WO2006010687A1 - Messaufnehmer vom vibrationstyp zum messen von in zwei mediumsleitungen strömenden medien sowie in-line-messgerät mit einem solchen messaufnehmer - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a transducer for measuring in two, esp. Separate, lines flowing media and an in-line measuring device with such a transducer.
  • in-line measuring devices For measuring or detecting a process variable of lines, in particular pipelines, flowing media, in particular for detecting flow dynamic and / or rheological measured variables, such in-line measuring devices are often used, which by means of a in the Course of the medium-conducting pipe or hose ein ⁇ set, in operation by the medium flowed through the transducer of the vibration type and an attached measuring and operating circuit, in the medium ons laminate, such as Coriolis forces corresponding to the mass flow, inertial forces corresponding to the density or frictional forces corresponding to the viscosity, and, derived therefrom, produce the respective mass flow, a respective viscosity and / or a measurement signal representing the respective density of the medium.
  • the transducer is e.g. medium-tight by means of flanges, in particular pressure-tight, and in most cases permanently connected to the conduit carrying the medium.
  • the measuring device electronics are in turn usually connected via an attached data transmission system to other measuring devices and / or to a corresponding central computer, to which they supply the measured value signals, eg via digital data bus. sends.
  • the measured value signals eg via digital data bus. sends.
  • serial bus systems such as PROFIBUS-PA, FOUNDATION FIELDBUS and the corresponding transmission protocols.
  • the transmitted measured value signals can be further processed and visualized as corresponding Meß ⁇ results, for example on monitors and / or in control signals for corresponding actuators, such as solenoid valves, electric motors of pumps, etc., um ⁇ converted.
  • In ⁇ line measuring devices further comprise an electronics housing, which, as proposed for example in WO-A 00/36379, arranged away from the transducer and can be connected to this only via a flexible line or , as for example in EP-A 1 296 128 or the
  • WO-A 02/099363 is shown, directly on the transducer, esp. On a measuring transducer housing the Meß ⁇ housing, is arranged.
  • such in-line gauges having a vibration type transducer are also suitable for directly measuring a mass flow balance, esp. A mass flow difference, from two media flowing simultaneously and in different medium conduits.
  • mass flow balance esp. A mass flow difference
  • Such balance measurements are usually used to monitor the content and / or tightness of a container with a connected piping system by simultaneously measuring the incoming medium flow and the outflowing medium flow.
  • Corresponding applications for such balance measurements can be found, for example, in the field of medical technology, in particular in blood transfusion or dialysis, or also in the field of painting technology, especially in the mixing of colors.
  • Suitable balance measuring systems which measure balances of two mass flows using in-line meters of the type described, in particular Coriolis mass flow meters, are e.g. in EP-A 441 328, the
  • the measuring sensors of the type shown in FIG. 2 each comprise two measuring tubes held in a frame, for example tubular or box-shaped, each of which is used for generating the abovementioned reaction forces during operation - driven by an electro-mechanical exciter arrangement. is vibrated.
  • One of the measuring tubes is in each case intended to be used in the course of a first medium line leading to the above-mentioned medium, while the other measuring tube is provided for the medium which is guided in a second medium line and runs in the above sense.
  • the measuring sensors furthermore each have a physical-electrical sensor arrangement which reacts to movements of the oscillating element.
  • the measurement of the mass flow of a flowing medium is known to be due to the fact that medium is allowed to flow through each of the measuring tubes oscillating laterally to a vibration axis during operation, whereby Coriolis forces are induced in the respective medium. These in turn cause the inlet-side and outlet-side regions of the respective measuring tube to oscillate out of phase relative to each other, the magnitude of these phase shifts being a measure of the momentary mass flow in the measuring tube.
  • the vibrations of each of the Meßrohe are therefore by means of two spaced apart along the respective measuring tube vibration sensors of the preceding said sensor array detected locally and converted into corresponding Schwingungs ⁇ meßsignale. From their mutual phase shift then the mass flow can be derived.
  • the measuring sensors are at least temporarily flowed through simultaneously by two media, which are formed differently, at least in one physical property, for example the mass flow, the density, the viscosity, and / or the temperature .
  • the meter tubes may vary significantly in mechanical vibration characteristics, such as instantaneous vibration amplitudes and / or instantaneous vibration frequencies, although nominally virtually identical in design.
  • this can lead to considerable errors in the measured balance of the two medium flows, for example the measured mass flow difference.
  • US Pat. No. 4,657,372 also proposes separately determining the oscillation amplitudes of the differently oscillating measuring tubes and, based on the individually measured oscillation amplitudes of each of the measuring tubes, a suitable correction perform measured phase differences.
  • the invention consists of measuring transducers suitable for, in particular, simultaneous and / or differential measurement of media flowing in two medium lines.
  • the measuring transducer comprises at least four measuring tubes each having a first and a second inlet / outlet end, at least temporarily, in particular simultaneously, vibrating measuring tubes for guiding the measuring tubes, electro-mechanical, in particular electro-mechanical, vibrations of the measuring tubes -dynamic, exciter arrangement, as well as a responsive to at least local vibrations of the measuring tubes sensor arrangement for generating at least one of vibrations of the measuring tubes influenced measuring signal.
  • a first and a second measuring tube are at least temporarily inserted into the path of a first medium line in such a way that each of these two measuring tubes simultaneously carries a partial volume of a medium flowing through the first medium line, and is at least four of them
  • Measuring tubes a third and a fourth measuring tube at least temporarily used in the course of a second medium line, that each of these two measuring tubes simultaneously leads a partial volume of a medium flowing through the second medium medium.
  • the invention consists in determining a mass flow rate of a first medium flowing in a first medium line and a mass flow of a second medium flowing in a second medium line and / or determining a balance between the mass flow rate of the first medium and the mass flow rate of the second medium existing mass flow difference suitable in-line measuring device, which comprises the aforementioned Meß ⁇ sensor.
  • each of the first and second measuring tube in operation with a first distributor element and the second inlet / outlet end of each of the first and second measuring tube in operation connected to a second distributor element.
  • the first outlet end of each of the third and fourth measuring tubes is likewise connected in operation to a third distributor element and the second inlet / outlet end of each of the third and fourth measuring tubes is in operation connected to a fourth distributor element during operation.
  • the first distributor element is connected to a medium line leading to the measuring transducer of the first medium line and the second distributor element to a medium of the first medium line discharging from the measuring transducer, and the third distributor element to a medium line leading to the medium of the second medium line and the fourth distributor element to a medium of the measuring receiver discharging line segment of the second medium line connected.
  • Exciter arrangement a, in particular differentially acting, electro-dynamic Schwing ⁇ tion exciter, via a substantially rigidly coupled to the first and / or the third measuring tube exciting coil and a dipping into this, with the second and / or the fourth measuring tube in essentially rigidly coupled plunger armature acts on the measuring tubes.
  • the vibration exciter is arranged above a common local center of gravity of all four measuring tubes, which lies in an imaginary cross-sectional plane passing through the installation location of the vibration exciter.
  • the sensor arrangement is designed as an, in particular differential, electro-dynamic sensor arrangement which comprises at least two sensor coils of essentially identical design to the excitation coil of the excitation arrangement and two to the plunger armature of FIG Sensor ⁇ arrangement each comprises substantially identical plunger armature.
  • the transducer further comprises a first support system for swingably supporting the measuring tubes, wherein the first support system at least a first inlet / outlet end of one of the four measuring tubes and at least a second inlet / outlet of one of the four Measuring tubes is fixed.
  • the first support system is fixed to the first and second exhaust ends of at least two of the four, esp. Of each of the four measuring tubes.
  • Measuring tubes shaped and arranged in the transducer that a minimum lateral distance between the first and the second measuring tube is substantially greater than a maximum lateral distance between the first and the third measuring tube and / or as a maximum lateral distance between the second and the fourth measuring tube ,
  • the Measuring tubes are shaped and arranged in the transducer so that they extend at least in sections to each other substantially parallel.
  • the measuring tubes are shaped and
  • the first and the third measuring tube to form a first Meßrohr- composite respectively from their first and second inlet / outlet ends are at least selectively spaced substantially rigidly coupled to each other and are the second and the fourth Measuring tube for forming a second Meßrohr- composite each of its first and second inlet / outlet ends at least selectively spaced substantially rigidly coupled.
  • the first and the third measuring tube at least partially away from their first and second EüWAuslnapsenden substantially rigidly coupled to each other and are the second and the fourth measuring tube respectively of their first and second
  • the outlet ends are substantially rigidly coupled to each other in a planar manner.
  • the first and the third measuring tube are each soldered from their first and second inlet / outlet ends to form a joint, brazed and / or welded together, and are the second and the fourth measuring tube respectively from their first and second inlet / outlet ends soldered together to form a joint seam, esp. Brazed, and / or welded.
  • a first vibration system formed by the first and third measuring tubes and a second vibration system formed by the second and fourth measuring tubes have substantially equal natural frequencies.
  • the measuring tubes oscillate during operation with essentially the same oscillation frequency, in particular on a natural natural frequency of the first and the second oscillation system.
  • the first and the second measuring tube oscillate in opposite directions substantially at least at times, and the third and fourth measuring tubes oscillate in phase opposition to one another at least temporarily.
  • FIGS Vibrations executed by the measuring tubes during operation are formed, at least temporarily, as bending oscillations about respectively one axis imaginarily connecting the first and the respectively associated second inlet / outlet ends or an imaginary axis parallel to this.
  • each of the four measuring tubes has its first one
  • FIGS. 1-10 In a twentieth embodiment of the sensor of the invention, FIGS.
  • the measuring tubes are shaped and arranged in the transducer that the four imaginary center lines are distributed to two imaginary, mutually substantially parallel, esp. Flat, cut surfaces of the transducer.
  • the measuring tubes are shaped and arranged in the transducer that the four imaginary center lines are distributed to four imaginary, mutually substantially parallel, esp. Flat, cut surfaces of the transducer.
  • the measuring tubes are shaped and arranged in the transducer that all four imaginary center lines in a common imaginary, esp. Level, cut surfaces of the transducer run.
  • the four measuring tubes are substantially straight.
  • the four measuring tubes are substantially equally curved, esp. V- or U-shaped.
  • the four measuring tubes are substantially V-shaped curved.
  • the four measuring tubes are formed substantially identically.
  • the partial volumes of the medium flowing in the first and second measuring tubes have a common flow direction which at least temporarily corresponds to a common direction of flow of the partial volumes in the third and fourth measuring tubes flowing second medium line Medium is directed opposite.
  • the partial volumes of the medium flowing in the first and second measuring tubes have a common flow direction which at least temporarily leads to a common direction of flow of the partial volumes in the third and fourth measuring tubes second medium line flowing medium is rectified.
  • the first support system is supported by an outer, in particular the measuring transducer einhausenden, second support system and / or at least one of the connected media lines, in particular oscillatory.
  • the measuring transducer has at least one temperature sensor thermally coupled to at least one of the measuring tubes and reacting to changes in its measuring tube temperature.
  • a basic idea of the invention is, on the one hand, that in the
  • Measuring tubes currently located first medium and the currently in the measuring tubes currently located second medium split into substantially equal sub-volumes, and on the other hand, the two sub-volumes of the first medium as well as the two sub-volumes of the second medium in each case taken symmetrically with respect to an imaginary gravity or To arrange the center line of the transducer.
  • An advantage of the sensor according to the invention is i.a. seen in the fact that it can still be manufactured comparatively inexpensive, a very high accuracy, esp. Also has a very high zero point stability.
  • FIG. 1 shows in perspective an in-line measuring device with a measuring transducer from the bration type for measuring in two media lines in guided media
  • FIG. 2 shows in perspective mechanical details of a first variant of a vibration-type transducer suitable for an in-line measuring device of FIG. 1 without a completed housing
  • FIG. 3 shows a front view of the measuring transducer according to FIG. 2, again without a completed housing, but with additional electrical details,
  • FIG. 4 shows the measuring transducer according to FIG. 2 in a section along the line A--
  • FIG. 3 A of Figure 3 is a bottom view of Fig. 2, but now with a completed housing
  • FIG. 5 shows the measuring transducer according to FIG. 2 in section along the line B--
  • FIG. 3 is a side view of Fig. 2, again with a completed housing
  • FIG. 6 is a sectional view of a measuring transducer modified in comparison to the measuring transducer of FIG. 2 only with respect to its connecting devices for medium lines;
  • FIG. 7 shows in a first perspective view mechanical details of a second variant of a vibration-type measuring transducer suitable for an in-line measuring device according to FIG. 1,
  • Fig. 8 shows a second perspective view corresponding to the transducer
  • Fig. 9 shows perspective mechanical details of a third variant of a vibration-type transducer suitable for an in-line measuring device of Fig. 1.
  • FIG. 1 shows an in-line measuring device for, in particular, simultaneous measurement of two media conveyed separately.
  • the in-line measuring device comprises a physical-electrical measuring sensor housed in a first supporting system 30 embodied, in particular, as a receiving housing.
  • the in-line measuring device comprises a, in particular a measuring and operating electronics which are accommodated in an electronic housing 40 and are electrically connected to the measuring transducer 10.
  • the in-line measuring device is used in particular for a balance between a first medium M flowing at least temporarily in a first medium line and a second medium M flowing at least temporarily in a second medium line, in particular a difference between and / or a sum of the Mass flow rates of the two media or a mean density and / or viscosity of both media, etc. to determine.
  • the medium M can be, for example, a medium supplied to a container or a reactor, for example a fluid, a paste and / or a powder
  • the second medium M can be, for example, a fluid taken from the same container or reactor. It should also be mentioned at this point that the two media M 1, M 2 can be both chemically essentially identical and chemically different from one another.
  • the two media can also be in terms of their current physical state, for example, their respective flow rate, their respective Reynolds number or with respect to a respective pressure, etc., and / or with respect to their current physical properties, such as the respective density, the respective viscosity or the respective temperature, etc., be the same or different from each other ,
  • the transducer 10 used for the balance measurement is a vibration type transducer of which individual design variants are shown in FIGS. 2 to 9.
  • such transducers serve to generate mechanical reaction forces, e.g., in a medium which is passed through vibrating, in particular flexible, measuring tubes.
  • the first and the second measuring tube 1 are de ⁇ mentally connected respectively inlet side with a medium the Meßaufêt zu ⁇ leading first line segment L and each outlet side with a medium dissipating from the Meßmess controversial second line segment L of the first medium line.
  • the third measuring tube 3 and the fourth measuring tube 4 are each connected on the inlet side to a first line segment L supplying the measuring transducer to the medium and each second outlet segment L of the second medium line leading to a medium from the measuring transducer.
  • a first inlet / outlet end of the first measuring tube 1 and a first inlet / outlet end of the second measuring tube 2 open into a first distributor element V during operation 1 and a second inlet / outlet end of the first measuring tube 1 and a second input /
  • the outlet end of the second measuring tube 2 is in each case inserted into a second distributing element V 2.
  • the first distributor element V 1 is at least temporarily connected to the first line segment L of the first medium line and the second distributor element lerelement V 2 at least temporarily with the second line ° sseg ⁇ ment L 12 of the first
  • the two measuring tubes 1, 2, the distributor elements and the two line segments L, L of the first medium line are thus interconnected so that the two measuring tubes 1, 2 are flowed through in parallel by two equally large partial streams of the first medium, or in other words in that each of these two measuring tubes 1, 2 simultaneously leads in each case to a partial volume of the medium M flowing in the first medium line.
  • the third measuring tube 3 and a first inlet / outlet end of the fourth measuring tube 4 open in operation in each case in a third distribution element V and a second inlet / outlet end of the third measuring tube 3 and a second inlet / outlet end of fourth measuring tube 4 in operation in each case in a fourth distributor element V 4 a.
  • the third distributor element V 3 is at least temporarily connected to the first line segment L of the second medium line and the fourth distributor element V 4 is at least temporarily connected to the second line segment L second medium line.
  • each of these two measuring tubes 3, 4 simultaneously leads in each case to a partial volume of the medium M flowing in the second medium line.
  • the first medium M flowing in the two measuring tubes 1, 2 can, during operation of the in-line measuring device, be present in virtually any direction, especially also in the measuring tubes 3, 4 second medium M independently, to be allowed to flow.
  • the mass flow rates of the two media M, M can also be designed differently from one another, in particular the medium M in the first and second measuring tubes 1, 2 can be made of this e.g. in each case also pass in a common flow direction, which, as indicated in FIG. 1, is directed counter to an instantaneous common flow direction of the medium M in the third and fourth measuring tubes 3, 4.
  • the mass flow rate of one of the two media M, M can also be practically zero, while the mass flow rate of the corresponding other of the two media M or M is different from zero.
  • the measuring tubes of the measuring transducer according to the invention may, for example, be made of stainless steel, wherein according to one embodiment of the invention stainless steel with the European material number 1.4539, which corresponds to the American designation 904 L, is used as material for the measuring tubes.
  • the measuring tubes may also be made of other steels or other materials familiar to the person skilled in the art, such as, for example, titanium, zirconium, tantalum or derivatives thereof Alloys can be made of the same.
  • plastic, glass, ceramics or the like can be used as material for the measuring tubes.
  • the measuring tubes, in particular formed in one piece can be shaped essentially identically, at least in pairs, in order to minimize the production costs.
  • the measuring tubes are advantageously arranged in the measuring transducer such that they run parallel to one another at least in sections, but in particular over the entire measuring tube length.
  • the first measuring tube 1 is in the first variant of the invention shown in Figs. 2 to 5
  • Measuring transducer 10 is substantially V-shaped, esp. With respect to a first Symme ⁇ symmetrical line, bent.
  • the here likewise essentially V-shaped second measuring tube 2 is likewise bent symmetrically with respect to a second symmetry line.
  • the measuring tubes 3, 4 extending parallel to the two measuring tubes are each bent in a substantially V-shaped and symmetrical manner.
  • each of the measuring tubes has at least one central one, its respective first one
  • Inlet / outlet end and its respective second inlet / outlet end have an imaginary centerline substantially defining a V-shape.
  • An advantage of substantially V-shaped measuring tubes is in addition to their ease of manufacture u.a. also in that they have a comparatively high stability against any deformation forces acting in the direction of flow.
  • other tube shapes can also be selected.
  • vibration-type transducers have a U-shape in a tube plane
  • ⁇ -shaped or triangular-curved measuring tubes have proven particularly useful. Further tube shapes which are suitable in principle for the four measuring tubes can also also be found in US Pat. No. 5,711,958, US Pat. No. 4,657,372, US Pat. No. 4,600,542, US Pat. No. 5,796,011, US Pat. No. 5,301,557, US Pat US-A 48 76 898 or US-A 48 95 031 are removed. However, the four measuring tubes can also, as also shown in FIG. 6, which shows a third variant of the measuring transducer according to the invention, be substantially straight.
  • measuring tube 1 a connected to the inlet / outlet pipe segment 11 first inlet / outlet arc segment 13, a second inlet / outlet arc segment 14 connected to the second inlet / outlet tube segment 12, a substantially straight first central tube segment 15 connected to the first inlet / outlet arc segment 13, a substantially straight second middle tube segment 16 connected to the second EhWAus outlet arc segment 14 and a vertex arc segment 17 connected to the central tube segments 15, 16.
  • the measuring tube 2 is, as already indicated, essentially identical to the measuring tube 1, ie it faces also a straight first inlet / outlet pipe segment 21, a straight second inlet / outlet pipe segment 22, one with the
  • Inlet / outlet tube segment 21 connected first inlet / outlet arc segment 23, a second inlet / outlet arc segment 24 connected to the second inlet / outlet tube segment 22, one with the first inlet / outlet Arc segment 23 connected substantially straight first middle tube segment 25, a substantially straight second middle tube segment 26 connected to the second inlet / outlet arc segment 24 and a vertex arc segment 27 connected to the two central tube segments 25, 26.
  • / Outlet segments 21, 22 aligned imaginary inlet / outlet axis A of the second measuring tube 2 also extends substantially parallel to an imaginary inlet / outlet axis A of the first measuring tube 1, which connects the two inlet / outlet segments 11, 12 imaginary.
  • the third measuring tube 3 by a straight first inlet / outlet pipe segment 31, a straight second inlet / outlet pipe segment 32, a connected to the inlet / outlet pipe segment 31 first inlet / outlet Arc segment 33, one connected to the second inlet / outlet pipe segment 32 second
  • Inlet / Outlet arc segment 34 a substantially straight first center tube segment 35 connected to the first inlet / outlet arc segment 33, a substantially straight second center tube segment 36 connected to the second inlet / outlet arc segment 34, and a apex arc segment 37 connected to the two central tube segments 35, 36 and the fourth measuring tube 4 through a straight first EuWAuslraw tube segment 41, a straight second inlet / outlet tube segment 42, a first one connected to the inlet / outlet tube segment 41 - / Ausliques- arc segment 43, a connected to the second inlet / outlet tube segment 42 second Ein-Z outlet arc segment 44, one connected to the first inlet / outlet arc segment 43 substantially straight first middle tube segment 45, one with the second One-Z outlet arc segment 44 connected, substantially straight second middle tube segment 46 and formed with the two central tube segments 45, 46 apex arc segment 47.
  • the inlet / outlet pipe segments 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42 of the measuring tubes are also each end side in a substantially flexurally and torsionally rigid support system 30 serving frame of the transducer so arranged and fixed, that the latter are sufficiently vibrationally supported therein.
  • the support system 30 of the first variant of the measuring transducer is, as readily apparent from the combination of FIGS. 1 and 4, practically integrated in the transducer housing, while in the second and third variants of the transducer, each as a rather massive base. or support plate is formed. As shown in Figs.
  • connecting devices VV In order to insert the measuring transducer 10 into the medium lines, connecting devices VV, such as, for example, are mounted in extension of the respective inlet / outlet tube segments 11, 12, 21, 22 of the measuring tubes 1, 2, 3, 4. Spigots with an external or with an internal thread, flanges or clamping devices, as e.g. are commercially available under the registered trademark Triclamp.
  • the connecting devices can furthermore, as also shown in FIGS. 1, 2, 3 and 4, be formed in a corresponding manner as a hose nozzle be, to which the respectively associated line segment L, L, L or L of the respective associated media line can be postponed.
  • the connecting devices can be aligned with approximately constant to the respective zu ⁇ associated measuring tube substantially in alignment or else, as indicated in Fig. 6, lead away with respect to the distances between the measuring tubes larger mutual distances from the transducer.
  • the support system 30 of the first variant of the sensor according to the invention comprises a comparatively flat, planar first inlet / outlet frame segment 31, an equally flat and planar formed second inlet / outlet frame segment 35 as well as the inlet / outlet frame segments 31, 32 connecting, implementing frame segment 33, in which an electrical feedthrough 34 (only to see in Fig. 4) is fixed pressure-tight.
  • the embodiment also flat and flat trained bushing frame segment 33 forms with the first and second inlet / outlet frame segment 31, 32 each have a right angle.
  • the support system 30 further includes in the first variant a flat first approach frame segment 34 which is attached to the first inlet / outlet frame segment 31 at an angle which is greater than 90 ° - in the embodiment, this is about 120 °.
  • the support system 30 includes a bent crown frame segment 35 passing into the first lug frame segment 34 and a second lobe frame 35 connected to the first lug frame segment 34.
  • the support system 30 may be integrally formed and for example from a front surface 301 and a rear surface 302 (only visible in Fig. 3) having flat stainless steel of constant width and thickness by corresponding bending and welding of the ends, see. the seam 303 can be made.
  • first fixing for example made of steel, the both with at least one of the first inlet / outlet segments 11, 21, 31, 41 and with the first
  • the inlet / outlet frame segment 31 is mechanically connected, in particular welded or soldered, as well as a, in particular membrane-like, second fixing element, which is connected both to at least one of the second
  • Intake / exhaust frame segment 32 is mechanically connected, especially welded or soldered.
  • the first fixing element is plate-shaped and, on the one hand, pushed onto the respective first inlet / outlet segments 11, 21, 31, 41 of the measuring tubes 1, 2, 3, 4 and with at least one the inlet / outlet segments 11, 21, 31, 41 mechanically connected, and on the other hand, a mounting opening in the first inlet / outlet frame segment 31 overlapping connected to the latter, esp. Welded or soldered.
  • the measuring tubes 1, 2, 3, 4 can be pushed by means of a second fixing plate on the second inlet / outlet segments 12, 22, 32, 42 and at least one of the two mechanically connected second fixing plate. Be fixed frame segment 32.
  • the support system 30 of the first variant can, as shown schematically in Fig. 3 or 4, further by a left side wall 37 and a right side wall 38 to the measuring tubes enclosing, esp. Medi ⁇ sealed, transducer housing are completed.
  • the two side walls 37, 38 are here as substantially flat sheets, e.g. made of stainless steel, which, adapted to the contour of the open frame and welded to the front surface 301 and the rear surface, the open frame to the transducer housing.
  • the support system 30 can be used, for example, stainless steel with the European material number 1.4301, which corresponds to the American designation 304.
  • the measuring transducer further comprises an energizing arrangement 60 which acts on the measuring tubes 1, 2, 3, 4 and which serves to displace each of the measuring tubes, at least within a defined range, into useful oscillations suitable for the specific measurement the detection of the abovementioned reaction forces in the fluid is sufficiently great.
  • the transducer has a responsive to vibrations of the measuring tubes sensor assembly 70, which serves to at least one of the measured variable to be detected influenced first vibration measurement signal s, esb. But also to generate a corresponding Schwingungsmeßsignal s.
  • the excitation arrangement 60 accordingly has at least one electro-mechanical, in particular electrodynamic, vibration exciter 61.
  • This serves to generate a signal from a corresponding measuring and operating circuit, e.g. of the above-mentioned Coriolis mass flowmeter, electrical excitation power P exc into such, e.g. pulsating or harmonic, Ereregerkarfte F exe convert, the symmetrical, ie simultaneously, but evenly in opposite directions, on measuring tube 1 and 2 and possibly also on measuring tube 3 and 4 act and thus the mutually opposite-phase oscillations of the measuring tubes 1, 2 and 3 respectively , 4 generate.
  • the excitation forces F can be detected by a person skilled in the art in a manner known per se, e.g.
  • the - not dar ⁇ Asked - measuring and operating circuit can be housed in the electronics housing 40, which, as shown in Fig. 1, in the manner known to the person skilled in the art, for example, can be mounted virtually directly on the measuring sensor or, if appropriate, can also be arranged remotely therefrom. As shown by way of example in FIGS.
  • the exciter 61 is an electrodynamic exciter acting simultaneously, especially difentially, on both measuring tubes 1, 2, wherein the first part 61a is a Excitation coil is and the second part 61b is a permanent magnetic plunger armature, which can cooperate with the coil arrangement by immersion.
  • the vibration sensors 71, 72 are substantially symmetrical with respect to the above-mentioned symmetry lines of the measuring tubes 1, 2 fixed thereto.
  • the two vibration sensors 71, 72 are preferably identical.
  • they can also be constructed substantially identical to the vibration exciter 61. In the embodiment shown in FIGS.
  • the vibration sensors 71, 72 are differential-acting, ie a distance or speed difference between two measuring tubes directly detecting, electrodynamic velocity sensors, i.
  • the parts 71a, 72a are each an exciter coil and the parts 71b, 72b are each permanently magnetic plunger anchors which can each dip into the associated excitation coil.
  • vibration sensors 71, 72 but also, for example, displacement or acceleration sensor can be used.
  • Sensor arrangement 70 supplied measurement signals the two vibration signals s, s, wherein a mutual phase position of the two vibration signals from the instantaneous mass flow rates in the measuring tubes 1, 2 as well as 3, 4 and a respective signal frequency of the instantaneous densities of the flowing media in the measuring tubes are dependent.
  • the bushing has a flange 90 fastened to the support system 30, for example by means of a welding connection, which serves to support the electronic housing 40, which is only shown in FIG. 1.
  • the flange 90 has a bore 91 so that the passageway is accessible from outside the receiver housing during assembly.
  • the implementation further comprises a support system 30 by means of an angled bracket 95 attached and between this and the apex arc segments on this tapered circuit board 96.
  • To one of these interconnects are connecting lines 63, 64 dexErregeran Aunt 60, connecting lines 73, 74, 75, 76 of the sensor assembly 70 and connecting lines 83, 84 of a first temperature sensor 81 and a second temperature sensor 82 and thus also to the individual Head of the implementation 500 connected.
  • the connection lines 63, 64, 73, 74, 75, 76, 83, 84 can only be seen in FIG. 2.
  • a track SN is also provided for a circuit zero point, which is fixed to metallic holder 95 via metallic fastening means that are mechanically and therefore also electrically connected thereto.
  • the temperature sensor 81 which is designed in particular as a platinum resistor (to be seen only in FIGS. 2 and 3), can be fastened on one of the inlet / outlet arc segments of the measuring tube 1, for example by gluing.
  • the temperature sensor 82 may be applied to one of the exit bend arc segments of the measuring tube 3.
  • the tempera ture sensors 81, 82 are used, as mentioned above, for measuring the instantaneous temperature of the medium M or of the medium M.
  • the above-described leadthrough further comprises a slot 361 mounted in the lead-through frame segment 33, through which the conductor plate 96 is inserted and which extends into the flange 90, wherein between the printed circuit board 96 and Slit 361 a to the electrical insulation aus ⁇ reaching distance is maintained. Furthermore, the circuit board 96 is inserted through an on the bushing frame segment 33 bore side resting disc 362 made of an insulating material therethrough. An insulating potting compound 363 fills a lying above the disc 362 part of the bore 91 completely, wherein the potting compound 363 may also be more or less penetrated into the space between the circuit board 96 and the inner wall of the slot 361.
  • an electronics housing 40 fixed directly to the support system 30 it is also possible, for example, to use one for the operation and evaluation electronics to be connected, which is arranged remotely from the sensor and connected thereto via a corresponding connection cable.
  • the measuring tubes 1, 2, 3, 4 for fine tuning of their mechanical natural frequencies and / or for reducing any externally coupled out vibrations of the transducer by means of a first node plate 51 in the vicinity of a point mechanically together connected to the respective first
  • inlet / outlet pipe segment merges into the respective first inlet / outlet arc segment, and mechanically connected by a second node plate 52 in the vicinity of a point at which the respective first inlet / outlet arc segment in the respective first middle tube segment merges.
  • the measuring tubes 1, 2, 3, 4 are further mechanically connected by means of a third node plate 53 in the vicinity of a point at which the respective second inlet / outlet pipe segment in the respective second inlet / outlet arc segment passes, and mechanically connected to each other by means of a fourth node plate 54 in the vicinity of a point at which merges the respective second inlet / outlet arc segment in the respective second central tube segment.
  • the four bone plates 51, 52, 53, 54 may, for example, be thin discs, in particular of the same material as the measuring tubes. These discs are provided with holes whose inner diameter corresponds approximately to the outer diameter of the measuring tubes 1, 2, 3, 4, and provided with slots, so that the discs can first be clamped onto the measuring tubes 1, 2 and then brazed with them ; In this case, the slots are brazed together so that the discs sit unslotted on the measuring tubes 1, 2, 3, 4.
  • the measuring tubes 1, 2 in both the in Fig. 2 and 3 as well as in the Meß ⁇ shown in FIGS. 7 and 8 in operation by means of the exciter assembly 60 in tuning fork-like bending ⁇ vibrations, so-called boom oscillations, offset.
  • the measuring tubes 1, 2 are offset in the transducer according to the third variant in such Biege ⁇ vibrations, which are substantially coplanar, ie lying in a common plane of vibration formed. It is also provided provided to let the third and fourth measuring tube 3, 4 each swing in the manner described above.
  • the vibrations excited during operation by the excitation arrangement 60 also have an oscillation frequency which is approximately equal to a mechanical natural frequency of a mechanical oscillation system encompassing the four measuring tubes or at least in the vicinity of such a natural frequency lies.
  • the electrical power currently required for maintaining the vibrations can be minimized.
  • an average density of both media M, M can thus be easily determined on the basis of the excited oscillation frequency.
  • the measuring tubes 1, 2, 3, 4, which are allowed to oscillate substantially at equal frequency are so excited that, at least in the case of non-flowing media M, M, the first and third measuring tubes 1, 3 oscillate substantially synchronously with each other, i. with essentially the same waveform, essentially the same phase angle and approximately the same amplitude of oscillation.
  • the second and fourth measuring tubes 2, 4 are also allowed to oscillate substantially synchronously with one another.
  • the first and the third measuring tube 1, 3 respectively of their first and second inlet / outlet ends and away from the possibly provided nodal plates 51, 52, 53, 54, at least at certain points so as to be rigidly coupled to one another, so that the two measuring tubes 1, 3 contacting each other in sections form one of the two measuring tubes 1, 3, but not the two Measuring tubes 2, 4 comprehensive first Meßrohr- composite act as a ge common first vibration system.
  • the two measuring tubes 1, 3 are connected to each other within the operationally useful vibrations exporting range such that their above-mentioned synchronous swinging is practically enforced mechanically.
  • the mechanical coupling of the two measuring tubes 1, 3 can, for example, in turn by means of, for example, as thin discs or plates, formed as a simple terminal blocks or the like, connecting elements VS, VS, VS done, which are spaced from each other at the two measuring tubes 1, 3 are fixed in a suitable manner, for example by brazing, welding or screwing.
  • the connecting disks can thereby, as also indicated in FIGS.
  • the second and the fourth measuring tube 2, 4 are also provided for forming a second measuring tube comprising only these two measuring tubes 2, 4, which may also be in contact with one another, acting as a common second oscillating system.
  • Composite also each of their first and second inlet / outlet ends at least selectively spaced substantially rigidly coupled.
  • Measuring tubes 2, 4 are arranged and fixed.
  • the formation of the first or second Meßrohr- composite serving mechanical coupling may also be formed so that the respective measuring tubes 1, 3 and 2, 4 respectively away from their first and second inlet / outlet ends are substantially rigidly coupled to each other throughout a major portion.
  • the measuring tubes are shaped and mechanically coupled to each other so that the first oscillatory system formed by the first and the third measuring tube 1, 3 and the second formed by the second and the fourth measuring tube 2, 4 Vibration system have substantially the same mechanical natural frequencies.
  • the measuring tubes, driven by the exciter assembly 60 are allowed to oscillate during operation at substantially the same oscillation frequency, in particular at a common natural natural frequency of the first and second oscillation systems.
  • the vibrations of the two Meßrohr- composites are designed so that the aus ⁇ out of the measuring tubes during operation vibrations at least temporarily as bending oscillations around each one the first and the respectively associated second inlet / outlet imaginarily connecting vibration axis or to this in the formed substantially parallel imaginary Schwin ⁇ transmission axis.
  • the vibrations of the first and second oscillation system are designed so that the first and the second measuring tube at least temporarily to each other substantially opposite in phase, so with a mutual phase shift of about 180 °, swing and the third and fourth measuring tube at least temporarily vibrate substantially opposite to each other while at the same time the measuring tubes to the same Meßrohr- composite belong, so the first and third measuring tube 1, 3 and the second and fourth measuring tube 2, 4, at least in stationary media in each case substantially in phase swing in phase.
  • the two Meßrohr- composites but also, for example, for the purpose of direct measurement of a total mass flow of both media M 5 M, temporarily in phase with each other in phase, so with a mutual phase shift of about zero, swinging.
  • the vibration exciter 61 is arranged both in the case of the second variant of the measuring transducer shown in FIGS. 7 and 8 and in the third variant shown in FIG. 9 approximately at the level of the aforementioned common center of gravity, so that the vibration exciter 61 excitation force introduced into the measuring tubes 1, 2, 3, 4 respectively acts essentially in a common center of gravity of the first and third measuring tubes 1, 3 and in a common center of gravity of the second and fourth measuring tubes 2, 4.
  • the vibration exciter so with respect to the measuring tubes can be arranged and fixed to them in that, in addition, the exciting force then introduced into the measuring tubes by the vibration exciter engages substantially in a common local center of gravity of the first and third measuring tubes and in a common local center of gravity of the second and fourth measuring tubes.
  • the corresponding vibration exciter can also be arranged outside the common center of gravity of the measuring tubes.
  • the formation of the two measuring tube assemblies in the manner described above also has the advantage that the four measuring tubes are reduced to two vibration systems, each acting on its own practically like a single measuring tube, since the excitation forces generated by the one vibrator 61 due to the mechanical coupling both between the first and the second measuring tube 1, 2 and equally between the third and fourth measuring tube 3, 4 act and also the reaction forces caused for the purpose of measurement in the media in each case superimposed on each other via the coupled measuring tubes of the individual Meßrohr- composites and are transmitted together to the vibration sensors back.
  • any differences between the two media for example in terms of mass flow rate, temperature and / or density, etc., are transferred to the same extent to the first and also substantially identical second oscillatory system, which in turn results in a reciprocal effect Compensation of potential measurement inaccuracies causing disturbances can be done in a very simple way directly in the transducer.
  • each of the Meßrohr- composites thus formed acts for both the exciter as well as the sensor assembly 60, 70 practically as a single measuring tube, and insofar also for the measurement and operating electronics.
  • This in turn means that at least for Meßsignalvor für and any digitization thereof on proven signal processing technologies and proven, esp. two-channel, so supplied by only two vibration sensors Schwingungs ⁇ measured signals processing, measuring circuit from the field of Coriolis mass flow measurement can be used.
  • the driving circuit driving the exciter readily known to those skilled, esp. On single-channel, so an excitation current for a single exciter delivering, exciter circuits can be used.
  • Measuring tube 1 are arranged on the third measuring tube 3 and the second measuring tube 2 to the fourth measuring tube 4 in the manner shown in Fig. 2 and 3, so that they are substantially parallel to each other, the transducer has an imaginary - Here substantially flat - first cut surface, which cuts the first and the third measuring tube so that both the center line of the first measuring tube 1 and the center line of the third measuring tube 3 extend therein. Further, the transducer also an imaginary - here also essentially flat - second cutting surface, which cuts the second and the fourth measuring tube so that their two centerlines run together. In addition, in this embodiment, the measuring tubes are preferably arranged in the measuring transducer in such a way that these two, in particular flat, cut surfaces are aligned substantially parallel to one another.
  • the third and fourth measuring tube 3, 4 each slightly larger than the first and second measuring tube 1, 2.
  • the second variant of the measuring transducer with likewise curved measuring tubes whose However, the respective center lines are distributed to four mutually substantially parallel imaginary, esp. Flat, cut surfaces, as well as in the third variant shown in Fig. 5 with straight measuring tubes not only essen ⁇ sentlichen same shaped but also formed substantially the same size ,
  • the measuring tubes are also shaped and arranged in the transducer, that a minimum lateral distance between the first and the second measuring tube is substantially greater than a maximum lateral distance between the first and the third measuring tube and / or a maximum lateral distance between the second and the fourth measuring tube. It has proven to be very advantageous - on the one hand with regard to production and on the other hand also with regard to the achievable measuring accuracy - if the measuring tubes are arranged in the measuring transducer so that the first and third measuring tubes are at least one another touch in sections and that the second and the fourth measuring tube touch each other at least in sections, whereby a temperature equalization between the measuring tubes 1, 3 and 2, 4 is favored.
  • the measuring transducer according to the invention can be produced in a particularly simple and inexpensive manner, as well as being reproducible, when the first and the third measuring tubes 1, 3 touch each other from their first and second inlet / outlet ends not only in the manner described above, but instead also soldered together, in particular by brazing, and / or welded together to form a connecting seam, and when the second and fourth measuring tubes 2, 4 are also removed from their first and second inlet / outlet ends to form a connecting seam soldered, esp. Brazed, and / or welded.
  • Supporting system 30, esp. Also capable of oscillating, of an outer, esp.

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Abstract

Der Meßaufnehmer umfasst dafür wenigstens vier jeweils ein erstes und ein zweites Ein­/Auslassende aufweisende, im Betrieb zumindest zeitweise, insb. gleichzeitig, vibrierende Meßrohre (1, 2, 3, 4) zum Führen von zu messenden Medien, eine Vibrationen der Meßrohre bewirkende elektro-mechanische Erregeranordnung (60), sowie eine zumindest auf örtliche Vi­brationen der Meßrohre reagierende Sensoranordnung (70) zum Erzeugen wenigstens eines von Vibrationen der Meßrohre beeinflußten Meßsignals. Von den wenigstens vier Meßrohren sind zwei Meßrohre (1, 2) zumindest zeitweise derart in den Verlauf einer ersten Mediumsleitung eingesetzt, daß jedes dieser beiden Meßrohre (1, 2) gleichzeitig jeweils ein Teilvolumen eines durch die erste Mediumsleitung strömenden Mediums (M) führt, und sind von den wenigstens vier Meßrohren zwei andere Meßrohre (3, 4) zumindest zeitweise derart in den Verlauf einer zweiten Medi­umsleitung eingesetzt, daß jedes dieser beiden Meßrohre (3, 4) gleichzeitig jeweils ein Teilvolumen eines durch die zweite Mediumsleitung strömenden Mediums (M2 ) führt. Der Meß­aufnehmer kann somit einerseits gleichzeitig von zwei Medien (M1, M2 ) durchflossen werden, die sich in wenigstens einer physikalischen Eigenschaft, beispielsweise dem Massendurchfluß, der Mediumsdichte und/oder Mediumstemperatur, messbar voneinander unterscheiden, und weist anderseits trotz unterschiedlicher Medien (M1, M2) eine gute Nullpunktstabilität auf.

Description

Beschreibung
Meßaufnehmer vom Vibrationstyp zum Messen von in zwei Medi¬ umsleitungen strömenden Medien sowie In-Line-Meßgerät mit einem solchen Meßaufnehmer
[001] Die Erfindung betrifft einen Meßaufnehmer zum Messen von in zwei, insb. separaten, Leitungen strömenden Medien sowie ein In-Line-Meßgerät mit einem solchen Meßaufnehmer.
[002] Zum Messen bzw. zum Erfassen einer Prozeßgröße von in Leitungen, insb. Rohr¬ leitungen, strömenden Medien, insb. zum Erfassen strömungsdynamischer und/oder rheologischer Meßgrößen, werden oftmals solche In-Line-Meßgeräte verwendet, die mittels eines in den Verlauf der mediumsführenden Rohr- oder Schlauchleitung ein¬ gesetzten, im Betrieb vom Medium durchströmten Meßaufnehmers vom Vibrationstyp sowie einer daran angeschlossenen Meß- und Betriebsschaltung, im Medium Reakti¬ onskräfte, wie z.B. mit dem Massedurchfluß korrespondierende Corioliskräfte, mit der Dichte korrespondierende Trägheitskräfte oder mit der Viskosität korrespondierende Reibungskräfte etc., bewirken und von diesen abgeleitet ein den jeweiligen Masse¬ durchfluß, ein die jeweilige Viskosität und/oder ein die jeweilige Dichte des Mediums repräsentierendes Meßsignal erzeugen. Der Meßaufnehmer ist dabei z.B. mittels Flanschen mediumsdicht, insb. druckdicht, und zumeist auch dauerhaft mit der das Medium führenden Leitung verbunden.
[003] Zum Betrieb des Meßaufnehmers, insb. auch zur Weiterverarbeitung oder
Auswertung des wenigstens einen Meßsignals, ist dieser ferner mit einer ent¬ sprechenden Meßgerät-Elektronik verbunden. Bei In-Line-Meßgeräte der be¬ schriebenen Art ist die Meßgerät-Elektronik wiederum üblicherweise über ein ange¬ schlossenes Datenübertragungs-System mit anderen Meßgeräten und/oder mit einem entsprechenden Zentralrechner verbunden, wohin sie die Messwertsignale, z.B. via digitalen Daten-Bus, sendet. Als Datenübertragungs-Systeme dienen hierbei oftmals, insb. serielle, Bus-Systeme, wie z.B. PROFIBUS-PA, FOUNDATION FIELDBUS sowie die entsprechenden Übertragungs-Protokolle. Mittels des Zentralrechner können die übertragenen Meßwertsignale weiterverarbeitet und als entsprechende Me߬ ergebnisse z.B. auf Monitoren visualisiert und/oder in Steuersignale für entsprechende Stellglieder, wie z.B. Magnet-Ventile, Elektro-Motoren von Pumpen etc., um¬ gewandelt werden. Zur Aufnahme der Meßgerät-Elektronik umfassen solche In¬ Line-Meßgeräte ferner ein Elektronik-Gehäuse, das, wie z.B. in der WO-A 00/36379 vorgeschlagen, vom Meßaufnehmer entfernt angeordnet und mit diesem nur über eine flexible Leitung verbunden sein kann oder das, wie z.B. auch in der EP-A 1 296 128 oder der
[004] WO-A 02/099363 gezeigt, direkt am Meßaufnehmer, insb. auf einem den Me߬ aufnehmer einhausenden Meßaufnehmer-Gehäuse, angeordnet ist.
[005] Im besonderen eignen sich solche In-Line-Meßgeräte mit einem Meßaufnehmer vom Vibrationstyp auch zur direkten Messung einer Massendurchfluß-Bilanz, insb. einer Massendurchfluss-Differenz, von zwei gleichzeitig strömenden und in ver¬ schiedenen Mediumsleitungen geführten Medien. Solche Bilanzmessungen dienen zumeist dazu, den Inhalt und/oder die Dichtigkeit eines Behälters mit angeschlossenem Leitungssystem durch gleichzeitiges Messen der zulaufenden Mediumsströmung und der ablaufenden Mediumsströmung zu überwachen. Entsprechende Anwendungsfälle für solche Bilanzmessungen finden sich beispielsweise im Bereich der Medizintechnik, insb. bei der Bluttransfusion oder Dialyse, oder auch im Bereich der Lackiertechnik, insb. bei der Mischung von Farben. Geeignete Bilanz-Meßsysteme, die unter Verwendung von In-Line-Meßgeräten der beschriebenen Art, insb. Coriolis- Massendurchfluß-Meßgeräten, Bilanzen zweier Massenströme messen, sind z.B. in der der EP-A 441 328, der
[006] EP-A 244692, der US-B 6457 372, der US-A 61 38 517 oder der
[007] US-A 4252028 beschrieben.
[008] Zum Führen des Mediums umfassen die darin gezeigten Meßaufnehmer vom Vi¬ brationstyp jeweils zwei in einem, beispielsweise röhr- oder kastenförmigen, Rahmen gehalterte Meßrohre, von denen jedes zum Erzeugen oben genannter Reaktionskräfte im Betrieb - angetrieben von einer elektro-mechanischen Erregeranordnung - vibrieren gelassen wird. Eines der Meßrohre ist jeweils dafür bestimmt, in den Verlauf einer das in obigem Sinne zulaufende Medium führenden ersten Mediumsleitung eingesetzt zu werden, während das andere Meßrohr für das in einer zweiten Mediumsleitung geführte, in obigem Sinne ablaufende Medium vorgesehen ist. Zum Erfassen, insb. ein- laßseitiger und auslaßseitiger, Vibrationen der Meßrohre weisen die Meßaufnehmer ferner jeweils eine auf Bewegungen der schwingenden reagierende physikalisch¬ elektrische Sensoranordnung auf.
[009] Bei Coriolis-Massedurchflußmeßgeräten beruht die Messung des Masse¬ durchflusses eines strömenden Mediums bekanntermaßen darauf, daß Medium durch jedes der im Betrieb lateral zu einer Schwingungsachse schwingenden Meßrohre strömen gelassen wird, wodurch im jeweiligen Medium Corioliskräfte induziert werden. Diese wiederum bewirken, daß einlaßseitige und auslaßseitige Bereiche des jeweiligen Meßrohrs zueinander phasenverschoben schwingen, wobei die Größe dieser Phasenverschiebungen ein Maß für den momentanen Massedurchfluß im Meßrohr ist. Die Schwingungen jedes der Meßrohe werden daher mittels zweier entlang des jeweiligen Meßrohres voneinander beabstandeter Schwingungssensoren der vor- genannten Sensoranordnung örtlich erfaßt und in entsprechende Schwingungs¬ meßsignale gewandelt. Aus deren gegenseitiger Phasenverschiebung kann dann der Massedurchfluß abgeleitet werden.
[010] Bei Bilanz-Meßsystemen der beschriebenen Art sind die Meßaufnehmer be¬ triebsgemäß zumindest zeitweise gleichzeitig von zwei Medien durchströmt, die zumindest in einer physikalischen Eigenschaft, beispielsweise dem Massendurchfluß, der Dichte, der Viskosität, und/oder der Temperatur, unterschiedlich ausgebildet sind. Infolgedessen können die Meßrohre während des Betriebes des In-Line-Meßgeräts in ihren mechanischen Schwingungseigenschaften, beispielsweise in den momentanen Schwingungsamplituden und/oder den momentanen Schwingungsfrequenzen, erheblich voneinander abweichen, obwohl sie nominell praktisch identisch aufgebaut sind. Dies kann infolge der mechanischen Kopplung zwischen den einzelnen Meßrohren, wie beispielsweise auch in der bereits erwähnten US-B 64 57 372 diskutiert, zu erheblichen Fehlern in der gemessen Bilanz der beiden Mediumsströme, beispielsweise also der gemessenen Massendurchfluß-Differenz, führen. Zur Vermeidung oder Beseitigung solcher für Bilanzmeßsysteme der beschriebenen Art typischen Messfehler wird in der US-B 64 57 372 ferner vorgeschlagen, die Schwin¬ gungsamplituden beider unterschiedlich schwingender Meßrohre jeweils separat zu ermitteln und basierend auf den einzeln gemessenen Schwingungsamplituden jedes der Meßrohre eine geeignete Korrektur der gemessenen Phasendifferenzen durchzuführen.
[011] Allerdings führt eine solche, in überwiegendem Maße rechnerbasierte, die. von den unterschiedlichen Schwingungsamplituden verursachten Messfehler praktisch erst nachträglich beseitigende Kompensation einerseits zu einem erhöhten technischen Aufwand hinsichtlich der Ausbildung der Erreger- und der Sensoranordnung sowie auch hinsichtlich der Ausbildung der die Messsignale verarbeitenden Messgerät- Elektronik, sowohl bezüglich der Hard- als auch bezüglich der Software. Ferner hat es sich gezeigt, daß die mit den ungleichmäßigen Änderungen der Schwingungsei¬ genschaften der Meßrohre zwangsläufig einhergehenden Imbalancen im Me߬ aufnehmer zu erheblichen Problemen hinsichtlich der Nullpunkstabilität des Me߬ aufnehmers führen können, die dann durch Kompensationsmaßnahmen, die sich im wesentlichen auf die Meß-Signalverarbeitung beschränken, kaum mehr zu beherrschen sind.
[012] Ausgehend von den vorgenannten Nachteilen bei Bilanz-Meßsystemen der be¬ schriebenen Art besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen Meßaufnehmer vom Vibrationtyp anzugeben, der einerseits gleichzeitig von zwei Medien durchflössen werden kann, die sich in wenigstens einer physikalischen Eigenschaft, beispielsweise dem Massendurchfluß, der Mediumsdichte und/oder Mediumstemperatur, messbar voneinander unterscheiden, und der andererseits trotzdem eine gute Nullpunktstabilität aufweist.
[013] Zur Lösung dieser Aufgaben besteht die Erfindung in einem zum, insb. gleichzeitigen und/oder differentiellen, Messen von in zwei Mediumsleitungen strömenden Medien geeigneten Meßaufnehmer. Der Meßaufnehmer umfasst dafür wenigstens vier jeweils ein erstes und ein zweites Ein-/Auslassende aufweisende, im Betrieb zumindest zeitweise, insb. gleichzeitig, vibrierende Meßrohre zum Führen von zu messenden Medien, eine Vibrationen der Meßrohre bewirkende elektro-me- chanische, insb. elektro-dynamische, Erregeranordnung, sowie eine zumindest auf örtliche Vibrationen der Meßrohre reagierende Sensoranordnung zum Erzeugen wenigstens eines von Vibrationen der Meßrohre beeinflußten Meßsignals. Dabei ist von den wenigstens vier Meßrohren ein erstes und ein zweites Meßrohr zumindest zeitweise derart in den Verlauf einer ersten Mediumsleitung eingesetzt, daß jedes dieser beiden Meßrohre gleichzeitig jeweils ein Teilvolumen eines durch die erste Me¬ diumsleitung strömenden Mediums führt, und ist von den wenigstens vier Meßrohren ein drittes und ein viertes Meßrohr zumindest zeitweise derart in den Verlauf einer zweiten Mediumsleitung eingesetzt, daß jedes dieser beiden Meßrohre gleichzeitig jeweils ein Teilvolumen eines durch die zweite Mediumsleitung strömenden Mediums führt.
[014] Zudem besteht die Erfindung in einem zum Ermitteln eines Massendurchflusses eines in einer ersten Mediumsleitung strömenden ersten Mediums und eines Massen- durchflusses eines in einer zweiten Mediumsleitung strömenden zweiten Mediums und/oder zum Ermitteln einer Bilanz zwischen dem Massendurchfluss des ersten Mediums und dem Massendurchfluss des zweiten Mediums bestehenden Massen- durchfluss-Differenz geeigneten In-Line-Meßgerät, das den vorgenannten Me߬ aufnehmer umfaßt.
[015] Nach einer ersten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind das erste
Ein-/Auslassende jeweils des ersten und des zweiten Meßrohrs im Betrieb mit einem ersten Verteilerelement sowie das zweite Ein-/ Auslassende jeweils des ersten und des zweiten Meßrohrs im Betrieb mit einem zweiten Verteilerelement verbunden. Glei¬ chermaßen sind auch das erste EüWAuslassende jeweils des dritten und des vierten Meßrohrs im Betrieb mit einem dritten Verteilerelement sowie das zweite Ein-/ Auslassende jeweils des dritten und des vierten Meßrohrs im Betrieb mit einem vierten Verteilerelement verbunden. Darüber hinaus sind das erste Verteilerelement an ein Medium dem Meßaufnehmer zuführendes Leitungssegment der ersten Mediumsleitung und das zweite Verteilerelement an ein Medium vom Meßaufnehmer abführendes Lei¬ tungssegment der ersten Mediumsleitung angeschlossen, und das dritte Vertei¬ lerelement an ein Medium dem Meßaufnehmer zuführendes Leitungssegment der zweiten Mediumsleitung und das vierte Verteilerelement an ein Medium vom Meß- aufnehmer abführendes Leitungssegment der zweiten Mediumsleitung angeschlossen.
[016] Nach einer zweiten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung umfasst die
Erregeranordnung einen, insb. differentiell wirkenden, elektro-dynamischen Schwin¬ gungserreger, der über eine mit dem ersten und/oder dem dritten Meßrohr im we¬ sentlichen starr gekoppelte Erregerspule sowie einen in diese eintauchenden, mit dem zweiten und/oder dem vierten Meßrohr im wesentlichen starr gekoppelten Tauchanker auf die Meßrohre einwirkt.
[017] Nach einer dritten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung ist der Schwin¬ gungserreger oberhalb eines gemeinsamen örtlichen Schwerpunkts aller vier Meßrohre angeordnet, der in einer durch die Einbaustelle des Schwingungserregers hin¬ durchgehenden gedachten Querschnittsebene liegt.
[018] Nach einer vierten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung ist der
Schwingungserreger so im Meßaufnehmer angeordnet und an den Meßrohren fixiert ist, daß eine durch den Schwingungserreger in die Meßrohre eingeleitete Erregerkraft jeweils im wesentlichen in einem gemeinsamen örtlichen Schwerpunkt des ersten und dritten Meßrohrs und in einem gemeinsamen örtlichen Schwerpunkt des zweiten und vierten Meßrohrs angreift, welche beiden Schwerpunkte in einer durch die Einbaustelle des Schwingungserregers hindurchgehenden gedachten Querschnittsebene liegen.
[019] Nach einer fünften Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung ist die Sensor¬ anordnung als eine, insb. differentiell wirkende, elektro-dynamische Sensoranordnung ausgebildet, die wenigstens zwei zu der Erregerspule der Erregeranordnung jeweils, im wesentlichen baugleiche Sensorspulen sowie zwei zu dem Tauchanker der Sensor¬ anordnung jeweils im wesentlichen baugleiche Tauchanker umfasst.
[020] Nach einer sechsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung umfasst die
Sensoranordnung genau zwei Sensorspulen sowie genau zwei zu dem Täuchanker.
[021] Nach einer siebenten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Meßaufnehmer ferner ein erstes Tragsystem zum schwingfähigen Haltern der Meßrohre, wobei das erste Tragsystem an wenigstens einem ersten Ein-/Auslaßende eines der vier Meßrohre und an wenigstens einem zweiten Ein-/Auslaßende eines der vier Meßrohre fixiert ist.
[022] Nach einer achten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung ist das erste Tragsystem am ersten und am zweiten EhWAuslaßende von wenigstens zwei der vier, insb. von jedem der vier, Meßrohre fixiert.
[023] Nach einer neunten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind die
Meßrohre so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet, daß ein minimaler seitlicher Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Meßrohr wesentlich größer ist als ein maximaler seitlicher Abstand zwischen dem ersten und dem dritten Meßrohr und/oder als ein maximaler seitlicher Abstand zwischen dem zweiten und dem vierten Meßrohr.
[024] Nach einer zehnten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind die Meßrohre so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet, daß sie zumindest ab¬ schnittsweise zueinander im wesentlichen parallel verlaufen.
[025] Nach einer elften Ausgestaltung der Erfindung sind die Meßrohre so geformt und
Meßaufnehmer angeordnet, daß das erste und das dritte Meßrohr einander zumindest abschnittsweise berühren und daß das zweite und das vierte Meßrohr einander zumindest abschnittsweise berühren.
[026] Nach einer zwölften Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind das erste und das dritte Meßrohr zur Bildung eines ersten Meßrohr- Verbundes jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/Auslaßenden entfernt zumindest punktuell miteinander im wesentlichen starr gekoppelt und sind das zweite und das vierte Meßrohr zur Bildung eines zweiten Meßrohr- Verbundes jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/ Auslaßenden entfernt zumindest punktuell miteinander im wesentlichen starr gekoppelt.
[027] Nach einer dreizehnten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind das erste und das dritte Meßrohr, jeweils von ihren ersten und zweiten EüWAuslaßenden entfernt zumindest abschnittsweise miteinander im wesentlichen starr gekoppelt und sind das zweite und das vierte Meßrohr jeweils von ihren ersten und zweiten
[028] EüWAuslaßenden entfernt zumindest abschnittsweise flächig miteinander im we¬ sentlichen starr gekoppelt.
[029] Nach einer vierzehnten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind das erste und das dritte Meßrohr jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/Auslaßenden entfernt unter Bildung einer Verbindungsnaht miteinander verlötet, insb. hartverlötet, und/oder verschweißt und sind das zweite und das vierte Meßrohr jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/Auslaßenden entfernt unter Bildung einer Verbindungsnaht miteinander verlötet, insb. hartverlötet, und/oder verschweißt.
[030] Nach einer fünfzehnten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung weisen ein durch das erste und das dritte Meßrohr gebildetes erstes Schwingungssystem und ein durch das zweite und das vierte Meßrohr gebildetes zweites Schwingungssystem im wesentlichen gleiche Eigenfrequenzen auf.
[031] Nach einer sechzehnten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung schwingen die Meßrohre im Betrieb mit im wesentlichen gleicher Schwin¬ gungsfrequenz, insb. auf einer natürlichen Eigenfrequenz des ersten und des zweiten Schwingungssystem.
[032] Nach einer siebzehnten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung schwingen das erste und das zweite Meßrohr zumindest zeitweise zueinander im we¬ sentlichen gegenphasig und schwingen das dritte und das vierte Meßrohr zumindest zeitweise zueinander im wesentlichen gegenphasig.
[033] Nach einer achtzehnten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind die von den Meßrohren im Betrieb ausgeführten Vibrationen zumindest zeitweise als Bie¬ geschwingungen um jeweils eine das erste und das jeweils zugehörige zweite Ein-/ Auslassende imaginär verbindende Achse oder eine zu dieser parallele gedachte Achse ausgebildet.
[034] Nach einer neunzehnten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung weist jedes der vier Meßrohre eine sein jeweiliges erstes
[035] Ein-/Auslassende und sein jeweiliges zweites Ein-/Auslassende imaginär verbindende Mittellinie auf.
[036] Nach einer zwanzigsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind die
Meßrohre so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet, daß mindestens zwei der vier gedachten Mittellinien in einer gemeinsamen gedachten, insb. ebene, Schnittflächen des Meßaufnehmers verlaufen.
[037] Nach einer einundzwanzigsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind die Meßrohre so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet, daß die vier gedachten Mittellinien auf zwei gedachte, zueinander im wesentlichen parallele, insb. ebene, Schnittflächen des Meßaufnehmers verteilt sind.
[038] Nach einer zweiundzwanzigsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind die Meßrohre so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet, daß die vier gedachten Mittellinien auf vier gedachte, zueinander im wesentlichen parallele, insb. ebene, Schnittflächen des Meßaufnehmers verteilt sind.
[039] Nach einer dreiundzwanzigsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung *, sind die Meßrohre so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet, daß alle vier gedachten Mittellinien in einer gemeinsamen gedachten, insb. ebene, Schnittflächen des Meßaufnehmers verlaufen.
[040] Nach einer vierundzwanzigsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind die vier Meßrohre im wesentlichen gerade.
[041] Nach einer fünfundzwanzigsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind die vier Meßrohre im wesentlichen gleichermaßen, insb. V- oder U-förmig, gekrümmt.
[042] Nach einer sechsundzwanzigsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind die vier Meßrohre im wesentlichen V-förmig gekrümmt.
[043] Nach einer siebenundzwanzigsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung sind die vier Meßrohre im wesentlichen identisch geformt.
[044] Nach einer achtundzwanzigsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung , weisen die im ersten und zweiten Meßrohr geführten Teilvolumina vom in der ersten Mediumsleitung strömenden Medium eine gemeinsame Strömungsrichtung auf, die zumindest zeitweise einer gemeinsamen Strömungsrichtung der im dritten und vierten Meßrohr geführten Teilvolumina vom in der zweiten Mediumsleitung strömenden Medium entgegengerichtet ist.
[045] Nach einer neunundzwanzigsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung weisen die im ersten und zweiten Meßrohr geführten Teilvolumina vom in der ersten Mediumsleitung strömenden Medium eine gemeinsame Strömungsrichtung auf, die zumindest zeitweise zu einer gemeinsamen Strömungsrichtung der im dritten und vierten Meßrohr geführten Teilvolumina vom in der zweiten Mediumsleitung strömenden Medium gleichgerichtet ist.
[046] Nach einer dreißigsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung ist das erste Tragsystem von einem äußeren, insb. den Meßaufnehmer einhausenden, zweiten Tragsystem und/oder von wenigstens einer der angeschlossenen Mediumsleitungen, insb. schwingfähig, gehaltert.
[047] Nach einer einunddreißigsten Ausgestaltung des Meßaufnehmers der Erfindung weist der Meßaufnehmer wenigstens einen mit wenigstens einem der Meßrohre thermisch gekoppelten und auf Änderungen von dessen Meßrohr-Temperatur rea¬ gierenden Temperatursensor auf.
[048] Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, einerseits das sich in den
Meßrohren momentan befindende erste Medium sowie das sich in den Meßrohren momentan befindende zweite Medium jeweils in im wesentlichen gleichgroße Teilvolumina aufzusplitten, und andererseits die beiden Teilvolumen des ersten Mediums wie auch die beiden Teilvolumen des zweiten Mediums jeweils für sich genommen symmetrisch bezüglich einer gedachten Schwere- oder Mittellinie des Meßaufnehmers anzuordnen. Anders gesagt geht es darum, den Massenstrom des zu messende ersten Mediums und den Massenstrom des zu messenden zweiten Mediums jeweils in zwei im wesentlichen gleich große Teilströme aufzuteilen und die Teilströme so durch den Meßaufhehmer zu leiten, daß auch bei Medien mit voneinander abweichenden physikalischen Eigenschaften bezüglich der vorgenannten Mittellinie eine im wesentlichen symmetrisch Verteilung der betreffenden physi¬ kalischen Eigenschaften, wie z.B. Massendurchfluß, Dichte, Viskosität, Temperatur etc., erhalten bleibt.
[049] Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Meßaufnehmers ist u.a. darin zu sehen, daß trotzdem er vergleichsweise kostengünstig gefertigt werden kann, eine sehr hohe Messgenauigkeit, insb. auch eine sehr hohe Nullpunkstabilität, aufweist.
[050] Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausgestaltung werden nun anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert, in der mehrere Varianten des erfin¬ dungsgemäßen Meßaufnehmers dargestellt sind. Funktionsgleiche Teile sind in den einzelnen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen, jedoch in nachfolgenden Figuren nur dann wiederholt, wenn es sinnvoll erscheint.
[051] Fig. 1 zeigt perspektivisch ein In-Line-Meßgerät mit einem Meßaufnehmer vom Vi- brationstyp zum Messen von in zwei Mediumsleitungen in geführten Medien,
[052] Fig. 2 zeigt perspektivisch mechanische Einzelheiten einer ersten Variante eines für ein In-Line-Meßgerät nach Fig. 1 geeigneten Meßaufnehmers vom Vibrationstyp ohne vervollständigtes Gehäuse,
[053] Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht des Meßaufnehmers entsprechend Fig. 2, wieder ohne vervollständigtes Gehäuse, jedoch mit zusätzlichen elektrischen Einzelheiten,
[054] Fig. 4 zeigt den Meßaufnehmer entsprechend Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie A-
A von Fig. 3 eine Unteransicht von Fig. 2, nun jedoch mit vervollständigtem Gehäuse,
[055] Fig. 5 zeigt den Meßaufnehmer entsprechend Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie B-
B von Fig. 3 eine Seitenansicht von Fig. 2, wieder mit vervollständigtem Gehäuse,
[056] Fig. 6 zeigt einen im Vergleich zum Meßaufnehmer von Fig. 2 lediglich hin¬ sichtlich seiner Verbindungsvorrichtungen für Mediumsleitungen modifizierten Me߬ aufnehmer in einer Schnittansicht,
[057] Fig. 7 zeigt in einer ersten Perspektivansicht mechanische Einzelheiten einer zweiten Variante eines für ein In-Line-Meßgerät nach Fig. 1 geeigneten Me߬ aufnehmers vom Vibrationstyp,
[058] Fig. 8 zeigt in einer zweiten Perspektivansicht den Meßaufnehmer entsprechend
Fig. 7 und
[059] Fig. 9 zeigt perspektivisch mechanische Einzelheiten einer dritten Variante eines für ein In-Line-Meßgerät nach Fig. 1 geeigneten Meßaufnehmers vom Vibrationstyp.
[060] In Fig. 1 ist ein In-Line-Meßgerät zum, insb. gleichzeitigen, Messen zweier voneinander getrennt geführter Medien dargestellt. Das In-Line-Meßgerät umfaßt dafür einen in einem, insb. als Aufnehmer-Gehäuse ausgebildeten, ersten Tragsystem 30 untergebrachten physikalisch-elektrischen Meßaufnehmer. Weiters umfasst das In¬ Line-Meßgerät eine, insb. eine in einem Elektronik-Gehäuse 40 untergebrachte, mit dem Meßaufnehmer 10 elektrisch verbundene Meß- und Betriebs-Elektronik. Das In¬ Line-Meßgerät dient im besonderen dazu, eine Bilanz zwischen einem in einer ersten Mediumsleitung mindestens temporär strömenden ersten Mediums M sowie einem in einer zweiten Mediumsleitung mindestens temporär strömenden zweiten Mediums M , insb. eine Differenz zwischen und/oder eine Summe von den Massendurchflüssen der beiden Medien oder auch eine mittlere Dichte und/oder Viskosität beider Medien etc., zu ermitteln. Bei dem Medium M kann es sich beispielsweise um ein einem Behälter oder einem Reaktor zugeführtes Medium, beispielsweise ein Fluid, eine Paste und/oder ein Pulver, handeln, während das zweite Medium M beispielsweise ein demselben Behälter oder Reaktor entnommenes Fluid sein kann. Es sei an dieser Stelle ferner erwähnt, daß es sich bei den beiden Medien M 1 , M 2 sowohl um chemisch im we- sentlichen identische als auch um chemisch voneinander verschiedene Medien handeln kann. Gleichermaßen können die beiden Medien auch hinsichtlich ihres momentanen physikalischen Zustande, beispielsweise ihrer jeweiligen Strömungsgeschwindigkeit, ihrer jeweiligen Reynoldszahl oder hinsichtlich eines jeweiligen Druckes etc., und/oder hinsichtlich ihrer momentanen physikalischen Eigenschaften, beispielsweise der jeweiligen Dichte, der jeweiligen Viskosität oder der jeweiligen Temperatur etc., gleich oder auch voneinander verschieden ausgebildet sein.
[061] Bei dem für die Bilanzmessung verwendeten Meßaufnehmer 10 handelt es sich um einen Messwandler vom Vibrationstyp, von dem einzelne Ausgestaltungsvarianten in den Fig. 2 bis 9 gezeigt sind. Derartige Meßwandler dienen, wie eingangs bereits erwähnt, dazu, in einem Medium, das durch vibrierende, insb. biegeschwingende, Meßrohre hindurchströmen gelassen wird, mechanische Reaktionskräfte, z.B. massen- durchflußabhängige Coriolis-Kräfte, dichteabhängige Trägheitkräfte und/oder viskosi¬ tätsabhängige Reibungskräfte, zu erzeugen, die sensorisch erfassbar und insoweit meßbar auf das jeweilige Meßrohr und die von diesem ausgeführten Schwingungen zu¬ rückwirken. Abgeleitet von solchen zumeist durch definiert angeregte Nutz¬ schwingungen der Meßrohre erzeugte und zumindest indirekt über Veränderungen von Schwingungsamplituden, Schwingungsfrequenzen und/oder Phasenlagen messbare Re¬ aktionskräften können so in dem Fachmann an und für sich bekannter Weise z.B. ein Massedurchfluß, eine Dichte und/oder eine Viskosität des im jeweiligen Meßrohr strömenden Mediums ermittelt werden.
[062] Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt der erfindungsgemäße Meßaufnehmer 10 dafür ein erstes Meßrohr 1 und ein zweites Meßrohr 2, welche beiden Meßrohre 1, 2 dazu dienen, das erste Medium M zu führen, sowie ein drittes Meßrohr 3 und eine viertes Meßrohr 4, welche beiden Meßrohre 3, 4 dazu dienen, jeweils das zweite Medium M zu führen. Im Betrieb des Meßaufnehmers sind das erste und das zweite Meßrohr 1 de¬ mentsprechend jeweils einlaßseitig mit einem Medium dem Meßaufnehmer zu¬ führenden ersten Leitungssegment L und jeweils auslaßseitg mit einem Medium vom Meßaufnehmer abführenden zweiten Leitungssegment L der ersten Mediumsleitung verbunden. Gleichermaßen sind das dritte Meßrohr 3 und das vierte Meßrohr 4 für die Messung jeweils einlaßseitig an ein Medium dem Meßaufnehmer zuführendes erstes Leitungssegment L und jeweils auslaßseitg an ein Medium vom Meßaufnehmer ab¬ führendes zweites Leitungssegment L der zweiten Mediumsleitung angeschlossen.
[063] Nach einer Ausgestaltung der Erfindung münden, wie auch in der in der Fig. 2 angedeutet, ein erstes Ein-/Auslassende des ersten Meßrohrs 1 und ein erstes Ein-/ Auslassende des zweiten Meßrohrs 2 im Betrieb jeweils in ein erstes Verteilerelement V 1 sowie ein zweites Ein-/ Auslassende des ersten Meßrohrs 1 und ein zweites Ein-/
Auslassende des zweiten Meßrohrs 2 im Betrieb jeweils in ein zweites Vertei¬ lerelement V 2 ein. Ferner sind das erste Verteilerelement V 1 zumindest zeitweise mit dem ersten Leitungssegment L der ersten Mediumsleitung und das zweite Vertei- lerelement V 2 zumindest zeitweise mit dem zweiten Leitung °sseg σment L 12 der ersten
Mediumsleitung L verbunden. Die beiden Meßrohre 1, 2, die Verteilerelemente und die beiden Leitungssegmente L , L der ersten Mediumsleitung sind also so miteinander verbunden, daß die beiden Meßrohre 1, 2 im Betrieb parallel von zwei möglichst gleich großen Teilströmen des ersten Mediums durchflössen sind, oder anders gesagt, daß jedes dieser beiden Meßrohre 1, 2 gleichzeitig jeweils ein Teilvolumen vom in der ersten Mediumsleitung strömenden Mediums M führt. In dazu analoger Weise münden ein erstes EüWAuslassende des dritten Meßrohrs 3 und ein erstes Ein-/ Auslassende des vierten Meßrohrs 4 im Betrieb jeweils in ein drittes Verteilerelement V sowie ein zweites Ein-/ Auslassende des dritten Meßrohrs 3 und ein zweites Ein-/ Auslassende des vierten Meßrohrs 4 im Betrieb jeweils in ein viertes Verteilerelement V 4 ein. Des weiteren sind auch das dritte Verteilerelement V 3 zumindest zeitweise mit dem ersten Leitungssegment L der zweiten Mediumsleitung und das vierte Verteilerelement V 4 zumindest zeitweise mit dem zweiten Lei- tungssegment L zweiten Mediumsleitung verbunden. Im Betrieb des Meßaufnehmers führt somit zumindest zeitweise jedes dieser beiden Meßrohre 3, 4 gleichzeitig jeweils ein Teilvolumen vom in der zweiten Mediumsleitung strömenden Mediums M . [064] Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung unschwer erkennen lässt, kann das in den beiden Meßrohren 1, 2 strömende erste Medium M im Betrieb des In¬ Line-Meßgeräts praktisch in beliebiger, insb. auch in vom in den Meßrohren 3, 4 strömenden zweiten Medium M unabhängier Weise, strömen gelassen werden. De¬ mentsprechend können im besonderen auch die Massendurchflüsse der beiden Medien M , M voneinander auch verschieden ausgebildet sein, insb. kann das Medium M im ersten und zweiten Meßrohr 1, 2 diese z.B. jeweils auch in einer gemeinsamen Strö¬ mungsrichtung passieren, die, wie in Fig. 1 angedeutet, einer momentane gemeinsamen Strömungsrichtung des Mediums M im dritten und vierten Meßrohr 3, 4 entgegen¬ gerichtet ist. Gleichwohl kann aber auch der Massendurchfluss einer der beiden Medien M , M praktisch Null sein, während der Massendurchfluß des entsprechend anderen der beiden Medien M bzw. M von Null verschieden ist. Darüberhinaus ist
1 2 auch möglich, die beiden Medien Ml, M2, beispielsweise zum Zwecke der direkten Messung eines Gesamt-Massendurchflusses beider Medien M , M , mit derselben Strö¬ mungsrichtung durch die Meßrohre hindurchströmen zu lassen.
[065] Die Meßrohre des erfindungsgemäßen Meßaufnehmers können beispielsweise aus rostfreiem Stahl bestehen, wobei nach einer Ausgestaltung der Erfindung rostfreier Stahl mit der europäischen Werkstoffnummer 1.4539, die der amerikanischen Be¬ zeichnung 904 L entspricht, als Material für die Meßrohre verwendet wird. Allerdings können die Meßrohre auch aus anderen Stählen oder weiteren dem Fachmann geläufigen Materialien, wie z.B. aus Titan, Zirkonium, Tantal oder daraus hergestellten Legierungen dergleichen gefertigt sein. Ferner können auch Kunststoff, Glas, Keramik oder dergleichen als Material für die Meßrohre verwendet werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die, insb. einstiickig ausgebildeten, Meßrohre zur Minimierang der Herstellkosten zumindest paarweise im wesentlichen identisch geformt sein. Zudem sind die Meßrohre in vorteilhafter Weise so im Me߬ aufnehmer angeordnet, daß sie zumindest abschnittsweise, insb. aber über die gesamte Meßrohrlänge, zueinander parallel verlaufen.
[066] Das erste Meßrohr 1 ist bei der in den Fig. 2 bis 5 gezeigten ersten Variante des
Meßaufnehmers 10 im wesentlichen V-förmig, insb. bezüglich einer ersten Symme¬ trielinie symmetrisch, gebogen. Das hier dementsprechend ebenfalls im wesentlichen V-förmige zweite Meßrohr 2 ist gleichermaßen bezüglich einer zweiten Symme¬ trielinie symmetrisch gebogen. Ebenso sind auch die parallel zu den beiden Meßrohren verlaufenden Meßrohre 3, 4 jeweils im wesentlichen V-förmig und symmetrisch gebogen. Anders gesagt weist jedes der Meßrohre zumindest eine darin zentral verlaufende, sein jeweiliges erstes
[067] Ein-/Auslassende und sein jeweiliges zweites Ein-/Auslassende imaginär verbindende Mittellinie auf, die im wesentlichen eine V-Form beschreibt. Ein Vorteil von im wesentlichen V-förmig gekrümmten Meßrohren besteht neben ihrer einfachen Herstellbarkeit u.a. auch darin, daß sie eine vergleichsweise hohe Stabilität gegen allfällig in Strömungsrichtung wirkende Verformungskräfte aufweisen. Es sei jedoch bereits an dieser Stelle erwähnt, daß anstelle der in der ersten und zweiten Variante ex¬ emplarisch gezeigten V-förmig gebogenen Meßrohre 1, 2, 3, 4 auch andere Rohrformen gewählt werden können. Beipielsweise haben sich bei Meßaufnehmern vom Vibrationstyp auch in einer Rohrebene U-förmig,
[068] Ω-förmig oder Triangel-förmig gekrümmte Meßrohre besonders bewährt. Weitere für die vier Meßrohre prinzipiell geeignete Rohrformen können zudem auch der US-B 67 11 958, der US-B 6457 372, der US-A 64 50042, der US-A 57 96 011, der US-A 53 01 557, der US-A 48 76 898 oder der US-A 48 95 031 entnommen werden. Gleichwohl können die vier Meßrohre aber auch, wie auch in der eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Meßaufnehmers zeigenden Fig. 6 dargestellt, im wesentlichen gerade geformt sein.
[069] Wie aus der Fig. 2 ohne weiteres ersichtlich, hat das Meßrohr 1 bei der ersten
Variante des erfindungsgemäßen Meßaufnehmers ein im wesentlichen gerades erstes Ein-/ Auslaßsegment 11 und ein gerades zweites Ein-/Auslaßsegment 12. Ferner weist das Meßrohr 1 einen mit dem Ein-/Auslaß-Rohrsegment 11 verbundenes erstes Ein-/ Auslaß-Bogensegment 13, ein mit dem zweiten Ein-/Auslaß-Rohrsegment 12 verbundenes zweites Ein-/Auslaß-Bogensegment 14, ein mit dem ersten Ein-/ Auslaß- Bogensegment 13 verbundenes im wesentlichen gerades erstes Mittelrohrsegment 15, ein mit dem zweites EhWAuslaß-Bogensegment 14 verbundenes, im wesentlichen gerades zweites Mittelrohrsegment 16 und einen mit den Mittelrohrsegmenten 15, 16 verbundenes Scheitel-Bogensegment 17. Das Meßrohr 2 ist, wie bereits angedeutet, im wesentlichen identisch zum Meßrohr 1 ausgebildet, d.h. es weist ebenfalls ein gerades erstes Ein-/Auslaß-Rohrsegment 21, ein gerades zweites Ein-/ Auslaß-Rohrsegment 22, einen mit dem
[070] Ein-/Auslaß-Rohrsegment 21 verbundenes erstes Ein-/ Auslaß-Bogensegment 23, ein mit dem zweiten Em-/Auslaß-Rohrsegment 22 verbundenes zweites Ein- /Auslaß-Bogensegment 24, ein mit dem ersten Ein-/ Auslaß-Bogensegment 23 verbundenes im wesentlichen gerades erstes Mittelrohrsegment 25, ein mit dem zweites Ein-/Auslaß-Bogensegment 24 verbundenes, im wesentlichen gerades zweites Mittelrohrsegment 26 und einen mit den beiden Mittelrohrsegmenten 25, 26 verbundenes Scheitel-Bogensegment 27. Eine mit den beiden Ein-/ Auslaßsegmenten 21, 22 fluchtende gedachte Ein-/ Auslaßachse A des zweiten Meßrohrs 2 verläuft zudem im wesentlichen parallel zu einer gedachten Ein-/ Auslaßachse A des ersten Meßrohrs 1, die dessen beide Ein-/ Auslaßsegmente 11, 12 imaginär verbindet. In dazu analoger Weise sind auch das dritte Meßrohr 3 durch ein gerades erstes Ein-/ Auslaß- Rohrsegment 31, ein gerades zweites Ein-/ Auslaß-Rohrsegment 32, einen mit dem Ein-/ Auslaß-Rohrsegment 31 verbundenes erstes Ein-/ Auslaß-Bogensegment 33, ein mit dem zweiten Ein-/Auslaß-Rohrsegment 32 verbundenes zweites
[071] Ein-/Auslaß-Bogensegment34, ein mit dem ersten Ein-/ Auslaß-Bogensegment 33 verbundenes im wesentlichen gerades erstes Mittelrohrsegment 35, ein mit dem zweites Ein-/Auslaß-Bogensegment 34 verbundenes, im wesentlichen gerades zweites Mittelrohrsegment 36 und einen mit den beiden Mittelrohrsegmenten 35, 36 verbundenes Scheitel-Bogensegment 37 und das vierte Meßrohr 4 durch ein gerades erstes EuWAuslaß-Rohrsegment 41, ein gerades zweites Ein-/ Auslaß-Rohrsegment 42, einen mit dem Ein-/Auslaß-Rohrsegment 41 verbundenes erstes Ein-/ Auslaß- Bogensegment 43, ein mit dem zweiten Ein-/Auslaß-Rohrsegment 42 verbundenes zweites Ein-ZAuslaß-Bogensegment 44, ein mit dem ersten Ein-/Auslaß-Bogensegment 43 verbundenes im wesentlichen gerades erstes Mittelrohrsegment 45, ein mit dem zweites Ein-ZAuslaß-Bogensegment 44 verbundenes, im wesentlichen gerades zweites Mittelrohrsegment 46 und einen mit den beiden Mittelrohrsegmenten 45, 46 verbundenes Scheitel-Bogensegment 47 gebildet. Im in Fig. 2 gezeigten Ausfüh¬ rungsbeispiel sind die Ein-/ Auslaß-B ogensegmente 13, 14, 23, 24 wie auch die Scheitelbögen 17, 27 im wesentlichen kreisbogenförmig ausgebildet.
[072] Wie in den Fig. 2 bis 6 gezeigt, sind die Ein-/Auslaß-Rohrsegmente 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42 der Meßrohre ferner jeweils endseits in einem als weitgehend biege- und verwindunsgsteifes Tragsystem 30 dienenden Rahmen des Meßaufnehmers so angeordnet und fixiert, daß letztere in ausreichendem Maße schwingfähig darin gehaltert sind. Das Tragsystem 30 der ersten Variante des Meßaufnehmers ist, wie aus der Zusammenschau von Fig. 1 und Fig. 4 ohne weiteres ersichtlich, praktisch in das Aufnehmer-Gehäuse integriert, während es in der zweiten und dritten Variante des Meßaufnehmers jeweils als eher massive Grund- oder Trägerplatte ausgebildet ist. Wie in den Fig. 2 oder 6 dargestellt, können dabei die beiden Ein-/ Auslaßsegmente 11, 12, 21, 22, 31, 32 bzw. 41, 42 jedes der Meßrohre 1, 2, 3, 4 beispielsweise jeweils zueinander fluchtend ausgerichtet sein. Allerdings besteht auch die Möglichkeit, die vier Meßrohre so auszubilden und zueinander auszurichten, daß jedes der ent¬ sprechenden Ein-/ Auslaßsegmente das Tragsystem 30 praktisch auf ein und derselben Seite durchstoßen, vgl. hierzu auch Fig. 6 und 7.
[073] Zum Einsetzen des Meßaufnehmers 10 in die Mediumsleitungen sind in Ver¬ längerung der jeweiligen Ein-/ Auslaß-Rohrsegmente 11, 12, 21, 22 der Meßrohre 1, 2, 3, 4 jeweils Verbindungsvorrichtungen VV angebracht, wie z.B. Stutzen mit einem Aussen- oder mit einem Innengewinde, Flansche oder Klemmvorrichtungen, wie sie z.B. unter der eingetragenen Marke Triclamp handelsüblich sind. Für den Fall, daß die mit dem Meßrohr 1 und/oder mit dem Meßrohr 2 zu verbindenden Leitungssegmente Schlauchleitungen sind, können die Verbindungsvorrichtungen ferner, wie auch in der Fig. 1, 2, 3 und 4 jeweils dargestellt, in entsprechender Weise als Schlauchtülle ausgebildet sein, auf die das jeweils zugehörige Leitungssegment L , L , L oder L der jeweils zugehörigen Mediumsleitung aufgeschoben werden kann. Des weiteren können die Verbindungsvorrichtungen mit etwa gleich bleibendem zu dem jeweils zu¬ gehörigen Meßrohr im wesentlichen fluchtend ausgerichtet sein oder aber auch, wie in Fig. 6 angedeutet, mit im Vergleich zu den Abständen zwischen den Meßrohren größeren gegenseitigen Abständen vom Meßaufnehmer wegführen.
[074] Das Tragsystem 30 der ersten Variante des erfindungsgemäßen Meßaufnehmers umfasst ein vergleichsweise flaches, ebenes erstes Ein-/Auslaß-Rahmensegment 31, ein gleichermaßen flach und eben ausgebildetes zweites Ein-/ Auslaß-Rahmensegment 35 sowie ein die Ein-/Auslaß-Rahmensegmente 31, 32 verbindendes, Durchführungs- Rahmensegment 33, in dem eine elektrische Durchführung 34 (nur in Fig. 4 zu sehen) druckdicht fixiert ist. Das im gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls flach und ebene ausgebildete Durchführungs-Rahmensegment 33 bildet mit dem ersten und dem zweiten Ein-/Auslaß-Rahmensegment 31, 32 jeweils einen rechten Winkel. Das Tragsystem 30 umfasst in der ersten Variante ferner ein ebenes erstes Ansatz- Rahmensegment 34, das an das erste Ein-/ Auslaß-Rahmensegment 31 unter einem Winkel angesetzt ist, der grösser als 90° ist - im Ausführungsbeispiel sind das etwa 120°. Das Tragsystem 30 umfasst schließlich ein in das erste Ansatz-Rahmensegment 34 übergehendes, gebogenes Scheitel-Rahmensegment 35 und ein an das zweite Ein-/ Auslaß-Rahmensegment 32 unter dem genannten Winkel angesetztes, ebenfalls in das Scheitel-Rahmensegment 35 übergehendes, ebenes zweites Ansatz-Rahmensegment 36. Ebenso wie die Meßrohre 1, 2, 3, 4 kann das Tragsystem 30 einstückig ausgebildet sein und beispielsweise aus einem eine Vorderfläche 301 und eine Hinterfläche 302 (nur in Fig. 3 zu sehen) aufweisenden Flach-Edelstahl von konstanter Breite und Dicke durch entsprechendes Biegen und Verschweissen der Enden, vgl. die Naht 303, hergestellt werden.
[075] Zur Fixierung der Meßrohre 1, 2, 3, 4 im für die erste Variante des Meßaufαehmers im wesentlichen kästen- oder rahmenförmig ausgebildeten Tragsystem 30 dienen im gezeigten Ausführungsbeispiel ein, insb. plattenförmiges oder membranartiges, erstes Fixierelement, beispielsweise aus Stahl, das sowohl mit wenigstens einem der ersten Ein-/ Auslaßsegmente 11, 21, 31, 41 als auch mit dem ersten
[076] Ein-/Auslaß-Rahmensegment 31 mechanisch verbunden, insb. verschweißt oder verlötet, ist sowie ein, insb. membranartiges, zweites Fixierelement, das sowohl mit wenigstens einem der zweiten
[077] Ein-/Auslaßsegmente 12, 22, 32, 42 als auch mit dem zweiten
[078] Ein-/Auslaß-Rahmensegment 32 mechanisch verbunden, insb. verschweißt oder verlötet, ist. Im in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das erste Fi¬ xierelement plattenförmig ausgebildet und zum einen auf die jeweiligen ersten Ein- /Auslaßsegmente 11, 21, 31, 41 der Meßrohre 1, 2, 3, 4 aufgeschoben und mit wenigstens einem der Ein-/ Auslaßsegmente 11, 21, 31, 41 mechanisch verbunden, und zum anderen eine Montageöffnung im ersten Ein-/ Auslaß-Rahmensegment 31 überdeckend mit letzterem verbunden, insb. verschweißt oder verlötet. In ent¬ sprechender Weise können die Meßrohre 1, 2, 3, 4 mittels einer auf die jeweils zweiten Ein-/Auslaßsegmente 12, 22, 32, 42 aufgeschobenen und mit wenigstens einer der beiden mechanisch verbundenen zweiten Fixierplatte am zweiten Ein- /Auslaß-Rahmensegment 32 befestigt sein. Das Tragsystem 30 der ersten Variante kann, wie in Fig. 3 oder 4 schematisch dargestellt, ferner durch eine linke Seitenwand 37 und eine rechte Seitenwand 38 zu einem die Meßrohre umhüllenden, insb. medi¬ umsdichten, Aufnehmer-Gehäuse komplettiert werden. Die beiden Seitenwände 37, 38 sind dabei als im wesentlichen ebene Bleche, z.B. aus rostfreiem Stahl, ausgebildet, die, auf die der Kontur des offenen Rahmens angepaßt und Vorderfläche 301 bzw. die Hinterfläche geschweißt, den offenen Rahmen zum Aufnehmer-Gehäuse ergänzen. Als Stahl für. das Tragsystem 30 kann beispielsweise rostfreier Stahl mit der europäischen Werkstoffnummer 1.4301 verwendet werden, die der amerikanischen Bezeichnung 304 entspricht.
[079] Wie bereits eingangs erwähnt, werden beim erfindungsgemäßen Meßaufnehmer die für die Messung erforderlichen Reaktionskräfte im jeweils zu messenden Medium durch das Schwingenlassen der Meßrohre bewirkt. Dafür umfaßt der Meßaufnehmer ferner eine auf die Meßrohre 1, 2, 3, 4 einwirkende Erregeranordnung 60, der dazu dient jedes der Meßrohre zumindest innerhalb eines definierten Bereichs be¬ triebsgemäß in für die konkrete Messung jeweils geeignete Nutzschwingungen zu versetzen, der für die Erzeugung und die Erfassung der oben genannten Reakti¬ onskräfte im Fluid ausreichend groß ist. Außerdem weist der Meßaufnehmer eine auf Vibrationen der Meßrohre reagierende Sensoranordnung 70 auf, die dazu dient, wenigstens ein von der zu erfassenden Meßgröße beeinflusstes erstes Schwingungs- meßsignal s , insb. aber auch ein entsprechendes Schwingungsmeßsignal s , zu erzeugen.
[080] Zum Antreiben der Meßrohre weist die Erregeranordnung 60 dementsprechend mindestens einen elektro-mechanischen, insb. elektrodynamischen, Schwin¬ gungserreger 61 auf. Dieser dient dazu, eine, von einer entsprechenden Meß- und Be¬ triebsschaltung z.B. des oben genannten Coriolis-Massedurchflußmessers eingespeiste, elektrische Erregerleistung P exc in solche, z.B. pulsierenden oder harmonischen, Erre- gerkräfte F exe umzuwandeln, die symmetrisch, also gleichzeitig, gleichmäßig jedoch gegensinnig, auf Meßrohr 1 und 2 und ggf. auch auf Meßrohr 3 und 4 einwirken und somit die zueinander gegenphasigen Schwingungen der Meßrohre 1, 2 bzw. 3, 4 erzeugen. Die Erregerkräfte F können in dem Fachmann an und für sich bekannter Weise z.B. mittels einer in der bereits erwähnten Meß- und Betriebselektronik vor¬ gesehenen Strom- und/ oder Spannungs-Regelschaltung, hinsichtlich ihrer Amplitude und, z.B. mittels einer ebenfalls in Meß- und Betriebselektronik vorgesehenen Phasen- Regelschleife (PLL), hinsichtlich ihrer Frequenz eingestellt werden, vgl. hierzu auch die US-A 4801 897. Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß die - hier nicht dar¬ gestellte - Meß- und Betriebsschaltung im Elektronik-Gehäuse 40 untergebracht sein kann, das, wie auch in Fig. 1 gezeigt, in der dem Fachmann bekannten Weise bei¬ spielsweise praktisch direkt am Meßaufnehmer anmontiert oder ggf. auch von diesem entfernt angeordnet sein kann. Wie in Fig. 2 und 3 exemplarisch dargestellt ist ein erster Teil 61a des Erregers 61 am Scheitel-Bogensegment 17 des Meßrohrs 1 im Bereich von dessen oben erwähnter Symmetrielinie und ein zweiter Teil 61b des Erregers 61 am Scheitel-Bogensegment 27 des Meßrohrs 2 im Bereich von dessen oben erwähnter Symmetrielinie fixiert, vgl. Fig. 4.
[081] Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der Erreger 61, wie auch in den in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt, ein simultan, insb. dif- ferentiell, auf beide Meßrohre 1, 2 wirkender, elektrodynamischer Erreger, worin der erste Teil 61a eine Erregerspule ist und der zweite Teil 61b ein dauermagnetischer Tauchanker ist, die mit der Spulen- Anordnung durch Eintauchen zusammenwirken kann. [082] Die dem Erfassen von Schwingungen, insb. den Biegeschwingungen, der im
Betrieb vibrierenden Meßrohre dienende Sensoranordnung 70 umfaßt beim in Fig. 2 gezeigten Meßaufnehmer einen einlassseitigen, insb. elektro-dynamischen, ersten Schwingungssensor 71 und einen auslassseitigen, insb. elektro-dynamischen, zweiten Schwingungssensor 72, welche beiden Schwingungssensoren 71, 72 auf Bewegungen der Meßrohre 1, 2, insb. deren laterale Auslenkungen und/oder Verformungen, reagierend, das erste bzw. zweite Schwingungssignal s , s entsprechend liefern. Die Schwingungssensoren 71, 72 sind dabei im wesentlichen symmetrisch bezüglich der oben genannten Symmetrielinien der Meßrohre 1, 2 daran fixiert. Zudem sind die beiden Schwingungssensoren 71, 72 bevorzugt baugleich. Überdies können sie auch im wesentlichen baugleich zum Schwingungserreger 61 ausgebildet sein. Im in der Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind ein erster Teil 71a des Schwin¬ gungssensors 71 am Mittelrohrsegment 15 des Meßrohrs 1 und ein zweiter Teil 71b am Mittelrohrsegment 25 des Meßrohrs 1 fixiert, vgl. Fig. 3. Ein erster Teil 72a des Schwingungssensors 72 ist am Mittelrohrsegment 16 des Meßrohrs 2 und ein zweiter Teil 72b ist am Mittelrohrsegment 26 des Meßrohrs 2 fixiert, vgl. Fig. 3. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Meßaufnehmers sind die Schwingungssensoren 71, 72 differentiell wirkende, also eine Weg- oder Geschwindigkeitsdifferenz zwischen beiden Meßrohren direkt erfassende, elektrodynamische Geschwindigkeitssensoren, d.h. die Teile 71a, 72a sind jeweils eine Erregerspule und die Teile 71b, 72b sind jeweils dauermagnetische Tauchanker, die in die zugehörige Erregerspule jeweils eintauchen können. Als Schwingungssensoren 71, 72 können aber beispielsweise auch Weg- oder Beschleunigungssensor verwendet werden.
[083] Bei den hier gezeigten gezeigten Meßaufnehmern entsprechen somit die von der
Sensoranordnung 70 gelieferten Meßsignale den beiden Schwingungssignalen s , s , wobei eine gegenseitige Phasenlage der beiden Schwingungssignale von den momentanen Massendurchflüssen in den Meßrohren 1, 2 wie auch 3, 4 und eine jeweilige Signalfrequenz von den momentanen Dichten der in den Meßrohren strömenden Medien abhängig sind. Ein Vorteil der Verwendung differentiell wirkender Schwingungserreger bzw. Schwingungssensoren im Zusammenhang mit den in vorbe¬ schriebener Weise gebildeten Schwingungssystemen besteht ferner darin, daß zum Betreiben des erfindungsgemäßen Meßaufnehmers auch solche Meß- und Betriebs¬ elektroniken verwendet werden können, wie sie beispielsweise bereits in her¬ kömmlichen Coriolis-Massedurchfluß-/ Dichtemeßgeräten Verwendung gefunden haben. Ein weiterer Vorteil ist darüber hinaus darin zu sehen, daß bei der Verwendung solcher herkömmlichen Meß- und Betriebselektroniken für den gezeigten Me߬ aufnehmer allein wegen des simultanen Hindurchleitens der beiden zu messenden Medien durch die Meßrohre die Differenz der beiden Massendurchflüsse direkt erfaßt werden kann, so daß auch die in herkömmlichen Coriolis-Massedurchfluß-/ Dichte¬ meßgeräten implemetierten Meßsignalverarbeitungs- und Auswerteverfahren ohne we¬ sentliche, über eine allfällige Anpassung an die tatsächlichen Meßsignale und deren Si¬ gnalpegel hinausgehende Änderung für die Differenzmessung verwendet werden können. Dies stellt zweifellos auch einen erheblichen Kostenvorteil dar. Da der Meßaufnehmer noch an die zugehörige Meß- und Betriebselektronik anzu¬ schließen und diese, wie bereits erwähnt, in dem ggf. direkt am Meßaufnehmer an¬ geordnete Elektronik-Gehäuse 40 untergebracht ist, so daß ein funktionsfähiges, kompaktes In-Line-Meßgerät entsteht, ist schließlich am Tragsystem 30 gemäß der ersten Variante der Erfindung gegenüber den Scheitel-Bogensegmenten der Meßrohre und somit auch gegenüber dem Scheitel-Rahmensegment 35 die mehrere elektrische Leiter aufweisende, insb. mediumsdichte und druckfeste, Durchführung vorgesehen. Die Durchführung weist einen am Tragsystem 30, beispielsweise mittels Schwei߬ verbindung, befestigten Flansch 90 auf, der dazu dient, das lediglich in Fig. 1 dar¬ gestellte Elektronik-Gehäuse 40 zu haltern. Der Flansch 90 hat eine Bohrung 91, so dass die Durchführung während der Montage von außerhalb des Aufnehmer-Gehäuses zugänglich ist. Die Durchführung umfasst ferner eine am Tragsystem 30 mittels einer abgewinkelten Halterung 95 befestigte und zwischen diesem sowie den Scheitel- Bogensegmenten auf diese zulaufenden Leiterplatte 96. Darauf sind Leitbahnen angeordnet, vgl. die Leitbahn 97, die nur in Fig. 2 zu sehen sind. An jeweils eine dieser Leitbahnen sind Anschluss-Leitungen 63, 64 dexErregeranordnung 60, Anschluss- Leitungen 73, 74, 75, 76 der Sensoranordnung 70 und Anschluss-Leitungen 83, 84 eines ersten Temperatursensors 81 sowie eines zweiten Temperatursensors 82 und somit auch an die einzelnen Leiter der Durchführung 500 angeschlossen. Die Anschluss-Leitungen 63, 64, 73, 74, 75, 76, 83, 84 sind nur in Fig. 2 zu sehen. Zusätzlich ist auch eine Leitbahn SN für einen Schaltungsnullpunkt vorgesehen, die über metallische, mit ihr mechanisch und daher auch elektrisch verbundene Befesti¬ gungsmittel an der metallischen Halterung 95 fixiert ist. Der, insb. als ein Platin- Widerstand ausgebildete, Temperatursensor 81 (nur in Fig. 2 und 3 zu sehen) kann bei¬ spielsweise auf dem einem der Ein-/Auslaß-Bogensegmente des Meßrohrs 1, z.B. durch Kleben, befestigt sein. In gleicher Weise kann der Temperatursensor 82 auf eines der EüWAuslaß-Bogensegmente des Meßrohrs 3 aufgebracht sein. Die Tempera¬ tursensoren 81, 82 dienen, wie eingangs erwähnt, zum Messen der momentanen Temperatur des Mediums M bzw. des Mediums M . Allerdings besteht insoweit auch die Möglichkeit einen Temperatursensor so im Meßaufnehmer anzuordnen, bei¬ spielsweise auf einer weiter unten noch näher beschriebenen, das erste und dritte Meßrohr verbindenden Knotenplatte oder Versbindungsscheibe, zwischen dem ersten und dem dritten Meßrohr, so daß er praktisch eine von beiden Medien M , M be- einflußte mittlere Temperatur misst. Infolgedessen kann ggf. auch auf einen zweiten Temperatur für die Meßrohre verzichtet werden.
[085] Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, umfasst die oben genannte Durchführung ferner einen im Durchführungs-Rahmensegment 33 angebrachten Schlitz 361, durch die Lei¬ terplatte 96 gesteckt ist und die sich in den Flansch 90 hinein erstreckt, wobei zwischen Leiterplatte 96 und Schlitz 361 ein zu deren elektrischer Isolierung aus¬ reichender Abstand eingehalten ist. Weiters ist die Leiterplatte 96 durch eine auf dem Durchführung-Rahmensegment 33 bohrungsseitig aufliegende Scheibe 362 aus einem Isoliermaterial hindurch gesteckt. Eine isolierende Vergussmasse 363 füllt einen oberhalb der Scheibe 362 liegenden Teil der Bohrung 91 vollständig aus, wobei die Vergussmasse 363 auch mehr oder weniger in den Raum zwischen der Leiterplatte 96 und der Innenwand des Schlitzes 361 eingedrungen sein kann. Alternativ zu einem direkt am Tragsystem 30 fixierten Elektronik-Gehäuse 40 kann aber beispielsweise auch ein solches für die anzuschließende Betriebs- und Auswerte-Elektronik verwendet werden, das entfernt vom Meßaufnehmer angeordnet und mit diesem über ein entsprechendes Anschluss-Kabel verbunden ist.
[086] Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Meßrohre 1, 2, 3, 4 zur Fein¬ abstimmung von deren mechanischen Eigenfrequenzen und/oder zur Verminderung allfällig nach extern des Meßaufnehmers ausgekoppelter Vibrationen mittels einer ersten Knotenplatte 51 in der Nähe einer Stelle mechanisch miteinander verbunden, an der das jeweilige erste
[087] Ein-/Auslaß-Rohrsegment in das jeweilige erste Ein-/ Auslaß-Bogensegment übergeht, und mittels einer zweiten Knotenplatte 52 in der Nähe einer Stelle mechanisch miteinander verbunden, an der das jeweilige erstes Ein-/ Auslaß- Bogensegment in das jeweilige erste Mittelrohrsegment übergeht. Nach Weiterbildung der Erfindung sind die Meßrohre 1, 2, 3, 4 ferner mittels einer dritten Knotenplatte 53 in der Nähe einer Stelle mechanisch miteinander verbunden, an der das jeweilige zweite Ein-/Auslaß-Rohrsegment in das jeweilige zweite Ein-/ Auslaß-Bogensegment übergeht, und mittels einer vierten Knotenplatte 54 in der Nähe einer Stelle mechanisch miteinander verbunden, an der das jeweilige zweite Ein-/ Auslaß- Bogensegment in das jeweilige zweite Mittelrohrsegment übergeht. Die vier Kno¬ tenplatten 51, 52, 53, 54 können beispielsweise dünne Scheiben, insb. aus demselben Material wie die Meßrohre. Diese Scheiben sind mit Bohrungen, deren Innen- Durchmesser etwa dem Aussen-Durchmesser der Meßrohre 1, 2, 3, 4 entspricht, und mit Schlitzen versehen, so dass die Scheiben zunächst auf die Meßrohre 1, 2 aufgeklemmt und danach mit ihnen hartverlötet werden können; dabei werden auch die Schlitze miteinander hartverlötet, so dass die Scheiben ungeschlitzt auf den Meßrohren 1, 2, 3, 4 sitzen. [088] Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, werden die Meßrohre 1, 2 sowohl bei dem in Fig. 2 und 3 als auch bei dem in Fig. 7 und 8 gezeigten Me߬ aufnehmer im Betrieb mittels der Erregeranordnung 60 in stimmgabel-artige Biege¬ schwingungen, so genannte Auslegerschwingungen, versetzt. Demgegenüber werden die Meßrohre 1, 2 bei dem Meßaufnehmer gemäß der dritten Variante in solche Biege¬ schwingungen versetzt, die im wesentlichen koplanar, also in einer gemeinsamen Schwingungsebene liegend, ausgebildet sind. Ferner ist vorgesehen ist vorgesehen auch das dritte und vierte Meßrohr 3, 4 jeweils in der vorbeschriebenen Weise schwingen zu lassen.
[089] Die im Betrieb durch die Erregeranordnung 60 angeregten Schwingungen weisen gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner eine Schwingfrequenz auf, die in etwa gleich einer mechanischen Eigenfrequenz eines die vier Meßrohre um¬ fassenden mechanischen Schwingungssystems ist oder die zumindest in der Nähe einer solchen Eigenfrequenz liegt. Infolgedessen kann einerseits die für die Aufrecht¬ erhaltung der Schwingungen momentan erforderliche elektrische Leistung minimiert werden. Anderseits ist so auch anhand der angeregten Schwingungsfrequenz eine mittlere Dichte beider Medien M , M leicht ermittelbar. Darüber hinaus ist vorgesehen die im wesentlichen gleichfrequent schwingen gelassenen Meßrohre 1, 2, 3, 4 so anzuregen, daß zumindest bei nicht strömenden Medien M , M das erste und dritte Meßrohr 1, 3 zueinander im wesentlichen synchron schwingen, d.h. mit im we¬ sentlichen gleicher Schwingungsform, im wesentlichen gleicher Phasenlage und etwa gleicher Schwingungsamplitude. In dazu analoger Weise werden bei dieser Aus¬ gestaltung der Erfindung auch das zweite und vierte Meßrohr 2, 4 zueinander im we¬ sentlichen synchron schwingen gelassen.
[090] Zur Minimierung des dafür erforderlichen technischen Aufwandes hinsichtlich der
Auslegung der Erregeranordnung 60 und der Sensoranordnung 70 einerseits wie auch zur Verbesserung der Messgenauigkeit, insb. auch der Nullpunktstabilität, anderseits sind nach einer Weiterbildung der Erfindung das erste und das dritte Meßrohr 1, 3 jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/Auslassenden sowie auch von den ggf. vor¬ gesehenen Knotenplatten 51, 52, 53, 54 entfernt zumindest punktuell derart miteinander im wesentlichen starr gekoppelt, daß beiden ggf. einander abschnittsweise berührenden Meßrohre 1, 3 unter Bildung eines die beiden Meßrohre 1, 3, nicht aber die beiden Meßrohre 2, 4 umfassenden ersten Meßrohr- Verbundes als ein ge¬ meinsames erstes Schwingungssystem wirken. Anders gesagt, die beiden Meßrohre 1, 3 sind innerhalb des betriebsgemäß Nutzschwingungen ausführenden Bereichs derart miteinander verbunden, daß deren oben erwähntes Synchron-Schwingen praktisch mechanisch erzwungen wird. Die mechanische Kopplung der beiden Meßrohre 1, 3 kann beispielsweise wiederum mittels, beispielsweise als dünne Scheiben oder Platten, als einfache Klemmblöcke oder dergleichen ausgebildete, Verbindungselemente VS , VS , VS erfolgen, die voneinander beabstandet an den beiden Meßrohren 1, 3 in geeigneter Weise fixiert sind, z.B. durch Hartlöten, Schweißen oder Verschrauben. Die Verbindungsscheiben können dabei, wie auch in den Fig. 2 oder 3 angedeutet, z.B. auf der Höhe oder zumindest in der Nähe der Schwingungssensoren 71, 72 und/oder auf der Höhe oder in der Nähe des Schwingungserregers 61 angeordnet sein. In dazu analoger Weise sind bei dieser Weiterbildung der Erfindung auch das zweite und das vierte Meßrohr 2, 4 zur Bildung eines lediglich dieses beiden ggf. auch einander be¬ rührenden Meßrohre 2, 4 umfassenden, als ein gemeinsames zweites Schwin¬ gungssystem wirkenden zweiten Meßrohr- Verbundes ebenfalls jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/ Auslaßenden entfernt zumindest punktuell miteinander im wesentlichen starr gekoppelt. Auch hierfür können wiederum einfache Verbin¬ dungselemente VS 4 , VS 5 , VS 6 in der vorher beschriebenen Weise an den beiden
Meßrohren 2, 4 angeordnet und fixiert werden. Alternativ oder in Ergänzung zu den Verbindungsscheiben kann die der Bildung des ersten oder zweiten Meßrohr- Verbundes dienende mechanische Kopplung auch so ausgebildet sein, daß die jeweiligen Meßrohre 1, 3 bzw. 2, 4 jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/ Auslaßenden entfernt über einen größeren Abschnitt hinweg durchgängig miteinander im wesentlichen starr gekoppelt sind.
[091] Nach einer Ausgestaltung dieser Weiterbildung der Erfindung sind die Meßrohre so geformt und miteinander so mechanisch gekoppelt, daß das durch das erste und das dritte Meßrohr 1, 3 gebildete erste Schwingungssystem und das durch das zweite und das vierte Meßrohr 2, 4 gebildete zweite Schwingungssystem im wesentlichen die gleichen mechanischen Eigenfrequenzen aufweisen.
[092] Nach einer weiteren Ausgestaltung werden die Meßrohre, angetrieben von der Erre¬ geranordnung 60, im Betrieb mit im wesentlichen gleicher Schwingungsfrequenz, insb. auf einer gemeinsamen natürlichen Eigenfrequenz des ersten und des zweiten Schwin¬ gungssystems, schwingen gelassen. Vorzugsweise sind auch die Schwingungen der beiden Meßrohr- Verbünde so ausgebildet, daß die von den Meßrohren im Betrieb aus¬ geführten Vibrationen zumindest zeitweise als Biegeschwingungen um jeweils eine das erste und das jeweils zugehörige zweite Ein-/ Auslassende imaginär verbindende Schwingungsachse oder eine zu dieser im wesentlichen parallele gedachte Schwin¬ gungsachse ausgebildet sind. In vorteilhafter Weise sind die Schwingungen des ersten und zweiten Schwingungssystems dabei so ausgebildet, daß das erste und das zweite Meßrohr zumindest zeitweise zueinander im wesentlichen gegenphasig, also mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung von etwa 180°, schwingen und auch das dritte und das vierte Meßrohr zumindest zeitweise zueinander im wesentlichen gegenphasig schwingen, während gleichzeitig die Meßrohre, die zu dem selben Meßrohr- Verbund gehören, also das erste und dritte Meßrohr 1, 3 bzw. das zweite und vierte Meßrohr 2, 4, zumindest bei ruhenden Medien jeweils zueinander im wesentlichen gleichphasig schwingen. Falls erforderlich, können die beiden Meßrohr- Verbünde aber auch, bei¬ spielsweise zum Zwecke der direkten Messung eines Gesamt-Massendurchflusses beider Medien M 5 M , zeitweise zueinander gleichphasig, also mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung von etwa Null, schwingengelassen werden.
[093] Wie in der Fig. 2 dargestellt, ist der Schwingungserreger 61 bei ersten Variante des
Meßaufnehmers oberhalb des ersten und zweiten Meßrohrs und insoweit auch oberhalb eines gemeinsamen örtlichen Schwerpunkts aller vier Meßrohre angeordnet, der in einer durch die Einbaustelle des Schwingungserregers 61 hindurchgehenden gedachten Querschnittsebene liegt. Im Gegensatz dazu ist der Schwingungserreger 61 sowohl bei der in Fig. 7 und 8 gezeigten zweiten Variante des Meßaufnehmers als auch bei der in Fig. 9 gezeigten dritten Variante in etwa in Höhe des vorgenannten gemeinsamen Schwerpunkts angeordnet, so daß die dann durch den Schwingungserreger 61 in die Meßrohre 1, 2, 3, 4 eingeleitete Erregerkraft jeweils im wesentlichen in einem ge¬ meinsamen Schwerpunkt des ersten und dritten Meßrohrs 1, 3 und in einem ge¬ meinsamen Schwerpunkt des zweiten und vierten Meßrohrs 2, 4 angreift. Es sei an dieser Stelle allerdings ausdrücklich darauf hingewiesen, daß selbstverständlich auch bei einer Anordnung der Meßrohre gemäß der in Fig. 2 gezeigten ersten Variante, also mit paarweise übereinander gelegten gekrümmten Meßrohren, der Schwingungserreger so bezüglich, der Meßrohre angeordnet und an diesen fixiert sein kann, daß auςh«die dann durch den Schwingungserreger in die Meßrohre eingeleitete Erregerkraft jeweils im wesentlichen in einem gemeinsamen örtlichen Schwerpunkt des ersten und dritten Meßrohrs und in einem gemeinsamen örtlichen Schwerpunkt des zweiten und vierten Meßrohrs angreift. Umgekehrt kann aber auch bei Anordnungen der Meßrohre gemäß der zweiten oder der dritten Variante des Meßaufnehmers, der entsprechende Schwin¬ gungserreger außerhalb des gemeinsamen Schwerpunkts der Meßrohre angeordnet sein. Dies hat besonders bei der in mit der dritten Variante des Meßaufnehmers • gezeigten Meßrohranordnung den Vorteil, daß zusätzlich zu den Biegeschwingungen nützliche Torsionsschwingungen angeregt werden können, wodurch im jeweiligen Meßrohr momentan befindlichen Medium in erheblichem Maße auch vornehmlich von der Viskosität abhängige Reib- oder Scherkräfte induziert werden, die wiederum dämpfend und insoweit messbar auf die Schwingungen der Meßrohre zurückwirken. Abgeleitet davon kann somit auch zumindest eine mittlere Viskosität beider Medien M , M anhand der Schwingungsmeßsignale und/oder anhand des in die Erreger¬ anordnung 60 eingespeisten Erregerstroms ermittelt werden.
[094] Die Bildung der zwei Meßrohr- Verbünde in der vorbeschriebenen Weise hat ferner den Vorteil, daß die vier Meßrohre zu zwei Schwingungssystemen reduziert werden, die jedes für sich praktisch wie ein einziges Meßrohr wirken, da die von dem einen Schwingungserreger 61 erzeugten Erregerkräfte aufgrund der mechanischen Kopplung sowohl zwischen dem ersten und dem zweiten Meßrohr 1, 2 als auch gleichermaßen zwischen dem dritten und vierten Meßrohr 3, 4 wirken und auch die zum Zwecke der Messung in den Medien verursachten Reaktionskräfte in jeweils über die miteinander gekoppelten Meßrohre der einzelnen Meßrohr- Verbünde jeweils einander überlagern und so gemeinsam auf die Schwingungssensoren zurück übertragen werden. Des weiteren werden in vorteilhafter Weise allfällige Unterschiede zwischen den beiden Medien, z.B. im Massendurchfluß, in der Temperatur und/oder Dichte etc., in gleichem Maße auf das erste wie auch das im wesentlichen dazu identische zweite Schwin¬ gungssystem übertragen, wodurch wiederum eine gegenseitige Kompensation von potentiell Messungenauigkeiten verursachenden Störungen auf sehr einfache Weise direkt im Meßaufnehmer erfolgen kann. Gleichermaßen kann durch die Verkopplung der Meßrohre zu Meßrohr- Verbunden der beschriebenen Art auch ein allfälliges asynchrones Schwingen der Meßrohre 1, 3 bzw. 2, 4 bei nicht-strömenden Medien M , M wirksam vermieden werden, wodurch wiederum sichergestellt werden kann, daß im Betrieb auftretende asynchrone Schwingungen der Meßrohre 1, 3 bzw. 2, 4, die sich ja in einer entsprechenden Phasenverschiebung zwischen den beiden Schwingungs¬ meßsignalen s , s niederschlagen, in überwiegendem Maße aus der zu messenden Differenz zwischen den Massendurchflüssen beider Medien M 1 , M 2 resultiert. Ein weiterer Vorteil der mechanischen Kopplung in der vorbeschriebenen Weise ist auch darin zu sehen, daß jeder der so gebildeten Meßrohr- Verbünde sowohl für die Erreger- als auch für die Sensoranordnung 60, 70 praktisch als ein einziges Meßrohr wirkt, und insoweit auch für die Meß- und Betriebselektronik. Dies führt wiederum dazu, daß zumindest für die Meßsignalvorverarbeitung und allfällige Digitalisierungen derselben auf bewährte Signalverarbeitungstechnologien und auch bewährte ,insb. zweikanalige, also von lediglich zwei Schwingungssensoren gelieferte Schwingungs¬ messsignale verarbeitende, Messschaltung aus dem Bereich der Coriolis- Massendurchflußmessung zurückgegriffen werden kann. Gleichermaßen können somit auch für die den Erreger treibende Betriebsschaltung ohne weiteres dem Fachmann bekannte, insb. auf einkanalige, also einen Erregerstrom für einen einzigen Erreger liefernde, Erregerschaltungen verwendet werden. Es sei an dieser allerdings Stelle ferner daraufhingewiesen, daß, insb. bei Verzicht auf die vorbeschriebene me¬ chanische Verkopplung der Meßrohre 1, 2, 3, 4 zur Bildung des ersten und zweiten Schwingungssystems, zusätzlich zum ersten Schwingungserreger 61 weitere, insb. lediglich auf das dritte und vierte Meßrohr 3, 4 wirkende, Schwingungserreger vorgesehen sein können. Ebenso können weitere, insb. lediglich Schwingungen des dritten und vierten Meßrohrs 3, 4 erfassende, Schwingungssensoren vorgesehen sein. [096] In der ersten Variante des erfindungsgemäßen Meßaufnehmers, bei der das erste
Meßrohr 1 sich an das dritte Meßrohr 3 und das zweite Meßrohr 2 sich an das vierte Meßrohr 4 in der in Fig. 2 und 3 gezeigten Weise angeordnet sind, so daß sie im we¬ sentlichen parallel zu einander verlaufen, weist der Meßaufnehmer eine gedachte - hier im wesentlichen ebene - erste Schnittfläche auf, die das erste und das dritte Meßrohr so schneidet, daß darin sowohl die Mittellinie des ersten Meßrohrs 1 als auch die Mittellinie des dritten Meßrohrs 3 verlaufen. Ferner weist der Meßaufnehmer auch eine gedachte - hier ebenfalls im wesentlichen ebene - zweite Schnittfläche auf, die das zweite und das vierte Meßrohr so schneidet, daß darin deren beider Mittellinien gemeinsam verlaufen. Darüber hinaus sind die Meßrohre bei dieser Ausgestaltung vor¬ zugsweise so im Meßaufnehmer angeordnet, daß diese beiden, insb. ebenen, Schnittflächen im wesentlichen zueinander parallel ausgerichtet sind. Dadurch bedingt sind das dritte und vierte Meßrohr 3, 4 allerdings jeweils etwas größer ausgebildet als das erste und zweite Meßrohr 1, 2. Im Gegensatz dazu sind sowohl bei der in Fig. 7 und 8 gezeigten zweiten Variante des Meßaufnehmers mit ebenfalls gekrümmten Meßrohren, deren jeweilige Mittellinien allerdings auf vier zueinander im wesentlichen parallele gedachte, insb. ebene, Schnittflächen verteilt sind, als auch bei der in Fig. 5 gezeigten dritten Variante mit geraden Meßrohren alle Meßrohre nicht nur im we¬ sentlichen gleich geformt sondern auch im wesentlichen gleich groß ausgebildet.
[097] Nach einer weiteren Ausgestaltung, insb. der zweiten oder der dritten Variante, der
Erfindung sind die Meßrohre darüber hinaus so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet, daß ein minimaler seitlicher Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Meßrohr wesentlich größer ist als ein maximaler seitlicher Abstand zwischen dem ersten und dem dritten Meßrohr und/oder ein maximaler seitlicher Abstand zwischen dem zweiten und dem vierten Meßrohr. Als sehr vorteilhaft - zum einen hin¬ sichtlich der Fertigung und zum anderen aber auch hinsichtlich der erzielbaren Mess¬ genauigkeit - hat es hierbei sich ferner erwiesen, wenn die Meßrohre dabei so ausgeführt im Meßaufnehmer angeordnet sind, daß das erste und das dritte Meßrohr einander zumindest abschnittsweise berühren und daß das zweite und das vierte Meßrohr einander zumindest abschnittsweise berühren, wodurch ein Temperatur¬ ausgleich zwischen den Meßrohren 1, 3 bzw. 2, 4 begünstigt wird. Besonders einfach und kostengünstig wie auch gut reproduzierbar lässt sich der erfindungsgemäße Me߬ aufnehmer überdies dann herstellen, wenn das erste und das dritte Meßrohr 1, 3 jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/Auslaßenden nicht nur in der vorbeschriebenen Weise, einander berühren, sondern auch unter Bildung einer Verbindungsnaht miteinander verlötet, insb. hartverlötet, und/oder verschweißt sind, und wenn das zweite und das vierte Meßrohr 2, 4 jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/ Auslaßenden entfernt unter Bildung einer Verbindungsnaht ebenfalls miteinander verlötet, insb. hartverlötet, und/oder verschweißt sind. Schließlich ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, das
Tragsystem 30, insb. ebenfalls schwingfähig, von einem äußeren, insb. das gesamte In¬ Line-Meßgerät einhausenden, Tragwerk und/oder von wenigstens einer der ange¬ schlossenen Mediumsleitungen zu haltern, insb. für den Fall, daß diese als eine im we¬ sentlichen starre Rohrleitung ausgebildet ist.

Claims

Ansprüche
[001] 1. Meßaufnehmer vom Vibrationstyp zum Messen von strömungsfähigen
Medien, welcher Meßaufnehmer umfaßt: -wenigstens vier jeweils ein erstes und ein zweites Ein-ZAuslassende aufweisende, im Betrieb zumindest zeitweise, insb. gleichzeitig, vibrierende Meßrohre (1, 2, 3, 4) zum Fuhren von zu messenden Medien, -eine Vibrationen der Meßrohre bewirkende elektro-mechanische, insb. elektro-dynamische, Erregeranordnung (60), sowie -eine zumindest auf örtliche Vibrationen der Meßrohre reagierende Sensoranordnung (70) zum Erzeugen wenigstens eines von Vibrationen wenigstens eines der Meßrohre beeinflußten Meßsignals, -wobei von den wenigstens vier Meßrohren ein erstes und ein zweites Meßrohr (1, 2) zumindest zeitweise derart in den Verlauf einer ersten Mediumsleitung eingesetzt ist, daß jedes dieser beiden Meßrohre (1, 2) gleichzeitig jeweils ein Teilvolumen eines durch die erste Mediumsleitung strömenden Mediums (M ) führt, und -wobei von den wenigstens vier Meßrohren ein drittes und ein viertes Meßrohr (3, 4) zumindest zeitweise derart in den Verlauf einer zweiten Mediumsleitung eingesetzt ist, daß jedes dieser beiden Meßrohre (3, 4) gleichzeitig jeweils ein Teilvolumen eines durch die zweite Mediumsleitung strömenden Mediums (M ) führt.
[002] 2. Meßaufnehmer nach Anspruch 1, -bei dem das erste Ein-/Auslassende jeweils des ersten und des zweiten Meßrohrs (1, 2) im Betrieb mit einem ersten Vertei¬ lerelement (V ) sowie das zweite Ein-/ Auslassende jeweils des ersten und des zweiten Meßrohrs (1, 2) im Betrieb mit einem zweiten Verteilerelement (V ) verbunden sind, und - bei dem das erste EhWAuslassende jeweils des dritten und des vierten Meßrohrs (3, 4) im Betrieb mit einem dritten Verteilerelement (V ) sowie das zweite Ein-/ Auslassende jeweils des dritten und des vierten Meßrohrs (3, 4) im Betrieb mit einem vierten Verteilerelement (V 4 ) verbunden sind, -wobei das erste Verteilerelement (V ) an ein Medium dem Meßaufnehmer zuführendes erstes Leitungssegment (L ) der ersten Mediumsleitung und das zweite Vertei¬ lerelement (V 2 ) an ein Medium vom Meßaufnehmer abführendes zweites Lei- tungssegment (L ) der ersten Mediumsleitung angeschlossen sind, und -wobei das dritte Verteilerelement (V ) an ein Medium dem Meßaufnehmer zuführendes erstes Leitungssegment (L ) der zweiten Mediumsleitung und das vierte Vertei¬ lerelement (V ) an ein Medium vom Meßaufnehmer abführendes zweites Lei¬ tungssegment (L ) der zweiten Mediumsleitung angeschlossen sind. [003] 3. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Erreger¬ anordnung (60) einen, insb. differentiell wirkenden, elektro-dynamischen Schwingungserreger umfaßt, der über eine mit dem ersten und/oder dem dritten Meßrohr (1, 3) im wesentlichen starr gekoppelt Erregerspule (61a) sowie einen in diese eintauchenden, mit dem zweiten und/oder dem vierten Meßrohr (2, 4) im wesentlichen starr gekoppelten Tauchanker (61b) auf die Meßrohre (1, 2, 3, 4) einwirkt.
[004] 4. Meßaufnehmer nach Anspruch 3, bei dem der Schwingungserreger (61) oberhalb eines gemeinsamen örtlichen Schwerpunkts aller vier Meßrohre (1, 2, 3, 4) angeordnet ist, der in einer durch die Einbaustelle des Schwingungserregers (61) hindurchgehenden gedachten Querschnittsebene liegt.
[005] 5. Meßaufnehmer nach Anspruch 3, bei dem der Schwingungserreger (61) so im
Meßaufnehmer angeordnet und an den Meßrohren (1, 2, 3, 4) fixiert ist, daß eine durch den Schwingungserreger in die Meßrohre eingeleitete Erregerkraft jeweils im wesentlichen in einem gemeinsamen örtlichen Schwerpunkt des ersten und dritten Meßrohrs (1, 3) und in einem gemeinsamen örtlichen Schwerpunkt des zweiten und vierten Meßrohrs (2, 4) angreift, welche beiden Schwerpunkte in einer durch die Einbaustelle des Schwingungserregers (61) hindurchgehenden gedachten Querschnittsebene liegen.
[006] 6. Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem die Sensor¬ anordnung (70) als eine, insb. differentiell wirkende, elektro-dynamische Sensor¬ anordnung ausgebildet ist, die wenigstens zwei zu der Erregerspule (61a) der Er¬ regeranordnung jeweils im wesentlichen baugleiche Sensorspulen (71a, 72a) sowie zwei zu dem Tauchanker (61b) der Sensoranordnung jeweils im we¬ sentliche baugleiche Tauchanker (71b, 72b) umfasst.
[007] 7. Meßaufnehmer nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Sensoranordnung genau zwei Sensorspulen sowie genau zwei zu dem Tauchanker umfasst.
[008] 8. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, der ferner ein erstes
Tragsystem (30) zum schwingfähigen Haltern der Meßrohre (1, 2, 3, 4) umfasst, wobei das erste Tragsystem (30) an wenigstens einem ersten Ein-/Auslaßende eines der vier Meßrohre und an wenigstens einem zweiten EhWAuslaßende eines der vier Meßrohre (1, 2, 3, 4) fixiert ist.
[009] 9. Meßaufnehmer nach dem vorherigen Anspruch, bei dem das erste Tragsystem
(30) am ersten und am zweiten Ein-/Auslaßende von wenigstens zwei der vier, insb. von jedem der vier, Meßrohre (1, 2, 3, 4) fixiert ist.
[010] 10. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Meßrohre
(1, 2, 3, 4) so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet sind, daß ein minimaler seitlicher Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Meßrohr (1, 2) wesentlich größer ist als ein maximaler seitlicher Abstand zwischen dem ersten und dem dritten Meßrohr (1, 3) und/oder als ein maximaler seitlicher Abstand zwischen dem zweiten und dem vierten Meßrohr (2, 4). [011] 11. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Meßrohre
(1, 2, 3, 4) so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet sind, daß sie zumindest abschnittsweise zueinander im wesentlichen parallel verlaufen.
[012] 12. Meßaufnehmer nach dem vorherigen Anspruch, bei dem das erste und das dritte Meßrohr (1, 3) einander zumindest abschnittsweise berühren und bei dem das zweite und das vierte Meßrohr (2, 4) einander zumindest abschnittsweise berühren.
[013] 13. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das erste und das dritte Meßrohr (1, 3) zur Bildung eines ersten Meßrohr- Verbundes jeweils von ihren ersten und zweiten EπWAuslaßenden entfernt zumindest punktuell miteinander im wesentlichen starr gekoppelt sind und bei dem das zweite und das vierte Meßrohr (2, 4) zur Bildung eines zweiten Meßrohr- Verbundes jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/ Auslaßenden entfernt zumindest punktuell miteinander im wesentlichen starr gekoppelt sind.
[014] 14. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das erste und das dritte Messrohr (1, 3), jeweils von ihren ersten und zweiten Ein- /Auslaßenden entfernt zumindest abschnittsweise miteinander im wesentlichen starr gekoppelt sind und bei dem das zweite und das vierte Meßrohr (2, 4) jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/Auslaßenden entfernt zumindest ab¬ schnittsweise flächig miteinander im wesentlichen starr gekoppelt sind.
[015] 15. Meßaufnehmer nach dem vorherigen Anspruch, bei dem das erste und das dritte Meßrohr (1, 3) jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/Auslaßenden entfernt unter Bildung einer Verbindungsnaht miteinander verlötet, insb. hartverlötet, und/oder verschweißt sind und bei dem das zweite und das vierte Meßrohr (2, 4) jeweils von ihren ersten und zweiten Ein-/Auslaßenden entfernt unter Bildung einer Verbindungsnaht miteinander verlötet, insb. hartverlötet, und/oder verschweißt sind.
[016] 16. Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem ein durch das erste und das dritte Meßrohr (1, 3) gebildetes erstes Schwingungssystem und ein durch das zweite und das vierte Meßrohr (2, 4) gebildetes zweites Schwin¬ gungssystem im wesentlichen gleiche Eigenfrequenzen aufweisen.
[017] 17. Meßaufnehmer nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Meßrohre (1, 2,
3, 4) im Betrieb mit im wesentlichen gleicher Schwingungsfrequenz, insb. auf einer natürlichen Eigenfrequenz des ersten und des zweiten Schwingungssystem, schwingen.
[018] 18. Meßaufnehmer nach dem vorherigen Anspruch, bei dem das erste und das zweite Meßrohr (1, 2) zumindest zeitweise zueinander im wesentlichen ge- genphasig schwingen und bei dem das dritte und das vierte Meßrohr (3, 4) zumindest zeitweise zueinander im wesentlichen gegenphasig schwingen.
[019] 19. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die von den
Meßrohren (1, 2, 3, 4) im Betrieb ausgeführten Vibrationen zumindest zeitweise als Biegeschwingungen um jeweils eine das erste und das jeweils zugehörige zweite Ein-/ Auslassende imaginär verbindende Achse oder eine zu dieser parallele gedachte Achse ausgebildet sind.
[020] 20. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem jedes der vier
Meßrohre (1, 2, 3, 4) ein sein jeweiliges erstes Ein-/Auslassende und sein jeweiliges zweites EήWAuslassende imaginär verbindende Mittellinie aufweist.
[021] 21. Meßaufnehmer nach Anspruch 20, bei dem bei dem die Meßrohre (1, 2, 3, 4) so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet sind, daß mindestens zwei der vier gedachten Mittellinien in einer gedachten gemeinsamen, insb. ebenen, Schnittfläche des Meßaufnehmers verlaufen.
[022] 22. Meßaufhehmer nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Meßrohre (1, 2,
3, 4) so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet sind, daß die vier gedachten Mittellinien auf zwei gedachte, zueinander im wesentlichen parallele, insb. ebene, Schnittflächen des Meßaufnehmers verteilt sind.
[023] 23. Meßaufnehmer nach dem Anspruch 20, bei dem die Meßrohre (1, 2, 3, 4) so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet sind, daß die vier gedachten Mit¬ tellinien auf vier gedachte, zueinander im wesentlichen parallele, insb. ebene, Schnittflächen des Meßaufnehmers verteilt sind.
[024] 24. Meßaufnehmer nach Anspruch 20, bei dem die Meßrohre (1, 2, 3, 4) so geformt und im Meßaufnehmer angeordnet sind, daß alle vier gedachten Mit¬ tellinien in einer gemeinsamen gedachten, insb. ebene, Schnittflächen des Me߬ aufnehmers verlaufen.
[025] 25. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die vier
Meßrohre (1, 2, 3, 4) im wesentlichen gerade sind.
[026] 26. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die vier
Meßrohre (1, 2, 3, 4) im wesentlichen gleichermaßen, insb. V- oder U-förmig, gekrümmt sind.
[027] 27. Meßaufnehmer nach vorherigen Anspruch, bei dem die vier Meßrohre (1, 2,
3, 4) im wesentlichen V-förmig gekrümmt sind.
[028] 28. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die vier
Meßrohre (1, 2, 3, 4) im wesentlichen identisch geformt sind.
[029] 29. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die im ersten und zweiten Meßrohr (1, 2) geführten Teilvolumina vom in der ersten Medi¬ umsleitung strömenden Medium (M ) eine gemeinsame Strömungsrichtung aufweisen, die zumindest zeitweise einer gemeinsamen Strömungsrichtung der im dritten und vierten Meßrohr (3, 4) geführten Teilvolumina vom in der zweiten Mediumsleitung strömenden Medium (M ) entgegengerichtet ist.
[030] 30. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die im ersten und zweiten Meßrohr (1, 2) geführten Teilvolumina vom in der ersten Medi¬ umsleitung strömenden Medium (M ) eine gemeinsame Strömungsrichtung aufweisen, die zumindest zeitweise zu einer gemeinsamen Strömungsrichtung der im dritten und vierten Meßrohr (3, 4) geführten Teilvolumina vom in der zweiten Mediumsleitung strömenden Medium (M ) gleichgerichtet ist.
[031] 31. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das erste
Tragsystem (30) von einem äußeren, insb. den Meßaufnehmer einhausenden, zweiten Tragsystem und/oder von wenigstens einer der angeschlossenen Medi¬ umsleitungen, insb. schwingfähig, gehaltert ist.
[032] 32. Meßaufnehmer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Me߬ aufnehmer wenigstens einen mit wenigstens einem der Meßrohre (1, 2, 3, 4) thermisch gekoppelten, auf Änderungen von dessen Meßrohr-Temperatur rea¬ gierenden Temperatursensor (81, 82) aufweist.
[033] 33. In-Line-Meßgerät zum Ermitteln eines Massendurchflusse eines in einer ersten Mediumsleitung strömenden ersten Mediums (M ) und eines Massen¬ durchflusse eines in einer zweiten Mediumsleitung strömenden zweiten Mediums (M ) und/oder zum Ermitteln einer Bilanz zwischen dem Massen- durchfluss des ersten Mediums und dem Massendurchfluss des zweiten Mediums bestehenden Massendurchfluss-Differenz, welches In-Line-Meßgerät einen Me߬ aufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 32 umfaßt.
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