NL1023395C2 - Coriolis Massastroommeter. - Google Patents

Description

I Titel: Coriolis Massastroommeter I De uitvinding heeft betrekking op een Coriolis massastroommeter (Coriolis I Mass Flow Meter) en op een werkwijze voor het meten van de grootte van een I massastroom door buis.

I US octrooi No 5,321,991 beschrijft een opzetbare Coriolis I 5 massastroommeter. Een Coriolis massastroommeter maakt gebruik van de I dwarskrachten die opgewekt worden in een stromende vloeistof als de buis onderhevig I is aan trillingen dwars op de stroomrichting. Wanneer de vloeistof door een buis I stroomt die dwars op de asrichting van de buis in trilling gebracht wordt, dan oefent een I denkbeeldige schij f van de vloeistof in een dwarsdoorsnede van de buis een Coriolis I 10 dwarskracht uit op de buis die strikt lineair evenredig is met de totale massastroom van I dat segment. Door het resulterende effect op de uitwijking van de buis te meten verkrijgt men een meting die een maat is voor de massastroom.

I De stand der techniek maakt gebruik van een trillingsmodel in termen van I trillingsmodes. Het trillingmodel gaat ervan uit dat een ingeklemde buis een aantal I 15 trillingsmodes heeft (gelabeld met een index "m"), in elk waarvan de buis, als de massastroom nul zou zijn in afwezigheid van excitatie, gedempt zou kunnen trillen met I een uitwijking dwars op de buis van um(x,t)= C(t) sm(x) I 20 I De x afhankelijkheid sm(x) van deze trilling voor een bepaalde mode m wordt de I modeshape genoemd. Specifiek aan dit model is dat er in een trillingsmode een I tijdsonafhankelijke evenredigheidsfactor bestaat tussen de uitwijking op verschillende posities x.

25 De modeshape is over het algemeen afhankelijk van de eigenschappen van buis 10 en zijn inklemming.

De trillingsfrequenties van de verschillende modes bepalen de resonantie frequenties van de buis. Wanneer de buis in uitwijking gebracht wordt met een tijdsperiodiek signaal exp(io>t) met een frequentie op of rond de resonantiefrequentie van een bepaalde mode dan worden de uitwijkingen u(x,t) van de buis voornamelijk bepaald door de modeshape sm(x) van de betrokken mode: u(x,t) = Bm sm (x) exp(icot) H In afwezigheid van een massastroom en bij geringe demping zijn de uitwijkingen u(x,t)

in deze enkele mode op alle posities x in fase. In aanwezigheid van een massastroom Q

ontstaat er een plaatsafhankelijke dwarskracht Fc op de buis I 10 Fc = 2Q d2u/dxdt

Deze kracht veroorzaakt een koppeling tussen de modes waardoor er afwijkingen tussen de uitwijking u(x,t) en de vorm van de resonante modeshape ontstaan, met de vorm van de modeshapes van andere modes.

15 In de stand der techniek wordt de massastroom Q gemeten door de buis in I trilling te brengen op de frequentie van een bepaalde mode en vervolgens de amplitude te meten van de uitwijkingen van de buis op plaatsen waar in afwezigheid van I massastroom knopen in de trilling van de betrokken mode zouden optreden. De gemeten I trillingsamplitude is zodoende een maat voor de massastroom Q.

20 De afwijkingen van de resonante mode zijn ongeveer negentig graden uit fase met de resonante mode zelf. Daarvan wordt ook wel gebruik gemaakt bij het meten van I de massastroom Q, bijvoorbeeld door de faseverschillen te meten van de nuldoorgangen I op twee verschillende posities op de buis, die het gevolg zijn van de excitatie van de resonante mode en niet resonante modes.

I 25 Beide soorten metingen zijn relatief, in de zin dat er veranderingen in de massastroom Q mee gemeten kunnen worden, maar dat er een of meerdere I calibratiefactoren nodig om de massastroom in absolute zin te kunnen meten. De I calibratiefactoren hangen af van de specifieke eigenschappen van de buis, die vaak van I externe invloeden zoals de temperatuur afhankelijk zijn. In de stand der techniek I 30 worden de calibratiefactoren empirisch bepaald, door bij minstens twee verschillende I gegeven massastromen de response te meten. Dankzij de strikte lineairiteit is de meter I hiermee volledig geijkt.

I « fi O Λ O Λ ~ 3 I In het geval van "inline" Coriolis massastroommeters, die met buis en al I gefabriceerd worden en later in een buizensysteem worden gemonteerd kan de I calibratiefactor al voor montage bepaald worden. In "clamp on" Coriolis I massastroommeters die extern op buizen van een bestaand buizensysteem gemonteerd I 5 worden kan de calibratiefactor pas na montage bepaald worden.

I Het normale bedrij f van bestaande buizensystemen moet in beide gevallen I onderbroken worden om de Coriolis massastroommeter geijkt te kunnen gebruiken.

I Verder is een dergelijke ijking gevoelig voor veranderingen van de eigenschappen van I de gebruikte buis, bijvoorbeeld door temperatuursvariaties of slijtage, hetgeen herhaalde I 10 onderbrekingen van het normale bedrijf voor hernieuwde ijking nodig kan maken.

Het is, onder meer, een doel van de uitvinding om te voorzien in een I impliciete of expliciete "in process" calibratie van een Corioliskracht

Massastroommeter voor het impliciet of expliciet bepalen van één of meer I 15 calibratiefactoren terwijl er een onbekende massastroom door de buis stroomt.

I Het is, onder meer, een doel van de uitvinding om te voorzien in een I werkwijze voor het bepalen van een massastroom en een Coriolis massastroommeter die I in staat zijn een onbekende massastroom door een buis in absolute zin te bepalen zonder dat calibratiefactoren nodig zijn die alleen door onderbreking of verandering van een I 20 normale stroom door de buis bepaald kan worden.

I Het is, onder meer, een verder doel van de uitvinding om te hierin met name H voor een "clamp on" Coriolis massastroommeter te voorzien.

De uitvinding voorziet in een werkwijze volgens conclusie 1. Volgens deze werkwijze word een benodigde calibratiefactor van een buis "in process" bepaald 25 terwijl er een niet bekend veronderstelde massastroom door de buis loopt. De calibratiefactor wordt expliciet of impliciet bepaald, dat wil zeggen dat de calibratiefactor of tenminste modelparameters die de calibratiefactor vastleggen bepaald worden. De massastroom wordt bijvoorkeur uit dezelfde metingen (gedaan terwijl de massastroom door de buis loopt) bepaald waaruit ook de calibratiefactor en/of 30 modelparameters die de calibratiefactor vastleggen bepaald worden.

De bepaling van de calibratiefactor gebeurt met behulp van een model voor het gedrag van de buis dat naast de massastroom een aantal modelparameters van het I 1 0 9 3 3 Q κ mechanisch gedrag van de buis als vrije parameters heeft. De buis wordt op verschillende frequenties geëxciteerd, waarbij de grootte van de excitatie krachten en/of momenten bepaald wordt en de resulterende responsie van de buis. Met responsie wordt hier bedoeld de uitwijking en/of verdraaiing (ook wel "rotatie" genoemd) van enig 5 buissegment in enige richting, een eerste of hogere orde tijdsafgeleide hiervan, of een fase en amplitude van een frequentieresponse van een van deze grootheden. Uit de combinatie van de excitatie kracht en/of moment en de daarmee opgewekte responsie H voor de verschillende frequenties worden de modelparameters, waaronder de onbekende H massastroom, geschat en, eventueel impliciet, gebruikt voor de berekening van één of 10 meer calibratiefactoren (de metingen kunnen zowel amplitude als fase metingen H omvatten).

In een uitvoeringsvorm wordt de buis geexciteerd in meerdere verschillende trillingsmodes door middel van excitatie met een frequentie op of nabij de resonatiefrequentie van de betrokken trillingsmodes en worden de modeshape en 15 parameters van een frequentieresponse van elk van de trillingsmode geschat. Hieruit volgt de koppelingssterkte waarmee de Coiiolis kracht bij excitatie in één trillingsmode I responsiepatronen in andere trillingsmodes opwekt, zodat aan de hand van metingen aan die responsiepatronen de massastroom berekend kan worden.

20 Deze en andere doelstellingen en voordelige aspecten van de uitvinding H zullen nader worden beschreven aan de hand van de volgende figuren.

Figuur 1 toont een massastroommeter

Figuur 2 toont een flow-chart voor het bepalen van een massastroom 25 Figuur 3 toont een buis met actieve inklemming I Figuur 4 toont een buis met een verdere actieve inklemming I Figuur 5 toont een buis met een frame tussen de inklemmingen 30 Figuur 1 toont een massastroommeter voorzien van een buis 10, I inklemelementen 12a,b, waarmee buis 10 op twee posities is vastgeklemd, sensoren I 14a-e die op een axiale reeks posities tussen inklemelementen 12a,b aan buis 10 H f-V / Λ r\ I gekoppeld zijn, een excitator 16, eenkrachtsensor 17 en een verwerkingscircuit 18 dat aan de sensoren 14a-e, 17 en de excitator gekoppeld is.

In bedrijf stroomt er vloeistof door buis 10 en wordt de wand van buis 10 dwars op de stroomrichting in trilling gebracht met excitator 16 die een van tijd t 5 afhankelijke kracht Fe(t) uitoefent op de buiswand op een positie xO langs een denkbeeldige x-as die samenvalt met de stroomrichting van buis 10. In figuur 1 wordt bij wijze van voorbeeld een excitator getoond die een kracht op een punt uitoefent, maar er kan ook gebruik gemaakt worden van meerdere excitatoren, of een excitator die een koppel N uitoefent, bijvoorbeeld door middel van een paar onderling tegengestelde 10 krachten N/d, -N/d op twee dichtbij elkaar gelegen punten op de buis op onderlinge afstand d. Ook combinaties van krachten en koppels zijn mogelijk. Als gevolg van de kracht en/of het koppel kromt zich buis 10, waarbij buis 10 als functie een uitwijking u(x,t) krijgt dwars op de x-as als functie van de positie x langs de x-as.

In tegenstelling tot conventionele Coriolis massastroommeters, waarin de 15 excitatie in de knopen (nulpunten van de modeshapes) van bepaalde modes gebeurt is excitator 16 bij voorkeur zo aangebracht dat hij de kracht op een positie buiten de knopen van een aantal relevante (lage orde) modes op buis 10 overbrengt, zodat al deze modes met excitator 16 kunnen worden geëxciteerd. .

De uitwijking u(x,t) is afhankelijk van de elastische parameters van buis 10, 20 het effect van inklemelementen 12a,b en een zogenoemde Coriolis kracht Fc, die continu over de buis verdeeld is en afhankelijk is van de tijd en ruimte afgeleide van de uitwijking u(x,t):

Fc(x) = 2Q d2u/dxdt

Hierin is Q de massastroom door buis 10 (bijvoorbeeld in kg/sec), en Fc-dx de totale Corioliskracht die over een lengte dx op de buis wordt uitgeoefend. De uitwijking is een response van buis 10 op de somkrachtverdeling Ft 30 Ft(x}=Fe(x)+Fc(x)

1 Π 9 Q 3 Q K

van de krachten Fe die door excitator 16 als functie van plaats en tijd wordt uitgeoefend en de opgewekte Coriolis kracht Fc als functie van plaats en tijd wordt uitgeoefend. Q wordt "in process" bepaald aan de hand van het effect ervan op de uitwijkingen u(x,t). Daarbij wordt gebruik gemaakt van een trillingsmodel van buis 10 waarin een aantal H 5 vrije parameters eveneens in process (in aanwezigheid van een onbekende massastroom H Q) bepaald worden.

Een voorbeeld van trillingmodel gaat ervan uit dat de trillingen van buis 10 beschreven kunnen worden als een samenstel van een aantal modes die elk nagenoeg een tweede orde resonantiegedrag hebben. Wanneer buis 10 wordt geëxciteerd met een 10 periodieke krachtverdeling Fe= Ae(x)*exp(iö)t) met frequentie ω, waarbij Fe-dx de totale exitatiekracht is die over een lengte dx op de buis wordt uitgeoefend, kan de uitwijking u(x,t) een lineaire combinatie zijn van een aantal verschillende modeshapes sm(x): 15 u(x, t>= Σ Bm Sm(x) exp(irot) I De som wordt genomen over een aantal waarden m die verschillende modes onderscheiden. In het geval van een tweede orde resonantiegedrag kan de I frequentieafhankelijkheid waarmee de excitatiefactor Bm van de totale krachtverdeling I 20 Ft=At(x) exp(icot) op buis 10 afhangt, met een beperkt aantal vrije parameters I beschreven worden:

Bm= Dm / ( km+igm ω -Mm ω2), waarin Dm * ƒ dx At(x) s™ (x) 25 De vrije parameters zijn hier de getallen km, gm en Mm, die de trillingsfrequentie en dempingsfactor van de mode m vastleggen alsmede de stijfheid van de reactie op krachten. (Het resultaat van het model verandert niet als sm(x) met een factor vermenigvuldigd wordt terwijl km, gm en Mm met het kwadraat van dezelfde factor vermenigvuldigd worden. Daarom mag zonder beperking aangenomen worden dat 30 sm(x) op de één of andere wijze genormaliseerd is).

De excitatiefactor Bm beschrijft de amplitude en fase waarmee de modeshape sm(x) ten gevolge van een bepaalde mode vertegenwoordigd is. In praktijk I 7 I blijken de factoren Bm van de modes van de laagte ordes, dat wil zeggen de modes met I de laagste resonantiefrequenties, over het algemeen veel groter te zijn dan de factoren I Bm voor hogere orde modes. De factor At(x) die de uitgeoefende krachten omvat, bevat I de som van bijdrages Ae(x), Ac(x) van de excitatiekracht Fe en de Corioliskracht Fc. De I 5 Coriolis kracht wordt op een bereik aan posities uitgeoefend. Wanneer de I excitatiekracht Fe op of rond een enkele positie XO wordt uitgeoefend, met een grootte I die kortweg als "Ae" geschreven wordt (welke gemeten wordt met sensor 17, of bepaald I door de aansturing van actuator 16; in principe bevat Ae ook een fasefactor, maar door I alle andere grootheden relatief t.o.v. van de fase van Ae te meten kan de fase op nul I 10 gesteld worden), is de factor Dm een som van het effect van deze krachten.

I Dm= Ae Sm (xO) + 2ico Q Σπ,· B m· ƒ dx sm (x) (dSm<x)/dx) I Deze formule geldt voor excitatie met alleen verplaatsingskrachten. In het geval dat I 15 excitator 16 een moment Ne opwekt (onderling tegengestelde krachten Fe=+-Ne/d op I dicht bij elkaar gelegen posities met onderlinge aftand d op buis 10) moet bij de eerste I term Ne sm'(x0) opgeteld worden (waarbij Sm' de afgeleide van Sm naar x is).

I Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een model als het bovenstaande gebruikt om de massastroom Q te bepalen uit metingen aan de responsie 20 van de buis, zoals bijvoorbeeld de uitwijkingen V', op verschillende posities langs buis I 10 bij verschillende excitatie frequenties. Bij voorkeur wordt daarbij gebruik gemaakt van een kleinste kwadraten techniek, waarbij de parameters, waaronder Q, de I modeshapes en de parameters km, gm, Mm voor een aantal verschillende modes zo gekozen worden dat een som, van de kwadraten van de afwijkingen tussen de gemeten I 25 responsie en de responsie die volgens bovenstaande vergelijkingen voorspeld worden, geminimaliseerd wordt. In plaats van met een kleinste kwadraten techniek kunnen de parameters, waaronder Q, ook direct uit de metingen geschat worden.

Bovenstaande vergelijking kan in matrixvoim worden uitgedrukt,

30 D= P Ae + 2iö> Q R B

I 10?3 3q<, H met vectoren D en B die als componenten Dm en Bm hebben, en een vector P en een matrix R met als componenten

Pm= Sm(xO) R mm' =i dx sm (x) (dsm<x)/dx)

Hierbij kan worden opgemerkt dat de matrix R bij perfecte inklemming antisymmetrisch is (Rmm- -Rrn’m). Als men verder gebruik maakt van diagonaalmatrices k, g, M met op de diagonaal de parameters km, gm, Mm voor de

verschillende modes dan volgt voor de factoren B

I B= (k+igtö -Μ ω 2 - 2ίω Q R)*1 P Ae

Deze formule beschrijft het effect van de massastroom Q op de factoren Bm waarmee de modes aan de uitwijking u bijdragen in response op een excitatiekracht Ae. Een 15 massastroom Q heeft zodoende effect op de waarneembare uitwijkingen.

I In praktijk is de verstoring door de massastroom Q meestal relatief klein. In dit geval kan men gébruik maken van een eerste orde benadering, waarin I Bjn~ (km'tigm© —Mm ö) ) P m Ae I 20 I - 2i(ö Q (km+igm© —Mm CO ) ' Σni Rmm' (km^’i&n'CO —Mra· CO2) Pm' Ae

Hiermee ligt de waarneembare uitwijking vast volgens I 25 u(x, t)= Σ Bm sm(x) exp(icot) I Bij excitatie van buis 10 met krachten en/of momenten met een frequentie co rond de I resonantiefrequentie ü>0 van een mode 1¾ (waar Owt-igmoco -Mn» ω2) klein is), bevat de I waarneembare uitwijking een component G die bij benadering onafhankelijk is van de I 30 excitatiefrequentie, alsmede een component H die sterk verandert met veranderende I excitatiefrequentie: I IJ 0 O O Q f'. s: 9 I Bm= Gm(©o) "* Hm((0) I Voor de excitatiefactor Bnio van de resonante mode kan de sterk veranderlijke I component Hmo bij benadering beschreven worden door I 5 I Hmo11 (kmo^igmo^ —Mmo © ) P mo Αβ I · 2ίω Q (knuf^i&no© —Mmo © ) Σin'Rmom' (km1-Mm' © ) Pm* Ae I 10 Voor de excitatiefactoren van de andere (bij de betrokken frequentie niet resonante) I modes m^nio geldt bij benadering dat de onafhankelijke component rond resonantie van I de mode m<, voldoet aan I Gm= (knj—Mm 0>o ) Pm Ae I 15 I en dat de sterk veranderlijke component voldoet aan excitatiecoëfficienten voor de verschillende modes, gewogen met de modeshapes van de H betrokken modes op de plaats van de betrokken sensorpositie. Het reële deel van deze fasefactor is het reële deel van de fasefactor van de excitatiecoëfficient van de resonante H mode, gewogen met de modeshape van deze resonante mode.

5 Door de uitwijkingen te meten bij verschillende frequenties rond de H resonantie frequentie kan men de parameters van de sterk frequentieaihankelijke factor (kmo+igmo® -Mmo ω2)'1 vaststellen, alsmede de fasefactoren van de uitwijking voor verschillende sensorposities. Uit de manier waarop het reeele deel van de fasefactor van de positie van de sensor op buis 10 afhangt volgt vervolgens de modeshape van de 10 resonante mode (welke, zoals eerder genoemd, volgens een willekeurige conventie genormeerd wordt).

Op deze wijze kunnen de parameters van de sterk frequentieaihankelijke factoren en de modeshapes van alle betrokken modes worden bepaald. Met behulp van de gevonden modeshapes kan vervolgens het imaginaire deel Itno(x) van de fasefactoren 15 gemeten bij excitatie met een frequentie rond de resonantie frequentie van een mode nio I als functie van de sensor positie ontbonden worden in componenten in de vorm van de verschillende modeshapes I Imo (x)= Σ^χηοιη Sm(x) I 20 I Als de modeshapes orhtogonaal zijn kan een ontbindingscoefficient otmom berekend I worden uit jdx Imo (x) s m(x). In dit geval volstaat een schatting van de modeshape van I een enkele mode om de coefficient dmom te bepalen, voor zover Inu(x) voldoende bekend I is. In het algemeen kunnen de coëfficiënten bepaald worden door deze op te lossen uit 25 een stelsel vergelijkingen van het bovenstaande type, die verkregen uit metingen van I Imo(x) op verschillende posities x.

I Uit elke coëfficiënten Omom kan, met behulp van de reeds bepaalde parameters I 1¾ en Mm uit de frequentieaihankelijke factoren, de term Q Rmm' Pm' geschat worden. De I componenten Rmm· van de koppelingsmatrix R en Pm· van de vector P kunnen door I 30 middel van interpolatie uit de modeshapes berekend worden. Hierbij kan de betrokken I integraaluitdrukking voor R geschat worden met elke willekeurige techniek voor het I 1 09 3 3 11 berekenen van integralen op basis van waardes van de modeshapes op een aantal posities langs buis 10. Zodoende is het mogelijk om Q te schatten.

Q = -®mom (km - Mm C0o )/ (2i(ü0 Rmmo P mo Αβ)

5 Desgewenst kan gebruik gemaakt worden van het feit dat de matrix R

I antisymmetrisch is. In dit geval worden de wederkerige koppelingen Omm· oWm tussen I twee modes geschat, bijvoorbeeld door te exciteren met frequenties rond de I resonantiefrequenties van de twee betrokken modes en bij elke frequentie uit de I opgewekte component van de niet-resonante mode de koppeling te schatten. Vervolgens I 10 wordt de massastroom geschat uit I Q={0^m " Mro ÖW ) Qm,n/(2i©m' P m' Αβ*) "(km*" Mm' ©m ) (2iö>m P m Ae) } I ^Rnrtn).

I 15 (com· en tOm· zijn de resonantiefrequenties van de betrokken modes, en Ae en Ae'zijn de I groottes van de betrokken krachten). Zodoende worden storende effecten geëlimineerd I van andere koppelingen, die niet antissymmetrisch zijn.

I Als buis 10 spiegelsymmetrisch is rond een punt midden tussen de I inklemmingen, en als ook de inklemming symmetrisch is, zijn de modeshapes even of I 20 oneven rond dit middelpunt. In dit geval koppelt de massastroom even en oneven I modes, maar niet even modes onderling of oneven modes onderling. Derhalve wordt I bij voorkeur de koppeling tussen een even en een oneven mode gebruikt om de I massastroom te bepalen.

I Samenvattend blijkt dus dat de massastroom bepaald kan worden uit de I 25 component van de gemeten uitwijkingen die de vorm van een bepaalde modeshape I heeft, bij excitatie met krachten en/of momenten met een frequentie rond een I resonantiefrequentie. Bijvoorkeur wordt de component van de uitwijkingen met de I modeshape van een andere mode dan de resonante mode hiervoor gebruikt. Voor deze bepaling is een schatting van de modeshapes van tenminste de resonante mode en de 30 mode waaraan de uitwijking gemeten is nodig, en verder zijn de resonantieparameters k, g, M van tenminste twee modes nodig (of andere parameters die de sterke frequentieafhankelijkheid vastleggen). De modeshapes en de resonantie parameters i Π O Q Q ik ~ H worden bepaald door te meten met excitatie krachten en/of momenten met frequenties rond de resonantie frequenties van de betrokken verschillende modes.

Hoewel met een dergelijke bepaling het principe van de "in process" schatting van de massastroom Q expliciet gemaakt wordt, worden de relevante parameters 5 bij voorkeur met een impliciete berekening, zoals een kleinste kwadratentechniek geschat. Hiervoor worden metingen aan de uitwijkingen (of snelheden, of versnellingen of plaatsafgeleiden hiervan) gebruikt bij excitatie met signalen die spectrale componenten rond tenminste twee verschillende resonantiefrequenties omvatten. Op deze manier kan de massastroom in process bepaald worden.

10 Figuur 2 toont een flow-chart van een uitvoeringsvorm van een werkwijze I waarmee verwerkingcircuit 18 de massastroom Q bepaalt. In een eerste stap 21 wordt het meetproces gestart. In een tweede stap 22 stuurt verweikingscircuit 18 excitator 16 zo dat deze kracht uitoefent op buis 10. Verwerkingscircuit 18 registreert de grootte van deze kracht aan de hand van signalen uit krachtsensor 17.

15 In een derde stap 33 registreert verwerkingscircuit de uitwijking u(x,t) op een aantal posities xi (i=0,1,..) aan de hand van signalen van sensoren 14a-e. Vervolgens

I voert verwerkingscircuit 18 een vierde stap 24 uit, waarin het de massastroom Q

berekent uit de gemeten uitwijkingen u(xi,t) en de gemeten kracht I Hierbij wordt het effect van de elastische parameters "in process" I 20 geëlimineerd, dat wil zeggen uit metingen gedaan terwijl er een op voorhand onbekende I massastroom Q door buis 10 loopt.

I In een uitvoeringsvorm kiest verwerkingseenheid 18 de meetfrequenties nabij I de resonantie frequenties van een aantal verschillende modes. Bijvoorkeur is I verwerkingseenheid 18 ingericht om deze resonantiefrequenties op te zoeken, I 25 bijvoorbeeld door een frequentiesweep uit te voeren en te detecteren rond welk I frequenties de responsie piekt, of door voor een groot aantal verschillende frrequenties I te meten hoe groot de responsie is, of door de pieken te bepalen in een spectraalanalyse I van de reponsie op een pulsexcitatie.

I In beginsel volstaat het om bij zoveel frequenties en posities te meten dat er I 30 minstens evenveel vergelijkingen ontstaan als dat er vrije parameters (inclusief Q) zijn, I maar verwerkingscircuit 18 maakt bij voorkeur gebruik van metingen voor een zo groot I aantal frequenties dat het stelsel overbepaald raakt. In dat geval kan gebruik gemaakt 13 worden van een op zich bekende kleinste kwadraten techniek om de combinatie van vrije parameters en massastroom Q op te lossen die met de minste fout de gemeten uitwijkingen voorspelt.

Het is bij het oplossen niet nodig dat de vrije parameters van het model eerst 5 berekend worden en vervolgens de massastroom Q op basis van de eerst berekende parameters. In principe kunnen de massastroom Q en de vrije parameters gezamenlijk opgelost worden, bijvoorbeeld met een gemeenschappelijke minimalisatie van de fout

Over het algemeen zal de massastroom sneller veranderen dan de vrije parameters. Daarom kan in een reeks metingen van verschillende massastromen ook 10 volstaan worden met een enkele bepaling van de vrije parameters, die vervolgens voor een reeks verschillende berekeningen van de massastroom Q op verschillende momenten gebruikt wordt. Effectief berekent men zodoende uit één meting calibratiefactoren voor andere metingen. Verder kunnen eerder bepaalde waardes van de vrije parameters gébruikt worden als initiële waarden in een iteratieve oplossing van de 15 vrije parameters en/of de massastroom.

In de uitvoeringsvorm van figuur 1 wordt de excitatiekracht gemeten met krachtsensor 17, maar het zal duidelijk zijn dat een dergelijke sensor niet nodig is wanneer gebruik gemaakt wordt van een geijkte excitator 16 die bij een gegeven aanstuursterkte door verwerkingseenheid 18 een voorspelbare kracht opwekt. Verder zal 20 duidelijk zijn dat de kracht over het algemeen indirect zal worden gemeten, bijvoorbeeld door de elastische vervorming van een exciterende overbrenging te meten, bijvoorbeeld met een rekstrookje, en uit een bekende relatie tussen vervorming en kracht de kracht te berekenen. Ook kan bijvoorbeeld de kracht met een bekende bewegende massa uitgeoefend worden, waarbij een versnellingsopnemer gebruikt wordt 25 om de kracht te meten.

Verder zal het duidelijk zijn dat, hoewel het model in termen van uitwijkingsmetingen u beschreven wordt, er ook gebruik gemaakt kan worden van metingen van de snelheden (v(x,t)=du/dt) of versnellingen (dv/dt) van verschillende locaties op buis 10. Dit is een kwestie van een frequentiefactor in de gebruikte formules. 30 Ook kan gebruik gemaakt worden van een model en overeenkomstige metingen, waarbij het model de responsie van de buis beschrijft in termen van de verdraaiing van een buissegment, of in termen van uitwijkingen en/of verdraaiingen in meerdere 1023395 verschillende bewegingsrichtingen, of in termen van een eerste of hogere orde tijdsafgeleide van een van deze grootheden.

I In de beschreven uitvoeringsvorm worden de excitatie krachten van verschillende frequenties achtereenvolgens opgewekt, waarbij achtereenvolgens 5 tijdsperiodieke krachten van een verschillende frequentie opgewekt worden. Vervolgens worden de amplitude en fase van de uitwijkingen op verschillende posities langs buis 10 gemeten. Maar het zal duidelijk zijn dat de excitatie ook met een deel of alle frequenties gelijktijdig opgewekt kan worden, bijvoorbeeld door gebruik te maken van pulsexcitatie, of een lineaire combinatie van een beperkt aantal tijdsperiodieke signalen I 10 van verschillende frequenties. De response op verschillende frequenties kan vervolgens I door middel van een Fourier transform, of door filtering uit de gemeten uitwijkingen I u(x,t) afgeleid worden.

I Verder zal het duidelijk zijn dat, voor het verkrijgen van een voldoende of I meer dan voldoende aantal vergelijkingen voor het oplossen van Q, behalve van (of in 15 plaats van) een voldoende groot aantal frequenties en posities xi ook gebruik gemaakt I kan worden van onafhankelijke excitatie op meerdere posities x langs buis 10, of door gebruik te maken van combinaties van veiplaatsingsexcitaties en momentexcitaties.

Zodoende kan het onderscheid tussen verschillende modes gerealiseerd worden met I verschillende plaatsafhankelijke excitaties, ten dele of geheel in plaats van met I 20 verschillende frequenties. De gemeten uitwijkingen in response op elk van deze excitaties, of op lineair onafhankelijke combinaties van dergelijke excitaties, leveren I een aantal onafhankelijke vergelijkingen voor de parameters en de massastroom Q.

I In het voorgaande is de uitvinding beschreven is in termen van een techniek waarin de parameters en modeshapes van verschillende resonatiemodes geschat worden.

I 25 De uitvinding is hiertoe echter niet beperkt. In plaats van een model in termen van I trillingsmodes kunnen andere soorten modellen gebruikt worden, zoals bijvooibeeld een I model in termen van differentiaalvergelijkingen. Een eenvoudig voorbeeld van een I dergelijk model in het frequentiedomein gebruikt de volgende vergelijkingen: I 1023385 15

Mf2=_u,w dbr k(x) I = Μ„(χ,ω) I dx I = -m(x)(02u(x) + 2ΐωζ)φ(χ) - Fal (χ,ω) I 5 I Hierin zijn I - m(x) de totale axiale massaverdeling van buis + medium; I - k(x) de locale buigsterkte; I - Q de massastroom; I 10 - Fexfaoï) en Μ^χ,ω) de verdeling van de extern op de buis inwerkende dwarskrachten I resp. -momenten.

I Uit een dergelijk model kunnen, op op zich bekende wijze gegeven de I krachten en momenten Ρ^χ,ώ) en Μ^χ,ώ) en de modelparameters m(x), k(x) en I Q, de uitwijkingen u berekend worden. Hiertoe kan men bijvoorbeeld op zich bekende I 15 simulatietechnieken gebruiken, of oplossingstechnieken voor differentiaal I vergelijkingen.

Hiermee kan men Q schatten door de buisresponsie en de krachten en/of I momenten op een aantal punten te meten, en door gebruik te maken van een kleinste kwadraten techniek die de parameters Q, m(x) en k(x) schat die een som van de I 20 kwadraten van de afwijkingen tussen de berekeningen en de metingen minimaliseert I (m(x) en k(x) mogen hierbij complexe parameters zijn, waarvan het imaginaire deel I bijvoorbeeld de invloed van demping kan beschrijven). Daarbij worden de functies m(x) en k(x) bijvoorkeur geparametriseerd, bijvoorbeeld door middel van een aantal coëfficiënten van polynomen P(x) waarmee deze functies benaderd worden. In dit geval 25 worden deze coëfficiënten geschat met de kleinste kwadraten methode.

I In principe levert een dergelijke benadering hetzelfde effect als gebruik van I een trillingsmode model, waarin de resonantieparameters en modeshapes geschat I worden. Het voordeel van het gebruik van een differentiaal model is echter dat met dit I model door de parameters m(x), k(x) het dynamische gedrag van het ingeklemde H buisdeel onder invloed van externe krachten in principe volledig vastgelegd wordt, ook voor bijvoorbeeld frequenties die hoger zijn dan de hoogste frequentie waarbij gemeten

H

Uiteraard is de uitvinding niet beperkt tot het specifieke dififerentiaalmodel 5 dat hierboven beschreven werd. Uitgebreidere modellen kan men bijvoorbeeld vinden in

C.A.F. De Jong,'Analysis ofpulsations and vibrations in fluid-fiUedpipe systems' (PhD

I Thesis, ISBN 90-386-0074-7). TNO Institute of Applied Physics, Delft, 1994, of G.

Sultan and J. Hemp, 'Modelling of the Coriolis mass flow meter1, Journal of Sound and

Vibration 132(3), 473-489 (1989). Zo kan men in het model bijvoorbeeld een term voor I 10 de locale wrijvingsdemping toevoegen gQc)icou(x) aan de vergelijking voor dF/dx. Als H de buisdiameter groter is dan ongeveer 1/6 van de golflengte van de in de buis opgewekte buiggolven, voegt men bijvoorkeur termen toe die de locale afschuifsterkte G(x), van de buis vertegenwoordigen, en de axiale verdeling v.h. massatraagheids- moment van een buisschijfje voor dwarsrotatie, I(x). Aan de vergelijking voor dF/dx 15 moet dan de term \/g(x)'2i(aQF(x) worden toegevoegd, aan de vergelijking voor dM/dx I de term -I(x) a} φίχ), en aan de vergelijking voor du/dx de term \/G(x)'F(x).

I Zodoende kan naar behoefte elk model gebruikt worden waarin de benodigde parameters voor het beschrijven van het gedrag van buis 10 zijn opgenomen.

I Vervolgens wordt dit model gebruikt om "in process" de massastroom en de relevante 20 parameters van het model te schatten.

Hoewel in figuur 1 een rechte buis 10 getoond wordt met constante diameter I zal het duidelijk zijn dat de uitvinding niet tot dergelijke buizen beperkt is. De gebruikte I modellen kunnen ook op buizen van een andere vorm worden toegepast, bijvoorbeeld I op een buis die in een bocht loopt of een buis waarvan de dikte als functie van de positie I 25 verandert. Doordat gebruik gemaakt wordt van een aanpasbaar model is de bepaling van I de massastroom Q hiervan niet afhankelijk.

Bij gebruik van perfecte inklemelementen 12a,b treden de opgewekte I trillingen in buis 10 alleen tussen inklemelementen 12a,b op en niet daarbuiten.

I Anderzijds hebben externe krachten, die op of voorbij de inklemelementen op de buis I 30 inwerken, bij perfecte inklemming geen invloed op de responsie van het buisgedeelte I tussen de inklemelementen. In dit geval is in het trillingsmode model geen extrapolatie van de modeshapes tot voorbij de inklempunten nodig, en kan als randvoorwaarde voor 17 de differentiaalvergelijkingen genomen worden dat de uitwijking en rotatie op de inklempunten nul is.

Bij minder goede inklemming wordt buis 10 ook buiten de inklempunten in trilling gebracht, waardoor ook daar Corioliskrachten opgewekt kunnen worden die bij 5 kunnen dragen aan de gemeten uitwijkingen tussen de inklempunten. Dit effect, alsmede het effect van andere, al of niet door de trilling opgewekte (reactie)krachten en/of momenten die buiten een bereik tussen de inklempunten qp de buis worden uitgeoefend met dezelfde frequentie als de excitatieffequentie, kan bij minder goede inklemming beschreven worden met een verstoring door krachten en/of momenten die 10 ter plaatse van de inklemelementen op de buis worden uitgeoefend. Het kan voorkomen dat dergelijke externe krachten de responsie van het buisgedeelte tussen de inklemelementen beïnvloeden. Daarom worden in het model bij voorkeur verstoringen door krachten en/of momenten opgenomen die ter plekke van inklemelementen 12a,b worden uitgeoefend. In het trillingsmodel doet men dit bijvoorbeeld door 15

Dm = P omA ο(ω)+PunA l(<ö)+Pm Ae + 2i© Q Rmm’ Bnf met Pom= Sm(0), Pun= Sm(L) in het geval van krachten en Pom= s'm(0), Pun= s'm(L) in het geval van momenten, en Αο(ω), Al(ö>) de grootte (en fase) van de ter plekke van 20 inklemelementen uitgeoefende verstorende krachten en/of momenten op de verschillende meetfrequenties (uiteraard kunnen ook termen voor krachten en momenten bij elkaar opgeteld worden).

Deze krachten en/of momenten Αο(ω), Al(ö>) vormen vrije parameters in het model. Door bijvoorbeeld op een voldoende groot aantal posities xi op de buis de 25 responsie te meten, wordt het mogelijk om, naast de eerder genoemde parameters van het model, ook deze parameters te kunnen oplossen voor elke frequentie waarbij gemeten is.

Bij gebruik van inklemelementen 12a,b die de positie van buis 10 op de inklempunten goed vastleggen maar draaiing van buis 10 niet of nauwelijks tegengaan, 30 is vooral het terplekke van de inklemelementen 12a,b op de buis uitgeoefende moment van belang voor de buisresponsie tussen inklemelementen 12a,b. In een dergelijke uitvoeringsvorm worden alleen de betrokken verstorende momenten op de 1 023ίί8ί> 18 inklempunten als vrije parameters behandeld en worden de verstorende krachten op nul gesteld.

De verstorende krachten en/of momenten die teiplekke van de inklempunten aangrijpen, kunnen in de directe nabijheid van de inklempunten relatief grote 5 uitwijkingen van de buis veroorzaken. Omdat lagere orde modes juist een relatief geringe uitwijking vertonen bij de inklempunten, is met alleen deze lagere modes het effect van de krachten en/of momenten die op de inklempunten aangrijpen, niet nauwkeurig te beschrijven. Bijvoorkeur bepaalt verwerkingscircuit 18 daarom de parameters van meer dan twee modes (niet alleen voor een mode waarmee buis 10 in 10 hoofdzaak geëxciteerd wordt en de mode waarin de Corioliskracht in het bereik tussen inklemelementen 12a,b in hoofdzaak exciteert). Zodoende wordt het effect van de verstorende krachten en.of momenten die op de inklempunten aangrijpen nauwkeuriger verwerkt.

Ook bij gebruik van een differentiaalmodel kunnen de krachten en/of 15 momenten op de inklempunten als aanpasbare vrije parameters meegenomen worden, bijvoorbeeld door deze te modelleren als een component van de extern op de buis inwerkende dwarskrachten resp. -momenten. Het gebruik van een differentiaalmodel heeft hierbij het voordeel dat bij een relatief homogene buis een responsie ten gevolge van krachten en/of momenten op de inklempunten direct uit de differentiaal-20 vergelijkingen berekend kan worden, zonder dat het hiervoor nodig is om te meten bij de resonantiefrequenties van een groot aantal hogere modes.

In een verdere uitvoeringsvorm wordt de inrichting voorzien van verdere sensoren ter plaatse of in de nabijheid van inklemelementen 12a,b voor een nauwkeuriger bepaling van het effect van niet perfecte inklemming. Vooral de bepaling 25 van de rotatie van de buis is hierbij voordelig.

Om een goede inklemming te verkrijgen, kan de buis teiplekke van de inklempunten aan externe bevestigingspunten worden vastgeklemd, die voldoende stevig moeten zijn om de op de inklempunten opgewekte dwarskrachten en -momenten op te vangen. Het kan echter voorkomen dat dergelijke bevestigingspunten welliswaar 30 sterk genoeg zijn om de dwarskrachten op te vangen, maar niet genoeg rotatie-stijf zijn om de dwarsmomenten voldoende te compenseren.

1 0 2 3 ó k', 19

Figuur 5 toont een uitvoeringsvorm waarin inklemelementen 12a,b zijn verbonden door middel van een stijf extern frame 50 dat met inklemelementen 12a,b (die een integraal onderdeel van frame 50 kunnen zijn) aan buis 10 bevestigd is ter plekke van de beide inklempunten, maar dat de buis verder vrij laat 5 Frame 50 vangt de dwarsmomenten op die in beide inklempunten worden opgewekt voor zover die tegengesteld zijn aan elkaar. Bevestigingen 52a,b bevestigen frame 50 aan de omgeving (niet getoond). Bevestigingen 52a,b vangen de aan het frame doorgegeven dwarskrachten op. Bijvoorkeur wordt het frame op tenminste twee externe bevestigingspunten vastgemaakt, bijvoorkeur aan de uiteinden van het frame, maar een 10 ook kan gebruik gemaakt worden van een enkele bevestiging op één punt of meer dan twee bevestigingen. Het voordeel frame 50 is dat het dwarsmoment dat nu via bevestigingen 52a,b wordt uitgeoefend, veel kleiner kan zijn dan wanneer geen frame wordt toegepast, omdat de tegengestelde componenten van de dwarsmomenten in de beide inklempunten door het frame worden opgevangen, en nagenoeg niet via 15 bevestigingen 52a,b en omdat het eventueel nog resterende dwarsmoment door de externe bevestiginen 52a,b kan worden opgevangen door middel van op de uiteinden van frame 50 overgebrachte tegengestelde dwarskrachten.

Figuur 3 toont een buis 10 met daaraan actieve inklemmingen. De actieve inklemmingen omvatten sensoren 30a,b voor de rotatie (van een denkbeeldige schijf 20 dwars uit buis 10, bijvoorbeeld roterend rond een as dwars op de as van buis 10) uit de verplaatsing van de armen van een T vormig element mbv een T-stuk) en/of uitwijking van buis 10, regelcircuits 32a,b en actuatoren 34a,b, 36a,b die aan buis 10 gekoppeld zijn ter plaatse van of als vervanging van de inklemming. De sensoren 30a,b van een inklempunt heeft een uitgang die aan het respectief regelcircuit 32a,b voor het 25 inklempunt gekoppeld is en het regelcircuit 32a,b heeft uitgangen die aan de actuatoren 34a,b, 36a,b voor het inklempunt gekoppeld zijn.

Eén van de actuatoren 34a is bij wijze van vooibeeld verder uitgewerkt, in de vorm van een inklemelement 37 dat op buis 10 bevestigd is, een seismische massa 38 en verbindingselement 39 waarmee seismische massa 38 aan inklemelement 37 gekoppeld 30 is. Verbindingselement 39 wordt bestuurd door regelcircuit 32a, om een bestuurbare kracht tussen seismische massa 38 en inklemelement 37 uit te oefenen, bijvoorbeeld 1023395 20 door middel van een electromagneet of een piezoelectrische structuur. De overige actuatoren 34b, 36a,b kunnen in beginsel op dezelfde wijze uitgevoerd worden.

In bedrijf meten sensoren 30a,b de rotatie en/of verplaatsing (of tijdafgeleiden daarvan) van buis 10 ter plaatse van de inklempunten. Regelcircuits 32a,b ontvangen de 5 sensorsignalen en regelen de dwarskrachten en/of momenten die met actuatoren 34a,b, 36a,b op of nabij de inklempunten op buis 10 worden uitgeoefend. De regeling is zo uitgevoerd dat de verplaatsing en/of rotatie ter plaatse van de inklempunten naar een bepaalde gewenste waarde geregeld wordt.

In plaats van actuatoren met seismische massa's 38 kan gebruik gemaakt 10 worden van actuatoren die verbonden zijn tussen buis 10 en een extern punt, en krachten uitoefenen om de lengte van de verbinding te verkleinen en te vergroten. Zoals getoond oefent telkens een paar actuatoren op één inklempunt krachten langs eenzelfde richting uit. Desgewenst kunnen extra actuatoren aangebracht worden om langs een tweede richting dwars op de eerder genoemde richting krachten uit te oefenen. Dit is 15 met name zinvol indien de constructie van buis 10 zodanig is dat er koppelingen optreden tussen trillingen in beide richtingen.

Voor het uitoefenen van dwarsmomenten kan gebruik gemaakt worden van paren van dergelijke actuatoren die op onderling naburige posities op buis 10 aangrijpen, of van actuatoren die op dergelijke naburige posities op buis 10 aangrijpen 20 en onderling tegengestelde krachten op deze posities uitoefenen.

Figuur 4 toont een actuator 34a die met een hefboom 40 over een bepaalde lengte aan buis 10 gekoppeld is. In deze uitvoeringsvorm wordt het moment door middel van hefboom 40 uitgeoefend.

Bij wijze van voorbeeld worden zowel de verplaatsing als de rotatie geregeld. 25 In dit geval zal sensor 30a,b zo moeten worden uitgevoerd dat beiden op een inklempunt gemeten worden. In andere uitvoeringsvorm wordt slechts één van de rotatie en de verplaatsing geregeld. In dat geval is per inklempunt slechts één sensor voor de betrokken grootheid nodig en één actuator. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om rotatie van de buis terplekke van de inklempunten ten opzichte van elkaar tegen te gaan 30 door toepassing van het al eerder beschreven frame. De verplaatsing en de rotatie van het frame als geheel kan vervolgens geregeld worden door alleen de verplaatsingen van 1023395 21 de beide uiteinden van het frame te regelen. In dit geval wordt bijvoorkeur alleen een actieve regeling van de verplaatsing gebuikt.

Actieve inklemming is op zich voordelig in Coriolis mass flow meters die op een andere wijze gecalibreerd worden (zonder model parameters te schatten). Zo 5 kunnen bijvoorbeeld storende invloeden van buiten af tegengegaan worden. Hiervoor kan een actieve inklemming aan een kant volstaan aan de kant waarvan de storende invloeden vandaan komen. Verder heeft actieve inklemming in zijn algemeenheid het voordeel dat geen externe bevestigingspunten voor de buisinklemming meer nodig zijn. Dit is voordelig in situaties waarbij er geen, of slechts onvoldoend stevige, externe 10 bevestigingspunten beschikbaar zijn, zoals vaak het geval zal zijn bij buizen die op grote hoogte boven de grond lopen.

Actieve inklemming kan onder omstandigheden ook voordelig zijn in een "in process" massastroommeter wanneer hierdoor het aantal benodigde vrije parameters in het gebruikte model kan worden verminderd. Dit maakt de schatting van de 15 massastroom Q eenvoudiger. Een actieve aan één kant verminderd reeds het aantal vrije parameters. Verder kan desgewenst het regelcircuit 32a,b aangepast worden om bij wijze van excitatie een geregelde uitwijking of rotatie op de inklempunten aan te leggen. De inklemming dient zodoende als excitator. Ook kunnen de gemeten uitwijkingen en uitgeoefende krachten in de paramterschatting gebruikt worden.

20 Hoewel de uitvinding is beschreven aan de hand van specifieke uitvoeringsvormen zal het duidelijk zijn dat van de uitvoeringsvormen kan worden afgeweken. Zo kan bijvoorbeeld in plaats van een kleinste kwadraten norm voor de afwijking tussen de gemeten responsie en de responsie volgens een model willekeurig welke andere norm gebruikt worden.

25 10233gb

Claims (13)

1. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de massastroom berekend wordt uit I metingen van de responsie waaruit ook de gevoeligheid berekend wordt.
2. 3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin het model voorziet in een veeltal I trillingsmodes, elk met een modeshape die een plaatsafhankelijkheid van de responsie 20 bij trilling in de betrokken mode beschrijft en een door de modelparameters I geparametriseerde frequentieresponsefunctie die een afhankelijkheid van excitatie van I de trillingsmode van een tijdsafhankelijkheid van de kracht of het moment beschrijft, en I waarin het berekenen van de gevoeligheid het schatten van de modeshapes en I frequentieresponsefunctie van tenminste twee van de trillingsmodes omvat. I 25 4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarin de frequenties waarvoor de responsies I bepaald worden minstens frequenties op of nabij resonantiefrequenties van de twee I trillingsmodes omvatten. I 1023 «3 8 i,
3. 5. Werkwijze volgens conclusie 4, welke de stap van het opzoeken van de resonantiefrequenties omvat, en het bepalen van de responsies bij de gevonden resonantiefrequenties.
4. 6. Werkwijze volgens één der voorafgaande conclusies, waarin de 5 buisresponsies voor meer frequenties bepaald worden dan minimaal nodig voor het schatten van de modelparameters en de massastroom, en waarin de modelparameters en de massastroom geschat worden door minimalisatie van een fout waarmee de geschatte massastroom en de modelparameters de buisresponsies bij de kracht en/of het moment voorspellen.
5. 10. Werkwijze volgens één der voorafgaande conclusies, waarin het model als modelparameter een kracht en/of moment omvat waarmee een effect gemodelleerd wordt van krachten die buiten een bereik tussen de inklempunten op de buis worden uitgeoefend.
6. 8. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin het model voorziet in tenminste één 15 differentiaalvergelijking die de responsie beschrijft, welke differentiaal vergelijking als vrije parameters de massastroom en een plaatsafhankelijke massa en/of stijfheidsverdeling van de buis omvat, en waarin herberekenen van de gevoeligheid het schatten van de plaatsafhankelijke massa en/of stijfheidsverdeling van de buis omvat, waarmee de tenminste ene differentiaalvergelijking responsies overeenkomstig de 20 gemeten responsies voorspelt.
7. 9. Coriolis massastroommeter voorzien van een buis, inklemelementen waarmee de buis op twee plaatsen ingeklemd is, een excitatie structuur voor het exciteren van trillingen van de buis dwars op een stroomrichting door de buis in meerdere trillingsmodes van de buis, een veeltal sensoren voor het meten van responsies van de 25 buis, een verwerkingscircuit voor het berekenen van een massastroom door de buis, welk verwerkingscircuit is ingericht om - een grootte van een kracht en/of moment te bepalen waarmee de excitatie structuur de buis exciteert; - impliciet of expliciet een gevoeligheid te bepalen van de responsie voor een 30 massastroom, aan de hand van een model dat als vrije parameters de massastroom omvat en in process modelparameters die de gevoeligheid bepalen, waarbij de modelparameters geschat worden die corresponderen met de combinatie van de 1 023 o 9„ responsies en de kracht en/of het moment voor verschillende frequenties terwijl een onbekend veronderstelde massastroom door de buis loopt.
8. 10. Coriolis massastroommeter volgens conclusie 9, waarin het H verwerkingscircuit is ingericht om de massastroom te berekenen uit metingen van de 5 responsie waaruit ook de gevoeligheid berekend wordt.
9. 11. Coriolis massastroommeter volgens conclusie 9 of 10 voorzien van een frame I waarmee de inklemelementen verbonden zijn en een externe bevestiging die alleen via het frame aan beide inklemelementen bevestigd is.
10. 12. Coriolis massastroommeter volgens conclusie 9,10 of 11, voorzien van een I 10 actieve inklemming.
11. 13. Coriolis massastroommeter geschikt voor gebruik bij aanbrenging op een buis, en voorzien van I - inklemelementen om de buis op twee plaatsen te bevestigen, I - een excitator voor het exciteren van trillingen van de buis dwars op een stroomrichting I 15 door de buis, - een veeltal sensoren voor het meten van responsies van de buis, - een verwerkingscircuit voor het berekenen van een massastroom door de buis, I ingericht om I - een grootte te bepalen van een kracht en/of moment te bepalen waarmee de excitator I 20 de buis exciteert; - - impliciet of expliciet een gevoeligheid te bepalen van de responsie voor een massastroom, aan de hand van een model dat als vrije parameters de massastroom omvat en in process modelparameters die de gevoeligheid bepalen, waarbij de I modelparameters geschat worden die corresponderen met de combinatie van de I 25 responsies en de kracht en/of het moment voor verschillende frequenties bij een I onbekend veronderstelde massastroom
12. 14. Computerprogramma product, omvattend instructies van een programma voor I het programmeren van een verwerkingseenheid van een Coriolis massastroom meter, I welke instructies gearrangeerd zijn om 30. een kracht en/of moment uit te doen oefenen op tenminste één locatie op de buis, zó dat trillingen van meerdere trillingsmodes geëxciteerd worden waarin de buis I uitwijkingen dwars op een stroomrichting vertoont; I 10 23 3U‘, - een grootte van een kracht en.of moment te bepalen waarmee de buis geëxciteerd wordt; - metingen te ontvangen van een responsie van de buis op een veeltal locaties tussen twee inklempunten van de buis, bij excitaties met meerdere verschillende frequenties 5 terwijl een niet bekend veronderstelde massastroom door de buis loopt; - impliciet of expliciet een gevoeligheid van de responsie voor de massastroom te berekenen aan de hand van een model dat als vrije parameters de massastroom omvat en modelparameters die de gevoeligheid bepalen, waarbij de modelparameters geschat worden die corresponderen met de combinatie van de kracht en/of het moment en de 10 voor de verschillende frequenties gemeten responsie.
13. 15. Coriolis massastroommeter voorzien van een buis, een excitator gekoppeld aan de buis, een sensor gekoppeld aan de buis en een rekeneenheid om uit een door de sensor gemeten responsie op excitatie een massastroom door de buis te berekenen, welke massastroommeter een paar inklemelementen omvat, aan weerszijden van de 15 excitator en de sensor, waarbij tenminste één van de inklemelementen een sensor omvat voor het meten van een responsie van de buis en een actuator voor het uitoefenen van een kracht en/of moment op de buis, de sensor en de actuator beiden tenminste nagenoeg ter plaatse van het inklemelement, en waarbij tenminste ene inklemming verder een regellus omvat tussen de sensor en de actuator voor het terugregelen van de 20 responsie, zodat de responsie naar een vooraf ingestelde waarde geregeld wordt. t0233Gb-