ｅｘｃに対して半径方向で測定管長手
軸線へ向かって次第にその影響を低下させるという事実
を考慮している。定数Ｋ_３は実際には前述の逓減の２乗
成分を表す係数である。励振電流成分Δｉ _ｅｘｃひいて
は摩擦測定値Ｘ_Δｉがきわめて小さな値へ向かう場合、
式（４）は式（３）へ移行される。

【００９４】式（３）または式（４）を実現するため
に、機能ブロック５４は、図７、図８に示された本発明
の有利な実施例によれば除算器５４１を有している。こ
の除算器は商の値Ｘ_Δｉ／Ｘ_θに対する被除数入力側と
補正値Ｘ_ρ，ｆに対する除数入力側とを備えており、こ
れにより第１の中間値が形成される。さらに機能ブロッ
ク５４は計算段５４２および乗算器５４３を有してお
り、計算段は第１の中間値に対する第１の入力側を備
え、粘度ηに比例する第２の中間値が形成される。乗算
器は第１の入力側に印加される第２の中間値を定数Ｋ_２
との乗算により粘度測定値Ｘ_ηへ変換する。

【００９５】式（３）を実現するために、計算段５４２
は本発明の別の実施例によれば乗算器として構成されて
おり、このことは図７に概略的に示されている。この乗
算器は除算器５４１の出力としての第１の中間値を計算
回路５４２の第２の入力側に印加される商の値Ｘ_Δｉ／
Ｘ_θによって変換し、第２の中間値を得るために用いら
れる。

【００９６】式（４）を実現するために、計算段５４２
は本発明の別の実施例によれば、式（４）の根のなかの
差に対する相応の開平器と、根を減算している項に対す
る相応の２乗器とを有している。さらに計算段５４２は
２乗器を用いて形成される２乗値と定数Ｋ_３、Ｋ_４およ
び補正値Ｘ_ρ，ｆとを乗算するために用いられ、これに
より第２の中間値が形成される。

【００９７】さらに上述の速度θの評価は式（１）によ
れば僅かではあるが流体密度ρに依存することがわかっ
ている。これにより実際には Ｋ_１＝Ｋ_１（ρ） （５） が成り立つ。

【００９８】研究により、この実施例の測定値ピックア
ップ１０に対しては比例係数Ｋ_１は密度依存性を考慮し
て次式により求められる。すなわち Ｋ_１＝Ｋ_１，０／［１＋Ｋ_５・（Ｘ_ρ−ρ_０）］ （６） が成り立つ。ここでρ_０は測定値ピックアップ１０のキ
ャリブレーションに用いられるキャリブレーション用流
体の調整密度または測定密度であり、Ｋ_１，０はキャリ
ブレーション用流体を導通する測定管の比例係数であ
り、Ｋ_５は測定管１３の定格幅に依存するキャリブレー
ション定数である。

【００９９】式（１）に類似して比例係数Ｋ_１，０につ
いて Ｋ_１，０＝Ｘ_θ，０／Ｘ_Ｖ，０ （７） が成り立つ。ここでＸ_θ，０はキャリブレーション用流
体を導通する測定管１３の速度θを表す第１のキャリブ
レーション測定値であり、Ｘ_Ｖ，０はセンサ信号ｘ_ｓ１
から導出された第２のキャリブレーション測定値であっ
て、キャリブレーション用流体を導通する測定管１３の
ラテラル方向の偏向速度を表している。

【０１００】式（６）は、図９に概略的に示されている
ように、入力段５１の機能ブロック５１４により実現さ
れる。

【０１０１】粘度測定値Ｘ_ηの形成に利用される前述の
機能ブロック５２、５３、５４、５１４および場合によ
り乗算器５１２は、当業者に周知の手法で、例えば評価
回路５０Ｂに設けられているマイクロコンピュータと相
応にその内部に組み込まれて実行されるプログラムコー
ドとにより実現される。前述の式（１）、（２）、
（３）、（４）、（６）を相応の機能ブロックに変換
し、式（１）、（２）、（３）、（４）、（６）の実現
に用いられるマイクロコンピュータ用のプログラムコー
ドを形成することは、当業技術者にとってはそれ自体は
周知として実施されているので、ここでは詳細には説明
しない。もちろんこれらの式は容易に全体またはその一
部を相応に離散的に構成されたアナログおよび／または
ディジタル計算回路によって評価回路５０Ｂ内で表すこ
ともできる。相応に入力段５１も前述のマイクロコンピ
ュータを介して実現可能であり、ここではセンサ信号ｘ
_ｓ１、ｘ _ｓ２と検出された励振電流ｉ_ｅｘｃをアナログ
ディジタル変換器によって相応のディジタル信号に変換
可能であることも明らかである。これについては特に欧
州特許出願公開第８６６３１９号明細書を参照された
い。

【０１０２】この実施例による測定値ピックアップ１０
では特にねじれ回転が生じ、励振電流成分Δｉ_ｅｘｃと
励振電流ｉ_ｅｘｃとの比Δｉ_ｅｘｃ／ｉ_ｅｘｃは約４Ｐ
ａｓの比較粘度に正規化される。これは９０％に達する
値である。すなわち測定値ピックアップ１０は粘度ηに
対して極めて高い感度を有する。

【０１０３】また当業技術者に周知の振動タイプの他の
測定値ピックアップ、例えばヘリカル形状に湾曲された
測定管を有するピックアップを粘度ηの測定に使用する
こともできる。さらに前述したように、褶曲された測定
管または湾曲された測定管を備えた振動タイプの測定値
ピックアップを使用して、適切に粘度ηを測定すること
ができる。これは例えば米国特許出願第５６４８６１６
号明細書または同第５７９６０１１号明細書に記載され
ている。この種の測定値ピックアップは例えば比Δｉ
_ｅｘｃ／ｉ_ｅｘｃを前述の比較粘度に関連して約７０％
〜８０％有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】流体用の振動式測定装置の概略図である。

【図２】図１の振動式測定装置の測定値ピックアップ１
０の１つの実施例の第１の側面を示した図である。

【図３】図２の測定値ピックアップの第２の側面を示し
た図である。

【図４】図２の測定値ピックアップの拡大部分図であ
る。

【図５】図１の振動式測定装置の評価回路の素子のブロ
ック回路の形式を示す概略図である。

【図６】図５の評価回路の実施例の概略的なブロック回
路図である。

【図７】図５の評価回路の実施例の概略的なブロック回
路図である。

【図８】図５の評価回路の実施例の概略的なブロック回
路図である。

【図９】図５の評価回路の実施例の概略的なブロック回
路図である。

【符号の説明】

５０ 測定装置電子回路 １０ 測定値ピックアップ １３ 測定管 １４ 支持フレーム １６ 励振装置 １７、１８ センサ １００ ケーシング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミヒャエル フクス ドイツ連邦共和国 エッシュバッハ レー プヴェーク 11 (72)発明者 クリスティアン マット スイス国 エッシュ ザンクト−ヤーコプ −シュトラーセ 64 (72)発明者 ヴォルフガング ドラーム ドイツ連邦共和国 エルディング アム ホッホラインアッカー 82 Ｆターム(参考） 2F035 AA06 JA02

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路内を導かれる流体の粘度を測定する
   ための振動式測定装置において、 該振動式測定装置は、測定値検出器（１０）と測定装置
   電子回路（５０）とを有し、 前記測定値検出器（１０）は、管路に挿入された少なく
   とも１つの測定管（１３）と、該測定管（１３）に空間
   的偏向を形成するための励振装置（１６）と、該測定管
   （１３）のラテラル方向偏向に応答するセンサ装置（６
   ０）とを有し、 前記測定装置電子回路（５０）は、励振回路（５０Ａ）
   と評価回路（５０Ｂ）とを有し、 前記測定管（１３）は、流体を案内する測定管内腔（１
   ３Ａ）を有し、かつ入口側端部と出口側端部とに振動可
   能に張架されており、 前記センサ装置（６０）は、測定管（１３）の入口側偏
   向を表す第１のセンサ信号（ｘs1）と、前記測定管（１
   ３）の出口側偏向を表す第２のセンサ信号（ｘs2）とを
   形成し、 動作時に測定管（１３）は、流体に粘性摩擦を形成する
   ため、調整可能な励振周波数（ｆexc）により静止位置
   に対して相対的に振動され、 前記励振回路（５０Ａ）は、前記励振装置（１６）に供
   給される励振電流（ｉexc）を形成し、 前記評価回路（５０Ｂ）は、第１のセンサ信号（ｘs1）
   および／または第２のセンサ信号（ｘs2）と、励振電流
   （ｉexc）とを用いて、流体の粘度を表す粘度測定値
   （Ｘ_η）を形成する、ことを特徴とする振動式測定装
   置。
2. 【請求項２】 評価回路（５０Ｂ）は、第１のセンサ信
   号（ｘs1）および／または第２のセンサ信号（ｘs2）を
   用いて、流体の粘性摩擦に作用する運動の速度に対する
   推定値（Ｘ_θ）を形成する、請求項１記載の振動式測定
   装置。
3. 【請求項３】 評価回路（５０Ｂ）は、励振電流（ｉex
   c）を用いて、流体の粘性摩擦を表す摩擦測定値（Ｘ
   _Δｉ）を形成する、請求項１記載の振動式測定装置。
4. 【請求項４】 評価回路（５０Ｂ）は、摩擦測定値（Ｘ
   _Δｉ）と推定値（Ｘ _θ）とを用いて、商値（Ｘ_Δｉ／Ｘ
   _θ）を形成し、 該商値は、粘性摩擦により生じる、振動測定管（１３）
   の減衰を表す、請求項２または３記載の振動式測定装
   置。
5. 【請求項５】 測定管（１３）内には、その空間的偏向
   に基づいて測定管内腔（１３Ａ）のエラスティックな変
   形が形成される、請求項１記載の振動式測定装置。
6. 【請求項６】 測定管（１３）内には、その空間的偏向
   に基づいてねじれが測定管長手軸（１３Ｂ）を中心にし
   て形成される、請求項５記載の振動式測定装置。
7. 【請求項７】 流体の瞬時質量流量を表す質量流量測定
   値（Ｘm）を送出する、請求項１記載の振動式測定装
   置。
8. 【請求項８】 流体の瞬時密度を表す密度測定値
   （Ｘ_ρ）を送出する、請求項１記載の振動式測定装置。
9. 【請求項９】 振動式測定装置を用いて、管路内を導か
   れる流体の粘度を測定する方法であって、 前記振動式測定装置は、測定値検出器（１０）と測定装
   置電子回路とを有し、 前記測定値検出器（１０）は、管路に挿入された少なく
   とも１つの測定管（１３）と、該測定管（１３）に空間
   的偏向を形成するための励振装置（１６）と、該測定管
   のラテラル方向偏向に応答するセンサ装置（６０）とを
   有し、 前記測定装置電子回路は、励振回路（５０Ａ）と評価回
   路（５０Ｂ）とを有し、 前記測定管（１３）は動作時に調整可能な励振周波数
   （ｆexc）により静止位置に対して相対的に振動され、 前記センサ装置（６０）は、測定管（１３）の入口側偏
   向と出口側偏向とを検出し、 前記励振回路（５０Ａ）は、励振装置（１６）に供給さ
   れる励振電流（ｉexc）を形成し、 前記振動式測定装置は動作時に、流体の密度を表す密度
   測定値（Ｘ_ρ）と、励振周波数（ｆexc）を表す励振周
   波数測定値（Ｘf）とを送出する形式のものにおいて、 測定管（１３）を励振周波数（ｆexc）により流体中に
   粘性摩擦を形成するために振動させ、 励振装置（１６）に供給される励振電流（ｉexc）を、
   粘性摩擦を表す摩擦測定値（Ｘ_Δｉ）の形成のために検
   出し、 測定管（１３）の入口側および／または出口側偏向を、
   粘性摩擦を生じさせる、流体の運動の速度を表す推定値
   （Ｘ_θ）の形成のために検出し、 摩擦測定値（Ｘ_Δｉ）を推定値（Ｘ_θ）により除算し、
   粘性摩擦により生じる、振動測定管の減衰を表す商値
   （Ｘ_Δｉ／Ｘ_θ）を形成し、 流体の密度と励振周波数（ｆexc）とに依存する補正値
   （Ｘ_ρ、ｆ）を、密度測定値（Ｘ_ρ）と励振周波数測定
   値（Ｘf）とを用いて形成し、 粘度を表す粘度測定値（Ｘ_η）を、商値（Ｘ_Δｉ／
   Ｘ_θ）と補正値（Ｘ_ρ、ｆ）とを用いて形成する、こと
   を特徴とする方法。
10. 【請求項１０】 粘度測定値（Ｘ_η）を形成するため
    に、商値（Ｘ_Δｉ／Ｘ _θ）を補正値（Ｘ_ρ、ｆ）により
    除算する、請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】 粘度測定値（Ｘ_η）を形成するため
    に、商値（Ｘ_Δｉ／Ｘ _θ）を２乗する、請求項９記載の
    方法。