RU2371679C2

RU2371679C2 - Coriolis flow metre and method of determining flow characteristics

Info

Publication number: RU2371679C2
Application number: RU2007139723/28A
Authority: RU
Inventors: Эндрю Т. ПЭТТЕН (US); Эндрю Т. ПЭТТЕН; Грэм Ральф ДАФФИЛЛ (US); Грэм Ральф ДАФФИЛЛ; Дени М. ЭНРО (US); Дени М. ЭНРО
Original assignee: Майкро Моушн, Инк.
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2009-10-27
Also published as: RU2007139723A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: electronic measuring apparatus (20) of a coriolis flow metre excites oscillations of a flow tube at the first frequency and on the first mode of antiphase bending oscillations, measures the first oscillation characteristic of the flow tube, which is formed in response to the first oscillation frequency, excites oscillations of the flow tube at the second frequency and on the first mode of antiphase bending oscillations, measures the second oscillation characteristic of the flow tube and determines mass flow and viscosity (kinematic, dynamic) using the first and second oscillation characteristics. Density, rate of shear and Reynolds number are also determined.

EFFECT: possibility of measuring a range of flow characteristics using a coriolis flow metre without reducing performance of measuring mass flow rate.

21 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к кориолисовому расходомеру и способу определения характеристик потока, в частности к кориолисовому расходомеру и способу определения характеристик потока с использованием, по меньшей мере, двух колебательных характеристик.The present invention relates to a Coriolis flow meter and a method for determining flow characteristics, in particular to a Coriolis flow meter and a method for determining flow characteristics using at least two vibrational characteristics.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Датчики с колеблющейся трубой, например кориолисовый массовый расходомер, обычно действуют посредством определения перемещений колеблющейся трубы, которая содержит проточный материал. Свойства, соответствующие материалу в трубе, например массовый поток, плотность и т.п., можно определить обработкой сигналов измерений, полученных от измерительных преобразователей перемещений, связанных с трубой. Моды колебаний колеблющейся системы, заполненной материалом, обычно зависят от суммарных характеристик массы, жесткости и демпфирования вмещающей трубы и содержащегося в ней материала.Oscillating tube sensors, such as a Coriolis mass flowmeter, typically operate by detecting movements of an oscillating tube that contains flow material. Properties corresponding to the material in the pipe, for example mass flow, density, etc., can be determined by processing the measurement signals received from the displacement transducers associated with the pipe. The modes of oscillation of an oscillating system filled with material usually depend on the total characteristics of the mass, stiffness and damping of the containing pipe and the material contained in it.

Типичный кориолисовый массовый расходомер содержит, по меньшей мере, одну трубу, которая поточно подсоединена к трубопроводу, или другую транспортную систему и передает материал, например текучие среды, взвеси и т.п.в системе. Каждую трубу можно рассматривать как имеющую набор мод собственных колебаний, содержащий, например, моды изгибных, крутильных, радиальных и связанных колебаний. В обычной системе измерения массового потока на основе эффекта Кориолиса, трубу возбуждают на, по меньшей мере, одной моде колебаний в то время, как материал протекает по трубе, и движения трубы измеряют в точках, разнесенных по трубе. Возбуждение обычно обеспечивают возбудителем, например электромеханическим устройством типа катушки линейного электропривода, которая отклоняет трубу по периодическому закону. Массовый расход можно определять измерением времени задержки или разности фаз между перемещениями в местах расположения измерительных преобразователей. Для измерения колебательной характеристики расходомерной трубы или труб обычно применяют два аналогичных измерительных преобразователя (или первичных датчиков), и их обычно располагают в положениях по ходу впереди и позади возбудителя. Два первичных датчика подключают к электронной измерительной аппаратуре кабелями, например, двумя независимыми проводными парами. Измерительная аппаратура принимает сигналы от двух первичных датчиков и обрабатывает сигналы для извлечения данных измерения массового расхода.A typical Coriolis mass flow meter comprises at least one pipe that is in-line connected to a pipeline or other transport system and transfers material, such as fluids, suspensions, and the like into the system. Each tube can be considered as having a set of modes of natural vibrations, containing, for example, modes of bending, torsional, radial and coupled vibrations. In a conventional Coriolis effect mass flow measurement system, a pipe is excited in at least one mode of vibration while the material is flowing through the pipe, and pipe movements are measured at points spaced along the pipe. Excitation is usually provided by a pathogen, for example, an electromechanical device such as a coil of a linear electric drive, which deflects the pipe according to a periodic law. Mass flow can be determined by measuring the delay time or the phase difference between the movements at the locations of the transducers. To measure the vibrational characteristics of a flow tube or tubes, two similar transducers (or primary sensors) are usually used, and they are usually placed in positions along the front and behind the pathogen. Two primary sensors are connected to electronic measuring equipment by cables, for example, two independent wire pairs. The measuring equipment receives signals from two primary sensors and processes the signals to extract mass flow measurement data.

Традиционные кориолисовые массовые расходомеры обеспечивают непрерывное измерение массового расхода, плотности и температуры проточной среды, протекающей через расходомер. Однако изменение любой характеристики потока проточной среды может вызвать возрастание или снижение инерционной нагрузки на расходомер и, следовательно, приведет к ошибке показаний, помимо прочего, плотности.Conventional Coriolis mass flowmeters provide continuous measurement of mass flow rate, density and temperature of the flowing medium flowing through the flowmeter. However, a change in any characteristic of the flow of the flowing medium can cause an increase or decrease in the inertial load on the flowmeter and, therefore, will lead to an error in the readings, among other things, density.

Разработчики измерительных преобразователей с колеблющимися элементами, например кориолисовых массовых расходомеров или плотномеров, обычно стремятся максимально увеличивать чувствительность по массе, плотности и температуре, при сведении к минимуму чувствительности измерительного преобразователя к вязкости, VOS (скорости звука), скорости сдвига, давлению и числу Рейнольдса. В результате, типичный известный расходомер способен к точному измерению массы, плотности и температуры, но не способен к точному измерению таких дополнительных характеристик потока, как, по меньшей мере, что-то одно из вязкости, VOS, скорости сдвига, давления и числа Рейнольдса. Существует потребность в применении расходомеров для измерения других характеристик потока в дополнение к массе, плотности и температуре.Developers of oscillating transducers, such as Coriolis mass flow meters or densitometers, tend to maximize sensitivity in terms of mass, density, and temperature, while minimizing the sensitivity of the transducer to viscosity, VOS (sound velocity), shear rate, pressure, and Reynolds number. As a result, a typical known flowmeter is capable of accurately measuring mass, density and temperature, but is not capable of accurately measuring such additional flow characteristics as at least one of viscosity, VOS, shear rate, pressure and Reynolds number. There is a need to use flowmeters to measure other flow characteristics in addition to mass, density and temperature.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Технической задачей настоящего изобретения является решение проблем, связанных с определением характеристик потока расходомера.An object of the present invention is to solve the problems associated with determining the flow characteristics of a flowmeter.

В соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения поставленная задача решена путем создания кориолисового расходомера, содержащего, по меньшей мере, одну расходомерную трубу, по меньшей мере, два первичных датчика, зафиксированных на, по меньшей мере, одной расходомерной трубе, привод, выполненный с возможностью возбуждения колебаний, по меньшей мере, одной расходомерной трубы, и измерительную электронную аппаратуру, связанную с, по меньшей мере, двумя первичными датчиками и приводом. Измерительная электронная аппаратура выполнена с возможностью возбуждения колебаний, по меньшей мере, одной расходомерной трубы расходомера с первой частотой колебаний и на первой моде противофазных изгибных колебаний, измерения первой колебательной характеристики, по меньшей мере, одной расходомерной трубы, при этом первая колебательная характеристика формируется в ответ на первую частоту колебаний, возбуждения колебаний, по меньшей мере, одной расходомерной трубы с, по меньшей мере, второй частотой колебаний и на первой моде противофазных изгибных колебаний, измерения второй колебательной характеристики, при этом вторая колебательная характеристика формируется в ответ на вторую частоту колебаний, и определения, по меньшей мере, массового расхода и вязкости с использованием первой колебательной характеристики и второй колебательной характеристики.In accordance with the present embodiment of the invention, the problem is solved by creating a Coriolis flow meter containing at least one flow tube, at least two primary sensors fixed on at least one flow tube, an actuator configured to excite oscillations of at least one flow tube, and measuring electronic equipment associated with at least two primary sensors and a drive. Measuring electronic equipment is configured to excite vibrations of at least one flowmeter tube of the flowmeter with a first oscillation frequency and on the first mode of antiphase bending vibrations, measure the first vibrational characteristic of at least one flow tube, the first oscillating characteristic being formed in response on the first oscillation frequency, the excitation of the oscillations of at least one flow tube with at least a second oscillation frequency and on the first mode against ofase bending vibrations, measuring a second vibrational characteristic, the second vibrational characteristic being formed in response to the second vibrational frequency, and determining at least mass flow rate and viscosity using the first vibrational characteristic and the second vibrational characteristic.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения поставленная задача решена путем создания способа определения характеристик потока в кориолисовом расходомере. Способ заключается в том, что возбуждают колебания, по меньшей мере, одной расходомерной трубы расходомера с первой частотой колебаний и на первой моде противофазных изгибных колебаний и измеряют первую колебательную характеристику, по меньшей мере, одной расходомерной трубы. Первая колебательная характеристика формируется в ответ на первую частоту колебаний. Способ дополнительно содержит этапы, заключающиеся в том, что возбуждают колебания, по меньшей мере, одной расходомерной трубы с, по меньшей мере, второй частотой колебаний и на первой моде противофазных изгибных колебаний и измеряют вторую колебательную характеристику. Вторая колебательная характеристика формируется в ответ на вторую частоту колебаний. Способ дополнительно содержит этап, заключающийся в том, что определяют, по меньшей мере, массовый расход и вязкость проточной среды с использованием первой колебательной характеристики и второй колебательной характеристики.In accordance with an embodiment of the invention, the problem is solved by creating a method for determining the flow characteristics in a Coriolis flowmeter. The method consists in the fact that the vibrations of at least one flow meter pipe of the flowmeter with the first oscillation frequency and in the first mode of antiphase bending vibrations are excited, and the first vibrational characteristic of the at least one flow meter pipe is measured. The first oscillatory characteristic is formed in response to the first oscillation frequency. The method further comprises the steps that excite vibrations of at least one flow tube with at least a second oscillation frequency and in the first mode of antiphase bending vibrations, and measure the second vibrational characteristic. A second oscillatory characteristic is formed in response to a second oscillation frequency. The method further comprises the step of determining at least the mass flow rate and viscosity of the flow medium using the first vibrational characteristic and the second vibrational characteristic.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения предлагается программный продукт для кориолисового расходомера для определения характеристик потока в кориолисовом расходомере. Программный продукт содержит управляющую программу, сконфигурированную с возможностью передачи в систему обработки данных предписаний возбуждать колебания, по меньшей мере, одной расходомерной трубы расходомера с первой частотой колебаний и на первой моде противофазных изгибных колебаний, измерять первую колебательную характеристику, по меньшей мере, одной расходомерной трубы, при этом первая колебательная характеристика формируется в ответ на первую частоту колебаний, возбуждать колебания, по меньшей мере, одной расходомерной трубы с, по меньшей мере, второй частотой колебаний и на первой моде противофазных изгибных колебаний, измерять вторую колебательную характеристику, при этом вторая колебательная характеристика формируется в ответ на вторую частоту колебаний, и определять, по меньшей мере, массовый расход и, по меньшей мере, одну характеристику потока с использованием первой колебательной характеристики и второй колебательной характеристики. Программный продукт дополнительно содержит запоминающую систему, которая хранит управляющую программу.According to an embodiment of the invention, there is provided a software product for a Coriolis flowmeter for determining flow characteristics in a Coriolis flowmeter. The software product contains a control program configured to transmit instructions to the data processing system to excite vibrations of at least one flowmeter tube of the flowmeter with the first oscillation frequency and in the first mode of antiphase bending vibrations, to measure the first vibrational characteristic of the at least one flow tube wherein the first oscillatory characteristic is formed in response to the first oscillation frequency, to excite vibrations of at least one flow meter with at least a second vibrational frequency and in the first mode of antiphase bending vibrations, measure the second vibrational characteristic, the second vibrational characteristic being formed in response to the second vibrational frequency, and determine at least mass flow rate and at least one flow characteristic using the first vibrational characteristic and the second vibrational characteristic. The software product further comprises a storage system that stores the control program.

В соответствии с одним аспектом дополнительно определяют плотность.In accordance with one aspect, density is further determined.

В соответствии с другим аспектом дополнительно определяют скорость сдвига.In accordance with another aspect, a shear rate is further determined.

В соответствии с еще одним аспектом дополнительно определяют числа Рейнольдса.In accordance with another aspect, Reynolds numbers are further determined.

В соответствии с еще одним аспектом дополнительно определяют скорости звука (VOS).In accordance with another aspect, the speed of sound (VOS) is further determined.

В соответствии с еще одним аспектом дополнительно определяют давления.In accordance with yet another aspect, pressures are further determined.

В соответствии с еще одним аспектом вязкость содержит кинематическую вязкость.In accordance with another aspect, the viscosity comprises kinematic viscosity.

В соответствии с еще одним аспектом вязкость содержит динамическую вязкость.In accordance with another aspect, the viscosity comprises a dynamic viscosity.

В соответствии с еще одним аспектом возбуждение колебаний содержит скачкообразное изменение частоты между первой частотой колебаний и второй частотой колебаний.In accordance with another aspect, the excitation of oscillations comprises an abrupt change in frequency between the first oscillation frequency and the second oscillation frequency.

В соответствии с еще одним аспектом возбуждение колебаний дополнительно содержит по существу одновременное возбуждение колебаний, по меньшей мере, одной расходомерной трубы с первой частотой колебаний и второй частотой колебаний.In accordance with another aspect, the excitation of vibrations further comprises essentially simultaneous excitation of vibrations of at least one flow tube with a first oscillation frequency and a second oscillation frequency.

В соответствии с еще одним аспектом возбуждение колебаний дополнительно содержит качание между первой частотой колебаний и второй частотой колебаний в течение заданного периода времени развертки.In accordance with another aspect, the excitation of oscillations further comprises a swing between the first oscillation frequency and the second oscillation frequency for a predetermined sweep time period.

В соответствии с еще одним аспектом первая частота колебаний и вторая частота колебаний по существу равноотстоят вверх и вниз от частоты основной гармоники, по меньшей мере, одной расходомерной трубы.In accordance with another aspect, the first oscillation frequency and the second oscillation frequency are substantially equidistant up and down from the fundamental frequency of the at least one flow tube.

В соответствии с еще одним аспектом, по меньшей мере, одна расходомерная труба содержит две по существу U-образные расходомерные трубы.In accordance with yet another aspect, the at least one flow tube comprises two substantially U-shaped flow tubes.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:The invention is further explained in the description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг.1 изображает кориолисовый расходомер, содержащий расходомерный узел и измерительную электронную аппаратуру, согласно изобретению;figure 1 depicts a Coriolis flowmeter containing a flowmeter node and measuring electronic equipment according to the invention;

фиг.2 - измерительную электронную аппаратуру в соответствии с вариантом осуществления изобретения;figure 2 - measuring electronic equipment in accordance with an embodiment of the invention;

фиг.3 - блок-схему последовательности операций способа определения характеристик потока в кориолисовом расходомере в соответствии с вариантом осуществления изобретения;3 is a flowchart of a method for determining flow characteristics in a Coriolis flowmeter in accordance with an embodiment of the invention;

фиг.4A - амплитудно-частотные характеристики при трех разных значениях коэффициента ς затухания;figa - amplitude-frequency characteristics at three different values of the coefficient ς attenuation;

фиг.4B - соответствующие фазочастотные характеристики;figv - the corresponding phase-frequency characteristics;

фиг.5 - контур обратной связи для регулирования частоты колебаний, подаваемых в расходомерный узел.5 is a feedback loop for regulating the frequency of oscillations supplied to the flow meter assembly.

Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

В последующем описании представлены конкретные примеры способов изготовления и применения наилучшего варианта осуществления изобретения. Для пояснения принципов изобретения некоторые известные аспекты упрощены или не затронуты. Специалистам в данной области техники очевидны отклонения от данных примеров, которые не выходят за пределы объема изобретения. Специалистам в данной области техники очевидно, что нижеописанные признаки можно различным образом комбинировать для создания нескольких вариантов изобретения. В результате, изобретение ограничено не нижеописанными конкретными примерами, а только формулой изобретения и ее эквивалентами.In the following description, specific examples of manufacturing methods and application of the best embodiment of the invention are presented. To clarify the principles of the invention, some well-known aspects are simplified or not affected. Deviations from these examples are apparent to those skilled in the art, which do not fall outside the scope of the invention. Those skilled in the art will appreciate that the features described below can be combined in various ways to create several variations of the invention. As a result, the invention is not limited to the specific examples described below, but only by the claims and their equivalents.

На фиг.1 изображен кориолисовый расходомер 5, содержащий расходомерный узел 10 измерительную электронную аппаратуру 20. Измерительная электронная аппаратура 20 подсоединена к измерительному узлу 10 проводами 100 для выдачи информации плотности, массового расхода, объемного расхода, полного массового потока, температуры и другой информации по каналу 26.Figure 1 shows a Coriolis flowmeter 5 comprising a flowmeter assembly 10 measuring electronic equipment 20. Measuring electronic equipment 20 is connected to the measuring assembly 10 by wires 100 for outputting density information, mass flow rate, volumetric flow rate, total mass flow, temperature, and other channel information 26.

Расходомерный узел 10 содержит пару фланцев 101 и 101', коллекторы 102 и 102', привод 104, первичные датчики 105-105' и расходомерные трубы 103A и 103B. Привод 104 и первичные датчики 105 и 105' подсоединены к расходомерным трубам 103A и 103B.The flow meter assembly 10 comprises a pair of flanges 101 and 101 ', manifolds 102 and 102', a actuator 104, primary sensors 105-105 ', and flow tubes 103A and 103B. An actuator 104 and primary sensors 105 and 105 ′ are connected to flow tubes 103A and 103B.

Фланцы 101 и 101' закреплены к коллекторам 102 и 102'. Коллекторы 102 и 102' закреплены к противоположным торцам распорной детали 106. Распорная деталь 106 обеспечивает промежуток между коллекторами 102 и 102' для предотвращения нежелательных колебаний в расходомерных трубах 103A и 103B. Когда расходомерный узел 10 вставлен в трубопроводную систему (не показана), которая транспортирует измеряемый материал, материал поступает в расходомерный узел 10 через фланец 101, проходит через впускной коллектор 102, в котором все количество материала направляется для поступления в расходомерные трубы 103A и 103B, протекает по расходомерным трубам 103A и 103B и обратно в выпускной коллектор 102', через который материал выходит из измерительного узла 10 через фланец 101'.Flanges 101 and 101 'are secured to manifolds 102 and 102'. The manifolds 102 and 102 'are fixed to opposite ends of the spacer 106. The spacer 106 provides a gap between the manifolds 102 and 102' to prevent unwanted vibrations in the flow tubes 103A and 103B. When the flow meter assembly 10 is inserted into a piping system (not shown) that conveys the measured material, the material enters the flow meter assembly 10 through the flange 101, passes through the intake manifold 102, in which the entire amount of material is sent to flow meter tubes 103A and 103B, flows through the flow tubes 103A and 103B and back to the exhaust manifold 102 ', through which the material exits the measuring unit 10 through the flange 101'.

Расходомерные трубы 103A и 103B подобраны и соответственно закреплены к впускному коллектору 102 и выпускному коллектору 102' так, чтобы данные трубы характеризовались по существу одинаковыми распределениями массы, моментами инерции и модулями упругости относительно осей W-W и W'-W' изгиба соответственно. Расходомерные трубы продолжаются наружу из коллекторов по существу параллельно.The flow tubes 103A and 103B are selected and respectively secured to the inlet manifold 102 and the exhaust manifold 102 ′ so that these pipes have substantially the same mass distributions, moments of inertia and elastic moduli with respect to the bending axes W-W and W′-W ′, respectively. Flow tubes extend outward from the manifolds substantially parallel.

Расходомерные трубы 103A-B перемещаются приводом 104 в противоположных направлениях вокруг их соответствующих осей W и W' изгиба, и данное перемещение именуется первой модой противофазных изгибных колебаний расходомера. Привод 104 может содержать одну из многих широко известных конструкций, например магнит, закрепленный на расходомерной трубе 103A, и противолежащую катушку, закрепленную на расходомерной трубе 103B. Через противолежащую катушку пропускается переменный ток, чтобы возбуждать колебания обеих труб. Подходящий сигнал возбуждения подается измерительной электронной аппаратурой 20 по проводам 110 в привод 104.The flow tubes 103A-B are moved by the actuator 104 in opposite directions around their respective bending axes W and W ', and this movement is referred to as the first mode of antiphase bending vibrations of the flow meter. The actuator 104 may comprise one of many well-known structures, for example, a magnet mounted on a flow tube 103A, and an opposing coil mounted on a flow tube 103B. An alternating current is passed through the opposite coil to excite vibrations of both pipes. A suitable excitation signal is supplied by measuring electronic equipment 20 through wires 110 to the actuator 104.

Измерительная электронная аппаратура 20 передает сигналы датчиков по проводам 111 и 111' соответственно. Измерительная электронная аппаратура 20 выдает по проводам 110 сигнал возбуждения, который вызывает возбуждение приводом 104 колебаний расходомерных труб 103A и 103B. Измерительная электронная аппаратура 20 обрабатывает сигналы левой и правой скоростей от первичных датчиков 105 и 105' для вычисления массового расхода. Канал 26 обеспечивает средство ввода и вывода, которое позволяет измерительной электронной аппаратуре 20 взаимодействовать с оператором. Описание фиг.1 служит только для примера работы кориолисового расходомера и не предназначено для ограничения идеи настоящего изобретения.Measuring electronic equipment 20 transmits the signals of the sensors through wires 111 and 111 ', respectively. The meter electronics 20 provides an excitation signal through wires 110 that causes the drive 104 to vibrate the flow tubes 103A and 103B. Measuring electronic equipment 20 processes the signals of the left and right speeds from the primary sensors 105 and 105 'to calculate the mass flow rate. Channel 26 provides an input and output means that allows the measuring electronics 20 to interact with the operator. The description of FIG. 1 serves only as an example of the operation of a Coriolis flowmeter and is not intended to limit the idea of the present invention.

На фиг.2 показана измерительная электронная аппаратура 20 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Измерительная электронная аппаратура 20 содержит связной интерфейс 201, систему 202 обработки данных и запоминающую систему 203. Система 202 обработки данных связана со связным интерфейсом 201.Figure 2 shows the measuring electronic equipment 20 in accordance with an embodiment of the invention. The electronic measuring equipment 20 comprises a communication interface 201, a data processing system 202 and a storage system 203. A data processing system 202 is connected to the communication interface 201.

Связной интерфейс 201 допускает информационный обмен между измерительной электронной аппаратурой 20 и внешними устройствами. Связной интерфейс 201 допускает передачу вычисленных характеристик потока во внешнее устройство по каналу 26. Внешние устройства могут содержать расходомерный узел 10 (по проводам 100 на фиг.1), контрольное устройство или устройства (по каналу 26 на фиг.1) или любой вид пользовательского интерфейса или устройства связи. Связной интерфейс 201 допускает прием данных измерений параметров потока из расходомерного узла 10 по проводам 100. Связной интерфейс 201 может допускать связь любого типа из, например, электронной, оптической или беспроводной. Интерфейс 26 может допускать связь по телефонным системам и/или цифровым сетям данных. Следовательно, измерительная электронная аппаратура 20 может сообщаться с удаленными расходомерами, удаленными устройствами обработки/контроля, удаленными запоминающими средами и/или удаленными пользователями.The communication interface 201 allows information exchange between the measuring electronic equipment 20 and external devices. The communication interface 201 allows the transfer of calculated flow characteristics to an external device via channel 26. External devices may include a flowmeter assembly 10 (along wires 100 in FIG. 1), a control device or devices (via channel 26 in FIG. 1), or any kind of user interface or communication devices. The communication interface 201 allows the reception of measurement data of flow parameters from the flow meter assembly 10 through the wires 100. The communication interface 201 can accept any type of communication, for example, electronic, optical or wireless. Interface 26 may allow communication over telephone systems and / or digital data networks. Therefore, the meter electronics 20 can communicate with remote flow meters, remote processing / monitoring devices, remote storage media, and / or remote users.

Система 202 обработки данных выполняет операции измерительной электронной аппаратуры 20 и обрабатывает данные измерений параметров потока из расходомерного узла 10. Система 202 обработки данных исполняет подпрограмму 210 обработки и обрабатывает данные измерений параметров потока для получения, по меньшей мере, одной характеристики потока. Система 202 обработки данных может содержать универсальный компьютер, микропроцессорную систему, логическую схему или некоторое другое универсальное или специализированное устройство обработки. Система 202 обработки данных может быть распределена между несколькими устройствами обработки. Система 202 обработки данных может содержать объединенный или независимый электронный носитель данных любого типа, например, запоминающую систему 203. В альтернативном варианте запоминающая система 203 может содержать независимый электронный носитель данных, связанный с системой 202 обработки данных.The data processing system 202 performs the operations of the measuring electronics 20 and processes the measurement data of the flow parameters from the flow meter assembly 10. The data processing system 202 executes the processing routine 210 and processes the measurement data of the flow parameters to obtain at least one flow characteristic. The data processing system 202 may comprise a general-purpose computer, microprocessor system, logic circuit, or some other universal or specialized processing device. The data processing system 202 may be distributed among several processing devices. The data processing system 202 may comprise an integrated or independent electronic storage medium of any type, for example, a storage system 203. Alternatively, the storage system 203 may comprise an independent electronic storage medium associated with the data processing system 202.

Запоминающая система 203 может хранить параметры и данные расходомера, системные подпрограммы, постоянные величины и переменные величины. В одном варианте осуществления запоминающая система 203 содержит подпрограмму 210 обработки, которая исполняется системой 202 обработки данных. Запоминающая система 203 хранит переменные, используемые для управления расходомерного узла 10. Запоминающая система 203 в одном варианте осуществления хранит такие переменные, как первая частота 211 колебаний, по меньшей мере, вторая частота 212 колебаний, первая колебательная характеристика 213, вторая колебательная характеристика 214 и период 215 времени развертки.The storage system 203 may store flowmeter parameters and data, system routines, constant values, and variable values. In one embodiment, the storage system 203 comprises a processing routine 210 that is executed by the data processing system 202. A storage system 203 stores variables used to control the flowmeter assembly 10. A storage system 203 in one embodiment stores variables such as a first oscillation frequency 211, at least a second oscillation frequency 212, a first oscillation characteristic 213, a second oscillatory characteristic 214 and a period 215 scan times.

Запоминающая система 203 хранит, по меньшей мере, одну характеристику потока, полученную из данных измерений параметров потока. Запоминающая система 203 в одном варианте осуществления хранит характеристики потока, например массовый расход 220, плотность 221, кинематическую вязкость 222, динамическую вязкость 223, скорость 224 сдвига, число 225 Рейнольдса, скорость 226 звука (VOS) и коэффициент 227 затухания (или коэффициент добротности Q). Следует понимать, что могут быть определены и записаны также другие характеристики потока, например температура и/или давление.A storage system 203 stores at least one flow characteristic obtained from measurement data of flow parameters. A storage system 203 in one embodiment stores flow characteristics, for example, mass flow rate 220, density 221, kinematic viscosity 222, dynamic viscosity 223, shear rate 224, Reynolds number 225, sound speed (VOS) 226, and attenuation coefficient 227 (or Q factor Q) ) It should be understood that other flow characteristics, such as temperature and / or pressure, can also be determined and recorded.

Массовый расход 220 является результатом измерения массового потока через расходомерный узел 10. Плотность 221 является плотностью проточного материала в расходомерном узле 10.Mass flow 220 is the result of measuring the mass flow through the flow meter assembly 10. Density 221 is the density of the flowing material in the flow meter assembly 10.

Вязкость текучей среды может определяться как сопротивление текучей среды сдвигу или потоку и является мерой адгезивных/когезионных свойств текучей среды. Данное сопротивление вызвано межмолекулярным трением, проявляющимся, когда первый слой текучей среды стремится к сдвигу по другому слою текучей среды. Измерение вязких свойств текучей среды желательно для надлежащей разработки и эксплуатации оборудования для перекачивания, измерения текучей среды или иной работы с ней.The viscosity of a fluid can be defined as the resistance of a fluid to shear or flow and is a measure of the adhesive / cohesive properties of a fluid. This resistance is caused by intermolecular friction, which manifests itself when the first layer of fluid tends to shift along another layer of the fluid. Measurement of the viscous properties of a fluid is desirable for the proper development and operation of equipment for pumping, measuring fluid, or otherwise working with it.

Кинематическую вязкость 222 можно определить как отношение динамической вязкости к плотности. Кинематическую вязкость 222 можно вычислить из динамической вязкости 223 и плотности 221. Динамическую вязкость 223 можно определить как тангенциальное усилие на единицу площади, необходимое для перемещения одной горизонтальной плоскости относительно другой с единичной скоростью, при разделении их единичным расстоянием текучей среды.Kinematic viscosity 222 can be defined as the ratio of dynamic viscosity to density. Kinematic viscosity 222 can be calculated from dynamic viscosity 223 and density 221. Dynamic viscosity 223 can be defined as the tangential force per unit area required to move one horizontal plane relative to another at a unit speed, when they are separated by a unit distance of the fluid.

Скорость сдвига 224 можно определить как скорость изменения скорости, с которой один слой текучей среды проходит по другому слою текучей среды.Shear rate 224 can be defined as the rate of change of speed at which one layer of fluid travels through another layer of fluid.

Число 225 Рейнольдса можно определить как меру значимости инерции для эффектов вязкости. При больших числах Рейнольдса поток может становиться турбулентным и демонстрировать количественно иной характер, чем та же самая жидкость при низких числах Рейнольдса.Reynolds number 225 can be defined as a measure of the importance of inertia for viscosity effects. At large Reynolds numbers, the flow can become turbulent and exhibit a quantitatively different character than the same liquid at low Reynolds numbers.

VOS 226 является скоростью звука в проточной среде. Например, VOS 226 может изменяться при изменениях проточной среды, может изменяться при изменениях плотности проточной среды или может изменяться при изменениях состава текучей среды.VOS 226 is the speed of sound in a flowing medium. For example, VOS 226 may change with changes in the flowing medium, may change with changes in the density of the flowing medium, or may change with changes in the composition of the fluid.

Коэффициент 227 затухания можно определить как меру ослабления колебаний проточной средой. В качестве альтернативы, коэффициент 227 затухания можно определить как меру вязкости проточной среды.The attenuation coefficient 227 can be defined as a measure of the attenuation of oscillations by the flowing medium. Alternatively, the attenuation coefficient 227 can be defined as a measure of the viscosity of the flowing medium.

Система 202 обработки данных исполняет подпрограмму 210 обработки данных для определения, по меньшей мере, одной характеристики потока. Подпрограмма 210 обработки данных при исполнении системой 202 обработки данных настраивает конфигурацию системы 202 обработки данных так, чтобы возбуждать колебания, по меньшей мере, одной расходомерной трубы 103 расходомера 5 с первой частотой 211 колебаний, измерять первую колебательную характеристику 213, по меньшей мере, одной расходомерной трубы 103, при этом первая колебательная характеристика 213 формируется в ответ на первую частоту 211 колебаний, возбуждать колебания, по меньшей мере, одной расходомерной трубы 103 с, по меньшей мере, второй частотой 212 колебаний, измерять вторую колебательную характеристику 214, при этом вторая колебательная характеристика 214 формируется в ответ на вторую частоту 212 колебаний, и определять, по меньшей мере, массовый расход 220 и вязкость проточной среды с использованием первой колебательной характеристики 213 и второй колебательной характеристики 214 (смотри фиг.3).The data processing system 202 executes a data processing routine 210 to determine at least one flow characteristic. The data processing routine 210, when executed by the data processing system 202, adjusts the configuration of the data processing system 202 so as to excite vibrations of at least one flow tube 103 of the flow meter 5 with a first oscillation frequency 211, and to measure the first vibrational characteristic 213 of the at least one flow meter pipe 103, while the first oscillating characteristic 213 is formed in response to the first oscillation frequency 211, to vibrate at least one flow meter pipe 103 with at least a second totality of oscillations 212, measure the second oscillation characteristic 214, while the second oscillation characteristic 214 is formed in response to the second oscillation frequency 212, and to determine at least mass flow rate 220 and the viscosity of the flow medium using the first oscillatory characteristic 213 and the second oscillatory characteristic 214 (see figure 3).

Первая колебательная характеристика 211 и вторая колебательная характеристика 212 могут содержать любые требуемые частоты. В одном варианте осуществления первая частота 211 колебаний и вторая частота 212 колебаний по существу равноотстоят вверх и вниз от частоты основной гармоники расходомерного узла 10. Однако возможно использование других частот, в зависимости от проточной среды и окружающей среды.The first vibrational characteristic 211 and the second vibrational characteristic 212 may contain any desired frequency. In one embodiment, the first oscillation frequency 211 and the second oscillation frequency 212 are substantially equidistant up and down from the fundamental frequency of the flowmeter assembly 10. However, other frequencies may be used, depending on the flow medium and the environment.

В одном варианте осуществления подпрограмма 210 обработки данных может скачком переключаться между первой частотой 211 колебаний и второй 212 частотой колебаний. В другом варианте осуществления подпрограмма 210 обработки данных может по существу одновременно возбуждать колебания, по меньшей мере, одной расходомерной трубы 103 с первой частотой колебаний и второй частотой колебаний. В еще одном альтернативном варианте осуществления подпрограмма 210 обработки данных может качать частоту колебаний привода 104 между первой частотой 211 колебаний и второй частотой 212 колебаний, при этом фактическая частота привода перестраивается между двумя частотами с периодом 215 времени развертки.In one embodiment, the data processing routine 210 may jump between the first oscillation frequency 211 and the second oscillation frequency 212. In another embodiment, the data processing routine 210 may substantially simultaneously oscillate at least one flow tube 103 with a first oscillation frequency and a second oscillation frequency. In yet another alternative embodiment, the data processing routine 210 may swing the oscillation frequency of the actuator 104 between the first oscillation frequency 211 and the second oscillation frequency 212, with the actual drive frequency being tuned between the two frequencies with a sweep time period 215.

На фиг.3 представлена блок-схема 300 последовательности операций способа для определения характеристик потока в кориолисовом расходомере 5 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. На этапе 301 в устройстве 10 с расходомерной трубкой возбуждаются приводом 104 колебания с первой частотой 211 колебаний и на первой моде противофазных изгибных колебаний. Первая частота 211 колебаний может быть частотой основной гармоники расходомерного узла 10 или может быть частотой выше или ниже частоты основной гармоники.FIG. 3 is a flowchart 300 of a method for determining flow characteristics in a Coriolis flowmeter 5 in accordance with an embodiment of the invention. At step 301, vibrations with a first oscillation frequency 211 and in a first mode of antiphase bending vibrations are excited by the drive 104 in the device 10 with the flow tube. The first oscillation frequency 211 may be the fundamental frequency of the flowmeter assembly 10 or may be higher or lower than the fundamental frequency.

На этапе 302 измеряют первую колебательную характеристику 213. Измерение заключается в приеме сигналов от первичных датчиков 105 и использовании измерительных сигналов для определения разности фаз между двумя первичными датчиками 105. Первая колебательная характеристика 213 формируется расходомерным узлом 10 в ответ на первую частоту 211 колебаний, формируемую приводом 104.At step 302, the first oscillation characteristic 213 is measured. The measurement consists in receiving signals from the primary sensors 105 and using measurement signals to determine the phase difference between the two primary sensors 105. The first oscillatory characteristic 213 is generated by the flow meter assembly 10 in response to the first oscillation frequency 211 generated by the drive 104.

На этапе 303 в расходомерном узле 10 возбуждаются приводом 104 колебания со второй частотой 212 колебаний и на первой моде противофазных изгибных колебаний. Вторая частота 212 колебаний может быть любой частотой, которая не является первой частотой 211 колебаний. В одном варианте осуществления первая и вторая частоты 211 и 212 колебаний по существу равноотстоят вверх и вниз от частоты основной гармоники расходомерного узла 10. Однако, как замечено ранее, первая и вторая частоты 211 и 212 колебаний могут содержать любые требуемые частоты.At step 303, vibrations with a second oscillation frequency 212 and in the first mode of antiphase bending vibrations are excited in the flow meter assembly 10 by the drive 104. The second oscillation frequency 212 may be any frequency that is not the first oscillation frequency 211. In one embodiment, the first and second oscillation frequencies 211 and 212 are substantially equidistant up and down from the fundamental frequency of the flowmeter assembly 10. However, as noted previously, the first and second oscillation frequencies 211 and 212 may contain any desired frequencies.

На этапе 304 измеряют вторую колебательную характеристику 214. Вторая колебательная характеристика 214 формируется расходомерным узлом 10 в ответ на вторую частоту 212 колебаний, формируемую приводом 104.At step 304, a second oscillation characteristic 214 is measured. A second oscillation characteristic 214 is generated by the flow meter assembly 10 in response to the second oscillation frequency 212 generated by the actuator 104.

На этапе 305 массовый расход и другие характеристики потока определяются измерительной электронной аппаратурой 20 по первой и второй колебательным характеристикам 213 и 214. При получении, по меньшей мере, двух колебательных характеристик, измерительная электронная аппаратура 20 может определить многие характеристики потока. Характеристики потока могут содержать плотность 221, кинематическую вязкость 222, динамическую вязкость 223, скорость 224 сдвига, число 225 Рейнольдса, VOS 226 и коэффициент 227 затухания проточного материала в расходомерном узле 10.At step 305, the mass flow rate and other flow characteristics are determined by the measuring electronic equipment 20 from the first and second vibrational characteristics 213 and 214. Upon receipt of at least two vibrational characteristics, the measuring electronic equipment 20 can determine many flow characteristics. The flow characteristics may include density 221, kinematic viscosity 222, dynamic viscosity 223, shear rate 224, Reynolds number 225, VOS 226, and attenuation coefficient 227 of the flow material in the flow meter assembly 10.

Колебательную конструкцию кориолисового расходомера 5 можно описать как резонатор с одной степенью свободы, который подчиняется дифференциальному уравнению:The vibrational design of the Coriolis flowmeter 5 can be described as a resonator with one degree of freedom, which obeys the differential equation:

где правая часть представляет нормированную силовую функцию колебаний, и ς означает коэффициент затухания. В данном уравнении x означает мгновенное отклонение расходомерной трубки и члены dx/dt и dx²/dt² представляют производные первого и второго порядка отклонения соответственно.where the right side represents the normalized force function of the oscillations, and ς means the attenuation coefficient. In this equation, x means the instantaneous deviation of the flow tube and the terms dx / dt and dx ² / dt ² represent the derivatives of the first and second order of deviation, respectively.

Частотная характеристика данной системы определяется выражением:The frequency response of this system is determined by the expression:

с амплитудной характеристикой вида:with an amplitude characteristic of the form:

и с фазовой характеристикой Φ вида;and with a phase characteristic Φ of the form;

На фиг.4A представлены кривые амплитудно-частотных характеристик для трех разных значений коэффициента ς затухания, а на фиг.4B представлены три кривые соответствующих фазочастотных характеристик. Три кривые отражают коэффициенты затухания ς=0,05, ς=0,1 и ς=0,2. Поэтому из графиков можно видеть, что коэффициент ς затухания можно связать и вывести из фазы и амплитуды колебательных характеристик на, по меньшей мере, двух частотах ω₁ и ω₂.On figa presents the curves of the amplitude-frequency characteristics for three different values of the coefficient ς attenuation, and figv presents three curves of the corresponding phase-frequency characteristics. Three curves show attenuation coefficients ς = 0.05, ς = 0.1 and ς = 0.2. Therefore, it can be seen from the graphs that the damping coefficient можно can be related and deduced from the phase and amplitude of the vibrational characteristics at least at two frequencies ω ₁ and ω ₂ .

Частота незатухающих колебаний резонатора фиксируется в коэффициенте добротности Q, который определяется как:The frequency of undamped oscillations of the resonator is fixed in the quality factor Q, which is defined as:

где коэффициент добротности Q является эквивалентом коэффициента ς затухания.where the Q factor Q is the equivalent of the attenuation coefficient ς.

Для слабо демпфированных систем (т.е. для которых ς<<1) можно показать, что:For weakly damped systems (i.e., for which ς << 1) it can be shown that:

где ω₂ и ω₁ являются частотами по уровню половинной мощности, в которых амплитудная характеристика расходомерного узла 10 снижается до значения (Q/√(2)). Величина:where ω ₂ and ω ₁ are the frequencies at the half power level, in which the amplitude characteristic of the flow meter assembly 10 decreases to the value (Q / √ (2)). Value:

известна также как 3-дБ ширина полосы частот системы. Следует отметить, что обычно координата максимума характеристики ω₀ задается уравнением:also known as 3 dB system bandwidth. It should be noted that usually the coordinate of the maximum characteristic ω ₀ is given by the equation:

означающим, что максимум характеристики ω₀ приходится на частоту ниже, чем собственная частота ω_n незатухающих колебаний.meaning that the maximum characteristic ω ₀ falls at a frequency lower than the natural frequency ω _{n of} undamped oscillations.

Динамическая вязкость (v) проточной среды, протекающей через кориолисовый массовый расходомер, будет непосредственно изменять коэффициент добротности Q конструкции. Чем больше вязкость проточной среды, тем более демпфирована система. Действительно, динамическая вязкость v проточной среды и коэффициент добротности Q связаны выражением:The dynamic viscosity (v) of the flowing medium flowing through the Coriolis mass flowmeter will directly change the quality factor Q of the structure. The higher the viscosity of the flowing medium, the more damped the system. Indeed, the dynamic viscosity v of the flow medium and the quality factor Q are related by the expression:

где K_v означает коэффициент пропорциональности, который поделен на корень квадратный из вязкости v. Это предполагает, что способ, который позволяет расходомеру 5 измерять коэффициент ς затухания системы (или, что эквивалентно, ее коэффициент добротности Q), будет давать динамическую вязкость v, при соответствующей калибровке.where K _v means the coefficient of proportionality, which is divided by the square root of viscosity v. This suggests that a method that allows the flowmeter 5 to measure the attenuation coefficient системы of the system (or, equivalently, its quality factor Q), will give a dynamic viscosity v, with appropriate calibration.

Существует несколько способов, которые можно использовать для определения коэффициента добротности Q. По первому способу коэффициент добротности Q измеряют непосредственно согласно определению уравнения (5), путем измерения максимальной амплитуды |G(ω)|_max. Для этого расходомерный узел 10 можно приводить в движение без обратной связи, при непрерывном спектре частот возбуждения, включающих в себя ω₀. Это выполняется при выдерживании постоянной мощности привода с целью нормирования. Трудность данного подхода состоит в том, что он требует определенной абсолютной калибровки амплитудной характеристики, которая может быть зашумленной и неточной и не учитывает переменный характер эффективности первичного датчика.There are several methods that can be used to determine the Q factor Q. In the first method, the Q factor Q is measured directly according to the definition of equation (5), by measuring the maximum amplitude | G (ω) | _max For this, the flow meter assembly 10 can be set in motion without feedback, with a continuous spectrum of excitation frequencies, including ω ₀ . This is done while maintaining constant drive power for normalization. The difficulty of this approach is that it requires a certain absolute calibration of the amplitude characteristic, which can be noisy and inaccurate and does not take into account the variable nature of the efficiency of the primary sensor.

По второму способу расходомерную трубу или трубы приводят в движение до их номинальной амплитуды отклонения, периодически отключают движущее усилие и при этом контролируют затухание амплитуды колебаний. Время, уходящее на снижение амплитуды до уровня 0,707 от ее максимальной величины, будет давать альтернативный критерий коэффициента добротности Q. Сложности, встречающиеся при использовании данного способа, обусловлены прерывистым характером задающей функции, которая будет мгновенно и периодически снижать качество измерения массового расхода.According to the second method, the flow tube or pipes are driven to their nominal deviation amplitude, the driving force is periodically turned off and the damping of the oscillation amplitude is monitored. The time it takes to reduce the amplitude to the level of 0.707 from its maximum value will give an alternative criterion for the quality factor Q. The difficulties encountered in using this method are due to the intermittent nature of the defining function, which will instantly and periodically reduce the quality of the mass flow measurement.

По третьему способу коэффициент добротности Q расходомерного узла 10 измеряют с приведением расходомерного узла 10 в движение последовательно на частотах ω₂ и ω₁ уровня половинной мощности и на частоте ω₀ максимума характеристики. Данный подход является заманчивым, так как коэффициент добротности полностью зависит от механических свойств резонатора и не зависит от эффективности привода 104 или эффективности первичных датчиков 105. Трудность при данном подходе состоит в том, что, когда расходомерный узел 10 переключают с одной частоты на другую (например, с ω₁ на ω₀), расходомерный узел 10 испытает срыв и будет нуждаться в некотором времени для возвращения в стабильный режим работы. Во время данного периода стабилизации вся информация о процессе (о вязкости, плотности и массовом расходе) может быть потеряна, или может серьезно пострадать качество измерения.In the third method, the quality factor Q of the flow meter assembly 10 is measured by moving the flow meter assembly 10 sequentially at half power frequencies ω ₂ and ω ₁ and at a maximum characteristic frequency ω ₀ . This approach is attractive, since the quality factor depends entirely on the mechanical properties of the resonator and does not depend on the efficiency of the actuator 104 or the efficiency of the primary sensors 105. The difficulty with this approach is that when the flow meter assembly 10 is switched from one frequency to another (for example , from ω ₁ to ω ₀ ), the flow meter assembly 10 will experience a breakdown and will need some time to return to stable operation. During this stabilization period, all information about the process (viscosity, density and mass flow rate) may be lost, or the quality of the measurement may be seriously affected.

Изобретение обеспечивает по существу непрерывное и устойчивое измерение, по меньшей мере, массового расхода, плотности и вязкости.The invention provides a substantially continuous and stable measurement of at least mass flow rate, density and viscosity.

На фиг.5 показан контур обратной связи для регулирования частоты колебаний, подводимых к расходомерному узлу 10. Контур обратной связи может содержать кориолисовый датчик 500 (т.е. расходомер 5), фазовращатель 501, цифроаналоговый (D/A) преобразователь 502, аналого-цифровой (A/D) преобразователь 503 и фазочувствительный датчик 504. В процессе работы фазовращатель 501 формирует цифровой сигнал возбуждения, который преобразуется в аналоговый сигнал возбуждения в D/A 502 и подается в кориолисовый датчик 500. Выходной измерительный сигнал подается в A/D 503, который оцифровывает аналоговый измерительный сигнал и подает его в фазовращатель 501. Фазочувствительный датчик 504 сравнивает входную фазу (возбуждения) с выходной фазой (датчика) и формирует фазоразностный сигнал для фазовращателя 501. В результате, фазовращатель 501 может управлять сдвигом фазы и частотой сигнала возбуждения, подаваемого в кориолисовый датчик 500.5 shows a feedback loop for controlling the frequency of oscillations supplied to the flowmeter assembly 10. The feedback loop may include a Coriolis sensor 500 (i.e., a flowmeter 5), a phase shifter 501, a digital-to-analog (D / A) converter 502, and an analog- a digital (A / D) converter 503 and a phase-sensitive sensor 504. During operation, the phase shifter 501 generates a digital excitation signal, which is converted into an analog excitation signal in D / A 502 and supplied to the Coriolis sensor 500. The output measurement signal is supplied to A / D 503 which th digitizes the analog measurement signal and feeds it to the phase shifter 501. The phase-sensitive sensor 504 compares the input phase (excitation) with the output phase (sensor) and generates a phase-difference signal for the phase shifter 501. As a result, the phase shifter 501 can control the phase shift and frequency of the excitation signal supplied into the Coriolis sensor 500.

Как показано на фиг.5, изобретение управляет фазой между входом и выходом датчика так, чтобы непрерывно циклически переключать резонансные колебания в замкнутом контуре между первой и второй частотами ω₂ и ω₁ колебаний, при поддерживании системы в режиме управления с обратной связью. Такое управление фазой можно реализовать цифровыми методами с помощью стандартных технологий систем фазовой автоподстройки частоты. В одном варианте осуществления управление с обратной связью можно реализовать соответственно запрограммированным цифровым процессором сигналов (DSP). Применимы другие технологии управления с обратной связью или циклического управления, не выходящие за пределы объема описания и формулы изобретения.As shown in FIG. 5, the invention controls the phase between the input and output of the sensor so as to continuously cyclically switch resonant oscillations in a closed loop between the first and second oscillation frequencies ω ₂ and ω ₁ while maintaining the system in a feedback control mode. Such phase control can be implemented digitally using standard technologies of phase locked loop systems. In one embodiment, feedback control can be implemented by a suitably programmed digital signal processor (DSP). Other feedback control or cyclic control technologies are applicable without departing from the scope of the description and claims.

Заданная установка фазы, показанная на фиг.5, является периодической функцией времени, например:The predetermined phase setting shown in FIG. 5 is a periodic function of time, for example:

при индексе ∆Φ фазовой модуляции и периоде модуляции Т_ф, составляющими порядка нескольких секунд в одном варианте осуществления. При подобном медленном регулировании изменения фазы частота колебаний системы в замкнутом контуре будет непрерывно изменяться, как показано фазовой кривой, представленной на фиг.4B. Поэтому, для каждого периода времени Т_ф все соответствующие переменные (ω₀, ω₁, ω₂ и массовый расход) можно измерить прослеживанием соответствующей амплитудной характеристики по непрерывному спектру рабочих частот ω_E[ω₁, ω₂], без необходимости абсолютной калибровки амплитудной характеристики.when the phase modulation index ΔΦ and modulation period T _f are of the order of several seconds in one embodiment. With such a slow regulation of the phase change, the closed-loop system oscillation frequency will continuously change, as shown by the phase curve shown in FIG. 4B. Therefore, for each time period T _f, all relevant variables (ω ₀ , ω ₁ , ω ₂ and mass flow rate) can be measured by tracing the corresponding amplitude characteristic from a continuous spectrum of operating frequencies ω _E [ω ₁ , ω ₂ ], without the need for absolute calibration of the amplitude characteristics.

В зависимости от необходимой постоянной времени, плотность ρ можно определять разными способами. Например, в одном варианте осуществления плотность ρ можно определить периодической коррекцией выходной плотности каждый раз, когда фаза проходит через фазовую точку ρ_cal калибровки плотности. В другом варианте осуществления плотность ρ можно определять динамически введением коэффициента частотной коррекции, при этом коэффициент частотной коррекции зависит от фактической фазы и вязкости продукта.Depending on the required time constant, the density ρ can be determined in various ways. For example, in one embodiment, the density ρ can be determined by periodically adjusting the output density each time the phase passes through the phase point ρ _{cal of the} density calibration. In another embodiment, the density ρ can be determined dynamically by introducing a frequency correction coefficient, wherein the frequency correction coefficient depends on the actual phase and viscosity of the product.

Скорость 224 сдвига можно определять по массовому расходу 220 через расходомерный узел 10 и по собственной резонансной частоте расходомерного узла 10. Следовательно, путем изменения расхода и/или путем изменения резонансной частоты расходомера 5 посредством переключения на другую моду колебаний, можно модифицировать скорость 224 сдвига. Данная возможность приводит к возможности по существу одновременного определения параметров неньютоновских или жидких продуктов. Текучие среды, для которых сдвиговое напряжение находится в линейной связи со скоростью сдвиговой деформации, именуются ньютоновскими текучими средами. Ньютоновские материалы называются идеальными жидкостями, поскольку их вязкость или консистенция не зависят от сдвига, например, при перемешивании или перекачивании насосом, при постоянной температуре. К счастью, большинство общеизвестных текучих сред, как жидкостей, так и газов, является ньютоновскими, включая воду и масла.The shear rate 224 can be determined from the mass flow rate 220 through the flow meter assembly 10 and from the natural resonant frequency of the flow meter assembly 10. Therefore, by changing the flow rate and / or by changing the resonant frequency of the flow meter 5 by switching to another vibration mode, the shear speed 224 can be modified. This possibility leads to the possibility of essentially simultaneously determining the parameters of non-Newtonian or liquid products. Fluids for which shear stress is linearly related to shear strain rate are referred to as Newtonian fluids. Newtonian materials are called ideal fluids because their viscosity or consistency is independent of shear, for example, when stirred or pumped at a constant temperature. Fortunately, most well-known fluids, both liquids and gases, are Newtonian, including water and oils.

Числа R_e 225 Рейнольдса для проточной среды можно определить из трех основных измерений, которые одновременно выполняются расходомерным узлом 10, т.е. числаThe Reynolds numbers R _e 225 for the flowing medium can be determined from three main measurements that are simultaneously performed by the flow meter assembly 10, i.e. the numbers

R_e 225 Рейнольдса можно определить из массового расхода 220, плотности 221 и динамической вязкости 223.R _e 225 Reynolds can be determined from mass flow rate 220, density 221 and dynamic viscosity 223.

Колебательные характеристики, формируемые кориолисовым расходомером 5, можно дополнительно использовать в других целях. Например, в одном варианте осуществления, по меньшей мере, две колебательные характеристики можно использовать для определения жесткости при изгибе расходомерного узла 10. Жесткость при изгибе можно применить для коррекции калибровочного коэффициента потока (FCF) с учетом изменения жесткости.The vibrational characteristics formed by the Coriolis flowmeter 5 can be additionally used for other purposes. For example, in one embodiment, at least two vibrational characteristics can be used to determine the bending stiffness of the flowmeter assembly 10. Bending stiffness can be used to correct the calibration flow coefficient (FCF) to account for changes in stiffness.

Коэффициенты, которые влияют на жесткость при изгибе, сказываются также на чувствительности кориолисового расходомера (калибровочный коэффициент потока). Жесткость при изгибе представляет собой статическую жесткость пружины, получаемую при изгибе расходомерной трубы силами с известной схемой приложения и при измерении отклонения расходомерной трубы. Для измерения жесткости при изгибе можно воспользоваться любой схемой приложения сил при условии ее инвариантности. Например, жесткость при изгибе для защемленной балки определяется следующим образом:Coefficients that affect bending stiffness also affect the sensitivity of a Coriolis flow meter (calibration flow coefficient). Bending stiffness is the static spring stiffness obtained when a flow tube is bent by forces with a known application pattern and when measuring a flow tube deviation. To measure the stiffness in bending, you can use any scheme of application of forces under the condition of its invariance. For example, the bending stiffness for a pinched beam is defined as follows:

гдеWhere

F - сила (Н);F - force (N);

E - модуль Юнга (Н/м²);E is Young's modulus (N / m ² );

I - момент инерции (м⁴);I - moment of inertia (m ⁴ );

L - длина (м);L is the length (m);

K_flex - жесткость расходомерной трубы при изгибе.K _flex - bending stiffness of the flow tube.

В кориолисовом расходомере, если жесткость при изгибе изменяется, то должен изменяться калибровочный коэффициент. Жесткость при изгибе кориолисового расходомера определяется следующим образом:In a Coriolis flowmeter, if bending stiffness changes, then the calibration factor should change. The bending stiffness of a Coriolis flowmeter is determined as follows:

гдеWhere

C_P - влияние схемы приложения сил на жесткость при изгибе;C _P is the effect of the force application scheme on bending stiffness;

C_G - влияние геометрии изгиба недеформированной трубы на жесткость при изгибе;C _G - the influence of the bending geometry of the undeformed pipe on the bending stiffness;

C_S - влияние напряжения недеформированной трубы на жесткость при изгибе.C _S is the effect of undeformed pipe stress on bending stiffness.

Для кориолисового расходомера с прямой трубой без предварительного напряжения нижеследующие выражения показывают зависимость калибровочного коэффициента от El:For a Coriolis straight pipe flowmeter without prestressing, the following expressions show the dependence of the calibration coefficient on El:

Следовательно, калибровочной коэффициент потока (FCF) для прямой трубы равен:Therefore, the calibration flow coefficient (FCF) for the straight pipe is:

где C является константой, определяемой по виду моды и местам расположения первичных датчиков.where C is a constant determined by the type of mode and the locations of the primary sensors.

Жесткость при изгибе расходомерной трубы можно также определить оценкой точек на амплитудно-частотной характеристике (FRF) трубы при определенных частотах. Данные точки затем используют для аппроксимации модели с одной степенью свободы по данным и для определения точки DC (например, прохождения через нуль) на FRF.The bending stiffness of the flow tube can also be determined by evaluating the points on the amplitude-frequency characteristic (FRF) of the tube at certain frequencies. These points are then used to approximate the model with one degree of freedom from the data and to determine the DC point (for example, passing through zero) on the FRF.

Калибровочный коэффициент потока можно проверить с использованием метода оценки на нескольких частотах. Оценка на нескольких частотах начинается с определения констант m₁, c₁, k₁, ω₁, ζ₁ и A₁ с использованием любого способа идентификации системы во временной или частотной области. Применяют методику аппроксимации кривой для аппроксимации рациональной модели передаточной функции для непрерывного времени по вектору H комплексной частотной характеристики H на группе частот в векторе W (радиан/секунда). Число и местоположение (в частной области) частных значений FRF влияет на качество аппроксимации. Хорошую аппроксимацию получают при использовании всего двух частных значений частотной характеристики. Полученная модель имеет вид:The calibration flow coefficient can be checked using the multi-frequency estimation method. The evaluation at several frequencies begins with the determination of the constants m ₁ , c ₁ , k ₁ , ω ₁ , ζ ₁ and A ₁ using any method of identifying the system in the time or frequency domain. The curve approximation technique is used to approximate the rational model of the transfer function for continuous time with respect to the vector H of the complex frequency response H on the group of frequencies in the vector W (radian / second). The number and location (in the private domain) of the FRF partial values affects the quality of the approximation. A good approximation is obtained using only two partial values of the frequency response. The resulting model has the form:

Данные частотной характеристики подвижности (скорости) датчика привода преобразуют в форму динамической приемистости (отклонения). Измеренные данные H частотной характеристики подвижности следует умножать на 1/(iω). Измеренная частотная характеристика H подвижности контура привода должна давать переход от тока (пропорционального усилию) приводной катушки в напряжение (пропорциональное скорости) первичного датчика.The data of the frequency response of the mobility (speed) of the drive sensor is converted into a form of dynamic pick-up (deviation). The measured data H of the frequency response of mobility should be multiplied by 1 / (iω). The measured frequency response H of the mobility of the drive circuit should give a transition from the current (proportional to the force) of the drive coil to the voltage (proportional to the speed) of the primary sensor.

Преобразование данных подвижности в данные приемистости дает H(s) в виде:Converting mobility data to pick-up data gives H (s) in the form:

где a(1)=1. Представляющие интерес параметры моды получают из модели передаточной функции следующим образом:where a (1) = 1. Mode parameters of interest are obtained from the transfer function model as follows:

Затем можно вычислить физические параметры с использованием следующих уравнений:Then you can calculate the physical parameters using the following equations:

После определения физических параметров определяют и корректируют изменения калибровочного коэффициента потока, а также других параметров (включая изменения массы и длины расходомерной трубы).After determining the physical parameters, the changes in the calibration flow coefficient, as well as other parameters (including changes in the mass and length of the flow tube) are determined and corrected.

В качестве дополнительной возможности, по меньшей мере, две колебательные характеристики можно также использовать для обнаружения и различения конструктивных изменений расходомера, например эрозии, коррозии и покрытия расходомерной трубы. В одном подобном варианте осуществления возбуждают колебания кориолисового расходомера 5 на его резонансной частоте, чтобы расходомер 5 мог измерять массу и плотность. Измерение массы основано на следующем уравнении:As an additional feature, at least two vibrational characteristics can also be used to detect and distinguish structural changes in the flowmeter, such as erosion, corrosion and coating of the flow tube. In one such embodiment, vibrations of the Coriolis flowmeter 5 are excited at its resonant frequency so that the flowmeter 5 can measure mass and density. Mass measurement is based on the following equation:

где

- массовый расход; FCF - калибровочный коэффициент потока; ∆t - время задержки; ∆t_o - время задержки при нулевом потоке.Where

- mass flow rate; FCF — calibration flow coefficient; ∆t is the delay time; ∆t _o - delay time at zero flow.

Член FCF пропорционален жесткости расходомера. Жесткость является превалирующим параметром, который влияет на рабочие характеристики измерительного прибора. Если жесткость расходомера изменяется, то изменится АСА измерительного прибора. Изменение рабочих характеристик расходомеров может быть обусловлено, например, коррозией, эрозией и покрытием.The FCF term is proportional to the rigidity of the flowmeter. Rigidity is the prevailing parameter that affects the performance of the meter. If the rigidity of the flowmeter changes, then the ASA of the measuring device will change. A change in the performance of the flowmeters may be due, for example, to corrosion, erosion, and coating.

Уравнение (19) можно переписать, чтобы отразить в нем жесткость:Equation (19) can be rewritten to reflect the rigidity in it:

где G - геометрическая постоянная, соответствующая конкретному датчику; E - модуль Юнга; I - момент инерции.where G is the geometric constant corresponding to a particular sensor; E is Young's modulus; I is the moment of inertia.

Момент I инерции площади изменяется, когда изменяется расходомерная трубка измерительного прибора. Например, если трубка подвергается коррозии, уменьшающей толщину стенок, то момент инерции площади уменьшается.The moment I of inertia of the area changes when the flow tube of the measuring device changes. For example, if the tube undergoes corrosion that reduces the wall thickness, then the moment of inertia of the area decreases.

В одном варианте осуществления изобретение предлагает способ обнаружения и различения конструктивных изменений расходомера по зарегистрированным изменениям расхода. Способ начинается с определения массового расхода

с использованием нескольких мод и следующего уравнения:In one embodiment, the invention provides a method for detecting and distinguishing structural changes in a flowmeter from recorded changes in flow. The method begins by determining the mass flow rate.

using several modes and the following equation:

Когда возбуждается несколько мод либо шумами потока, либо возбуждением вынужденных колебаний, колебания моды будут связаны с массовым расходом через расходомерную трубу, что вызывает кориолисовый отклик для каждой моды. Кориолисовый отклик дает соответствующую величину ∆t, которую применяют для вычисления показания массового потока для каждой моды.When several modes are excited either by flow noises or by excitation of forced oscillations, the mode oscillations will be associated with the mass flow through the flow tube, which causes a Coriolis response for each mode. The Coriolis response gives the corresponding Δt value, which is used to calculate the mass flow readings for each mode.

Показания массового потока для каждой моды сравниваются. Полученный массовый расход должен быть одним и тем же для каждой моды. Если показания массового потока равны, то по результатам сравнения формируется сигнал «правильной работы», и исполнение способа начинается снова. Сигнал «правильной работы» может быть в форме, например, визуального или звукового сигнала для пользователя.The mass flow readings for each mode are compared. The resulting mass flow rate should be the same for each mode. If the readings of the mass flow are equal, then, according to the results of the comparison, a “correct operation” signal is generated, and the execution of the method starts again. The “proper operation” signal may be in the form of, for example, a visual or audio signal for the user.

Когда имеет место расхождение между массовыми расходами, которое выходит за допустимые пределы, выдается сигнал ошибки. Сигнал ошибки может вызывать принятие разнообразных мер. Например, сигнал ошибки может вызывать остановку исполнения способа или может вызывать визуальный или звуковой предупредительный сигнал для пользователя, который может затем принимать соответствующие меры.When there is a discrepancy between mass flow rates that is outside the acceptable range, an error signal is issued. An error signal can cause a variety of measures. For example, an error signal may cause the execution of the method to stop, or may cause a visual or audible warning signal to the user, who may then take appropriate action.

Измерения плотности кориолисовым расходомером 5 основаны на следующем уравнении:Density measurements by Coriolis flowmeter 5 are based on the following equation:

где k - жесткость узла; m - масса узла; f - частота колебаний; τ - период колебаний.where k is the stiffness of the node; m is the mass of the node; f is the oscillation frequency; τ is the period of oscillation.

Уравнение (22) является решением уравнения перемещений для системы с одной степенью свободы. Кориолисовый расходомер при нулевом потоке представлен раскрытием уравнения (22), которое дает:Equation (22) is a solution of the equation of displacements for a system with one degree of freedom. A zero flow Coriolis flowmeter is represented by the disclosure of equation (22), which gives:

где E - модуль Юнга; I - момент инерции сечения; G_ρ - геометрическая постоянная; A - площадь сечения; ρ - плотность; f - текучая среда в расходомере; t - материал расходомерных(ой) труб(ы).where E is Young's modulus; I is the moment of inertia of the section; G _ρ is the geometric constant; A is the cross-sectional area; ρ is the density; f is the fluid in the flow meter; t is the material of the flow meter (s) pipe (s).

Путем перестановки членов уравнение (23) можно переписать следующим образом:By rearranging the terms, equation (23) can be rewritten as follows:

гдеWhere

Геометрическая постоянная G_ρ учитывает такие геометрические параметры, как длина и форма трубы. Постоянные C₁ и С₂ определяются как часть нормального калибровочного процесса при нулевом потоке на двух разных текучих средах.The geometric constant G _ρ takes into account geometric parameters such as the length and shape of the pipe. The constants C ₁ and C _{2 are} defined as part of the normal calibration process at zero flow on two different fluids.

В одном варианте осуществления изобретение предлагает способ обнаружения и различения конструктивных изменений расходомера по изменениям зарегистрированной плотности. Способ начинается с определения плотности ρ с использованием нескольких мод. Несколько мод могут возбуждаться либо шумами потока, либо вынужденными колебаниями.In one embodiment, the invention provides a method for detecting and distinguishing structural changes in a flowmeter from changes in registered density. The method begins by determining the density ρ using several modes. Several modes can be excited either by flow noises or forced oscillations.

Показания плотности для каждой моды сравниваются. Полученное показание плотности должно быть одним и тем же для каждой моды. Если плотности равны, то по результатам сравнения формируется сигнал «правильной работы», и исполнение способа начинается снова. Сигнал «правильной работы» может быть в форме, например, визуального или звукового сигнала для пользователя.The density readings for each mode are compared. The resulting density reading should be the same for each mode. If the densities are equal, then, according to the results of the comparison, a “correct operation” signal is generated, and the execution of the method starts again. The “proper operation” signal may be in the form of, for example, a visual or audio signal for the user.

Когда имеет место расхождение между показаниями плотности, которое выходит за допустимые пределы, выдается сигнал ошибки. Сигнал ошибки может вызывать принятие разнообразных мер. Например, сигнал ошибки может вызывать остановку исполнения способа или может вызывать визуальный или звуковой предупредительный сигнал для пользователя, который может затем принимать соответствующие меры.When there is a discrepancy between the density readings that is out of range, an error signal is issued. An error signal can cause a variety of measures. For example, an error signal may cause the execution of the method to stop, or may cause a visual or audible warning signal to the user, who may then take appropriate action.

Кориолисовый расходомер и способ в соответствии с настоящим изобретением можно применять в соответствии с любым из вариантов осуществления для обеспечения, по желанию, нескольких преимуществ. Изобретение обеспечивает расходомер, который допускает измерение различных характеристик потока. Изобретение обеспечивает измерение характеристик потока с использованием, по меньшей мере, первой и второй частот колебаний для возбуждения расходомерного узла. Изобретение предлагает эффективное управление кориолисовым расходомером для обеспечения дополнительных измерений динамической вязкости, кинематической вязкости и плотности без снижения показателей измерения массового потока расходомером. Изобретение может дополнительно обеспечивать величины скорости сдвига, числа Рейнольдса, VOS и коэффициента затухания. Упомянутые различные характеристики потока дают преимущество получения более подробной и явной информации о составе и характере изменения проточной среды.The Coriolis flowmeter and method in accordance with the present invention can be applied in accordance with any of the embodiments to provide, if desired, several advantages. The invention provides a flow meter that allows the measurement of various flow characteristics. The invention provides a measurement of flow characteristics using at least the first and second oscillation frequencies to excite the flowmeter assembly. The invention provides effective control of a Coriolis flowmeter to provide additional measurements of dynamic viscosity, kinematic viscosity and density without reducing the measurement of mass flow by the flow meter. The invention may further provide shear rate, Reynolds number, VOS and attenuation coefficient values. The various flow characteristics mentioned give the advantage of obtaining more detailed and explicit information about the composition and nature of the change in the flow medium.

Фактически, во всех основных отраслях существуют многочисленные возможности применения изделия, которое одновременно измеряет массовый поток, плотность и вязкость. В одном примере изобретение можно эффективно применять для компаундирования судового топлива, когда керосин смешивают с корабельным топливом до кинематической вязкости согласно спецификации. Получаемую смесь можно одновременно измерять на судне. От решения для данного применения требуются измерения массового расхода, плотности и вязкости.In fact, in all major industries, there are numerous applications for a product that simultaneously measures mass flow, density, and viscosity. In one example, the invention can be effectively applied to compound marine fuel when kerosene is mixed with ship fuel to kinematic viscosity according to specification. The resulting mixture can be measured simultaneously on the ship. The solution for this application requires measurements of mass flow rate, density and viscosity.

В другом примере изобретение можно использовать для заполнения бочек смазочным маслом. Существует множество различных смазочных масел, и их обычно изготавливают в одном потоке и заливают партиями в бочки. Во время заполнения партиями бочек требуется точно определять границу между разными смазочными нефтепродуктами для предотвращения загрязнения. Границу определяют по изменению вязкости продукта с использованием измерения вязкости, обеспечиваемого изобретением. Выходной сигнал массового потока служит для точного наполнения партиями бочек с использованием измерения массового расхода, обеспечиваемого изобретением.In another example, the invention can be used to fill barrels with lubricating oil. There are many different lubricating oils, and they are usually made in one thread and poured in batches in barrels. When filling in batches of barrels, it is necessary to precisely determine the boundary between different lubricating oil products to prevent contamination. The boundary is determined by the change in viscosity of the product using the viscosity measurement provided by the invention. The mass flow output signal is used to accurately fill batches using the mass flow measurement provided by the invention.

В другом примере изобретение можно использовать для получения растворов кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы (HFCS), например HFCS-55. Во время получения растворов HFCS каждый раствор будет иметь относительную вязкость (в единицах Брикса) и требования к качеству по вязкости. Вязкость в единицах Брикса определена как процентное содержание твердых частиц в растительном соке или, в качестве альтернативы, как процентное содержание сахарозы (сахара). Очевидно, наличие возможности измерения данных параметров качества одновременно с массовым расходом очень полезно для заказчика.In another example, the invention can be used to prepare high fructose corn syrup (HFCS) solutions, such as HFCS-55. During the preparation of HFCS solutions, each solution will have a relative viscosity (in Brix units) and quality requirements for viscosity. The viscosity in Brix units is defined as the percentage of solids in the vegetable juice or, alternatively, as the percentage of sucrose (sugar). Obviously, the ability to measure these quality parameters at the same time as mass flow is very useful for the customer.

Claims

1. A Coriolis flow meter (5) comprising at least one flow tube (103A, 103B), at least two primary sensors (105, 105 ′), mounted on at least one flow tube (103A, 103B), and a drive (104) configured to excite vibrations of at least one flow tube (103A, 103B), characterized in that it comprises:
measuring electronic equipment (20) associated with at least two primary sensors (105, 105 ′) and a drive (104), while measuring electronic equipment (20) is configured to excite vibrations of at least one flow tube (103A, 103B) of a flowmeter with a first oscillation frequency and in a first mode of antiphase bending vibrations,
measuring a first vibrational characteristic of the at least one flow tube (103A, 103B), the first vibrational characteristic being formed in response to a first oscillation frequency of the at least one flow tube (103A, 103B);
excitation of oscillations of at least one flow tube with at least a second oscillation frequency and in the first mode of antiphase bending vibrations,
measuring a second vibrational characteristic, the second vibrational characteristic being formed in response to a second oscillation frequency, and
determining at least mass flow rate and viscosity using the first vibrational characteristic and the second vibrational characteristic.

2. The Coriolis flowmeter according to claim 1, characterized in that the density is further determined.

3. The Coriolis flowmeter according to claim 1, characterized in that the shear rate is additionally determined.

4. The Coriolis flowmeter according to claim 1, characterized in that it further determines the Reynolds number.

5. The Coriolis flowmeter according to claim 1, characterized in that the viscosity is kinematic viscosity.

6. The Coriolis flowmeter according to claim 1, characterized in that the viscosity is dynamic viscosity.

7. The Coriolis flowmeter according to claim 1, characterized in that the change in frequency between the first oscillation frequency and the second oscillation frequency is spasmodic.

8. The Coriolis flowmeter according to claim 1, characterized in that the oscillations of at least one flow tube (103A, 103B) with a first oscillation frequency and a second oscillation frequency are excited simultaneously.

9. The Coriolis flowmeter according to claim 1, characterized in that the swing between the first oscillation frequency and the second oscillation frequency for a given period of time sweep.

10. The Coriolis flowmeter according to claim 1, characterized in that the first oscillation frequency and the second oscillation frequency are essentially equidistant up and down from the fundamental frequency of the at least one flow tube (103A, 103B).

11. The Coriolis flowmeter according to claim 1, characterized in that it contains two essentially U-shaped flow tubes.

12. The method of determining the characteristics of the flow in the Coriolis flowmeter, which consists in the fact that
excite vibrations of at least one flow tube of the flow meter with a first oscillation frequency and in a first mode of antiphase bending vibrations and
measure the first vibrational characteristic of at least one flow tube, and the first vibrational characteristic is formed in response to the first oscillation frequency, characterized in
what
excite vibrations of at least one flow tube with at least a second oscillation frequency and in the first mode of antiphase bending vibrations;
measuring a second vibrational characteristic, the second vibrational characteristic being formed in response to a second oscillation frequency; and
determining at least the mass flow rate and viscosity of the flowing medium using the first vibrational characteristic and the second vibrational characteristic.

13. The method according to p. 12, characterized in that it further determines the density.

14. The method according to p. 12, characterized in that it further determines the shear rate.

15. The method according to p. 12, characterized in that it further determines the Reynolds number.

16. The method according to item 12, wherein the viscosity is kinematic viscosity.

17. The method according to item 12, wherein the viscosity is dynamic viscosity.

18. The method according to p. 12, characterized in that the frequency changes between the first oscillation frequency and the second oscillation frequency.

19. The method according to p. 12, characterized in that, essentially, simultaneously excite vibrations of at least one flow tube with a first oscillation frequency and a second oscillation frequency.

20. The method according to p. 12, characterized in that the frequency swing between the first oscillation frequency and the second oscillation frequency for a given period of time sweep.

21. The method according to p. 12, characterized in that the first oscillation frequency and the second oscillation frequency are essentially equidistant up and down from the fundamental frequency of the at least one flow tube.