WO2018121930A1 - VIBRONISCHES MEßSYSTEM ZUM MESSEN EINER MASSENDURCHFLUßRATE - Google Patents

VIBRONISCHES MEßSYSTEM ZUM MESSEN EINER MASSENDURCHFLUßRATE Download PDF

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Christof Huber
Alfred Rieder
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    • G01K3/04Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving means values; giving integrated values in respect of time

Definitions

  • the invention relates to a, esp. For measuring a physical quantity of a measured in one
  • Pipe flowing fluid useful, vibronic measuring system In industrial measuring and automation technology, highly precise determination of measured values for at least one physical measured variable of a fluid flowing in a pipeline - for example a substance parameter, such as a density, and / or a flow parameter, such as a mass flow rate, of a gas Liquid or a dispersion - often vibronic, namely formed by a vibronic transducer device used measuring systems.
  • a substance parameter such as a density
  • a flow parameter such as a mass flow rate
  • the transducer device comprises at least one tube having a lumen usually surrounded by a metallic wall, the same - from a inlet-side first end to an outlet-side second end extending - tube is arranged flowing from the first end towards the outlet end second end, through at least a part volume of the fluid to be measured and being vibrated during that time, and in which the transducer device serves both to actively energize and to evaluate mechanical vibrations of the tubes ,
  • the transducer device comprises at least one tube having a lumen usually surrounded by a metallic wall, the same - from a inlet-side first end to an outlet-side second end extending - tube is arranged flowing from the first end towards the outlet end second end, through at least a part volume of the fluid to be measured and being vibrated during that time, and in which the transducer device serves both to actively energize and to evaluate mechanical vibrations of the tubes ,
  • the transducer device serves both to actively energize and to evaluate mechanical vibrations of the tubes ,
  • the transducer device serves
  • the respective measuring and operating electronics can also be electrically connected via corresponding electrical lines to a superordinate electronic data processing system, which is usually arranged remotely and usually spatially distributed, to which the measured values generated by the respective measuring system are connected by means of at least one of these according to carrying measured value signal in real time, for example, in real time, to be passed.
  • Measuring systems of the type in question are also usually provided by means of a provided within the parent data processing system
  • Process controllers connected, for example, locally installed programmable logic controllers (PLC) or installed in a remote control room process control computers, where the generated by means of the respective measuring system and suitably digitized and encoded accordingly measured values are sent.
  • PLC programmable logic controller
  • the transmitted measured values can be further processed and used as corresponding measurement results, e.g. visualized on monitors and / or in control signals for other than field devices trained field devices, such. Solenoid valves, electric motors, etc., to be converted. Because modern
  • Measuring arrangements usually monitored directly from such host computers and, where appropriate can be controlled and / or configured, in a corresponding manner via the aforementioned, mostly in terms of transmission physics and / or the transmission logic hybrid
  • the data processing system usually also serves to condition the measured value signal supplied by the measuring system in accordance with the requirements of downstream data transmission networks, for example suitably digitizing and, if appropriate, converting it into a corresponding telegram and / or evaluating it on site.
  • electrically coupled evaluation circuits are provided in such data processing systems with the respective connecting lines, which pre-process and / or further process the measured values received from the respective measuring system and, if necessary, convert them appropriately.
  • For data transmission serve in such industrial data processing systems at least in sections, especially serial, field buses, such. FOUNDATION FIELDBUS,
  • measured values can also be transmitted wirelessly to the respective data processing system.
  • superordinate data processing systems usually also have the supply of the measured values supplied by the respectively connected measuring system.
  • a supply circuit can be assigned to exactly one measuring system or corresponding electronics and, for example, to a corresponding evaluation circuit, together with the evaluation circuit assigned to the respective measuring system
  • Fieldbus adapter united - in a common e.g. be designed as DIN rail module trained, electronics housing.
  • Housing electronics housings and to wire together via external lines accordingly.
  • Such a converter device has one by means of at least one,
  • electro-dynamic, vibration generator formed electro-mechanical
  • Exciter arrangement which is set up for useful vibrations of the at least one tube, namely mechanical vibrations with at least one predeterminable oscillation frequency of the tube about a static rest position associated therewith, for example mechanical
  • this electrodynamic vibration exciter namely by means of a permanent magnet fixed to the tubes and by means of a to another, for example, also flowed through, fixed tube and formed with the permanent magnet interacting exciter formed vibration exciter used.
  • useful vibrations of the tube are those vibrations which are suitable to induce in the flowing fluid of a Massend urchflußrate (m) dependent Coriolis forces, possibly also those that are suitable in the flowing fluid of a viscosity ( ⁇ ) dependent friction or To induce damping forces, and / or which are capable of inducing in the flowing fluid of a density (p) dependent inertial forces.
  • a useful frequency namely as the oscillation frequency of the useful vibrations in vibronic measurement systems of the type in question usually one of the fluid leading at least one tube inherent resonant frequencies selected, typically namely one
  • Resonant frequency of a Bieschwwingungsmodmodes of at least one tube Resonant frequency of a Bieschwwingungsmodmodes of at least one tube.
  • the transducer device used in vibronic measuring systems of the type in question also each have one formed by at least two, for example electrodynamic or optical, vibration sensors
  • Vibration sensor arrangement which is adapted to at least two vibration signals, namely in each case a vibration movements of the at least one pipe representing electrical measurement signal, for example, with one of a speed of the
  • Wandlervoriquesen be spaced from each other in the flow direction at least one tube, such that one of the vibration sensors to form a
  • converter devices of the type in question typically each comprise a cavity which is enveloped by a wall, for example a metallic wall
  • Transducer housing within which at least one tube including the attached components of at least the vibration exciter and the at least one
  • Vibration sensor are arranged in a manner permitting the aforementioned vibrations of the tube, namely, that between an inner surface of the wall of the transducer housing facing the cavity and a lateral surface of the wall of the tube, namely an outer surface of the wall of the tube facing the cavity, usually filled with air or an inert gas - is formed gap.
  • Operating electronics typically housed within at least one comparatively robust, esp. Impact, pressure, and / or weatherproof, electronics housing.
  • The, for example, made of stainless steel or aluminum, electronics housing can be located away from the transducer device and connected to this via a flexible cable; but it can also, for example, directly to the converter device, for example, on the aforementioned
  • Transducer housing may be arranged or fixed.
  • the measuring and operating electronics of such vibronic measuring systems are further adapted to receive and process each of the at least two vibration signals, for example to digitize and evaluate them.
  • the measuring and operating electronics using the at least two oscillatory signals, repetitively generate a mass flow rate reading, namely a measured value representing the mass flow rate, or generate the measuring and operating electronics using the at least two
  • Vibration signals a mass flow sequence, namely a sequence of temporally successive, each representing the mass flow rate of the fluid currently representing
  • the measuring and operating electronics of vibronic measuring systems of the type described above typically also serve to provide at least one, for example, harmonic and / or timed, Generate driver signal for the at least one electro-mechanical vibration exciter.
  • the same driver signal can, for example, with respect to a current and / or a
  • the measuring and operating electronics is usually realized by means of one or more, possibly also as a digital signal processors (DSP) trained microprocessors, such that the measuring and operating electronics the respective measured values for the at least one substance or
  • Conversion device for example, determined based on the at least two vibration signals obtained digital Abtats and inform of corresponding digital values, esp. Also in real time, provides.
  • Measuring systems is another, for the operation, not least also for the precise determination of the
  • Transducer temperature be suitable, a dependence of the vibration characteristics of the at least one tube or the vibration measurement of a spatial
  • the same converter temperature is determined regularly in measuring systems of the type in question based on a detected on the wall of the at least one tube temperature.
  • transducer devices such as u.a. also in the aforementioned US-A 57 96 012, US-A 2004/0187599, US-A 2005/0125167, WO-A 2009/134268, WO-A 01/71290,
  • WO-A 98/52000 or WO-A 98/02725 therefore, further one or more each by means disposed within the space, and therefore not in operation contacted by the in the lumen of at least one tube temperature sensor, for example a
  • the respective temperature sensor is in each case thermally coupled to the wall of the at least one tube and electrically coupled to the measuring and operating electronics.
  • the temperature sensor can by means of a single temperature sensor or also formed by means of a plurality of such temperature-sensitive electrical or electronic components electrical circuits, such as in the form of a Wheatstone measuring bridge, be formed.
  • the at least one temperature sensor is arranged to correspond to a temperature at a temperature measuring point formed by means of the respective temperature sensor
  • Measuring point temperature in a corresponding Temperaturmeßsignal namely an electrical measurement signal representing the respective measuring point temperature, for example, with an electrical signal voltage dependent on n crafter Meßstellenentemperatur and / or a n crafter of the same temperature Meßstelleentemperatur electrical signal current to convert.
  • the measuring and operating electronics can also be set up to generate measured values for the at least one measured variable using at least one temperature measuring signal generated by means of the converter device.
  • Mass flow measurements occasionally surprisingly high measurement errors, for example, more than 0.05% or more than 1 kg / h, can be observed.
  • the predefined temperature difference ⁇ & is regularly greater than with an intact transducer or with an intact tube, in particular with a wall not affected by a lining, and otherwise the same boundary conditions, it can still be assume no longer negligible extent for the actually desired high measuring accuracy.
  • such increased measurement errors have been found to be very hot (> 50 K) or very cold (-50 K) in applications with comparatively fast-flowing high viscosity oils, such as in environments with ambient temperature surrounding the transducer device the filling of storage tanks or
  • Fuel tanks on ships bunkering
  • intermittently operated measuring points such as. in bottling plants, or also in connection with the measurement of the mass flow rate in recurrently with hot cleaning fluids fixed to be cleaned (CIP - cleaning in place) or to be sterilized (SIP - sterilization in place) procedural equipment.
  • CIP - cleaning in place hot cleaning fluids fixed to be cleaned
  • SIP - sterilization in place sterilization in place
  • Measuring system is the associated transducer device for reducing such measurement errors tempered before the actual measurement, namely brought to a steady operating temperature, the one during the actual measurement corresponds to the expected fluid temperature or a corresponding thermal equilibrium state, or is a liquid to be measured suitably conditioned in advance, for example, namely vented. This is done here by a corresponding recirculation of each fluid to be measured.
  • the measuring system has an additional, yet complex valve control and additional supply or return fluid lines.
  • further investigations on conventional transducer devices used in such a way or subjected to measuring conditions in the laboratory have furthermore shown that the aforementioned phase difference between the at least two vibration signals is constant despite the constant mass flow rate
  • Conversion device or actually stationary measurement conditions in a considerable, namely the measurement accuracy significantly impairing extent can scatter; this in particular even at low Reynolds numbers (Re) of less than 1000 having, in particular laminar, or held constant at less than 1 kg / h, for example, zero, amounting mass flow rate fluid flows.
  • Re Reynolds numbers
  • the calculation bearing on an object of the invention is to improve a measurement accuracy of measuring systems of the aforementioned type so that the thus for flowing fluids with low specific heat capacity and / or with a significantly deviating from an ambient temperature fluid temperature and / or thus for Fluid flow measurements with mass flow rates determined to be low Reynolds numbers ( ⁇ 1000) or less than 1 kg / h reproducibly have a low measurement error, in particular of less than 0.05% and / or less than 1 kg / h ,
  • the invention consists in a vibronic measuring system for measuring a mass flow rate of, esp. In a pipeline, flowing fluid, esp. A gas, a liquid or a dispersion.
  • the measuring system comprises a, in particular.
  • the converter device comprises:
  • a first tube having a lumen surrounded by, for example, a metallic wall, extending from an inlet-side first end to an outlet-side second end, provided for at least a partial volume of the fluid, starting from the inlet-side first end in the direction of the outlet-side second end to be flowed through and vibrated while;
  • Temperature sensor positioned less far from the first end of the first tube is as from the second end of the same first tube and provided for or
  • a first measuring point temperature namely a temperature of the wall of the first tube at an inlet side first temperature measuring point formed by means of the same temperature sensor and a first temperature measuring signal, namely a first electrical measuring signal representing the first measuring point temperature, for example with one of the first measuring point temperature dependent electrical signal voltage and / or with one of the same first measuring point temperature-dependent electrical signal current to convert;
  • thermoly conductively coupled to the wall of the first tube for example, identical to the first temperature sensor, second temperature sensor, which is positioned less far from the second end of the first tube than the first end of the same first tube and the is provided or set up, a second measuring point temperature, namely a
  • At least one, for example electrodynamic, vibration exciter for exciting and maintaining mechanical vibrations of the first tube to an associated static rest position, esp. Of bending vibrations of the first tube about an imaginary first imaginary axis of its first end imaginary connecting the imaginary axis;
  • a, for example, electrodynamic, first vibration sensor for detecting mechanical vibrations of the first tube, which is positioned less far away from the first end of the first tube than from the second end of the same first tube and which is provided or set for, oscillatory movements of the first tube an inlet side first formed by means of the same vibration sensor
  • Vibration sensor identical, second vibration sensor for detecting mechanical vibrations of the first tube which is positioned less far away from the second end of the first tube as from the first end of the same first tube and which is provided or furnished, oscillatory movements of the first tube to a means of the same Vibration sensor formed outlet side second
  • vibration measuring and generate a same vibration representing second vibration signal such that between the first vibration signal and the second vibration signal, there is a phase difference, both from the mass flow rate and a between a temperature of the first vibration sensor and a temperature same second
  • Vibration sensors established, for example at least temporarily with a
  • Rate of change of more than 0.05 K / s time-varying, temperature difference is dependent.
  • the measuring and operating electronics of the measuring system according to the invention is with each of the first and second vibration sensors as well as each of the first and second
  • the measuring and operating electronics are set up to supply electrical power to the at least vibration exciter by means of an electrical exciter signal for effecting mechanical vibrations of the first tube.
  • the measurement and operating electronics are set up, using both each of the first and second
  • Mass flow sequence namely, a sequence of temporally successive, each generating the mass flow rate of the fluid currently representing mass flow rate measurements, such that at least for a reference mass flow rate, one by the
  • the invention also consists in the measuring system according to the invention for measuring an at least one physical quantity, esp. A density and / or viscosity and / or a mass flow rate and / or a Volumen trimflußrate, one, esp. In a pipeline, flowing fluid, esp of a gas, a liquid or a flowable dispersion.
  • the mass flow measured values determined for the reference mass flow rate are independent of the temperature difference, in that for at least one non-zero but nonetheless constant reference mass flow rate successively determined mass flow measured values are also different, namely more than 1 K amounting to and / or less than 10 K and / or spread over time with a range of more than 1 K and / or with a rate of change of more than 0.05 K / s time-varying, temperature differences do not differ by more than 0.01% of the same reference mass flow rate,
  • the mass flow measured values determined for the reference mass flow rate are independent of the temperature difference, in each case representing a scale zero point of the measuring and operating electronics, namely in each case in the case of a converter device through which no fluid flows or respectively for one
  • the, for example liquid or gaseous, reference fluid has a specific heat capacity of more than 1 kJ-kg _1 -K "1 and / or less than 4.2 kJ-kg- 1 -K " 1 ,
  • the reference fluid is a liquid
  • the reference fluid is a gas, for example air.
  • the reference fluid is water, esp. With a fluid temperature of not less than 20 ° C.
  • the reference fluid is an oil, esp. With a fluid temperature of not less than 20 ° C and / or with a viscosity of more
  • the reference fluid is an oil, for example with a fluid temperature of not less than 20 ° C and / or with a viscosity of more than 10 "2 Pa s (Pascal seconds) and is also provided that the reference Mass flow rate as a function of an amount
  • of a nominal diameter of the converter device specified in Sl basic unit for length (m meter) is less than
  • the reference fluid is a gas, esp. With a fluid temperature of not less than 20 ° C and / or air.
  • the reference fluid is a gas, for example having a fluid temperature of not less than 20 ° C and / or air, and is provided the reference mass flow rate as a function of an amount
  • of a nominal size of the converter device given in Sl basic unit for length (m meter) is less than
  • the temperature difference is greater on an inner side facing the lumen of an undesired lining infected wall than intact first tube, for example with not berisoneer wall of a wall.
  • the measuring and operating electronics are set up to generate a phase difference sequence, namely a sequence of phase-successive phase-difference measured values representing the phase difference, using both the first oscillation signal and the second oscillation signal ,
  • the measuring and operating electronics are arranged to use, using both the first temperature measuring signal and the second temperature measuring signal, a temperature difference sequence, namely a sequence of temporally successive ones, each representing the temperature difference
  • the measuring and operating electronics are arranged to use, using both the first temperature measuring signal and the second temperature measuring signal, a temperature difference sequence, namely a sequence of temporally successive ones, each representing the temperature difference
  • the measuring and operating electronics is adapted, using both the first temperature and the second Temperaturmeßsignals a temperature difference sequence, namely a sequence of time successive, each representing the temperature difference
  • the measuring and operating electronics is set up, using both the first temperature and the second Temperaturmeßsignals a temperature difference sequence, namely a sequence of temporally successive, each representing the temperature difference
  • Temperature difference sequence to generate an alarm that signals only a limited functionality of the converter device, esp. Due to a comparison with an original flow resistance modified flow resistance of the first tube.
  • the measuring and operating electronics is arranged to set up the measuring and operating electronics for using both the first temperature measuring signal and the second temperature measuring signal
  • Meßfluidtemperatur measured value namely to generate a temperature representative of a fluid flowing through the first tube measured value.
  • the measuring and operating electronics is adapted to generate, using at least one of the vibration signals as well as at least one of the temperature measurement signals, a density measurement value representing a density of the fluid.
  • the measuring and operating electronics are adapted to generate a viscosity reading representing at least one of the vibration signals and at least one of the temperature measurement signals, which represents a viscosity of the fluid.
  • the measuring and operating electronics are arranged to generate a transducer temperature reading using both the first temperature measurement signal and the second temperature measurement signal
  • Transducer temperature which differs from both the first measuring point temperature and the second measuring point temperature, such that an amount amämnten
  • Transducer temperature represents at least approximately. According to a twenty-second embodiment of the invention it is provided that the measuring and
  • Operating electronics has a multiplexer with at least two signal inputs and at least one signal output, which multiplexer is adapted to selectively, for example cyclically, Hartgate one of its signal inputs to the signal output, such that a present at each through-connected signal input signal is continued to the signal output ; and that the measuring and operating electronics having a, for example, a nominal resolution of more than 16 bits and / or "clocked with a more than 1000 s amount ends sampling, analog-to-digital converter with at least one signal input and at least one signal output has, which analog-to-digital converter is adapted to a signal applied to n beauem signal input analog input signal with, for example more than 1,000 amount ends s ", sampling rate and with a, for example, draw forming more than 16 bits, digital resolution in a n beaues input signal represent representative digital output signal and provide at the signal output.
  • This embodiment of the invention
  • the at least one signal output of the multiplexer and the at least one signal input of the analog-to-digital converter are electrically coupled to each other; and in that the first temperature sensor and the second temperature sensor are each electrically connected to the multiplexer, such that the first temperature measurement signal is applied to a first signal input of the multiplexer and that the second temperature measurement signal is applied to a second signal input of the multiplexer.
  • Analog-to-digital converter at least temporarily represent exactly one of the two temperature measuring signals or the measuring and operating electronics the mass flow rate under
  • Temperature sensor is positioned less far from the first end of the first tube than the second temperature sensor from the first end of the first tube. According to a twenty-fourth embodiment of the invention, it is provided that the second temperature sensor is positioned less far from the second end of the second tube than the first temperature sensor from the second end of the first tube. According to a twenty-fifth embodiment of the invention it is provided that the first
  • Temperature sensor is positioned equidistant from the first end of the first tube as the second temperature sensor from the second end of the first tube.
  • the first temperature sensor is positioned equidistant from the second end of the first tube as the second temperature sensor from the first end of the first tube.
  • the first temperature sensor is positioned equidistant from a center of the first tube as the second temperature sensor.
  • Temperature sensor and the second temperature sensor are identical. According to a twenty-ninth embodiment of the invention, it is provided that the first
  • Temperature sensor is mechanically coupled in the same way with the wall of the first tube as the second temperature sensor.
  • the converter device has no further temperature sensor contacting the wall of the first tube.
  • Temperature sensor is coupled in the same way thermally conductive with the wall of the first tube as the second temperature sensor, esp. In such a way that one of the wall of the first tube to the first temperature sensor and further to the first temperature sensor
  • ambient heat flowing current flow counteracting heat resistance is the same size as a one of the wall of the first tube to the second temperature sensor and further to an ambient temperature surrounding the second temperature sensor heat flow counteracting heat resistance.
  • Vibration sensor in the same way thermally conductive with the wall of the first tube coupled as the second vibration sensor; for example, such that a heat flow flowing from the wall of the first pipe to the first vibration sensor and further to an atmosphere surrounding the first vibration sensor is equal to a heat resistance from the wall of the first pipe to the second vibration sensor and further to the second vibration sensor surrounding atmosphere flowing heat flow counteracting thermal resistance.
  • Temperature sensor arrangement of the converter device axisymmetric with respect to at least one of the transducer device imaginarily cutting, for example, namely to one
  • Vibration sensor arrangement mirror-symmetrical with respect to at least one
  • Conversion device is imaginary cutting, in particular, parallel to a main axis of inertia of the first pipe, imaginary axis of symmetry. According to a thirty-fifth embodiment of the invention, it is provided that the first
  • Temperature sensor is positioned equidistant from the first vibration sensor as the second temperature sensor from the second vibration sensor.
  • the first tube is mirror-symmetrical with respect to at least one tube imaginarily intersecting, esp. Namely coincident with a main axis of inertia tube imaginary axis of symmetry.
  • the first tube for example V-shaped or U-shaped, is curved.
  • the first tube is at least partially, for example predominantly or even completely, straight, for example circular-cylindrical.
  • the first tube is curved at least in sections, for example circular arc-shaped.
  • the wall of the first tube at least partially, for example also predominantly or wholly, from a material such as a metal or an alloy consists, of which a specific thermal conductivity greater than 10 W / (m ⁇ K), and of which a specific heat capacity is less than 1000 J / (kg ⁇ K).
  • the wall of the first tube consists of metal, for example an alloy containing iron and / or aluminum and / or chromium and / or titanium and / or zirconium and / or tantalum and / or nickel.
  • the wall of the first tube is made of stainless steel.
  • the first tube has a caliber that is more than 0.1 mm (millimeters).
  • the first tube has a caliber that is more than 1 mm (millimeters).
  • a unwound tube length of the first tube is more than 300 mm.
  • the vibration exciter is set up, driven by the excitation signal, to stimulate or maintain mechanical vibrations of the first tube.
  • the first temperature sensor by means of a, for example, a platinum measuring resistor, a thermistor or a thermocouple having, first temperature sensor and by means of a n personallyen first temperature sensor thermally conductively coupled to the wall of the first tube first
  • Coupling body is formed, and that the second temperature sensor by means of - for example, a platinum measuring resistor, a thermistor or a thermocouple having and / or identical to the first temperature sensor - second temperature sensor and by means of a same second temperature sensor thermally conductively coupled to the wall of the second tube - for example, identical to the first coupling body - second coupling body is formed.
  • This embodiment of the invention further provides that the first
  • Coupling body for example, entirely, by means of a placed between the wall of the first tube and the first temperature sensor, esp. Both the outer surface of the wall and the first temperature sensor contacting and / or metal oxide particles offset, Plastic, for example, an epoxy resin or a silicone, is formed, and that the second coupling body, for example, by means of a placed between the wall of the second tube and the second temperature sensor, esp. Both the outer surface of the wall and the second temperature sensor contacting and / or with metal oxide particles, plastic, for example an epoxy resin or a silicone, is formed.
  • Coupling body cohesively for example, adhesive
  • the second temperature sensor for example by means of a plantetisers, to form the second coupling body cohesively, for example adhesively bonded to the lateral surface of the wall of the first tube.
  • this further comprises: an insb. At least one of a, esp. Metallic, wall enveloped lumen having, from an inlet side first end to an outlet side second end extending
  • the measuring system may also comprise an inlet-side first flow divider and an outlet-side second flow divider, wherein the first and the second tube may be connected to form flow-parallel connected flow paths to the, esp.
  • the flow dividers can each be an integral part of a converter housing of the converter device.
  • the latter further comprises: a converter housing having a cavity surrounded by a cavity, in particular a metallic wall, wherein at least the first tube is arranged within the cavity of the converter housing such that between one of the Cavity facing inner surface of the wall of the converter housing, a cavity facing the peripheral surface of the wall of the first tube, a gap is formed, and wherein the converter housing and the first tube are adapted, in the space, for example, a specific thermal conductivity of less than 1 W / (m (K) exhibiting, Fluid, such as air or an inert gas, to maintain a volume of fluid surrounding the first tube, such that the space facing the gap of the wall of the first tube to form a first interface of the first kind, namely an interface between a fluid and a solid Phase are contacted by held in the space fluid.
  • a converter housing having a cavity surrounded by a cavity, in particular a metallic wall, wherein at least the first tube is arranged within the cavity of the converter housing such that between one of the Cavity facing inner surface of the wall of
  • this further comprises: one, for example the connection of the converter device to a fluid supplying the
  • Each of the connecting flanges also each have a sealing surface for fluid-tight or leak-free connection of the transducer device with a respective corresponding
  • Have line segment of a process line and a minimum distance between the same sealing surfaces may define a, for example, more than 250 mm and / or less than 3000 mm amount of installation length of the transducer device, for example, such that a tube length-to-installation length ratio of the transducer device defined by a ratio of a developed tube length of the first tube to the same installation length of the converter device, more than 1.2 - esp. More than 1, 4 - amounts to.
  • a basic idea of the invention consists in calculating the measured values for the
  • Mass flow rate to account for or compensate for a dependence of the phase difference between the at least two vibration measurement signals on an occasionally established temperature gradient along the at least one pipe; this in particular in such a way that the low measuring errors of less than 0.05% (of the true measured value) aimed for vibronic measuring systems of the type in question also hinder those or not yet
  • the invention is based i.a. on the surprising realization that predicted
  • Vibration sensors temperature response
  • Differences in temperature can not only occur on an inner side facing the lumen of an undesired coating infested wall, but surprisingly be observed on intact transducer devices for such measuring conditions in which an enthalpy of the fluid to be measured to a considerable extent by an enthalpy of the completely intact wall of the Pipe deviates and where the kinetic energy of the fluid flow
  • FIG. 1 shows an especially suitable measuring system for use in industrial measuring and automation technology with a converter device having a converter housing and a measuring device housed in an electronics housing fastened here directly on the converter housing and operating electronics; schematically an embodiment of a measuring system according to FIG.
  • FIG. 6 schematically shows a further exemplary embodiment of a measuring system according to FIG. 1; FIG. and Fig. 7 a by means of a plurality of discrete heat resistance in the manner of a
  • Fig. 1 is a vibronic measuring system for measuring a schematically
  • Measuring fluid temperature & FLI - flowing fluid FL1 (measuring fluid), such as a gas, a liquid or a flowable dispersion, or for recurrently determining the same mass flow rate m currently representing mass flow measurements x m shown schematically.
  • the measuring system can also be set up to determine at least one further measured variable, for example a substance parameter, of the fluid FL.
  • the same additional measured variable can be, for example, a density p, a viscosity ⁇ or else a measuring fluid temperature LI of the fluid flowing, for example through a pipeline.
  • the measuring system comprises for this purpose a converter device MW for generating at least for the measurement of the mass flow rate useful measuring signals and one with the same
  • Converter device MW electrically connected, in particular in the operation of externally via connection cable and / or supplied by means of internal energy storage with electrical energy, measurement and operation electronics ME for generating the measured by the transducer device detected measured variable (s) representing measured values or for sequential output such measured values x m as a respective currently valid measured value x x (x m - »x x ) of the measuring system at a corresponding
  • Measuring output for example in the form of digital measurements and / or in real time.
  • the converter device of the measuring system serves - as shown schematically in FIG. 2 or a combination of FIGS. 1 and 2 - in particular during operation to carry a partial volume of the respective fluid FL1 to be measured or through which the fluid flows various measurement signals for each by means of the transducer device to be detected physical
  • the converter device is u.a. with at least one lumen 1 V enveloped by a wall, for example at least
  • first tube 1 1 equipped.
  • the wall of the tube 1 as usual transducer devices of the type in question, be metallic, for example, namely at least partially made of titanium, zirconium or tantalum, or, for example, consist of a stainless steel.
  • the pipe 1 1 extends, as indicated, inter alia, in Fig. 2, from an inlet-side first end 1 1 a to a outlet side second end 1 1 b and is adapted to be flowed through by a fluid, starting from the inlet-side first end 1 1 a in the direction of the outlet-side second end 1 1 b and to be vibrated during this.
  • converter device at least partially straight, thus partially (hollow) cylindrical, for example, namely circular cylindrical, and / or at least partially curved, for example, namely arcuately curved, be formed.
  • the tube 1 1 may also be mirror-symmetrical with respect to at least one pipe imaginatively intersecting, for example, namely coincident with a main axis of inertia of the pipe, each imaginary axis of symmetry, for example, namely V-shaped or U-shaped.
  • the wall of the tube 1 1 at least partially - for example, predominantly or wholly - consists of a material of which a specific thermal conductivity ⁇ 10 greater than 10 W / (m ⁇ K) and a specific Heat capacity cp10 are less than 1000 J / (kg ⁇ K).
  • the tube 1 1 is provided or adapted to flow through at least a partial volume of the fluid FL1 in a flow direction, namely from the end 1 1 a in the direction of the end 1 1 b and vibrate during this to be left; in particular, such that the pipe 1 1 is allowed to perform useful oscillations, namely mechanical oscillations about an associated static rest position, which are suitable for inducing, in the fluid flowing therethrough, at least dependent on the mass flow rate m of the Coriolis forces.
  • the useful vibrations performed by the pipe 1 1 may also be suitable for effecting friction forces in the fluid dependent on its viscosity ⁇ and / or inertial forces dependent on its density p.
  • the transducer device may be formed as a vibration-type transducer useful as a constituent of a vibronic measurement system such as a Coriolis mass flowmeter, a density meter, and / or a viscosity meter.
  • the wall of the tube 1 for example, of a metal or a metal alloy, for example, titanium, zirconium or tantalum or a
  • the wall of the tube 1 1 each have a wall thickness s, which is more than 0.5 mm, and / or caliber D1 1 (inner diameter), which is more than 0.5 mm, having.
  • the tube 1 1 may be further dimensioned so that it has an inner diameter-to-wall thickness ratio D / s, defined as a ratio of the inner diameter D of the tube to a wall thickness s of the wall of the tube, the less than 25: 1.
  • the wall thickness of the tube 1 1 less than 10 mm and / or the Inner diameter D is less than 200 mm or that the tube 1 1 is dimensioned so that the inner diameter to wall thickness ratio D / s is more than 5: 1.
  • the tube 1 1 can - as in converter devices of the type in question quite common - also in one
  • Transducer housing 100 of the converter device be accommodated, such that - as shown in FIGS. 4 and 5 respectively and from a synopsis of FIGS. 1, 2, 4 and 5 readily apparent - the tube 1 1 within one and the same of a, for example, metallic and / or serving as an outer protective wall, the housing of the converter housing wrapped cavity of the transducer housing is arranged and that between a n managerer Cavity facing inner surface 100+ of the wall of the converter housing 100, a lateral surface 1 1 # the wall of the tube 1 1, namely an outer surface facing the cavity of the wall of the tube 1 1 a gap 100 'is formed.
  • the tube 1 1 and the same converter housing are in this case also adapted, in the space 100 'one, for example, a specific thermal conductivity of less than 1 W / (m (K) exhibiting fluid FL2, for example, air or an inert gas under Formation of the tube 1 1 enveloping volume of fluid to hold, such that the space facing shell surface 1 1 # the wall of the tube 1 1 is contacted to form a first interface 111 1 first type, namely an interface between a fluid and a solid phase ,
  • the converter device MW can furthermore be set up in the course of a fluid leading, for example designed as a rigid pipeline,
  • a first connection flange serving to connect the same to a fluid segment of the process line, and a second connection flange serving to connect to a line segment of the process line serving to discharge the fluid can be provided on the outlet side of the converter device.
  • the connecting flanges 13, 14 can, as in converter device of the type in question quite common or as indicated in Fig. 2, possibly also end in theticianunta
  • Converter housing 100 integrated, namely be formed as an integral part of the converter housing.
  • each of the connecting flanges 13, 14 each have a sealing surface for fluid-tight or leak-free connection of the converter device with a respective corresponding line segment of a process line and that also a smallest distance between the same sealing surfaces
  • Insertion length LMW of the converter device defined; this in particular in such a way that the same installation length LMW is more than 250 mm and / or less than 3000 mm and / or in such a way that a tube length-to-installation length ratio LH / LMW of the converter device, defined by a ratio of a unwound tube length Ln of the tube 1 1 for the above insertion length LMW more than 1.2, for example, more than 1, 4.
  • the aforementioned was completed Pipe length l_n of the pipe 1 (extended length) may also be more than 300 mm, for example.
  • DSP Signal processor
  • Housed electronics housing 200 of the measuring system may, depending on the requirements of the measuring system, for example, also impact and / or explosion-proof and / or hermetically sealed.
  • the meter electronics ME as shown schematically in Fig. 2 in the manner of a block diagram, a measuring signals of the converter device MW processing, for example by means of a microprocessor formed, measuring and evaluation circuit ⁇ having the corresponding measured values for the generated by the measuring system to be detected measured variable.
  • the measuring and evaluation circuit ⁇ of the measuring and operating electronics ME can, for example, by means of at least one
  • Microprocessor and / or a digital signal processor (DSP) having microcomputer be realized.
  • the program codes to be executed therefrom, as well as the control of the respective measuring system, serve operating parameters, such as, for example, also setpoints for by means of the measuring and
  • Operational electronics implemented regulators or controller algorithms can, as also shown schematically in FIG. 2, e.g. stored persistently in a non-volatile data memory EEPROM of the measuring and operating electronics ME and when starting the same into a, e.g. In the microcomputer integrated, volatile data storage RAM can be loaded.
  • the measuring and operating electronics ME can also be designed so that they with regard to the circuit structure of one of the above-mentioned prior art, such as the US-B 63 1 1 136, known measuring and operating electronics or
  • a transmitter on the part of the applicant eg under the designation "PROMASS 83F", Coriolis mass flow / density meter.
  • the generated by means of the measuring and operating electronics measured values ME x x (x m, x P, ⁇ ⁇ , xs ”) can in the shown here measuring system, for example, on location, namely at the measurement point formed by means of the measuring system, displayed immediately , To visualize by means of the
  • Measuring system generated and / or optionally meter internally generated
  • the, for example, also (re-) programmable or remotely adjustable, measuring and operating electronics ME also be designed so that they in the operation of the measuring system with this parent electronic data processing system, such as a programmable logic controller (PLC), a personal computer (PC) and / or a workstation, via a data transmission system, for example a fieldbus system, such as
  • FOUNDATION FIELDBUS, PROFIBUS, and / or wirelessly by radio measuring and / or other operating data, such as current measured values, system diagnostic values,
  • the measuring and operating electronics ME can be designed so that they can be powered by an external power supply, for example via the aforementioned fieldbus system.
  • the measuring and operating electronics ME can, for example, have such an internal power supply circuit NRG for providing internal supply voltages UN, which during operation is supplied by an external energy supply provided in the abovementioned data processing system via the aforementioned fieldbus system.
  • the measuring system may be formed, for example, as a so-called four-wire device, in which the internal
  • Data processing circuit or an external data transmission system can be connected.
  • the measuring and operating electronics can also be designed so that they, as shown, inter alia, in the aforementioned US-A 2006/0161359, by means of a, for example, configured as a 4-20 mA current loop, two-wire connection the external electronic data processing system is electrically connected and is supplied with electrical energy and can transmit measured values to the data processing system, possibly also using HART Multidrop.
  • the measuring system for coupling to a fieldbus or other electronic communication system
  • the, for example, on-site and / or via communication system (re-) programmable, measuring and operating electronics ME to the have a corresponding - for example, one of the relevant industry standards, such as the IEC 61 158/1 EC 61784 compliant - communication interface COM for data communication, eg for transmitting measured and / or operating data, thus the measured values representing the respective measured variable, to the previously mentioned programmable logic controller (PLC) or a higher level process control system and / or for receiving setting data for the measuring system.
  • PLC programmable logic controller
  • the electrical connection of the converter device to the measuring and operating electronics can by means of appropriate
  • Connecting lines take place from the electronics housing 200, for example via
  • Cable bushing are guided in the converter housing 100 and laid at least partially within the converter housing 100.
  • the leads can thereby at least partially as at least partially covered by an electrical insulation conductors be formed, eg inform of "twisted pair" cables, ribbon cables and / or coaxial cables.
  • the connection lines can be formed, at least in sections, also by means of conductor tracks of, for example, a flexible or partially rigid and partially flexible, optionally also painted, printed circuit board. also the aforementioned US-A 2001/0037690 or WO-A 96/07081.
  • the converter device further comprises a means of at least one - for example, electrodynamic, namely formed by immersion armature coil or as a voice coil
  • the converter device furthermore comprises a first vibration sensor 51 which is typified by at least one, for example electrodynamic and / or vibration generator, and by means of a,
  • vibration sensor 51 For example, electrodynamic and / or to the vibration sensor 51 identical, second vibration sensor 52 formed sensor assembly S.
  • the vibration sensor 51 is adapted to vibrational movements of the tube 1 1 at a means of the same
  • Oscillation signal s2 a u.a. also from a mass flow rate of the flowing through the pipe 1 1 fluid (co-) dependent phase difference exists.
  • the vibration sensor 51 positioned less far from the end 1 1 a of the tube 1 1 away from the end of 1 1 b and the vibration sensor 52 less far from the end 1 1 b of the tube 1 1 positioned away as of the end 1 1 a, esp.
  • the vibration sensor 51 is positioned equidistant from the end of 1 1 a as the vibration sensor 52 from the end of 1 1 b.
  • the vibration sensor arrangement thus formed by means of the two vibration sensors 51, 52 can - as well with converter device of the type in question quite common - also
  • the vibration sensor 51 is after another Embodiment of the invention in the same way thermally conductive with the wall of the at least one tube 1 1 as the vibration sensor 12, esp.
  • a one of the wall of the tube 1 1 to the vibration sensor 51 and further to a vibration sensor 51 surrounding atmosphere flowing heat flow counteracting thermal resistance is the same as a one of the wall of the pipe 1 1 to the vibration sensor 52 and further to a surrounding the vibration sensor 52 flowing heat flow counteracting heat resistance.
  • Vibration sensor 52 established, for example, at least temporarily with a
  • the converter device according to the invention - as shown in Fig. 2, 3a, 3b as well as in Fig. 4 and 5 - further comprises a mechanical, yet thermally conductive with the Wall of the tube 1 1 coupled first temperature sensor 71 and a mechanically, nevertheless thermally conductive also with the wall of the tube 1 1 coupled second temperature sensor 72.
  • the temperature difference .DELTA..beta Is regularly formed larger with intact tube 11, in particular with a wall not covered by a covering, and otherwise identical boundary conditions.
  • the temperature sensors 71, 72 are also electrically connected to the measuring and operating electronics ME, for example, by two of the aforementioned electrical leads.
  • the temperature sensor 71 is, as also apparent from Figs. 2 and 3a respectively, less far from the first end 1 1 a of the tube 1 1 positioned away as from the second end 1 1 b the same tube 1 1, while the temperature sensor 72, such also seen from Fig.
  • the temperature sensor 71 is positioned equidistant from the end 1 1 a of the tube 1 1 as the temperature sensor 72 from the end of 1 1 b or that the temperature sensor 71 equidistant from the end of 1 1 b of the tube 1 1 removed is positioned as the temperature sensor 72 from the end 1 1 a.
  • the temperature sensor 71 is positioned equidistant from the end 1 1 a of the tube 1 1 as the temperature sensor 72 from the end of 1 1 b or that the temperature sensor 71 equidistant from the end of 1 1 b of the tube 1 1 removed is positioned as the temperature sensor 72 from the end 1 1 a.
  • Temperature sensor 71 for example, equidistant from a center of the tube 1 1 to be positioned as the temperature sensor 72. Furthermore, the two
  • Temperature sensors 71, 72 also be positioned so that the temperature sensor 71 and the Temperature sensor 72, as also indicated in Fig. 2 or from a synopsis of Fig. 2, 4 and 5 readily apparent, based on a, for example, with a main flow direction of the converter device matching, imaginary longitudinal axis L of the converter device azimuthal - for example, the same in projection on a same longitudinal axis L as
  • the two temperature sensors 71, 72 can also be positioned or arranged so that a means of n maliciouser temperature sensors 71, 72 formed
  • Temperature sensor arrangement of the converter device is axially symmetrical with respect to at least one imaginary axis of the imaginary intersecting imaginary axis of symmetry, for example, a parallel to a main axis of inertia of the tube 1 1 imaginary axis of symmetry.
  • the temperature sensor 71 may also be positioned equidistant from the vibration sensor 51, for example, like the second temperature sensor 72 from the vibration sensor 52.
  • the temperature sensor 71 is especially designed for this purpose
  • Measuring point temperature 01 namely a temperature at one by means of the same
  • Temperature sensor 71 formed first temperature measuring, to detect and in a first Temperaturmeßsignal ⁇ 1, namely a first measuring point temperature 01 representing the first electrical measurement signal to convert.
  • the temperature sensor 72 is provided or adapted to detect a second measuring point temperature 02, namely a temperature at a second temperature measuring point formed by the same temperature sensor 72, and a second temperature measuring signal ⁇ 2, namely a second measuring point temperature 02
  • the temperature sensor 71 is thermally conductively coupled in the same way with the wall of the tube 1 1 as the temperature sensor 72; This, for example, such that a one of the wall of the tube 1 1 to the temperature sensor 71 and further to a same temperature sensor 71 surrounding atmosphere flowing heat flow counteracting heat resistance is the same as a one of the wall of the tube 1 1 to the temperature sensor 72 and on a heat flow flowing counter to the temperature sensor surrounding the heat flow counteracting heat resistance.
  • the temperature sensor 71 is mechanically coupled in the same way with the wall of the tube 1 1 as the temperature sensor 72.
  • the temperature sensor 71 is according to a further embodiment of the invention - as shown schematically in Fig. 4 - by means of a within the
  • Coupling body 712 identical - second coupling body 722 may be formed.
  • Platinum measuring resistor, a thermistor or a thermocouple may be formed. Furthermore, each of the temperature sensors 71 1, 721 with the respective associated coupling body 712 or 722 by means of a suitable cohesive connection, for example, namely an adhesive bond or a soldering or welding connection, and / or by embedding in the respective cohesive connection, for example, namely an adhesive bond or a soldering or welding connection, and / or by embedding in the respective
  • Coupling body 712 or 722 be connected.
  • thermally well conductive connection between the wall of the tube and the temperature sensor 71 of this according to another embodiment of the invention is materially connected to the lateral surface 1 1 # the wall of the tube 1 1, namely, namely adhesive or by means Soldering or welding connection.
  • Soldering or welding connection For producing such a material connection between pipe 1 1 and
  • Temperature sensor 71 may e.g. a dressing, thus a plastic based on epoxy resin or silicone-based, for example, a silicone elastomers or a 1- or
  • the plastic used to connect the temperature sensor 71 and tube 1 1 may also be mixed with metal oxide particles in order to achieve the best possible heat conduction.
  • the above-mentioned coupling body 712 itself - partially or wholly - made of plastic, for example, in such a way that placed between the temperature sensor 71 1 and wall or both the lateral surface 1 1 # the wall and the temperature sensor 71 1 contacting, possibly also monolithic plastic molding serves as a coupling body 712 or the entire
  • Coupling body 712 from - for example, one or more layers on the wall of the tube 1 1 applied, thus between the wall of the tube 1 1 and the first temperature sensor 71 1 placed plastic.
  • the temperature sensor 72 may equally be materially connected to the lateral surface 1 1 # of the wall of the tube 1 1, for example, namely adhesively or by means of a soldering or welding connection.
  • the coupling body 722 may be made of a material of which a specific thermal conductivity ⁇ 2 greater and / or of the material has a specific heat capacity cp722 of less than 1000 J / (kg ⁇ K), for example of the same material as that
  • Coupling body 712 can be readily formed by appropriate selection of their respective production actually used materials such that the specific thermal conductivity ⁇ 722 a material of the second coupling body 722 equal to a specific thermal conductivity ⁇ 712 a material of the coupling body 712 and / or the specific heat capacity cp722 of the material of the coupling body 722 is equal to a specific heat capacity cp712 of the material of the first coupling body 712.
  • the second coupling body 722 of the temperature sensor 72 is at least partially made of a plastic or formed by means of a suitably placed between the temperature sensor 721 and the wall of the tube 1 1 plastic body.
  • a suitably placed between the temperature sensor 721 and the wall of the tube 1 1 plastic body is according to another embodiment of the invention.
  • Each of the two aforementioned slices can be formed as one of the lateral surface of the wall of the tube 1 1 each adapted passage opening having - for example, substantially annular or, as also shown in Fig. 6a and 6b respectively, substantially rectangular - disc, each on the tube 11 is pushed, such that the disc Namely tube 1 1 surrounds or one of the lateral surface of the wall of the tube 1 1 facing the inner surface of the
  • lateral surface 1 1 # at least partially contacted.
  • Each of the two aforementioned slices for example, each as both coupling body 712 or 722 of the temperature sensor 71 or 72 or as a part thereof, as well as a on or
  • each of the two temperature sensors is thermally coupled to the pipe 11 by the coupling body 712 of the temperature sensor 71 enclosing the surface 1 1 # of the wall of the pipe 11 to form a first interface 1121 second type, namely an interface between two solid phases, and the coupling body 722 of the temperature sensor 72, the lateral surface 1 1 # the wall of the tube 1 1 to form a second Contact interface 1122 of the second kind.
  • each of the two boundary surfaces 1121, II22 has in each case a surface area determined by the specific design of the respective coupling body 712 or 722, and thus given. Accordingly, as shown also in FIG. 7, by way of an equivalent circuit diagram for a resistance network formed by means of a plurality of discrete heat resistors, a temperature difference ⁇ 1 prevailing between the interface 1121 of the second type and the first temperature measuring point is effective
  • Temperaturmeßstelle flowing heat flow Q2 a thermally conductively connected to the second temperature measuring - here also primarily by heat conduction
  • each of the thermal resistances R1 and R2 or each of the temperature sensors 71, 72 is dimensioned so that each each of the thermal resistances R1 and R2 is less than 1000 K / W, for example, less than 25 K / W.
  • the two aforementioned heat resistances R1, R2 are further dimensioned so that a total of
  • each of the coupling bodies 712 and 722 is further provided for each of the coupling bodies 712 and 722 to be designed in such a way that both the coupling body 712 and the coupling body 722 in the Result each have a heat capacity C1 or C2 inherent, which is less than 2000 J / K; this is advantageously also such that the heat capacity C1 of the first coupling body 712 and the heat capacity C2 of the second coupling body 722 satisfies a condition ⁇ - ⁇ 1, and / or that at least the
  • Coupling body 712 has a specific heat capacity, which is less than 200 J / (kg ⁇ K), but if possible less than 100 J / (kg ⁇ K). Due to the typically desired for temperature sensors of the type in question compact design and the typically used, namely thermally highly conductive materials also exists a close
  • Thermal resistances R1, R2 of the coupling body 712 or 722 in the manner described above are thus also achieved that each of the temperature sensors 71, 72 each have only a comparatively low thermal inertia with respect to the respective tube wall temperature
  • each rapid changes in the respective pipe wall temperature can follow, or vice versa that each of the two Meßstellenentemperaturen 01, 02 not or at most only a small rate of change of the pipe wall temperature, namely a speed at which the respective pipe wall temperature changes over time, is dependent.
  • Gap 100 is also quite common, as with transducer devices of the type in question, and as indicated schematically by dotted hatching in FIGS. 4 and 5, respectively, with one, for example a specific thermal conductivity F of less than 1 W / (m ⁇ K) ), fluid FL2 filled to form a tube 1 1 enveloping volume of fluid.
  • the fluid FL2 held in the intermediate space 100 'or the fluid volume formed therewith has a possibly referred to as pipe ambient temperature 0FL2, possibly also variable over time
  • the converter housing and the tube 1 1 are arranged to hold the same FL2 fluid in the space 100 ', such that the
  • Interspace 100 'facing lateral surface 1 1 # contacted the wall of the tube 1 1 to form a second interface 1112 first type of fluid FL2 vorhaltem in the space, thus the tube to the fluid in the space 1 00' formed fluid volume is thermally coupled.
  • air or an inert gas such as nitrogen or a noble gas, in particular helium, can serve as fluid FL2.
  • an outer surface of the temperature sensor 71 facing the gap 100 ' is also formed to form a third interface 111 3 of the first type (interface between a fluid and a solid phase) and a gap 100'.
  • Each of the thermal resistances R3 and R4 is advantageously sized to be less than 20,000 K / W, especially less than 10,000 K / W.
  • the temperature sensor 71 and the temperature sensor 72 is further designed according to a further embodiment of the invention such that the thermal resistance R3 and the thermal resistance R4 more than 500 K / W, in particular more than 5000 K / W.
  • the temperature sensor 71 also has a temperature sensor 71 1 thermally coupled with the fluid volume formed in the space coupling third coupling body, the same volume of fluid contacted to form the third interface 1113 first type.
  • Namely coupling body can at least partially, esp. Namely predominantly or entirely, consist of a material of which a specific thermal conductivity greater than the specific thermal conductivity F held in the space FL2 fluid and / or greater than 0, 1 W / (m ⁇ K) and of which a specific heat capacity is smaller than a specific heat capacity cpF of the fluid FL2 held in the space and / or smaller
  • Coupling body matched to the fluid FL2 held in the intermediate space also be selected so that a ratio of the specific thermal conductivity of the same material to the thermal conductivity F of the fluid held in the space FL2 is greater than 0.2, and / or that a ratio of the specific heat capacity of the same material Heat capacity cpF of the fluid FL2 held in the gap is smaller than 1.5.
  • the third coupling body can - for example, completely - by means of a temperature applied to the temperature sensor 71 1 of the temperature sensor 71, for example, with metal oxide particles offset, plastic, such. an epoxy resin or a silicone.
  • the same third coupling body possibly also entirely, by means of a tissue tape applied to the temperature sensor 71 1, for example a glass fiber cloth tape, or by means of a metal sheet applied to the temperature sensor 71 1, such. a sheet metal strip made of stainless steel, be formed.
  • the temperature sensor 72 by means of another, namely a
  • Temperature sensor 721 thermally be formed with the fourth volume coupling body coupling in the space formed, which contacts the fluid volume formed in the gap 100 'to form the fourth interface 1114 first type.
  • the fourth coupling body can advantageously also identical to the aforementioned, the temperature sensor 71 1 thermally coupled to the fluid volume formed in the intermediate space 100 'third coupling body of the
  • Temperature sensor 71 may be formed. In the same way is also within the tube 1 1, namely at the lumen thereof facing, thus guided by the lumen FL1 fluid
  • Each of the aforementioned thermal resistances R1, R2, R3 and R4 is - as already mentioned - each authoritative or entirely by material characteristics, such.
  • Coupling body as well as an area Ath at the same heat flow respective effective cross-sectional area of the respective coupling body for example, namely, the surface area of respective boundary surfaces 1121, II22, and / or defined by corresponding material characteristics of the wall of the tube 1 1 and the fluid FL2 held in the intermediate space 100 ', therefore already alone by previously at least approximately known, nevertheless substantially immutable parameters over a longer period of operation.
  • Thermal resistances R1, R2, R3, R4 by means of n beautch parameters ( ⁇ , Ath, Uh) previously determined sufficiently accurate, are, for example, by experimental measurements and / or by
  • thermo resistance R1 or R2 mitbehavder - namely a related to a heat flow due to heat conduction temperature drop
  • the thermal resistance R1, R2, R3, R4 each mitbequed
  • Heat transfer resistances are sufficiently well defined or sufficiently determined in advance. Alternatively or in addition, the thermal resistance R1, R2, R3, R4 or
  • thermal resistance conditions for example, also be determined experimentally by means of calibration measurements carried out on the respective transducer device.
  • the temperature sensor 71 In order to provide the temperature sensor 71 with the lowest possible thermal inertia with respect to temporal changes in the pipe wall temperature of the pipe 1 1, on the other hand but also to achieve the best possible thermal coupling of the temperature sensor 71 to the wall of the pipe even with the most compact design of the coupling body 712 according to a further embodiment of the invention, at least partially - for example, predominantly or wholly - made of a material, for example, namely a thermal adhesive, of which a specific thermal conductivity ⁇ 712 greater than a specific
  • the material of the coupling body 712 is further selected such that a ratio ⁇ 712 / ⁇ of the specific thermal conductivity ⁇ 712 of the same material of the coupling body 712 to the specific thermal conductivity ⁇ of the fluid FL2 held in the gap is greater than 2, and / or a ratio cp712 / cpF of a specific heat capacity cp712 of the same material of the coupling body 712 to the heat capacity cpF of the fluid FL2 held in the space is smaller than 1.5, in particular in such a way that the specific Heat capacity cp712 is smaller than a specific heat capacity cpF of the fluid held in the space.
  • Temperature sensor 72 at least partially (or even entirely) made of the same material as the coupling body 712 of the temperature sensor 71 to an equally low thermal inertia of the temperature sensor 72 with respect to temporal changes of
  • the first temperature sensor and the second temperature sensor are identical, namely that both the temperature sensor and coupling body used for it as well as the thermal coupling of the aforementioned components with each other or to the pipe and in the Interspace vorunone fluid are substantially equal.
  • the measuring and operating electronics ME are connected both to each of the at least two vibration sensors 51, 52 and to each of the two temperature sensors 71, 72 as well as electrically connected to the at least one vibration exciter 41, for example, in each case by means of corresponding connecting wires.
  • the measuring and operating electronics ME, 6 For the purpose of reducing the cost of the electrical connection of the temperature sensors of the converter device with the measuring and operating electronics ME or in order to enable easy wiring of the measuring and operating electronics ME with the same temperature sensors, the measuring and operating electronics ME, 6, according to a further embodiment of the invention, a multiplexer with at least two signal inputs and at least one signal output and a clocked, for example, a nominal resolution of more than 16 bits and / or clocked at a more than 1000 s " sampling rate,
  • Analog-to-digital converter ADC with at least one signal input and at least one
  • multiplexer MUX is particularly adapted to optionally, for example, cyclically, turn on one of its signal inputs to the signal output, such that a signal applied to each through-connected signal signal is continued to the signal output, while the analog-to-digital converter ADC is adapted to a signal applied to n freelanceem signal input analog input signal with a - for example, namely, more than 1000 s "amount ends - sampling rate fA and with a digital
  • Resolution N - for example, more than 16 bits - in a same input signal
  • the at least one signal output of the multiplexer and the at least one signal input of the analog-to-digital converter are electrically coupled to one another and the temperature sensor 71 and the temperature sensor 72 are in each case electrically connected to the multiplexer MUX, in that the temperature measuring signal ⁇ 1 at a first signal input of the multiplexer MUX and that the temperature measuring signal ⁇ 2 applied to a second signal input of the multiplexer MUX.
  • Analog-to-digital converter to generate ADC.
  • the measuring and operating electronics ME is further set up for a
  • Excitation device E for example, whose at least one vibration generator 41, driving - for example, to a predetermined voltage level and / or to a predetermined current and / or to a predetermined frequency regulated - excitation signal e to generate the one excitation frequency, namely a frequency corresponding signal frequency , or for effecting mechanical vibrations of the pipe 1 1 by means of n designateden electrical exciter signal e1 electrical power into the at least vibration generator 41 feed.
  • excitation signal e1 is used in particular to feed the at least one vibration exciter controlled at least with the required for exciting or maintaining the Nutzschwingungen electric power, may accordingly have a (instantaneous) resonant frequency of the Nutzmodes, thus the useful frequency corresponding signal frequency.
  • the exciter signal e can simultaneously also have a multiplicity of sinusoidal signal components with signal frequency different from one another, of which one - for example one at least temporarily with regard to a signal power
  • the exciter arrangement E is set up to be driven by the exciter signal e to stimulate or maintain mechanical vibrations of the at least one tube 11.
  • the at least one vibration exciter converts an electrical exciter power fed in by means of the electrical exciter signal into, for example, pulsating or harmonic, namely substantially sinusoidal, excitation forces which act on the tube accordingly and thus actively excite the desired useful oscillations.
  • the - by conversion of fed into the vibration exciter electrical excitation power finally generated - excitation forces can thereby in the expert and in itself known manner, namely by means provided in the measuring and operating electronics ME, the exciter signal based on signal frequency and signal amplitude of at least a sensor signal on and via an output channel providing driver circuit are generated accordingly.
  • a digital phase-locked loop PLL
  • a current magnitude of the exciter signal determining an amount of identical exciter forces, for example by means of a corresponding current regulator of the driver circuit can be adjusted appropriately.
  • the measuring device electronics ME can be configured here, for example, to regulate the exciter signal in such a way that the useful oscillations have a constant, thus also of the density p or the viscosity ⁇ of each medium to be measured largely independent amplitude.
  • To generate the aforementioned excitation signal can - as in such measurement and operating electronics quite common or as indicated in Fig. 2 - in the measuring and
  • Operation electronics ME also a corresponding, for example, designed as an independent electronics module, driver circuit Exc can be provided.
  • driver circuit Exc The construction and use of the aforementioned phase-locked loops to actively excite vibrating elements of the type in question at a momentary resonance frequency is e.g. in US-A 48 01 897 described in detail.
  • phase-locked loops to actively excite vibrating elements of the type in question at a momentary resonance frequency is e.g. in US-A 48 01 897 described in detail.
  • the measuring and operating electronics ME is also set up for this, the two
  • a mass flow sequence X m namely a sequence of such temporally consecutive, each of the mass flow rate, m, of the fluid instantaneously representing the mass flow measurement values x m, i to generate.
  • the measuring and operating electronics ME is in particular provided or set up to generate the aforementioned mass flow measured values x m , i so that at least for one
  • Reference mass flow rate m re f namely a predetermined mass flow rate of a reference fluid flowing through the transducer, for example, a liquid or a gas
  • Temperature difference ⁇ & between the two temperature measuring points are independent; this in particular in such a way that for at least one non-zero but nonetheless constant reference mass flow rate m re f determined in chronological succession
  • the aforementioned reference mass flow rate m re f may, for example, during a
  • (Wet) calibration of the measuring system with the reference fluid using a calibrated reference measuring system can be set, for example, before its delivery to a calibration system of the manufacturer and / or in addition, as u.a. Also shown in the aforementioned WO-A 02/097379, in installation position on site. For the above case, that the
  • Reference fluid at a non-zero reference mass flow rate m re f is allowed to flow through the transducer device, the fluid flow may advantageously, not least for the purpose of establishing the aforementioned temperature difference, be formed laminar or can the reference fluid in an advantageous manner Reynolds number (Re) of less than 1000 are allowed to flow through the transducer device.
  • Re Reynolds number
  • the reference mass flow rate m re f may be, for example, a mass flow rate not exceeding 1 kg / h and / or kept constant.
  • the reference mass flow rate m re f but also be zero, so that the determined mass flow measurements x m , i (x m , i - »Xm.ref -» Xm.zERo) a scale zero point of the measuring and Represent operating electronics ME.
  • the reference fluid can be advantageously, not least for the purpose of establishment of above-mentioned temperature difference, for example, a gas or a liquid having a specific heat capacity c, re f act that more than
  • the reference fluid may thus, for example, an oil, esp. Having a viscosity of more than 10 "2 Pa s (Pascal second) to be. A particularly pronounced
  • Reference mass flow rate m re f as a function of an amount
  • of the specified nominal size of the converter device given in Sl base unit for length (m meter) is less than
  • reference fluid can also, for example, water or
  • the measuring and operating electronics ME is adapted to the mass flow measured values x m , i based on the following, viz
  • Reference mass flow rate m re fied mass flow rate measurement x m ref at least one polynomial function satisfies the corresponding condition.
  • the same temperature difference coefficients Kj can be determined experimentally beforehand for the respective measuring system, for example in the course of the aforementioned (wet) calibration of the measuring system by measuring the respective measuring system at different temperature differences and / or different (reference) mass flow rates and / or by computer-based simulations be, for example by adaptation of the polynomial function or their
  • Transducer types can satisfy the first to transmit for a single transducer device experimentally determined temperature difference coefficient Kj the polynomial function on other identical transducer devices, so that the same identical
  • Transducer devices associated with a considerable reduction in the calibration effort with respect to the polynomial function no longer need to be re-measured.
  • Operating electronics ME further adapted, using both the Temperaturmeßsignals ⁇ 1 and the Temperaturmeßsignals ⁇ 2 a temperature difference sequence X A s, i, namely a sequence of temporally successive, each representing the temperature difference ⁇ & temperature difference.
  • Generate measured values x A s, i, and / or the measuring and operating electronics ME is set up, using both the oscillation signal s1 and the oscillation signal s2 in the person skilled in the art and known per se, a phase difference sequence ⁇ ⁇ , ⁇ , namely a sequence of temporally successive, each phase difference ⁇ representing (conventional) phase difference measured values ⁇ ⁇ , ⁇ to generate.
  • a phase difference sequence ⁇ ⁇ , ⁇ namely a sequence of temporally successive, each phase difference ⁇ representing (conventional) phase difference measured values ⁇ ⁇ , ⁇ to generate.
  • the calculation of the respective (current) temperature difference measured value may be e.g. be done in such a way that by means of the measuring and operating electronics ME at intervals both on the basis of the Temperaturmeßsignals ⁇ 1 a Meßstellenentemperatur 01 representing the first Meßstellentemperatur measured value as well as on the basis of the Temperaturmeßsignals ⁇ 2 a
  • Measuring point temperature 02 representing the second measuring point temperature measured value are generated, and that n salvageer temperature difference measured value x A s a simple numerical
  • measuring and operating electronics ME may also be arranged to use the temperature difference sequence X A s, i a functionality of
  • measuring and operating electronics ME measuring and operating electronics be diagnosed using the temperature difference sequence X A s, i, whether or that the tubes 1 1 or the transducer device formed therewith has a flow resistance that is changed from an original flow resistance or by using the temperature difference sequence X A s, i possibly also to generate an alarm that signals only a limited functionality of the converter device, for example, namely due to the aforementioned changed flow resistance of the pipe 11th
  • the measuring and operating electronics ME is according to a further embodiment of the invention further adapted to generate (using the temperature measurement signal ⁇ 1 as well as the temperature measuring signal ⁇ 2 (recurring)) a transducer temperature measured value X®, which represents a transducer temperature OMW, both from the measuring point temperature 01 as well as the measuring point temperature 02, but also from the aforementioned temperature difference .DELTA.0 deviates, such that an amount n beauen
  • Transducer temperature reading X ⁇ a - for example, according to the formula:
  • the calculation of the transducer temperature measurement value X ⁇ may be e.g. be done in such a way that first by means of both the temperature measuring signal ⁇ 1 a the measuring point temperature 01
  • Measuring point temperature measured value X2 are generated, and that the same
  • Transducer temperature measured value according to one of the measuring point temperature measured values Xi, X2 as well as previously determined and stored in the measuring and operating electronics ME numerical fixed values ⁇ , ß dependent calculation rule:
  • Transducer are fine-tuned - that thereby finally determined
  • the measuring and operating electronics ME is also adapted to determine based on the two Temperaturmeßsignalen ⁇ 1, ⁇ 2 occasionally also a Meßfluidtemperatur measured value xs, the same Meßfluidtemperatur u represents.
  • the measured fluid temperature reading xs may be e.g. in a very simple manner using a computation rule supplemented by one of the above-described calculation rules (5), (6) by only one, for example fixed, coefficient KFL.
  • the measuring and operating electronics ME is further adapted, using the temperature measuring ⁇ 1, but not the
  • Transducer temperature represents at least approximately. This can for example, even in the event that exactly one of the two temperature sensors 71, 72 is defective and / or separated from the measuring and operating electronics ME, such as breakage of one of the aforementioned connecting lines, nevertheless a measured value for transducer temperature determined and instead of Wandlertemperatur- Measured value X ⁇ , MW can be output as substitute. Moreover, the measuring and operating electronics ME can also be set up for this, using the temperature measuring signal ⁇ 1, but not the temperature measuring signal ⁇ 2 or using the temperature measuring signal ⁇ 2, but not the temperature measuring signal ⁇ 1 a (further) auxiliary temperature measured value X ⁇ , FL * To generate the
  • Measuring fluid temperature at least approximately represented, as well as the same
  • Auxiliary temperature measurement value X ⁇ , FL * may be substituted instead of the measured fluid temperature measured value X ⁇ , FL.
  • the measuring and operating electronics ME can also be set up for the aforementioned defect of one of the temperature sensors 71, 72 or the aforementioned separation of one of the temperature sensors 71, 72 of the measuring and
  • Operating electronics ME to detect and possibly to report, for example in the form of a
  • the measuring system can furthermore be designed to measure a density and / or a viscosity of the medium, for example based on a useful signal component of at least one of the vibration signals and / or based on the excitation signal.
  • the measuring and operating electronics ME according to a further embodiment of the invention is further configured, using at least one of the oscillation signal s1, s2
  • User frequency represents. As useful frequency can - as already mentioned and as in vibronic measurement systems of the type in question quite common - one of the fluid-carrying tubes each inherent resonant frequencies be selected, for example, a
  • N termeer generated by the Frequenzmeßwerts Xf measured value can, for example, the density p of the fluid FL1 representing density measured value x p and / or the viscosity ⁇ of the fluid FL1 representing viscosity measured value ⁇ be ⁇ .
  • the measuring and operating electronics ME is according to a further embodiment of the invention further adapted to the at least one density measured value X P and / or the least one
  • Viscosity measurement ⁇ ⁇ using both the generated by means of the converter device Temperaturmeßsignals ⁇ 1 and at least the generated by means of the wall ler leveraged to generate.
  • the converter device can also be used in operation, for example, the same as for the above-described useful excursions,
  • the converter device is equipped with at least one lumen 12 'having a lumen 12' enveloped by a wall, for example curved at least in sections and / or at least sectionally straight second tube 12.
  • the same tube 12 extends, such as i.a. Also indicated in Fig. 2, from an inlet-side first end 12a to an outlet-side second end 12b.
  • the tube 12 may - as shown in FIGS.
  • the same tube 12 is further provided or adapted to be flowed through at least by a partial volume of the fluid FL1, starting from the end 12a in the direction of the end 12b and to be vibrated during this; this in particular in such a way that each of the - for example identical - pipes 1 1, 12 is vibrated simultaneously and / or gegentician same.
  • the at least two tubes 1 1, 12 may, for example, to form serial
  • the converter device further comprises an inlet-side first flow divider 20i and an outlet-side second flow divider 2O2, wherein both the second tube 1 1 and the tube 12 to form fluidically parallel flow paths to the, for example, identical flow divider 20i , 2O2 are connected, such that the tube 1 1 with the end 11 a in a first
  • Flow opening 2O2A of the flow divider 2O2 opens, and that the tube 12 with the

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Abstract

Das Meßsystem umfaßt eine Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) sowie eine damit elektrisch gekoppelte Wandlervorrichtung, Die Wandlervorrichtung (MW) weist wenigstens ein im Betrieb von Fluid durchströmtes und währenddessen vibrieren gelassenes Rohr, einen Schwingungserreger (41), zwei ein- bzw. auslaßseitige Schwingungssensoren (51, 52) zum Generieren von Schwingungssignalen (s1, s2) sowie zwei thermisch leitend mit einer Wandung des Rohrs gekoppelte ein- bzw. auslaßseitige Temperatursensoren (71, 72) zum Generieren von Temperaturmeßsignalen (Θ1, Θ2) auf. Die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) ist sowohl mit jedem der Schwingungssensoren (51, 52) als auch jedem der Tem peratu rsenso ren (71, 72) sowie auch mit dem wenigstens einen Schwingungserreger (41 ) elektrisch verbunden. Die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) ist eingerichtet, zum Bewirken mechanischer Schwingungen des Rohrs (11) mittels eines elektrischen Erregersignals (e1) elektrische Leistung in den wenigstens Schwingungserreger (41) einzuspeisen. Darüberhinaus ist die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) eingerichtet, unter Verwendung sowohl jedes der Schwingungssignale (s1, s2) als auch jedes der Temperaturmeßsignale (Θ1, Θ2) eine Massendurchfluß-Sequenz (Xm), nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Massendurchflußrate, m, des Fluids momentan repräsentierenden Massendurchfluß-Meßwerten (xm,i() zu generieren, derart, daß zumindest für eine Referenz-Massendurchflußrate (mref), nämlich eine vorgegebene Massendurchflußrate eines durch die Wandlervorrichtung strömenden Referenz-Fluids die Massendurchfluß-Meßwerte (Xm,i -* Xm.ref) von der Temperaturdifferenz (Δϑ) unabhängig sind.

Description

Vibronisches Meßsystem zum Messen einer Massendurchflußrate
Die Erfindung betrifft ein, insb. zur Messung einer physikalische Meßgröße eines in einer
Rohrleitung strömenden Fluids dienliches, vibronisches Meßsystem. In der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik werden zur hochgenauen Ermittlung von Meßwerten für wenigstens eine physikalische Meßgröße eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids - beispielsweise nämlich eines Stoffparameters, wie etwa eine Dichte, und/oder eines Strömungsparameters, wie etwa eine Massendurchflußrate, eines Gases, einer Flüssigkeit oder einer Dispersion - oftmals vibronische, nämlich mittels einer vibronischen Wandlervorrichtung gebildete Meßsysteme eingesetzt. Im besonderen haben sich hierbei auch solche vibronischen Meßsysteme etabliert, bei denen die Wandlervorrichtung wenigstens ein ein von einer zumeist metallischen Wandung umhülltes Lumen aufweisendes Rohr umfaßt, wobei nämliches - sich von einem einlaßseitigen ersten Ende bis zu einem auslaßseitigen zweiten Ende erstreckende - Rohr dafür eingerichtet ist, ausgehend vom ersten Ende in Richtung des auslaßseitigen zweiten Ende, zumindest von einem Teilvolumen des zu messenden Fluids durchströmt und währenddessen im vibrieren gelassen zu werden, und bei denen die Wandlervorrichtung an eine sowohl dem aktiven Anregen als auch dem Auswerten von mechanischen Schwingungen der Rohre dienliche, beispielsweise mittels wenigstens eines Mikroprozessors gebildete, Meß- und Betriebs-Elektronik angeschlossen ist.
Die jeweilige Meß- und Betriebs-Elektronik kann zudem über entsprechende elektrische Leitungen auch an ein - vom jeweiligen Meßsystem zumeist räumlich entfernt angeordnetes und zumeist auch räumlich verteiltes - übergeordnetes elektronisches Datenverarbeitungssystem elektrisch angeschlossen sein, an das die vom jeweiligen Meßsystem erzeugten Meßwerte mittels wenigstens eines diese entsprechend tragenden Meßwertesignals zeitnah, beispielsweise auch in Echtzeit, weitergegeben werden. Meßsysteme der in Rede stehenden Art sind zudem üblicherweise mittels eines innerhalb des übergeordneten Datenverarbeitungssystems vorgesehenen
Datenübertragungsnetzwerks miteinander und/oder mit entsprechenden elektronischen
Prozeß-Steuerungen verbunden, beispielsweise vor Ort installierte Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) oder in einer entfernten Leitwarte installierte Prozeß-Leitrechnern, wohin die mittels des jeweiligen Meßsystems erzeugten und in geeigneter Weise digitalisierten und entsprechend codierten Meßwerte weitergesendet werden. Mittels solcher Prozeß-Leitrechner können die übertragenen Meßwerte weiterverarbeitet und als entsprechende Meßergebnisse z.B. auf Monitoren visualisiert und/oder in Steuersignale für andere als Stellgeräte ausgebildete Feldgeräte, wie z.B. Magnet-Ventile, Elektro-Motoren etc., umgewandelt werden. Da moderne
Meßanordnungen zumeist auch direkt von solchen Leitrechnern aus überwacht und gegebenenfalls gesteuert und/oder konfiguriert werden können, werden in entsprechender Weise über vorgenannte, zumeist hinsichtlich der Übertragungsphysik und/oder der Übertragungslogik hybride
Datenübertragungsn etzwerke dem Meßsystem zugewiesene Betriebsdaten gleichermaßen versendet. Dementsprechend dient das Datenverarbeitungssystem üblicherweise auch dazu, das vom Meßsystem gelieferte Meßwertesignal entsprechend den Anforderungen nachgelagerter Daten Übertragungen etzwerke zu konditionieren, beispielsweise geeignet zu digitalisieren und gegebenenfalls in ein entsprechendes Telegramm umzusetzen, und/oder vor Ort auszuwerten. Dafür sind in solchen Datenverarbeitungssystemen mit den jeweiligen Verbindungsleitungen elektrisch gekoppelte Auswerteschaltungen vorgesehen, die die vom jeweiligen Meßsystem empfangenen Meßwerte vor- und/oder weiterverarbeiten sowie, falls erforderliche, geeignet konvertieren. Zur Datenübertragung dienen in solchen industriellen Datenverarbeitungssystemen zumindest abschnittsweise, insb. serielle, Feldbusse, wie z.B. FOUNDATION FIELDBUS,
RACKBUS-RS 485, PROFIBUS etc., oder beispielsweise auch Netzwerke auf Basis des
ETHERNET-Standards sowie die entsprechenden, zumeist übergreifend standardisierten
Übertragungs-Protokolle. Alternativ oder in Ergänzung können bei modernen Meßsystemen der in Rede stehenden Art Meßwerte auch drahtlos per Funk an das jeweilige Datenverarbeitungssystem übermittelt werden. Neben den für die Verarbeitung und Konvertierung der von den jeweils angeschlossenen Meßsystem gelieferten Meßwerte erforderlichen Auswerteschaltungen weisen solche übergeordnete Datenverarbeitungssysteme zumeist auch der Versorgung der
angeschlossenen Meßsystemen mit elektrischer Energie dienende elektrische
Versorgungsschaltungen auf, die eine entsprechende, ggf. direkt vom angeschlossenen Feldbus gespeiste, Versorgungsspannung für die jeweilige Elektronik bereitstellen und die daran
angeschlossenen elektrische Leitungen sowie die jeweiligen Elektroniken durchfließende elektrische Ströme treiben. Eine Versorgungsschaltung kann dabei beispielsweise genau einem Meßsystem bzw. einer entsprechenden Elektronik jeweils zugeordnet und zusammen mit der dem jeweiligen Meßsystem zugeordneten Auswerteschaltung - beispielsweise zu einem entsprechenden
Feldbusadapter vereint - in einem gemeinsamen, z.B. als Hutschienen-Modul ausgebildeten, Elektronik-Gehäuse untergebracht sein. Es ist aber durchaus auch üblich, Versorgungsschaltungen und Auswerteschaltungen jeweils in separaten, ggf. voneinander räumlich entfernten
Elektronik-Gehäusen unterzubringen und über externe Leitungen miteinander entsprechend zu verdrahten.
Aufbau und Wirkungsweise von vibronischen Wandlervorrichtungen der in Rede stehenden Art bzw. von damit gebildeten - beispielsweise auch als Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräte und/oder auch als Dichte- und/oder Viskositäts-Meßgeräte ausgebildeten - vibronischen Meßsystemen sind dem Fachmann an und für sich bekannt und beispielsweise auch in der US-A 2001/0037690, der US-A 2004/0031328, der US-A 2004/0187599, der US-A 2005/0125167, der US-A 2006/0161359, der US-A 2007/01 19264, der US-A 2010/0242623, der US-A 201 1/01 13896, der US-A 201 1/0146416, der US-A 201 1/0265580, der US-A 2012/0073384, der US-A 2014/0060154, der US-A 47 68 384, der US-A 48 01 897, der US-A 50 24 104, der US-A 56 02 345, der
US-A 57 96 012, der US-A 63 1 1 136, der US-B 75 49 319, der WO-A 01/29519, der
WO-A 01/71290, der WO-A 02/097379, der WO-A 2005/031285, der WO-A 2009/134268, der WO-A 2012/018323, der WO-A 2012/033504, der WO-A 2013/092104, der WO-A 2014/151829, der WO-A 2015/135738, der WO-A 2015/135739, der WO-A 2015/165468, der WO-A 2016/058745, der WO-A 2016/059132, der WO-A 2015/156767, der WO-A 88/02853, der WO-A 94/21999, der WO-A 96/07081 , der WO-A 98/52000, der WO-A 98/02725 oder der WO-A 99/39164 gezeigt.
Demnach weist eine solche Wandlervorrichtung jeweils eine mittels wenigstens eines,
beispielsweise elektrodynamischen, Schwingungserregers gebildete elektro-mechanische
Erregeranordnung auf, die dafür eingerichtet ist Nutzschwingungen des wenigstens einen Rohrs, nämlich mechanischen Schwingungen mit wenigstens einer vorgebbaren Schwingungsfrequenz des Rohrs um eine diesem zugehörige statische Ruhelage, beispielsweise mechanischen
Schwingungen des Rohrs um eine dessen erstes Ende mit dessen zweiten Ende imaginär verbindende gedachte erste Schwingungsachse, anzuregen bzw. aufrechtzuerhalten.
Typischerweise kommen hierbei elektrodynamische Schwingungserreger, nämlich mittels eines am Rohre fixierten Permanentmagneten und mittels einer an einem anderen, beispielsweise ebenfalls durchströmten, Rohr fixierten und mit dem Permanentmagneten wechselwirkenden Erregerspule gebildeten Schwingungserreger zu Einsatz. Als Nutzschwingungen des Rohrs dienen solche Schwingungen, die geeignet sind, im strömenden Fluid von einer Massend urchflußrate (m) abhängige Corioliskräfte zu induzieren, ggf. auch solche, die geeignet sind, im strömenden Fluid von einer Viskosität (η) abhängige Reibungs- bzw. Dämpfungskräfte zu induzieren, und/oder die geeignet sind, im strömenden Fluid von einer Dichte (p) abhängige Trägheitskräfte zu induzieren. Als Nutzfrequenz, nämlich als Schwingungsfrequenz der Nutzschwingungen wird bei vibronischen Meßsystemen der in Rede stehenden Art zumeist eine der dem Fluid führenden wenigstens einen Rohr innewohnenden Resonanzfrequenzen gewählt, typischerweise nämlich eine
Resonanzfrequenz eines Biegeschwingungsgrundmodes des wenigstens einen Rohrs.
Zum Erfassen von mechanischen Schwingungen des wenigstens einen Rohrs, nicht zuletzt auch den Nutzschwingungen und/oder von durch vorbezeichnete Coriolis-Kräfte erzwungenen
Coriolis-Schwingungen, weisen die in vibronischen Meßsystemen der in Rede stehenden Art verwendeten Wandlervorrichtung ferner jeweils eine mittels wenigstens zweier, beispielsweise elektrodynamischen oder optischen, Schwingungssensoren gebildete
Schwingungssensoranordnung auf, die dafür eingerichtet ist, wenigstens zwei Schwingungssignale, nämlich jeweils ein Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Rohr repräsentierendes elektrisches Meßsignal, beispielsweise mit einer von einer Geschwindigkeit der
Schwingungsbewegungen der Rohre bzw. einer entsprechenden Schwingfrequenz abhängigen elektrischen (Signal-)Wechselspannung, zu generieren; dies im besonderen in der Weise, daß zwischen den wenigstens zwei Schwingungssignalen eine von der Massend urchflußrate abhängige Phasendifferenz existiert bzw. derart, daß jedes der wenigstens zwei Schwingungssignale ein mit einer Schwingungsfrequenz des wenigstens einen Rohrs korrespondierende Signalfrequenz aufweist. Die dem Erfassen von Schwingungen dienlichen Schwingungssensoren solcher
Wandlervorrichtungen sind in Strömungsrichtung voneinander beabstandet am wenigsten einen Rohr angeordnet sein, derart, daß einer der Schwingungssensoren unter Bildung einer
einlaßseitigen ersten Schwingungsmeßstelle weniger weit vom ersten Ende des Rohrs entfernt positioniert ist als vom zweiten Ende und der andere der Schwingungssensoren unter Bildung einer auslaßseitigen zweiten Schwingungsmeßstelle weniger weit vom zweiten Ende des Rohrs entfernt positioniert ist als vom ersten Ende.
Wandlervorrichtungen der in Rede stehenden Art umfassen desweiteren typischerweise jeweils ein eine von einer - beispielsweise metallischen - Wandung umhüllte Kavität aufweisendes
Wandler-Gehäuse, innerhalb der das wenistens eine Rohr einschließlich der daran angebrachten Komponenten des wenigstens Schwingungserregers sowie des wenigstens einen
Schwingungssensors in einer die vorbezeichneten Schwingungen des Rohrs ermöglichenden Weise angeordnet sind, derart nämlich, daß zwischen einer der Kavität zugewandte Innenfläche der Wandung des Wandler-Gehäuses und einer Mantelfläche der Wandung des Rohrs, nämlich einer der Kavität zugewandten Außenfläche der Wandung des Rohrs ein - zumeist mit Luft oder einem inertem Gas befüllter - Zwischenraum gebildet ist. Zudem ist auch die jeweilige Meß- und
Betriebs-Elektronik typischerweise innerhalb wenigstens eines vergleichsweise robusten, insb. schlag-, druck-, und/oder wetterfesten, Elektronik-Gehäuse untergebracht. Das, beispielsweise aus Edelstahl oder Aluminium gefertigte, Elektronik-Gehäuse kann von der Wandlereinrichtung entfernt angeordnet und mit diesem über ein flexibles Kabel verbunden sein; es kann aber beispielsweise auch direkt an der Wandlervorrichtung, beispielsweise nämlich am vorbezeichneten
Wandler-Gehäuse angeordnet bzw. fixiert sein.
Die Meß- und Betriebs-Elektronik solcher vibronischer Meßsysteme ist weiters dafür eingerichtet, jedes der wenigstens zwei Schwingungssignale zu empfangen und zu verarbeiten, beispielsweise nämlich zu digitalisieren und auszuwerten. Im besonderen generiert die Meß- und Betriebs- Elektronik unter Verwendung der wenigstens zwei Schwingungssignale wiederkeherend einen Massendurchfluß-Meßwert, nämlich einen die Massendurchflußrate repräsentierenden Meßwert, bzw. generiert die Meß- und Betriebs-Elektronik unter Verwendung der wenigstens zwei
Schwingungssignale eine Massendurchfluß-Sequenz, nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Massendurchflußrate des Fluids momentan repräsentierenden
Massendurchfluß-Meßwerten. Neben der Auswertung der wenigstens zwei Schwingungssignale dient die Meß- und Betriebs-Elektronik vibronischer Meßsysteme der vorbezeichneten Art typischerweise aber auch dazu, wenigstens ein, beispielsweise harmonisches und/oder getaktetes, Treibersignal für den wenigstens einen elektro-mechanischen Schwingungserreger zu generieren. Nämliches Treibersignal kann beispielsweise hinsichtlich einer Stromstärke und/oder einer
Spannungshöhe und/oder einer Signalfrequenz geregelt sein. Bei in der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik verwendeten vibronischen Meßsystemen ist die Meß- und Betriebs-Elektronik zumeist mittels eines oder mehreren, ggf. auch als digitale Signal Prozessoren (DSP) ausgebildeten Mikroprozessoren realisiert, derart, daß die Meß- und Betriebs-Elektronik die jeweiligen Meßwerte für den wenigstens einen Stoff- bzw.
Strömungsparameter durch numerische Verrechnung von aus Meßsignalen der jeweiligen
Wandlervorrichtung, beispielsweise nämlich anhand von den wenigstens zwei Schwingungssignalen gewonnenen, digitalen Abtatswerten ermittelt und inform von entsprechenden Digitalwerten, insb. auch in Echtzeit, bereitstellt.
Bei Wandlervorrichtungen der in Rede stehenden Art bzw. damit gebildeten vibronischen
Meßsystemen ist eine weitere, für den Betrieb, nicht zuletzt auch für die präzise Ermittlung der
Meßwerte für den wenigstens einen Stoff- bzw. des Strömungsparameter wichtige (Hilfs-) Meßgröße u.a. auch eine Wandlervorrichtungstemperatur, die geeignet ist, einen thermodynamischen Zustand der Wandlervorrichtung bzw. dessen Einfluß auf die für die Messung des wenigstens einen
Stoff- bzw. des Strömungsparameters relevanten Schwingungseigenschaften der
Wandlervorrichtung zu charakterisieren (Ziel-Temperatur). Im besonderen soll die
Wandlervorrichtungstemperatur geeignet sein, eine Abhängigkeit der Schwingungseigenschaften des wenigstens einen Rohrs bzw. der der Schwingungsmeßsignale von einer räumlichen
Temperaturverteilung innerhalb der Wandlervorrichtung meßtechnisch in einem für die angestrebte hohe Meßgenauigkeit, mit der die Meßwerte für die wenigstens eine Meßgröße - nicht zuletzt auch die mittels computerbasierter Echtzeit-Berechnung ermittelten Meßwerte für die
Massendurchflußrate oder aber auch die Dichte und/oder die Viskosität - ermittelte werden sollen, ausreichenden Maße kompensieren zu können. Nämliche Wandlervorrichtungstemperatur wird bei Meßsystemen der in Rede stehenden Art regelmäßig basierend auf einer an der Wandung des wenigstens einen Rohrs erfassten Rohrtemperatur ermittelt. Zum Erfassen der Rohrtemperatur können derartige Wandlervorrichtungen, wie u.a. auch in den eingangs erwähnten US-A 57 96 012, US-A 2004/0187599, US-A 2005/0125167, der WO-A 2009/134268, WO-A 01/71290,
WO-A 98/52000 oder WO-A 98/02725 gezeigt, daher ferner einen oder mehr jeweils mittels eines innerhalb des Zwischenraums angeordneten, mithin im Betrieb nicht von dem im Lumen des wenigstens einen Rohrs kontaktierten Temperaturfühler, beispielsweise einem
Platin-Meßwiderstand, einem Thermistor oder einem Thermoelement, gebildeten
Temperatursensoren aufweisen, wobeider jeweilige Temperatursensor jeweils thermisch leitend mit der Wandung des wenigstens einen Rohrs und elektrisch mit der Meß- und Betriebselektronik gekoppelt ist. Der Temperatursensor kann mittels eines einzelnen Temperaturfühlers oder aber auch mittels mehrerer solcher temperaturempfindlichen elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen gebildete elektrische Schaltungen, etwa in Form einer Wheatstoneschen Meßbrücke, gebildet sein. Der wenigstens eine Temperatursensor ist dafür eingerichtet, eine einer Temperatur an einer mittels des jeweiligen Temperaturfühlers gebildeten Temperaturmeßstelle entsprechende
Meßstellentemperatur in ein entsprechendes Temperaturmeßsignal, nämlich eine die jeweilige Meßstellentemperatur repräsentierendes elektrisches Meßsignal, beispielsweise mit einer von nämlicher Meßstellentemperatur abhängigen elektrische Signalspannung und/oder einem von nämlicher Meßstellentemperatur abhängigen elektrischen Signalstrom, zu wandeln. Desweiteren kann die Meß- und Betriebs-Elektronik zudem dafür eingerichtet sein, Meßwerte für die wenigstens eine Meßgröße auch unter Verwendung des mittels der Wandlervorrichtung generierten wenigstens einen Temperaturmeßsignals zu generieren.
Experimentelle Untersuchungen an konventionellen Wandlervorrichtungen der in Rede stehenden Art haben ergeben, daß nicht nur, wie u.a. auch in der eingangs erwähnten WO-A 2009/134268 erörtert, bei auf einer dem Lumen zugewandten Innenseite von einem unerwünschten Belag befallener Wandung, sondern auch bei deren Verwendung zum Messen der Massend urchflußrate von Fluiden mit einer vergleichsweise geringen, beispielsweise nämlich in einem Bereich zwischen 1 kJ-kg_1-K"1 und 4,2 kJ-kg_1-K"1 liegender, spezifischer Wärmekapazität und/oder bei einer
Verwendung in Anwendungen mit einer rasch wechselnden Meßstellentemperatur, beispielsweise infolge einer zeitlich rasch ändernden Fluid-Temperatur oder infolge abrupter Meßstoffwechsel, trotz Einbeziehung des vorbezeichneten Temperaturmeßsignals in die Berechnung der
Massendurchfluß-Meßwerte gelegentlich überraschend hohe Meßfehler, beispielsweise auch von mehr als 0,05% bzw. mehr als 1 kg/h, beobachtet werden können. Wenngleich für die in der WO-A 2009/134268 erörterten Fälle die vorbezeichnete Temperaturdifferenz Δ& regelmäßig größer ausgebildet ist als bei intakter Wandlervorrichtung bzw. bei intaktem Rohr, insb. mit nicht von einem Belag befallener Wandung, und ansonsten gleichen Randbedingungen, kann sie dennoch ein für die eigentlich angestrebte hohe Meßgenauigkeit nicht mehr vernachlässigbares Ausmaß annehmen. Im besonderen konnte solche erhöhten Meßfehler bei Anwendungen mit im Vergleich zu einer Temperatur einer die Wandlervorrichtung umgebenden Atmosphäre (Umgebungstemperatur) sehr heißen (>50 K) oder sehr kalten Gasen (-50 K), bei Anwendungen mit vergleichsweise schnell strömenden hochviskosen Ölen, beispielsweise bei der Befüllung von Lagertanks oder
Treibstofftanks auf Schiffen (Bunkering), bei intermittierend betriebenen Meßstellen, wie z.B. in Abfüllanlagen, oder aber auch im Zusammenhang mit der Messung der Massend urchflußrate in wiederkehrend mit heißen Reinigungsfluiden ortsgebunden zu reinigenden (CIP - cleaning in place) bzw. zu sterilisierende (SIP - sterilization in place) verfahrenstechnischen Anlagen festgestellt werden. Bei einem in der eingangs erwähnten WO-A 2016/058745 gezeigten vibronischen
Meßsystem wird die zugehörige Wandlervorrichtung zur Reduzierung solcher Meßfehler vor der eigentlichen Messung temperiert, nämlich auf eine stationäre Betriebstemperatur gebracht, die einer während der eigentlichen Messung zu erwartenden Meßstoff-Temperatur bzw. einem korrespondierenden thermischen Gleichgewichtszustand entspricht, bzw. wird eine zu messende Flüssigkeit vorab geeignet konditioniert, beispielsweise nämlich entlüftet. Dies erfolgt hier durch eine entsprechende Rezirkulation des jeweils zu messenden Fluids. Das Meßsystem weist dafür eine zusätzliche, gleichwohl aufwendige Ventilsteuerung sowie zusätzliche zu- bzw. rückführende Fluidleitungen auf. Weiterführende Untersuchungen an solchermaßen verwendeten bzw. im Labor entsprechenden Meßbedingungen ausgesetzten konventionellen Wandlervorrichtungen haben jedoch ferner ergeben, daß die vorbezeichnete Phasendifferenz zwischen den wenigstens zwei Schwingungssignalen trotz gleichbleibender Massendurchflußrate und gleichbleibender
Meßstellentemperatur, mithin auch bei im thermischen Gleichgewichtszustand befindlicher
Wandlervorrichtung bzw. eigentlich stationären Meßbedingungen in erheblichem, nämlich die Meßgenauigkeit signifikant beeinträchtigendem Maße streuen kann; dies im besonderen auch bei niedrigen Reynolds-Zahlen (Re) von weniger als 1000 aufweisenden, insb. nämlich laminaren, bzw. konstant auf einer weniger als 1 kg/h, beispielsweise auch Null, betragende Massendurchflußrate gehaltenen Fluidströmungen.
Dem Rechnung tragend besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Meßgenauigkeit von Meßsystemen der vorgenannten Art so zu verbessern, daß die damit für strömende Fluide mit geringer spezifischer Wärmekapazität und/oder mit einer erheblich von einer Umgebungstemperatur abweichenden Fluid-Temperatur und/oder die damit für Fluidströmungen mit einer niedrigen Reynolds-Zahlen (<1000) bzw. weniger als 1 kg/h betragende Massendurchflußrate ermittelten Massendurchfluß-Meßwerte reproduzierbar einen geringen Meßfehler, insb. von weniger als 0,05% und/oder weniger als 1 kg/h, aufweisen. Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einem vibronischem Meßsystem zum Messen einer Massendurchflußrate eines, insb. in einer Rohrleitung, strömenden Fluids, insb. eines Gases, einer Flüssigkeit oder einer Dispersion. Das Meßsystem umfaßt dafür eine, insb. mittels eines Mikroprozessors und/oder eines digitalen Signalprozessors gebildete, Meß- und Betriebs-Elektronik sowie eine mit nämlicher Meß- und Betriebs-Elektronik elektrisch gekoppelte, insb. auch
mechanisch verbundene, Wandlervorrichtung. Die Wandlervorrichtung umfaßt:
• ein ein von einer, beispielsweise metallischen, Wandung umhülltes Lumen aufweisendes, sich von einem einlaßseitigen ersten Ende bis zu einem auslaßseitigen zweiten Ende erstreckendes erstes Rohr, das dafür vorgesehen bzw. eingerichtet ist, zumindest von einem Teilvolumen des Fluids, ausgehend vom einlaßseitigen ersten Ende in Richtung des auslaßseitigen zweiten Ende, durchströmt und währenddessen vibrieren gelassen zu werden;
• einen thermisch leitend mit der Wandung des ersten Rohrs gekoppelten ersten
Temperatursensor, der weniger weit vom ersten Ende des ersten Rohrs entfernt positioniert ist als vom zweiten Ende nämlichen ersten Rohres und der dafür vorgesehen bzw.
eingerichtet ist, eine erste Meßstellentemperatur, nämlich eine Temperatur der Wandung des ersten Rohrs an einer mittels nämlichen Temperatursensors gebildeten einlaßseitigen ersten Temperaturmeßstelle, zu erfassen und in ein erstes Temperaturmeßsignal, nämlich ein die erste Meßstellentemperatur repräsentierendes erstes elektrisches Meßsignal, beispielsweise mit einer von nämlicher ersten Meßstellentemperatur abhängigen elektrische Signalspannung und/oder mit einem von nämlicher ersten Meßstellentemperatur abhängigen elektrischen Signalstrom, zu wandeln;
• einen, beispielsweise gleichermaßen wie der erste Temperatursensor, thermisch leitend mit der Wandung des ersten Rohrs gekoppelten, beispielsweise zum ersten Temperatursensor baugleichen, zweiten Temperatursensor, der weniger weit vom zweiten Ende des ersten Rohrs entfernt positioniert ist als vom ersten Ende nämlichen ersten Rohres und der dafür vorgesehen bzw. eingerichtet ist, eine zweite Meßstellentemperatur, nämlich eine
Temperatur der Wandung des ersten Rohrs an einer mittels nämlichen Temperatursensors gebildeten, von der ersten Temperaturmeßstelle entfernten und/oder auslaßseitigen zweiten
Temperaturmeßstelle zu erfassen und in ein zweites Temperaturmeßsignal, nämlich ein die zweite Meßstellentemperatur repräsentierendes zweites elektrisches Meßsignal, beispielsweise mit einer von nämlicher zweiten Meßstellentemperatur abhängigen elektrische Signalspannung und/oder mit einem von nämlicher zweiten
Meßstellentemperatur abhängigen elektrischen Signalstrom, zu wandeln;
• wenigstens einen, beispielsweise elektrodynamischen, Schwingungserreger zum Anregen und Aufrechterhalten von mechanischen Schwingungen des ersten Rohrs um eine zugehörige statische Ruhelage, insb. nämlich von Biegeschwingungen des ersten Rohres um eine dessen erstes Ende mit dessen zweiten Ende imaginär verbindende gedachte Schwingungsachse;
• einen, beispielsweise elektrodynamischen, ersten Schwingungssensor zum Erfassen von mechanischen Schwingungen des ersten Rohres, der weniger weit vom ersten Ende des ersten Rohrs entfernt positioniert ist als vom zweiten Ende nämlichen ersten Rohres und der dafür vorgesehen bzw. eingerichtet ist, Schwingungsbewegungen des ersten Rohrs an einer mittels nämlichen Schwingungssensors gebildeten einlaßseitige ersten
Schwingungsmeßstelle zu erfassen und ein nämliche Schwingungsbewegungen
repräsentierendes erstes Schwingungssignal zu generieren;
• sowie wenigstens einen, beispielsweise elektrodynamischen und/oder zum ersten
Schwingungssensors baugleichen, zweiten Schwingungssensor zum Erfassen von mechanischen Schwingungen des ersten Rohres, der weniger weit vom zweiten Ende des ersten Rohrs entfernt positioniert ist als vom ersten Ende nämlichen ersten Rohres und der dafür vorgesehen bzw. eingerichtet ist, Schwingungsbewegungen des ersten Rohrs an einer mittels nämlichen Schwingungssensors gebildeten auslaßseitige zweiten Schwingungsmeßstelle zu erfassen und ein nämliche Schwingungsbewegungen repräsentierendes zweites Schwingungssignal zu generieren, derart, daß zwischen dem ersten Schwingungssignal und nämlichem zweiten Schwingungssignal eine Phasendifferenz existiert, die sowohl von der Massendurchflußrate als auch von einer zwischen einer Temperatur des ersten Schwingungssensors und einer Temperatur nämlichen zweiten
Schwingungssensors etablierten, beispielsweise zumindest zeitweise mit einer
Änderungsgeschwindigkeit von mehr als 0,05 K/s zeitlich ändernden, Temperaturdifferenz abhängig ist.
Die Meß- und Betriebs-Elektronik des erfindungsgemäßen Meßsystems ist sowohl mit jedem der ersten und zweiten Schwingungssensoren als auch jedem der ersten und zweiten
Temperatursensoren sowie auch mit dem wenigstens einen Schwingungserreger elektrisch verbunden. Die Meß- und Betriebs-Elektronik ist zum einen dafür eingerichtet, zum Bewirken mechanischer Schwingungen des ersten Rohrs mittels eines elektrischen Erregersignals elektrische Leistung in den wenigstens Schwingungserreger einzuspeisen. Zum anderen ist die Meß- und Betriebs-Elektronik eingerichtet, unter Verwendung sowohl jedes der ersten und zweiten
Schwingungssignale als auch jedes der ersten und zweiten Temperaturmeßsignale eine
Massendurchfluß-Sequenz, nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Massendurchflußrate des Fluids momentan repräsentierenden Massendurchfluß-Meßwerten zu generieren, derart, daß zumindest für eine Referenz-Massendurchflußrate, eines durch die
Wandlervorrichtung strömenden, beispielsweise auch laminar und/oder mit einer Reynolds-Zahl von weniger als 1000 durch das erste Rohr strömenden und/oder eine spezifische Wärmekapazität von mehr als 1 kJ-kg_1-K"1 und/oder weniger als 4,2 kJ-kg_1-K"1 aufweisenden, Referenz-Fluids die Massendurchfluß-Meßwerte von der Temperaturdifferenz unabhängig sind. Zudem besteht die Erfindung auch darin, das erfindungsgemäße Meßsystem zum Messen einer wenigstens einer physikalischen Meßgröße, insb. einer Dichte und/oder einer Viskosität und/oder einer Massendurchflußrate und/oder einer Volumendurchflußrate, eines, insb. in einer Rohrleitung, strömenden Fluids, insb. eines Gases, einer Flüssigkeit oder einer fließfähigen Dispersion, zu verwenden.
Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung sind die für die Referenz-Massendurchflußrate ermittelten Massendurchfluß-Meßwerte von der Temperaturdifferenz unabhängig, indem für zumindest eine von Null verschiedene, gleichwohl konstante Referenz-Massendurchflußrate zeitlich aufeinanderfolgend ermittelte Massendurchfluß-Meßwerte auch bei unterschiedlichen, nämlich mehr als 1 K betragenden und/oder weniger als 10 K betragenden und/oder im zeitlichen Verlauf mit einer Spannweite von mehr als 1 K streuenden und/oder mit einer Änderungsgeschwindigkeit von mehr als 0,05 K/s zeitlich ändernden, Temperaturdifferenzen um nicht mehr als 0,01 % nämlicher Referenz-Massendurchflußrate voneinander abweichen,
Nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung sind die für die Referenz-Massendurchflußrate ermittelten Massendurchfluß-Meßwerte von der Temperaturdifferenz unabhängig, indem jeweils einen Skalen-Nullpunkt der Meß- und Betriebs-Elektronik repräsentierende, nämlich jeweils im Falle einer nicht von Fluid durchströmten Wandlervorrichtung bzw. jeweils für eine
Referenz-Massendurchflußrate von Null zeitlich aufeinanderfolgend ermittelte
Massendurchfluß-Meßwerte auch bei unterschiedlichen, gleichwohl mehr als 1 K betragenden und/oder weniger als 10 K betragenden und/oder im zeitlichen Verlauf mit einer Spannweite von mehr als 1 K und/oder weniger als 10 K streuenden und/oder mit einer Änderungsgeschwindigkeit von mehr als 0,05 K/s zeitlich ändernden Temperaturdifferenzen weniger als 0,01 kg/h betragen bzw. weniger als 0,01 kg/h voneinander abweichen. Nach einer dritten Ausgestaltung der Erfindung weist das, beispielsweise flüssige oder gasförmige, Referenz-Fluid eine spezifische Wärmekapazität von mehr als 1 kJ-kg_1-K"1 und/oder weniger als 4,2 kJ-kg-1-K"1 auf.
Nach einer vierten Ausgestaltung der Erfindung ist das Referenz-Fluid eine Flüssigkeit,
beispielsweise ein Öl oder Wasser.
Nach einer fünften Ausgestaltung der Erfindung ist das Referenz-Fluid ein Gas, beispielsweise Luft.
Nach einer sechsten Ausgestaltung der Erfindung ist das Referenz-Fluid Wasser, insb. mit einer Fluidtemperatur von nicht weniger als 20°C.
Nach einer siebenten Ausgestaltung der Erfindung ist das Referenz-Fluid ein Öl, insb. mit einer Fluidtemperatur von nicht weniger als 20°C und/oder mit einer Viskosität von mehr
als 10"2 Pa s (Pascalsekunde).
Nach einer achten Ausgestaltung der Erfindung ist das Referenz-Fluid ein Öl, beispielsweise mit einer Fluidtemperatur von nicht weniger als 20°C und/oder mit einer Viskosität von mehr als 10"2 Pa s (Pascalsekunde) und ist zudem vorgesehen, daß die Referenz-Massendurchflußrate in Abhängigkeit von einem Betrag |D| eines in Sl-Basiseinheit für Länge (m = Meter) angegebenen Nennweite der Wandlervorrichtung weniger als |D|-10000 kg/h beträgt.
Nach einer neunten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Referenz-Fluid ein Gas, insb. mit einer Fluidtemperatur von nicht weniger als 20°C und/oder Luft, ist. Nach einer zehnten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Referenz-Fluid ein Gas, beispielsweise mit einer Fluidtemperatur von nicht weniger als 20°C und/oder Luft, ist und ist vorgesehen die Referenz-Massendurchflußrate in Abhängigkeit von einem Betrag |D| eines in Sl-Basiseinheit für Länge (m = Meter) angegebenen Nennweite der Wandlervorrichtung weniger als |D|-1000 kg/h beträgt.
Nach einer elften Ausgestaltung der Erfindung etabliert die Temperaturdifferenz auch bei intakter Wandlervorrichtung bzw. intaktem ersten Rohr.
Nach einer zwölften Ausgestaltung der Erfindung ist die Temperaturdifferenz bei auf einer dem Lumen zugewandten Innenseite von einem unerwünschten Belag befallener Wandung größer ausgebildet als bei intaktem ersten Rohr, beispielsweise nämlich mit nicht von einem Belag befallener Wandung.
Nach einer dreizehnten Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Betriebs-Elektronik dafür eingerichtet, unter Verwendung sowohl des ersten Schwingungssignals als auch des zweiten Schwingungssignals eine Phasendifferenz-Sequenz, nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Phasendifferenz repräsentierenden Phasendifferenz-Meßwerten zu generieren.
Nach einer vierzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Betriebs-Elektronik dafür eingerichtet, unter Verwendung sowohl des ersten Temperaturmeßsignals als auch des zweiten Temperaturmeßsignals eine Temperaturdifferenz-Sequenz, nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Temperaturdifferenz repräsentierenden
Temperaturdifferenz-Meßwerten zu generieren.
Nach einer fünfzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Betriebs-Elektronik dafür eingerichtet, unter Verwendung sowohl des ersten Temperaturmeßsignals als auch des zweiten Temperaturmeßsignals eine Temperaturdifferenz-Sequenz, nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Temperaturdifferenz repräsentierenden
Temperaturdifferenz-Meßwerten zu generieren sowie unter Verwendung der
Temperaturdifferenz-Sequenz eine Funktionstüchtigkeit der Wandlervorrichtung, insb. nämlich eine Funktionstüchtigkeit des ersten Rohrs, zu überwachen.
Nach einer sechzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Betriebs-Elektronik dafür eingerichtet, unter Verwendung sowohl des ersten Temperaturmeßsignals als auch des zweiten Temperaturmeßsignals eine Temperaturdifferenz-Sequenz, nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Temperaturdifferenz repräsentierenden
Temperaturdifferenz-Meßwerten zu generieren sowie unter Verwendung der
Temperaturdifferenz-Sequenz zu Diagnostizieren, daß die Wandlervorrichtung einen gegenüber einem ursprünglichen Strömungswiderstand veränderten Strömungswiderstand aufweist, insb. nämlich, daß das erste Rohre einen gegenüber einem ursprünglichen Strömungswiderstand veränderten Strömungswiderstand aufweist
Nach einer siebzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Betriebs-Elektronik dafür eingerichtet, unter Verwendung sowohl des ersten Temperaturmeßsignals als auch des zweiten Temperaturmeßsignals eine Temperaturdifferenz-Sequenz, nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Temperaturdifferenz repräsentierenden
Temperaturdifferenz-Meßwerten zu generieren sowie unter Verwendung der
Temperaturdifferenz-Sequenz einen Alarm zu generieren, der eine nur noch eingeschränkte Funktionstüchtigkeit der Wandlervorrichtung signalisiert, insb. infolge eines gegenüber einem ursprünglichen Strömungswiderstand veränderten Strömungswiderstands des ersten Rohrs.
Nach einer achtzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Betriebs-Elektronik dafür eingerichtet, die Meß- und Betriebs-Elektronik dafür eingerichtet, unter Verwendung sowohl des ersten Temperaturmeßsignals als auch des zweiten Temperaturmeßsignals einen
Meßfluidtemperatur-Meßwert, nämlich einen eine Temperatur eines durch das erste Rohr strömenden Fluids repräsentierenden Meßwert zu generieren.
Nach einer neunzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Betriebs-Elektronik dafür eingerichtet, unter Verwendung zumindest eines der Schwingungssignale als auch zumindest eines der Temperaturmeßsignale einen Dichte-Meßwert zu generieren, der eine Dichte des Fluids repräsentiert.
Nach einer zwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Betriebs-Elektronik dafür eingerichtet, unter Verwendung zumindest eines der Schwingungssignale als auch zumindest eines der Temperaturmeßsignale einen Viskositäts-Meßwert zu generieren, der eine Viskosität des Fluids repräsentiert.
Nach einer einundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Betriebs-Elektronik dafür eingerichtet, unter Verwendung sowohl des ersten Temperaturmeßsignals als auch des zweiten Temperaturmeßsignals einen Wandlertemperatur-Meßwert zu generieren, der eine
Wandlervorrichtungstemperatur repräsentiert, die sowohl von der ersten Meßstellentemperatur als auch von der zweiten Meßstellentemperatur abweicht, derart, daß ein Betrag nämlichen
Wandlertemperatur-Meßwerts einem arithmetischen Mittelwert der ersten und zweiten Meßstellentemperaturen und/oder einem gewichteten Mittel der ersten und zweiten
Meßstellentemperaturen entspricht und/oder eine mittlere Rohrwandtemperatur des ersten Rohrs repräsentiert. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die Meß- und Betriebs-Elektronik dafür eingerichtet ist, unter Verwendung des ersten
Temperaturmeßsignals, gleichwohl nicht des zweiten Temperaturmeßsignals, und/oder unter Verwendung des zweiten Temperaturmeßsignals, gleichwohl nicht des ersten
Temperaturmeßsignals einen Hilfstemperaturmeßwert zu generieren, der die
Wandlervorrichtungstemperatur zumindest näherungsweise repräsentiert. Nach einer zweiundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meß- und
Betriebs-Elektronik einen Multiplexer mit wenigstens zwei Signaleingängen sowie wenigstens einem Signalausgang aufweist, welcher Multiplexer dafür eingerichtet ist, wahlweise, beispielsweise zyklisch, einen von dessen Signaleingängen auf den Signalausgang durchzuschalten, derart, daß ein am jeweils durchgeschalteten Signaleingang anliegendes Signal an den Signalausgang weitergeführt ist; und daß die Meß- und Betriebs-Elektronik einen, beispielsweise eine nominelle Auflösung von mehr als 16 Bit aufweisenden und/oder mit einer mehr als 1000 s" betragenden Abtastrate getakteten, Analog-zu-Digital-Wandler mit wenigstens einem Signaleingang und wenigstens einem Signalausgang aufweist, welcher Analog-zu-Digital-Wandler dafür eingerichtet ist, ein an nämlichem Signaleingang anliegendes analoges Eingangssignal mit einer, beispielsweise mehr als 1000 s" betragenden, Abtastrate und mit einer, beispielsweise mehr als 16 Bit betragenden, digitalen Auflösung in ein nämliches Eingangssignal repräsentierendes digitales Ausgangssignal umzusetzen und am Signalausgang bereitzustellen. Diese Ausgestaltung der Erfindung
weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß der wenigstens eine Signalausgang des Multiplexers und der wenigstens eine Signaleingang des Analog-zu-Digital-Wandlers miteinander elektrisch gekoppelt sind; und daß der erste Temperatursensor und der zweite Temperatursensor jeweils mit dem Multiplexer elektrisch verbundenen sind, derart, daß das erste Temperaturmeßsignal an einem ersten Signaleingang des Multiplexers und daß das zweite Temperaturmeßsignal an einem zweiten Signaleingang des Multiplexers anliegen. Somit kann das Ausgangssignal des
Analog-zu-Digital-Wandlers zumindest zeitweise genau eines der beiden Temperaturmeßsignale repräsentier bzw. kann die Meß- und Betriebs-Elektronik den Massendurchfluß-Meßwert unter
Verwendung des eines der beiden Temperaturmeßsignale repräsentierenden Ausgangssignals des Analog-zu-Digital-Wandlers zu generieren.
Nach einer dreiundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste
Temperatursensor weniger weit vom ersten Ende des ersten Rohrs entfernt positioniert ist als der zweite Temperatursensor vom ersten Ende des ersten Rohres. Nach einer vierundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der zweite Temperatursensor weniger weit vom zweiten Ende des zweiten Rohrs entfernt positioniert ist als der erste Temperatursensor vom zweiten Ende des ersten Rohres. Nach einer fünfundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste
Temperatursensor gleichweit vom ersten Ende des ersten Rohrs entfernt positioniert ist wie der zweite Temperatursensor vom zweiten Ende des ersten Rohrs.
Nach einer sechsundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste Temperatursensor gleichweit vom zweiten Ende des ersten Rohrs entfernt positioniert ist wie der zweite Temperatursensor vom ersten Ende des ersten Rohrs.
Nach einer siebenundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste Temperatursensor gleichweit von einer Mitte des ersten Rohrs entfernt positioniert ist wie der zweite Temperatursensor.
Nach einer achtundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste
Temperatursensor und der zweite Temperatursensor baugleich sind. Nach einer neunundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste
Temperatursensor in gleicher Weise mechanisch mit der Wandung des ersten Rohrs gekoppelt ist wie der zweite Temperatursensor.
Nach einer dreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wandlervorrichtung außer dem ersten Temperatursensor und dem zweiten Temperatursensor keinen weiteren die Wandung des ersten Rohrs kontaktierenden Temperatursensor aufweist.
Nach einer einunddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste
Temperatursensor in gleicher Weise thermisch leitend mit der Wandung des ersten Rohrs gekoppelt ist wie der zweite Temperatursensor, insb. derart, daß ein einem von der Wandung des ersten Rohrs zum ersten Temperatursensor und weiter zu einer den ersten Temperatursensor
umgebenden Atmosphäre fließenden Wärmestrom entgegenwirkender Wärmewiderstand gleich groß ist wie ein einem von der Wandung des ersten Rohrs zum zweiten Temperatursensor und weiter zu einer den zweiten Temperatursensor umgebenden Atmosphäre fließenden Wärmestrom entgegenwirkender Wärmewiderstand.
Nach einer zweiunddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste
Schwingungssensor in gleicher Weise thermisch leitend mit der Wandung des ersten Rohrs gekoppelt ist wie der zweite Schwingungssensor; beispielsweise derart, daß ein einem von der Wandung des ersten Rohrs zum ersten Schwingungssensor und weiter zu einer den ersten Schwingungssensor umgebenden Atmosphäre fließenden Wärmestrom entgegenwirkender Wärmewiderstand gleich groß ist wie ein einem von der Wandung des ersten Rohrs zum zweiten Schwingungssensor und weiter zu einer den zweiten Schwingungssensor umgebenden Atmosphäre fließenden Wärmestrom entgegenwirkender Wärmewiderstand.
Nach einer dreiunddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine mittels des ersten Temperatursensors und mittels des zweiten Temperatursensors gebildete
Temperatursensoranordnung der Wandlervorrichtung achsensymmetrisch bezüglich wenigstens einer die Wandlervorrichtung imaginär schneidenden, beispielsweise nämlich zu einer
Trägheitshauptachse des ersten Rohrs, gedachten Symmetrieachse ist.
Nach einer vierunddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine mittels des ersten Schwingungssensors und mittels des zweiten Schwingungssensors gebildete
Schwingungssensoranordnung spiegelsymmetrisch bezüglich wenigstens einer die
Wandlervorrichtung imaginär schneidenden, insb. nämlich zu einer Trägheitshauptachse des ersten Rohrs parallelen, gedachten Symmetrieachse ist. Nach einer fünfunddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste
Temperatursensor gleichweit vom ersten Schwingungssensor entfernt positioniert ist wie der zweite Temperatursensor vom zweiten Schwingungssensor.
Nach einer sechsunddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Rohr spiegelsymmetrisch bezüglich wenigstens einer das Rohr imaginär schneidenden, insb. nämlich mit einer Trägheitshauptachse nämlichen Rohrs koinzidierenden, gedachten Symmetrieachse ist.
Nach einer siebenunddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Rohr, beispielsweise V-förmig oder U-förmig, gekrümmt ist.
Nach einer achtunddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Rohr zumindest abschnittsweise, beispielsweise überwiegend oder auch gänzlich, gerade, beispielsweise nämlich kreiszylindrisch, ist. Nach einer neununddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Rohr zumindest abschnittsweise, beispielsweise kreisbogenförmig, gekrümmt ist. Nach einer vierzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wandung des ersten Rohrs zumindest anteilig, beispielsweise auch überwiegend oder gänzlich, aus einem Material, wie z.B. einem Metall oder einer Legierung, besteht, von dem eine spezifische Wärmeleitfähigkeit größer als 10 W / (m · K), ist und von dem eine spezifische Wärmekapazität kleiner als 1000 J / (kg · K) ist.
Nach einer einundvierzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wandung des ersten Rohrs aus Metall, beispielsweise einer Eisen und/oder Aluminium und/oder Chrom und/oder Titan und/oder Zirkonium und/oder Tantal und/oder Nickel enthaltenden Legierung, besteht. Nach einer zweiundvierzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wandung des ersten Rohrs aus rostfreiem Stahl besteht.
Nach einer dreiundvierzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Rohr ein Kaliber aufweist, das mehr als 0,1 mm (Millimeter) beträgt.
Nach einer vierundvierzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Rohr ein Kaliber aufweist, das mehr als 1 mm (Millimeter) beträgt.
Nach einer fünfundvierzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine abgewickelte Rohrlänge des ersten Rohrs mehr als 300 mm beträgt.
Nach einer sechsundvierzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist der Schwingungserreger eingerichtet, angesteuert vom Erregersignal, mechanische Schwingungen des ersten Rohrs anzuregen bzw. aufrecht zu erhalten.
Nach einer siebenundvierzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste Temperatursensor mittels eines, beispielsweise einen Platin-Meßwiderstand, einen Thermistor oder ein Thermoelement aufweisenden, ersten Temperaturfühlers sowie mittels eines nämlichen ersten Temperaturfühler thermisch leitend mit der Wandung des ersten Rohrs koppelnden ersten
Kopplungskörpers gebildet ist, und daß der zweite Temperatursensor mittels eines - beispielsweise einen Platin-Meßwiderstand, einen Thermistor oder ein Thermoelement aufweisenden und/oder zum ersten Temperaturfühler baugleichen - zweiten Temperaturfühlers sowie mittels eines nämlichen zweiten Temperaturfühler thermisch leitend mit der Wandung des zweiten Rohrs koppelnden - beispielsweise zum ersten Kopplungskörper baugleichen - zweiten Kopplungskörpers gebildet ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß der erste
Kopplungskörper, beispielsweise gänzlich, mittels eines zwischen der Wandung des ersten Rohrs und dem ersten Temperaturfühler plazierten, insb. sowohl die Mantelfläche der Wandung als auch den ersten Temperaturfühler kontaktierenden und/oder mit Metalloxid-Partikeln versetzten, Kunststoffs, beispielsweise nämlich einem Epoxidharz oder einem Silikon, gebildet ist, und daß der zweite Kopplungskörper, beispielsweise gänzlich, mittels eines zwischen der Wandung des zweiten Rohrs und dem zweiten Temperaturfühler plazierten, insb. sowohl die Mantelfläche der Wandung als auch den zweiten Temperaturfühler kontaktierenden und/oder mit Metalloxid-Partikeln versetzten, Kunststoffs, beispielsweise einem Epoxidharz oder einem Silikon, gebildet ist.
Nach einer achtundvierzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste
Temperatursensor, beispielsweise mittels eines Wärmeleitklebers, unter Bildung des ersten
Kopplungskörpers stoffschlüssig, beispielsweise adhäsiv, mit der Mantelfläche der Wandung des ersten Rohrs verbunden ist, und daß der zweite Temperatursensor, beispielsweise mittels eines Wärmeleitklebers, unter Bildung des zweiten Kopplungskörpers stoffschlüssig, beispielsweise adhäsiv, mit der Mantelfläche der Wandung des ersten Rohrs verbunden ist.
Nach einer ersten Weiterbildung des Meßsystems der Erfindung umfaßt diese weiters: ein ein von einer, insb. metallischen, Wandung umhülltes Lumen aufweisendes, sich von einem einlaßseitigen ersten Ende bis zu einem auslaßseitigen zweiten Ende erstreckendes, insb. zumindest
abschnittsweise gekrümmtes und/oder zumindest abschnittsweise gerades und/oder dem ersten Rohr baugleiches und/oder zum ersten Rohr parallel angeordnetes, zweites Rohr, das dafür eingerichtet ist, insb. simultan zum ersten Rohr, von einem Fluid, ausgehend vom einlaßseitigen ersten Ende in Richtung des auslaßseitigen zweiten Ende, durchströmt und währenddessen, insb. simultan und/oder gegengleich zum ersten Rohr, vibrieren gelassen zu werden. Das Meßsystems kann zudem einen einlaßseitigen ersten Strömungsteiler sowie einen auslaßseitigen zweiten Strömungsteiler umfassen, wobei das erste und das zweite Rohr unter Bildung strömungstechnisch parallel geschalteter Strömungspfade an die, insb. baugleichen, Strömungsteiler angeschlossen sein können, derart, daß das erste Rohr mit dessen ersten Ende in eine erste Strömungsöffnung des ersten Strömungsteilers und mit dessen zweiten Ende in eine erste Strömungsöffnung des zweiten Strömungsteilers mündet, und daß das zweite Rohr mit dessen ersten Ende in eine zweite
Strömungsöffnung des ersten Strömungsteilers und mit dessen zweiten Ende in eine zweite Strömungsöffnung des zweiten Strömungsteilers mündet. Die Strömungsteiler können zudem jeweils integraler Bestandteil eines Wandler-Gehäuses der Wandlervorrichtung sein.
Nach einer zweiten Weiterbildung des Meßsystems der Erfindung umfaßt diese weiters: ein eine von einer, insb. metallischen, Wandung umhüllte Kavität aufweisendes Wandler-Gehäuse, wobei zumindest das erste Rohr innerhalb der Kavität des Wandler-Gehäuses angeordnet ist, derart, daß zwischen einer der Kavität zugewandte Innenfläche der Wandung des Wandler-Gehäuses, einer der Kavität zugewandten Mantelfläche der Wandung des ersten Rohrs ein Zwischenraum gebildet ist, und wobei das Wandler-Gehäuse und das erste Rohr dafür eingerichtet sind, im Zwischenraum ein, beispielsweise eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von weniger als 1 W / (m ( K) aufweisendes, Fluid, beispielsweise Luft oder ein inertes Gas, unter Bildung eines das erste Rohr umhüllenden Fluidvolumens zu halten, derart, daß die dem Zwischenraum zugewandte Mantelfläche der Wandung des ersten Rohrs unter Bildung einer ersten Grenzfläche erster Art, nämlich einer Grenzfläche zwischen einer fluiden und einer festen Phase, von im Zwischenraum gehaltenem Fluid kontaktiert sind.
Nach einer dritten Weiterbildung des Meßsystems der Erfindung umfaßt diese weiters: einen, beispielsweise dem Anschluß der Wandlervorrichtung an ein das Fluid zuführendes
Leitungssegment einer Prozeßleitung dienlichen, einlaßseitigen ersten Anschlußflansch sowie einen, beispielsweise dem Anschluß der Wandlervorrichtung an ein das Fluid wieder abführendes Leitungssegment einer Prozeßleitung dienlichen, auslaßseitigen zweiten Anschlußflansch. Jeder der Anschlußflansche kann beispielsweise zudem jeweils eine Dichtfläche zum fluiddichten bzw. leckagefreien Verbinden der Wandlervorrichtung mit einem jeweils korrespondierenden
Leitungssegment einer Prozeßleitung aufweisen und ein kleinster Abstand zwischen nämlichen Dichtflächen kann eine, beispielsweise mehr als 250 mm betragende und/oder weniger als 3000 mm betragende, Einbaulänge der Wandlervorrichtung definieren, beispielsweise derart, daß ein Rohrlänge-zu-Einbaulänge-Verhältnis der Wandlervorrichtung, definiert durch ein Verhältnis einer abgewickelte Rohrlänge des ersten Rohrs zu nämlicher Einbaulänge der Wandlervorrichtung, mehr als 1.2 - insb. mehr als 1 ,4 - beträgt.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, bei der Berechnung der Meßwerte für die
Massendurchflußrate eine Abhängigkeit der Phasendifferenz zwischen den wenigstens zwei Schwingungsmeßsignalen von einem entlang des wenigstens einen Rohrs gelegentlich etablierten Temperaturgradienten zu berücksichtigen bzw. zu kompensieren; dies insb. derart, daß die für vibronische Meßsysteme der in Rede stehenden Art angestrebten niedrigen Meßfehler von weniger als 0,05% (des wahren Meßwerts) auch für solche - erschwerten bzw. bislang nicht
beherrschten - Meßbedingungen erzielt werden, bei denen zwischen den jeweils zwei
Schwingungsmeßstellen eine Temperaturdifferenz von mehr als 1 K auftritt bzw. in denen nämliche Temperaturdifferenz mit einer Änderungsgeschwindigkeit von mehr als 0,05 K/s zeitlich ändert.
Die Erfindung basiert u.a. auf der überraschenden Erkenntnis, daß vorbezeichnete
Temperaturgradienten zum einen die Schwingungseigenschaften, nicht zuletzt die natürlichen Eigenschwingungsformen, des Rohrs, beeinflussen können, und daß zum anderen die
vorbezeichneten Temperaturdifferenzen zu Abweichungen zwischen den nominell gleichen, naturgemäß aber temperaturabhängigen Übertragungsfunktionen jedes
Schwingungssensoren (Temperaturgang) führen können, einhergehend mit einer entsprechenden Asymmetrie zwischen den Schwingungssignalen. Solche, die Phasendifferenz zwischen den Schwingungsmeßsignalen (mit-)beeinflussenden, entlang des wenigstens einen Rohrs etablierten Temperaturgradienten bzw. zwischen den beiden Schwingungssensoren etablierten
Temperaturdifferenzen können nicht nur bei auf einer dem Lumen zugewandten Innenseite von einem unerwünschten Belag befallener Wandung auftreten, sondern überraschenderweise auch an intakten Wandlervorrichtungen für solche Meßbedingungen beobachtet werden, bei denen eine Enthalpie des zu messenden Fluids in erheblichem Maße von einer Enthalpie der völlig intakten Wandung des Rohrs abweicht und bei denen die kinetische Energie der Fluidströmung
vergleichsweise niedrig ist, beispielsweise nämlich für solche Meßbedingungen, bei denen sich für die Fluidströmung dementsprechend eine Eckert-Zahl (Ec) mit vergleichsweise niedrigem Betrag ergibt.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen davon werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen; wenn es die Übersichtlichkeit erfordert oder es anderweitig sinnvoll erscheint, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen oder Weiterbildungen, insb. auch Kombinationen zunächst nur einzeln erläuterter Teilaspekte der Erfindung, ergeben sich ferner aus den Figuren der Zeichnung wie auch den Unteransprüchen an sich. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 ein, insb. für die Verwendung in der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik geeignetes, Meßsystem mit einer ein Wandler-Gehäuse aufweisenden Wandlervorrichtung und einer in einem - hier direkt am Wandler-Gehäuse befestigten - Elektronik-Gehäuse untergebrachten Meß- und Betriebs-Elektronik; schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein Meßsystem gemäß Fig. 1 ; in perspektivischen Seitenansichten eine für ein Meßsystem gemäß Fig. 1 bzw. 2 geeignete Wandlervorrichtung; in einer geschnittenen Seitenansicht eine für ein Meßsystem gemäß Fig. 1 bzw. 2 geeignete Wandlervorrichtung; in unterschiedlichen geschnittenen Seitenansichten weitere Ausführungsbeispiele für, insb. für eine Wandlervorrichtung gemäß Fig. 3a, 3b bzw. ein Meßsystem gemäß Fig. 1 geeignete, Temperatursensoren;
Fig. 6 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Meßsystem gemäß Fig. 1 ; und Fig. 7 ein mittels einer Vielzahl diskreter Wärmewiderstände nach Art eines
Ersatzschaltbildes gebildetes, der Erklärung von in einer Wandlervorrichtung gemäß Fig. 2 bzw. 3a, 3b bzw. 4, 5 fließenden Wärmströme bzw. entsprechender
Temperaturabfälle innerhalb nämlicher Wandlervorrichtung dienendes Widerstandsnetzwerk.
In Fig. 1 ist schematisch ein vibronisches Meßsystem zum Messen eine einer
Massendurchflußrate m des, eines - ggf. eine zeitlich und/oder räumlich veränderliche
Meßfluidtemperatur &FLI aufweisenden - strömenden Fluids FL1 (Meßfluid), wie z.B. eines Gases, einer Flüssigkeit oder einer fließfähigen Dispersion, bzw. zum wiederkehrenden Ermitteln von nämliche Massendurchflußrate m momentan repräsentierenden Massendurchfluß-Meßwerten xm schematisch dargestellt. Das Meßsystem kann zudem dafür eingerichtet sein, wenigstens eine weitere Meßgröße, beispielsweise nämlich einen Stoffparameters, des Fluids FL zu ermitteln.
Nämliche weitere Meßgröße kann beispielsweise eine Dichte p, eine Viskosität η oder auch eine Meßfluidtemperatur LI des, beispielsweise durch eine Rohrleitung, strömenden Fluids sein.
Das Meßsystem umfaßt dafür eine Wandlervorrichtung MW zum Erzeugen von zumindest für die Messung der Massendurchflußrate dienlichen Meßsignalen sowie eine mit nämlicher
Wandlervorrichtung MW elektrisch verbundene, insb. im Betrieb von extern via Anschlußkabel und/oder mittels interner Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgte, Meß- und Betriebs- Elektronik ME zum Erzeugen der die mittels der Wandlervorrichtung erfaßte Meßgröße(n) repräsentierenden Meßwerte bzw. zum sequentiellen Ausgeben solcher Meßwerte xm als einen jeweils aktuell gültigen Meßwert xx (xm -» xx) des Meßsystems an einem entsprechenden
Meßausgang, beispielsweise auch in Form digitaler Meßwerte und/oder in Echtzeit.
Die Wandlervorrichtung des Meßsystems dient - wie in Fig. 2 schematisch dargestellt bzw. einer Zusammenschau der Fig. 1 und 2 ersichtlich - im besonderen dazu, im Betrieb ein Teilvolumen des jeweils zu messsenden Fluid FL1 zu führen bzw. von nämlichem Fluid durchströmt zu werden sowie verschiedene Meßsignale für mittels der Wandlervorrichtung jeweils zu erfassende physikalische
Meßgrößen sowie für an verschiedenen Meßpunkten innerhalb der Wandlervorrichtung herrschende Meßstellentemperaturen bereitzustellen. Die Wandlervorrichtung ist dafür u.a. mit wenigstens einem ein von einer Wandung umhülltes Lumen 1 V aufweisenden, beispielsweise zumindest
abschnittsweise gekrümmten und/oder zumindest abschnittsweise geraden, ersten Rohr 1 1 ausgestattet. Die Wandung des Rohrs 1 1 kann, wie bei Wandlervorrichtungen der in Rede stehenden Art üblich metallisch sein, beispielsweise nämlich zumindest anteilig aus Titan, Zirkonium oder Tantal oder beispielsweise auch aus einem Edelstahl bestehen. Das Rohr 1 1 erstreckt sich, wie u.a. auch in Fig. 2 angedeutet, von einem einlaßseitigen ersten Ende 1 1 a bis zu einem auslaßseitigen zweiten Ende 1 1 b und ist dafür eingerichtet, von einem Fluid, ausgehend vom einlaßseitigen ersten Ende 1 1 a in Richtung des auslaßseitigen zweiten Endes 1 1 b durchströmt und währenddessen vibrieren gelassen zu werden. Desweiteren kann das Rohr 11 der
erfindungsgemäßen Wandlervorrichtung zumindest abschnittsweise gerade, mithin abschnittsweise (hohl-)zylindrisch, beispielsweise nämlich kreiszylindrisch, und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmt, beispielsweise nämlich kreisbogenförmig gekrümmt, ausgebildet sein. Das Rohr 1 1 kann ferner spiegelsymmetrisch bezüglich wenigstens einer das Rohr imaginär schneidenden, beispielsweise nämlich mit einer Trägheitshauptachse des Rohrs koinzidierenden, jeweiligen gedachten Symmetrieachse, beispielsweise nämlich V-förmig oder U-förmig, ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Wandung des Rohrs 1 1 zumindest anteilig - beispielsweise auch überwiegend oder gänzlich - aus einem Material besteht, von dem eine spezifische Wärmeleitfähigkeit λ10 größer als 10 W / (m · K) und eine spezifische Wärmekapazität cp10 kleiner als 1000 J / (kg · K) sind.
Bei der erfindungsgemäßen Wandlervorrichtung bzw. dem damit gebildeten Meßsystem ist das Rohr 1 1 dafür vorgesehen bzw. eingerichtet, zumindest von einem Teilvolumen des Fluids FL1 in einer Strömungsrichtung, nämlich ausgehend vom Ende 1 1 a in Richtung des Endes 1 1 b durchströmt und währenddessen vibrieren gelassen zu werden; dies im besonderen derart, daß das Rohr 1 1 Nutzschwingungen, nämlich mechanische Schwingungen um eine zugehörige statische Ruhelage ausführen gelassen wird, die geeignet sind, im hindurchströmenden Fluid zumindest von dessen Massendurchflußrate m abhängige Corioliskräfte zu induzieren. Darüberhinaus können die vom Rohr 1 1 ausgeführten Nutzschwingungen auch geeignet sein, im Fluid von dessen Viskosität η abhängige Reibungskräfte und/oder von dessen Dichte p abhängige Trägheitskräfte zu bewirken. Die Wandlervorrichtung kann dementsprechend beispielsweise auch als ein als Bestandteil eines vibronischen Meßsystems, beispielsweise eines Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerätes, eines Dichte-Meßgerät und/oder Viskositäts-Meßgerätes, dienlicher Meßwandler vom Vibrationstyp ausgebildet sein.
Wie bereits angedeutete, kann die Wandung des Rohrs 1 1 beispielsweise aus einem Metall bzw. einer Metall-Legierung, beispielweise nämlich Titan, Zirkonium oder Tantal bzw. einer
entsprechenden Legierung davon, einem Stahl oder einer Nickelbasislegierung, bestehen. Ferner ist vorgesehen, daß die Wandung des Rohrs 1 1 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jeweils eine Wanddicke s, die mehr als 0,5 mm beträgt, und/oder Kaliber D1 1 (Innendurchmesser), das mehr als 0,5 mm beträgt, aufweist. Alternativ oder in Ergänzung kann das Rohr 1 1 ferner so bemessen sein, daß es ein Innendurchmesser-zu-Wandstärke-Verhältnis D / s, definiert als ein Verhältnis des Innendurchmesser D des Rohrs zu einer Wanddicke s der Wandung des Rohrs, aufweist, das weniger als 25: 1 beträgt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Wanddicke beim Rohr 1 1 weniger als 10 mm und/oder der Innendurchmesser D weniger als 200 mm beträgt bzw. daß das Rohr 1 1 so bemessen ist, daß das Innendurchmesser-zu-Wandstärke-Verhältnis D / s mehr als 5:1 beträgt. Das Rohr 1 1 kann - wie bei Wandlervorrichtungen der in Rede stehenden Art durchaus üblich - zudem in einem
Wandler-Gehäuse 100 der Wandlervorrichtung untergebracht sein, derart, daß - wie auch in Fig. 4 und 5 jeweils gezeigt bzw. aus einer Zusammenschau der Fign. 1 , 2, 4 und 5 ohne weiteres ersichtlich - das Rohr 1 1 innerhalb ein und derselben von einer, beispielsweise metallischen und/oder als äußere Schutzhülle dienenden, Wandung des Wandler-Gehäuses umhüllten Kavität des Wandler-Gehäuses angeordnet ist und daß zwischen einer nämlicher Kavität zugewandte Innenfläche 100+ der Wandung des Wandler-Gehäuses 100, einer Mantelfläche 1 1# der Wandung des Rohrs 1 1 , nämlich einer der Kavität zugewandten Außenfläche der Wandung des Rohrs 1 1 ein Zwischenraum 100' gebildet ist. Das Rohr 1 1 sowie nämliches Wandler-Gehäuse sind hierbei auch dafür eingerichtet, im Zwischenraum 100' ein, beispielsweise eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von weniger als 1 W / (m ( K) aufweisendes, Fluid FL2, beispielsweise nämlich Luft oder ein inertes Gas, unter Bildung eines das Rohr 1 1 umhüllenden Fluidvolumens zu halten, derart, daß die dem Zwischenraum zugewandte Mantelfläche 1 1# der Wandung des Rohrs 1 1 unter Bildung einer ersten Grenzfläche 111 1 erster Art, nämlich einer Grenzfläche zwischen einer fluiden und einer festen Phase kontaktiert ist.
Wie in Fig. 2 angedeutet, kann die Wandlervorrichtung MW ferner dafür eingerichtet sein, in den Verlauf einer das Fluid führenden, beispielsweise als starre Rohrleitung ausgebildeten,
Prozeßleitung eingesetzt, beispielsweise nämlich lösbar mit der Prozeßleitung montiert zu werden. Dafür können einlaßseitig der Wandlervorrichtung ein dem Anschluß derselben an ein das Fluid FL1 zuführendes Leitungssegment der Prozeßleitung dienender erster Anschlußflansch 13 und auslaßseitig der Wandlervorrichtung ein dem Anschluß an ein das Fluid wieder abführendes Leitungssegment der Prozeßleitung dienender zweiter Anschlußflansch 14 vorgesehen sein. Die Anschlußflansche 13, 14 können dabei, wie bei Wandlervorrichtung der in Rede stehenden Art durchaus üblich bzw. wie in Fig. 2 angedeutet, ggf. auch endseitig in das vorbezeichnete
Wandler-Gehäuse 100 integriert, nämlich als integraler Bestandteil des Wandler-Gehäuses ausgebildet sein. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß jeder der Anschlußflansche 13, 14 jeweils eine Dichtfläche zum fluiddichten bzw. leckagefreien Verbinden der Wandlervorrichtung mit einem jeweils korrespondierenden Leitungssegment einer Prozeßleitung aufweist und daß zudem ein kleinster Abstand zwischen nämlichen Dichtflächen eine
Einbaulänge LMW der Wandlervorrichtung definiert; dies im besonderen in der Weise, daß nämliche Einbaulänge LMW mehr als 250 mm und/oder weniger als 3000 mm beträgt und/oder in der Weise, daß ein Rohrlänge-zu-Einbaulänge-Verhältnis LH/LMW der Wandlervorrichtung, definiert durch ein Verhältnis einer abgewickelte Rohrlänge Ln des Rohrs 1 1 zur vorbezeichneten Einbaulänge LMW mehr als 1.2, beispielsweise auch mehr als 1 ,4 beträgt. Die vorbezeichnete abgewickelte Rohrlänge l_n des Rohrs 1 1 (gestreckte Länge) kann zudem beispielsweise mehr als 300 mm betragen.
Die, z.B. mittels wenigstens eines Mikroprozessors und/oder mittels eines digitalen
Signal Prozessors (DSP) gebildete, Meß- und Betriebs-Elektronik ME wiederum kann, wie in den Fig. 2 angedeutet, beispielsweise in einem einzigen, ggf. auch gekammerten,
Elektronik-Gehäuse 200 des Meßsystems untergebracht sein. Nämliches Elektronik-Gehäuse 200 kann je nach Anforderung an das Meßsystem beispielsweise auch schlag- und/oder auch explosionsfest und/oder hermetisch dicht ausgebildet sein. Die Meßgerät-Elektronik ME kann, wie auch in Fig. 2 schematisch nach Art eines Blockschaltbildes dargestellt, eine Meßsignale der Wandlervorrichtung MW verarbeitende, beispielsweise mittels eines Mikroprozessors gebildete, Meß- und Auswerte-Schaltung μθ aufweisen, die im Betrieb die entsprechende Meßwerte für die mittels des Meßsystems zu erfassenden Meßgröße generiert. Die Meß- und Auswerteschaltung μθ der Meß- und Betriebs-Elektronik ME kann beispielsweise mittels eines wenigstens einen
Mikroprozessor und/oder einen digitalen Signalprozessor (DSP) aufweisenden Mikrocomputers realisiert sein. Die davon auszuführenden Programm-Codes wie auch der Steuerung des jeweiligen Meßsystems dienliche Betriebsparameter, wie z.B. auch Sollwerte für mittels der Meß- und
Betriebs-Elektronik realisierte Regler bzw. Regleralgorithmen, können - wie auch in der Fig. 2 schematisch dargestellt -, z.B. in einem nicht-flüchtigen Datenspeicher EEPROM der Meß- und Betriebs-Elektronik ME persistent gespeichert sein und beim Starten desselben in einen, z.B. im Mikrocomputer integrierten, flüchtigen Datenspeicher RAM geladen werden.
Im übrigen kann die Meß- und Betriebs-Elektronik ME auch so ausgebildet sein, daß sie hinsichtlich des Schaltungsaufbaus einer der aus dem eingangs erwähnten Stand der Technik, beispielsweise etwa der US-B 63 1 1 136, bekannten Meß- und Betriebs-Elektroniken oder beispielsweise auch einem Meßumformer eines seitens der Anmelderin, z.B. unter der Bezeichung "PROMASS 83F", angebotenen Coriolis-Massendurchfluß-/Dichte-Meßgeräts im wesentlichen entspricht.
Die mittels der Meß- und Betriebs-Elektronik ME generierten Meßwerte xx (xm, xP, χη, xs...) können beim hier gezeigten Meßsystem beispielsweise vor Ort, nämlich unmittelbar an der mittels des Meßsystems gebildeten Meßstelle, angezeigt werden. Zum Visualisieren von mittels des
Meßsystems erzeugten Meßwerten und/oder gegebenenfalls Meßgerät intern generierten
Systemstatusmeldungen, wie etwa einer erhöhte Meßungenauigkeit bzw. -Unsicherheit
signalisierende Fehlermeldung oder einem eine Störung im Meßsystem selbst oder an der mittels des Meßsystems gebildeten Meßstelle signalisierenden Alarm, vor Ort kann das Meßsystem, wie auch Fig. 2 angedeutet, beispielsweise ein mit der Meß- und Betriebs-Elektronik kommunizierendes, ggf. auch portables, Anzeige- und Bedienelement HMI aufweisen, wie etwa ein im
Elektronik-Gehäuse 200 hinter einem darin entsprechend vorgesehenen Fenster plaziertes LCD-, OLED- oder TFT-Display sowie eine entsprechende Eingabetastatur und/oder ein Touchscreen. In vorteilhafter Weise kann die, beispielsweise auch (re-)programmier- bzw. fernparametrierbare, Meß- und Betriebs-Elektronik ME zudem so ausgelegt sein, daß sie im Betrieb des Meßsystems mit einem diesem übergeordneten elektronischen Datenverarbeitungssystem, beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), einem Personalcomputer (PC) und/oder einer Workstation, via Datenübertragungssystem, beispielsweise einem Feldbussystem, wie etwa
FOUNDATION FIELDBUS, PROFIBUS, und/oder drahtlos per Funk, Meß- und/oder andere Betriebsdaten austauschen kann, wie etwa aktuelle Meßwerte, Systemdiagnosewerte,
Systemstatusmeldungen oder aber auch der Steuerung des Meßsystems dienende Einstellwerte. Des weiteren kann die Meß- und Betriebs-Elektronik ME so ausgelegt sein, daß sie von einer externen Energieversorgung, beispielsweise auch über das vorgenannte Feldbussystem, gespeist werden kann. Dafür kann die Meß- und Betriebs-Elektronik ME beispielsweise eine solche interne Energieversorgungsschaltung NRG zum Bereitstellen interner Versorgungsspannungen UN aufweisen, die im Betrieb von einer im vorgenannten Datenverarbeitungssystem vorgesehenen externen Energieversorgung über das vorgenannte Feldbussystem gespeist wird. Hierbei kann das Meßsystem beispielsweise als sogenanntes Vierleitergerät ausgebildet sein, bei dem die interne
Energieversorgungsschaltung der Meßgerät-Elektronik ME mittels eines ersten Paars Leitungen mit einer externen Energieversorgung und die interne Kommunikationsschaltung der Meß- und Betriebs- Elektronik ME mittels eines zweiten Paars Leitungen mit einer externen
Datenverarbeitungsschaltung oder einem externen Datenübertragungssystem verbunden werden kann. Die Meß- und Betriebs-Elektronik kann ferner aber auch so ausgebildet sein, daß sie, wie u.a auch in der eingangs erwähnten US-A 2006/0161359 gezeigt, mittels einer, beispielsweise als 4-20 mA-Stromschleife konfigurierten, Zweileiter-Verbindung mit dem externer elektronischen Datenverarbeitungssystem elektrisch verbindbar ist und darüber mit elektrischer Energie versorgt wird sowie Meßwerte zum Datenverarbeitungssystem übertragen kann, ggf. auch unter Verwendung von HART Multidrop. Für den typischen Fall, daß das Meßsystem für eine Ankopplung an ein Feldbus- oder ein anderes elektronisches Kommunikationssystem vorgesehen ist, kann die, beispielsweise auch vor Ort und/oder via Kommunikationssystem (re-)programmierbare, Meß- und Betriebs-Elektronik ME zu dem eine entsprechende - beispielsweise einem der einschlägigen Industriestandards, wie etwa der IEC 61 158/1 EC 61784, konforme - Kommunikations- Schnittstelle COM für eine Datenkommunikation aufweisen, z.B. zum Senden von Meß- und/oder Betriebsdaten, mithin den die jeweilige Meßgröße repräsentierenden Meßwerte an die bereits erwähnte speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder ein übergeordnetes Prozeßleitsystem und/oder zum Empfangen von Einstelldaten für das Meßsystem. Das elektrische Anschließen der Wandlervorrichtung an die Meß- und Betriebs-Elektronik kann mittels entsprechender
Anschlußleitungen erfolgen, die aus dem Elektronik-Gehäuse 200, beispielsweise via
Kabeldurchführung, in das Wandler-Gehäuse 100 geführt und zumindest abschnittsweise auch innerhalb des Wandler-Gehäuses 100 verlegt sind. Die Anschlußleitungen können dabei zumindest anteilig als zumindest abschnittsweise von einer elektrischen Isolierung umhüllte Leitungsdrähte ausgebildet sein, z.B. inform von "Twisted-pair"-Leitungen, Flachbandkabeln und/oder Koaxialkabeln. Alternativ oder in Ergänzung dazu können die Anschlußleitungen zumindest abschnittsweise auch mittels Leiterbahnen einer, beispielsweise flexiblen bzw. teilweise starren und teilweise flexiblen, gegebenenfalls auch lackierten Leiterplatte gebildet sein, vgl. hierzu auch die eingangs erwähnten US-A 2001/0037690 oder WO-A 96/07081 .
Zum Anregen und Aufrechterhalten von mechanischen Schwingungen des Rohrs 1 1 um eine zugehörige statische Ruhelage - insb. nämlich von mechanischen Schwingungen des Rohrs 1 1 um eine dessen jeweiliges erstes Ende mit dessen jeweiligen zweiten Ende imaginär verbindende gedachte Schwingungsachse bzw. von den vorbezeichneten Nutzschwingungen - weist die Wandlervorrichtung ferner eine mittels wenigstens eines - beispielsweise elektrodynamischen, nämlich mittels Tauchankerspule gebildeten bzw. als Schwingspule
realisierten - Schwingungserregers 41 gebildete elektro-mechanische Erregeranordnung E auf. Zum Erfassen von mechanischen Schwingungen des Rohres 1 1 umfaßt die Wandlervorrichtung desweiteren eine mittels wenigstens eines, beispielsweise elektrodynamischen und/oder zum Schwingungserreger typgleichen, ersten Schwingungssensors 51 sowie mittels eines,
beispielsweise elektrodynamischen und/oder zum Schwingungssensors 51 baugleichen, zweiten Schwingungssensors 52 gebildete Sensoranordnung S. Der Schwingungssensor 51 ist dafür eingerichtet, Schwingungsbewegungen des Rohrs 1 1 an einer mittels nämlichen
Schwingungssensors 51 gebildeten einlaßseitige ersten Schwingungsmeßstelle zu erfassen und ein nämliche Schwingungsbewegungen repräsentierendes erstes Schwingungssignal s1 zu generieren, während der Schwingungssensor 52 dafür vorgesehen bzw. eingerichtet ist,
Schwingungsbewegungen des Rohrs 1 1 an einer mittels nämlichen Schwingungssensors 52 gebildeten auslaßseitige zweiten Schwingungsmeßstelle zu erfassen und ein nämliche
Schwingungsbewegungen repräsentierendes zweites Schwingungssignal s2 zu generieren; dies im besonderen in der Weise, daß daß zwischen dem Schwingungssignal s1 und dem
Schwingungssignal s2 eine u.a. auch von einer Massendurchflußrate des durch das Rohr 1 1 strömenden Fluids (mit-)abhängige Phasendifferenz existiert. Dafür sind, wie auch in Fig. 2 angedeutet, der Schwingungssensor 51 weniger weit vom Ende 1 1 a des Rohrs 1 1 entfernt positioniert als vom Ende 1 1 b und der Schwingungssensor 52 weniger weit vom Ende 1 1 b des Rohrs 1 1 entfernt positioniert als vom Ende 1 1 a, insb. derart, daß der Schwingungssensor 51 gleichweit vom Ende 1 1 a entfernt positioniert ist wie der der Schwingungssensor 52 vom Ende 1 1 b. Die so mittels der beiden Schwingungssensoren 51 , 52 gebildete Schwingungssensoranordnung kann - wie bei Wandlervorrichtung der in Rede stehenden Art durchaus üblich - zudem
beispielsweise auch spiegelsymmetrisch bezüglich wenigstens einer die Wandlervorrichtung imaginär schneidenden gedachten Symmetrieachse sein, beispielsweise nämlich bezüglich einer sowohl zu einer Trägheitshauptachse des Rohrs 1 1 als auch zu einer Trägheitshauptachse des Rohrs 12 parallelen Symmetrieachse. Der Schwingungssensor 51 ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in gleicher weise thermisch leitend mit der Wandung des wenigstens einen Rohrs 1 1 wie der Schwingungssensor 12, insb. derart, daß ein einem von der Wandung des Rohrs 1 1 zum Schwingungssensor 51 und weiter zu einer den Schwingungssensor 51 umgebenden Atmosphäre fließenden Wärmestrom entgegenwirkender Wärmewiderstand gleich groß ist wie ein einem von der Wandung des Rohrs 1 1 zum Schwingungssensor 52 und weiter zu einer den Schwingungssensor 52 umgebenden Atmosphäre fließenden Wärmestrom entgegenwirkender Wärmewiderstand.
Zum Erfassen von innerhalb der Wandlervorrichtung herrschenden Meßstellentemperaturen und zum Konvertieren derselben in ein jeweiliges Temperaturmeßsignal, nicht zuletzt zum
Kompensieren einer Abhängigkeit der vorbezeichneten Phasendifferenz auch von einem innerhalb der Wandung des Rohrs 1 1 in Strömungsrichtung etablierten Temperaturgradienten bzw. von einer zwischen einer Temperatur des Schwingungssensors 51 und einer Temperatur des
Schwingungssensors 52 etablierten, beispielsweise zumindest zeitweise mit einer
Änderungsgeschwindigkeit von mehr als 0,05 K/s zeitlich ändernden, Temperaturdifferenz Δ&, umfaßt die erfindungsgemäße Wandlervorrichtung - wie in Fig. 2, 3a, 3b wie auch in Fig. 4 bzw. 5 gezeigt - ferner einen mechanisch, gleichwohl thermisch leitend mit der Wandung des Rohrs 1 1 gekoppelten ersten Temperatursensor 71 sowie einen mechanisch, gleichwohl thermisch leitend ebenfalls mit der Wandung des Rohrs 1 1 gekoppelten zweiten Temperatursensor 72. Nämliche Temperaturdifferenz Δ& kann bei intakter Wandlervorrichtung bzw. intaktem Rohr 1 1 oder, wie auch in der eingangs erwähnten WO-A 2009/134268 erörtert, besonders auch bei auf einer dem Lumen zugewandten Innenseite von einem unerwünschten Belag befallener Wandung auftreten. Für letzteren Fall ist die Temperaturdifferenz Δ& regelmäßig größer ausgebildet ist bei intaktem Rohr 1 1 , insb. mit nicht von einem Belag befallener Wandung, und ansonsten gleichen Randbedingungen.
Die Temperatursensoren 71 , 72 sind zudem elektrisch mit der Meß- und Betriebs-Elektronik ME verbunden, beispielsweise durch jeweils zwei der vorbezeichneten elektrischen Anschlußleitungen. Der Temperatursensor 71 ist, wie auch aus der Fig. 2 bzw. 3a jeweils ersichtlich, weniger weit vom ersten Ende 1 1 a des Rohrs 1 1 entfernt positioniert als vom zweiten Ende 1 1 b nämlichen Rohres 1 1 , während der Temperatursensor 72, wie ebenfalls aus Fig. 2 oder auch aus Fig. 3b ersichtlich, weniger weit vom zweiten Ende 1 1 b des Rohrs 1 1 entfernt positioniert als vom ersten Ende 1 1 a nämlichen Rohres 1 1 ; dies im besonderen in der Weise, daß der Temperatursensor 71 gleichweit vom Ende 1 1 a des Rohrs 1 1 entfernt positioniert ist wie der Temperatursensor 72 vom Ende 1 1 b bzw. daß der Temperatursensor 71 gleichweit vom Ende 1 1 b des Rohrs 1 1 entfernt positioniert ist wie der Temperatursensor 72 vom Ende 1 1 a. Alternativ oder in Ergänzung kann der
Temperatursensor 71 beispielsweise auch gleichweit von einer Mitte des Rohrs 1 1 entfernt positioniert sein wie der Temperatursensor 72. Desweiteren können die beiden
Temperatursensoren 71 , 72 ferner auch so positioniert sein, daß der Temperatursensor 71 und der Temperatursensor 72, wie auch in Fig. 2 angedeutet bzw. aus einer Zusammenschau der Fig. 2, 4 und 5 ohne weiteres ersichtlich, bezogen auf eine, beispielsweise mit einer Hauptströmungsrichtung der Wandlervorrichtung übereinstimmende, gedachte Längsachse L der Wandlervorrichtung azimutal - beispielsweise nämliche in Projektion auf eine nämliche Längsachse L als
Flächennormale aufweisende gedachte Querschnittsfläche - einander diametral gegenüberliegen. Im besonderen können die beiden Temperatursensoren 71 , 72 ferner auch so positioniert bzw. angeordnet sein, daß eine mittels nämlicher Temperatursensoren 71 , 72 gebildete
Temperatursensoranordnung der Wandlervorrichtung achsensymmetrisch bezüglich wenigstens einer die Wandlervorrichtung imaginär schneidenden gedachten Symmetrieachse ist, beispielsweise nämlich einer zu einer Trägheitshauptachse des Rohrs 1 1 parallelen gedachten Symmetrieachse. Darüberhinaus kann der Temperatursensor 71 - wie auch in Fig. 2 angedeutet - beispielsweise auch gleichweit vom Schwingungssensor 51 entfernt positioniert sein wie der zweite Temperatursensor 72 vom Schwingungssensor 52. Der Temperatursensor 71 ist im besonderen dafür vorgesehen bzw. eingerichtet, eine erste
Meßstellentemperatur 01 , nämlich eine Temperatur an einer mittels nämlichen
Temperatursensors 71 gebildeten ersten Temperaturmeßstelle, zu erfassen und in ein erstes Temperaturmeßsignal Θ1 , nämlich ein die erste Meßstellentemperatur 01 repräsentierendes erstes elektrisches Meßsignal zu wandeln. Zudem ist der Temperatursensor 72 dafür vorgesehen bzw. eingerichtet, eine zweite Meßstellentemperatur 02, nämlich eine Temperatur an einer mittels des nämlichen Temperatursensors 72 gebildeten zweiten Temperaturmeßstelle zu erfassen und in ein zweites Temperaturmeßsignal Θ2, nämlich ein die zweite Meßstellentemperatur 02
repräsentierendes zweites elektrisches Meßsignal zu wandeln. Jedes der
Temperaturmeßsignale Θ1 , Θ2 kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß es eine von der jeweiligen Meßstellentemperatur 01 bzw. 02 abhängige elektrische Signalspannung und/oder einen von nämlicher Meßstellentemperatur abhängigen elektrischen Signalstrom aufweist. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Temperatursensor 71 in gleicher weise thermisch leitend mit der Wandung des Rohrs 1 1 gekoppelt wie der Temperatursensor 72; dies beispielsweise auch derart, daß ein einem von der Wandung des Rohrs 1 1 zum Temperatursensor 71 und weiter zu einer nämlichen Temperatursensor 71 umgebenden Atmosphäre fließenden Wärmestrom entgegenwirkender Wärmewiderstand gleich groß ist wie ein einem von der Wandung des Rohrs 1 1 zum Temperatursensor 72 und weiter zu einer den Temperatursensor 72 umgebenden Atmosphäre fließenden Wärmestrom entgegenwirkender Wärmewiderstand. Desweiteren ist vorgesehen, daß der Temperatursensor 71 in gleicher Weise mechanisch mit der Wandung des Rohrs 1 1 gekoppelt ist wie der Temperatursensor 72. Der Temperatursensor 71 ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung - wie auch in Fig. 4 schematisch dargestellt - mittels eines innerhalb des
Zwischenraums 100' angeordneten ersten Temperaturfühler 71 1 sowie mittels eines nämlichen Temperaturfühler 71 1 thermisch leitend mit der Wandung des Rohrs 1 1 koppelnden ersten Kopplungskörper 712 gebildet. Analog dazu kann der Temperatursensor 72, wie auch in Fig. 5 schematisch dargestellt, mittels eines ebenfalls innerhalb des Zwischenraums 100' angeordneten - beispielsweise auch zum vorbezeichneten Temperaturfühler 71 1 baugleichen - zweiten
Temperaturfühler 721 sowie mittels eines nämlichen Temperaturfühler 721 thermisch leitend mit der Wandung des Rohrs 12 koppelnden - beispielsweise auch zum vorbezeichneten
Kopplungskörper 712 baugleichen - zweiten Kopplungskörper 722 gebildet sein. Jeder der beiden - die eigentliche Wandlung der zu erfassenden (Meßstellen-)Temperatur in das jeweilige Meßsignal vollziehenden - Temperaturfühler 71 1 , 721 kann beispielsweise jeweils mittels eines
Platin-Meßwiderstandes, eines Thermistors oder eines Thermoelements gebildet sein. Ferner kann jeder der Temperaturfühler 71 1 , 721 mit dem jeweils zugehörigen Kopplungskörper 712 bzw. 722 mittels einer geeigneten stoffschlüssigen Verbindung, beispielsweise nämlich einer Klebeverbindung oder einer Löt- bzw. Schweißverbindung, und/oder durch Einbetten in den jeweiligen
Kopplungskörper 712 bzw. 722 verbunden sein. Zwecks Erzielung einer mechanisch festen und beständigen, gleichwohl thermisch gut leitfähigen Verbindung zwischen der Wandung des Rohrs und dem Temperatursensor 71 ist dieser gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung stoffschlüssig mit der Mantelfläche 1 1# der Wandung des Rohrs 1 1 verbunden, beispielsweise nämlich adhäsiv oder mittels Löt- bzw. Schweißverbindung. Zum Herstellen einer solchen stoffschlüssigen Verbindung zwischen Rohr 1 1 und
Temperatursensor 71 kann z.B. ein Wärmeleitkleber, mithin ein Kunststoff auf Basis von Epoxidharz oder auf Basis von Silikon, beispielsweise nämlich ein Silikonelastomere oder ein 1- oder
2-komponentiger Silikonkautschuk, wie sie u.a. auch von der
Fa. DELO Industrie Klebstoffe GmbH & Co KGaA, 86949 Windach, DE unter der Bezeichnung DELO-GUM® 3699 gehandelt werden, dienen. Der zum Verbinden von Temperatursensor 71 und Rohr 1 1 verwendete Kunststoff kann zwecks Erzielung einer möglichst guten Wärmeleitung zudem auch mit Metalloxid-Partikeln versetzt sein. Ferner ist es zudem auch möglich, den vorbezeichneten Kopplungskörper 712 selbst - teilweise oder gänzlich - aus Kunststoff herzustellen, beispielsweise auch in der Weise, daß ein zwischen Temperaturfühler 71 1 und Wandung plazierter bzw. sowohl die Mantelfläche 1 1# der Wandung als auch den Temperaturfühler 71 1 kontaktierendes, ggf. auch monolithisches Kunststoffformteil als Kopplungskörper 712 dient bzw. der gesamte
Kopplungskörper 712 aus - beispielsweise ein oder mehrlagig auf die Wandung des Rohrs 1 1 appliziertem, mithin zwischen der Wandung des Rohrs 1 1 und dem ersten Temperaturfühler 71 1 plaziertem - Kunststoff besteht. Darüberhinaus kann auch der Temperatursensor 72 gleichermaßen stoffschlüssig mit der Mantelfläche 1 1# der Wandung des Rohrs 1 1 verbunden sein, beispielsweise nämlich adhäsiv oder mittels einer Löt- bzw. Schweißverbindung. Dafür besteht der
Kopplungskörper 722 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zumindest anteilig, beispielsweise auch überwiegend, aus einem Metall, mithin kann der Kopplungskörper 722 aus einem Material hergestellt sein, von dem eine spezifische Wärmeleitfähigkeit λ2 größer als 10 W / (m · K) bzw. und/oder von dem Material eine spezifische Wärmekapazität cp722 kleiner als 1000 J / (kg · K) ist, beispielsweise nämlich aus dem gleichen Material wie der
Kopplungskörper 712. Ferner können die beiden vorbezeichneten Kopplungskörper 712, 722 durch entsprechende Auswahl der zu deren jeweiliger Herstellung jeweils tatsächlich verwendeten Materialien ohne weiteres so ausgebildet werden, daß die spezifische Wärmeleitfähigkeit λ722 eines Materials des zweiten Kopplungskörpers 722 gleich einer spezifischen Wärmeleitfähigkeit λ712 eines Materials des Kopplungskörpers 712 und/oder die spezifische Wärmekapazität cp722 des Materials des Kopplungskörpers 722 gleich einer spezifische Wärmekapazität cp712 des Materials des ersten Kopplungskörpers 712 ist.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist auch der zweite Kopplungskörper 722 des Temperatursensors 72 zumindest teilweise aus einem Kunststoff hergestellt bzw. mittels eines entsprechend zwischen dem Temperaturfühler 721 und der Wandung des Rohrs 1 1 plazierten Kunststoffkörpers gebildet. Alternativ oder in Ergänzung dazu ist gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, sowohl den Kopplungskörper 721 des
Temperatursensors 71 - wie auch in Fig. 6a angedeutet - mittels einer zwischen der Wandung des Rohrs 1 1 und dem Temperaturfühler 721 plazierten, aus einem Metall bzw. einer Metall-Legierung, beispielsweise einem Stahl, bestehenden Scheibe als auch den Kopplungskörper 722 des
Temperatursensors 72 - wie auch in Fig. 6b angedeutet - mittels einer solchen zwischen der Wandung des Rohrs 1 1 und dem Temperaturfühler 721 plazierten, aus einem Metall bzw. einer Metall-Legierung, beispielsweise einem Stahl, bestehenden Scheibe zu bilden. Jede der beiden vorbezeichneten Scheiben kann als eine der Mantelfläche der Wandung des Rohrs 1 1 jeweils angepaßte Durchgangsöffnung aufweisende - beispielsweise im wesentlichen ringförmige oder, wie auch in Fig. 6a bzw. 6b jeweils dargestellt, im wesentlichen rechteckige - Scheibe ausgebildet sein, die jeweils auf das Rohr 11 aufgeschoben ist, derart, daß die Scheibe nämliches Rohr 1 1 umgreift bzw. eine der Mantelfläche der Wandung des Rohrs 1 1 zugewandt Innenfläche der
Durchgangsöffnung nämliche Mantelfläche 1 1# zumindest teilweise kontaktiert. Jede der beiden vorbezeichneten Scheiben kann beispielsweise jeweils auch sowohl als Kopplungskörper 712 bzw. 722 des Temperatursensors 71 bzw. 72 bzw. als Teil davon, als auch als eine ein- bzw.
auslaßseitige Schwingungsknoten von mechanischen Schwingungen des Rohrs 1 1 erzwingende Knotenplatte oder aber beispielsweise auch als Halterung des erwähnten Schwingungssensors 51 bzw. des ebenfalls vorgesehenen Schwingungssensor 52 dienen.
Wie in der Fig. 4 bzw. 5 schematisch jeweils dargestellt, ist jeder der beiden Temperatursensoren thermisch an das Rohr 1 1 gekoppelt, indem der Kopplungskörper 712 des Temperatursensors 71 die Mantelfläche 1 1# der Wandung des Rohrs 1 1 unter Bildung einer ersten Grenzfläche 1121 zweiter Art, nämlich einer Grenzfläche zwischen zwei festen Phasen, sowie der Kopplungskörper 722 des Temperatursensors 72 die Mantelfläche 1 1# der Wandung des Rohrs 1 1 unter Bildung einer zweiten Grenzfläche 1122 zweiter Art kontaktieren. Jede der beiden Grenzflächen 1121 , II22 weist dabei jeweils eine durch die konkrete Bauform des jeweiligen Kopplungskörpers 712 bzw. 722 bedingte, mithin vorgegebenen Flächeninhalt auf. Dementsprechend wirkt somit - wie auch in Fig. 7 anhand eines Ersatzschaltbildes für ein mittels einer Vielzahl diskreter Wärmewiderstände gebildeten Widerstandsnetzwerks vereinfacht dargestellt - einem aus einer zwischen der Grenzfläche 1121 zweiter Art und der ersten Temperaturmeßstelle herrschenden Temperaturdifferenz ΔΤ1
resultierenden, gleichwohl durch nämliche Grenzfläche 1121 insgesamt hindurchtretenden und weiter zur ersten Temperaturmeßstelle fließenden Wärmestrom Q1 ein mit der ersten
Temperaturmeßstelle thermisch leitend verbundener - hier nämlich vornehmlich durch
Wärmeleitung (Konduktion) bestimmter - erster Wärmewiderstand R1 (R1 = ΔΤ1 / Q1 ) entgegen, und wirkt somit einem aus einer zwischen der Grenzfläche II22 zweiter Art und der zweiten
Temperaturmeßstelle herrschenden Temperaturdifferenz ΔΤ2 resultierenden, gleichwohl durch nämliche Grenzfläche II22 insgesamt hindurchtretenden und weiter zur zweiten
Temperaturmeßstelle fließenden Wärmestrom Q2, ein mit der zweiten Temperaturmeßstelle thermisch leitend verbundener - hier ebenfalls vornehmlich durch Wärmeleitung
bestimmter - zweiter Wärmewiderstand R2 (R2 = ΔΤ2 / Q2) entgegen. Um eine möglichst gute thermische Ankopplung des Temperatursensors 71 wie auch des Temperatursensors 72 an die Wandung des Rohrs 1 1 zu erreichen, ist jeder der Wärmewiderstände R1 und R2 bzw. jeder der Temperatursensoren 71 , 72 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung so dimensioniert, daß jeder der Wärmewiderstände R1 und R2 jeweils kleiner als 1000 K / W, beispielsweise nämlich kleiner als 25 K / W ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden vorbezeichneten Wärmewiderstände R1 , R2 ferner so bemessen, daß insgesamt eine
Bedingung Rl = R2 erfüllt ist, daß nämlich beide Wärmewiderstände R1 , R2 gleichgroß eingerichtet sind.
Um zu erreichen, daß jeder der Temperatursensoren 71 , 72 - wie auch bei dem dem in Fig. 7 gezeigten Ersatzschaltbild zugrundeliegenden (statischen) Berechnungsmodell
angenommen - jeweils lediglich eine vergleichsweise geringe, mithin vernachlässigbare thermische Trägheit aufweist bzw. jede der beiden Meßstellentemperaturen 01 , 02 jeweils rasch allfälligen Änderungen jeweils einer ersten Rohrwandtemperatur On , nämlich einer von der Wandung des Rohrs 1 1 angenommenen örtliche Temperatur folgen kann, bzw. daß umgekehrt jede der beiden Meßstellentemperaturen nicht oder allenfalls in nur geringem Maße von einer
Änderungsgeschwindigkeit der Rohrwandtemperatur On , nämlich einer Geschwindigkeit, mit der die Rohrwandtemperatur zeitlich ändert, abhängig ist, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner vorgesehen, jeden der Kopplungskörper 712 und 722 jeweils so auszubilden, daß sowohl dem Kopplungskörper 712 als auch dem Kopplungskörper 722 im Ergebnis jeweils eine Wärmekapazität C1 bzw. C2 innewohnt, die kleiner als 2000 J / K; dies in vorteilhafter Weise ferner so, daß die Wärmekapazität C1 des ersten Kopplungskörpers 712 und die Wärmekapazität C2 des zweiten Kopplungskörpers 722 eine Bedingung <— < 1 erfüllt, und/oder daß zumindest der
1000 C2
Kopplungskörper 712 eine spezifische Wärmekapazität, die kleiner als 200 J / (kg · K), möglichst aber auch kleiner als 100 J / (kg · K), ist. Aufgrund des für Temperatursensoren der in Rede stehenden Art typischerweise angestrebten kompakten Aufbaus sowie der typischerweise verwendeten, nämlich thermisch gut leitfähigen Materialien besteht zudem auch ein enger
Zusammenhang zwischen Wärmewiderstand und Wärmekapazität des jeweiligen
Temperatursensors, derart, daß die jeweilige Wärmekapazität - mithin auch die vorbezeichnete Wärmekapazität C1 bzw. C2 - umso niedriger ausgebildet ist, je niedriger der jeweilige
Wärmewiderstand gewählt ist. Dementsprechend kann durch die Bemessung der
Wärmewiderstände R1 , R2 der Kopplungskörper 712 bzw. 722 in der vorbezeichneten Weise somit zugleich auch erreicht werden, daß jeder der Temperatursensoren 71 , 72 jeweils auch nur eine vergleichsweise geringe thermische Trägheit bezüglich der jeweiligen Rohrwandtemperatur On , O12 aufweist bzw. jede der beiden Meßstellentemperaturen 01 , 02 - wie angestrebt - jeweils rasch allfälligen Änderungen der jeweiligen Rohrwandtemperatur folgen kann, bzw. umgekehrt, daß jede der beiden Meßstellentemperaturen 01 , 02 nicht oder allenfalls in nur geringem Maße von einer Änderungsgeschwindigkeit der Rohrwandtemperatur, nämlich einer Geschwindigkeit, mit der die jeweilige Rohrwandtemperatur zeitlich ändert, abhängig ist.
Der zwischen der Innenfläche 1 00+ der Wandung des Wandler-Gehäuses 100 und den
Mantelflächen 1 1 #, 12# der Wandungen des Rohrs 1 1 bw. des des Rohrs 12 gebildete
Zwischenraum 100' ist ferner - wie bei Wandlervorrichtungen der in Rede stehenden Art durchaus üblich und wie in Fig. 4 bzw. 5 jeweils schematisch mittels punktierter Schraffur angedeutet - mit einem, beispielsweise eine spezifische Wärmeleitfähigkeit F von weniger als 1 W / (m · K) aufweisenden, Fluid FL2 zwecks Bildung eines das Rohr 1 1 umhüllenden Fluidvolumen gefüllt. Das im Zwischenraum 100' gehaltene Fluid FL2 bzw. das damit gebildete Fluidvolumen weist eine im weiteren als Rohrumgebungstemperatur 0FL2 bezeichnete, ggf. auch zeitlich veränderliche
Fluidtemperatur auf, die zumindest zeitweise von der Meßfluid-Temperatur OFLI um mehr als 1 K (Kelvin), insb. zumindest zeitweise um mehr als 5 K, abweicht. Dementsprechend sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Wandler-Gehäuse und das Rohr 1 1 dafür eingerichtet, nämliches Fluid FL2 im Zwischenraum 100' zu halten, derart, daß die dem
Zwischenraum 100' zugewandte Mantelfläche 1 1 # der Wandung des Rohrs 1 1 unter Bildung einer zweiten Grenzfläche 1112 erster Art von im Zwischenraum vorgehaltenem Fluid FL2 kontaktiert, mithin das Rohr an das im Zwischenraum 1 00' gebildete Fluidvolumen thermisch gekoppelt ist. Als Fluid FL2 kann beispielsweise Luft oder ein inertes Gas, wie z.B. Stickstoff oder ein Edelgas, insb. nämlich Helium, dienen. Im Ergebnis dessen sind auch eine dem Zwischenraum 100' zugewandte äußere Oberfläche des Temperatursensors 71 unter Bildung einer dritten Grenzfläche 111 3 erster Art (Grenzfläche zwischen einer fluiden und einer festen Phase) sowie eine dem Zwischenraum 100' gleichermaßen zugewandte äußere Oberfläche des Temperatursensors 72 unter Bildung einer vierten Grenzfläche 1114 erster Art von im Zwischenraum gehaltenem Fluid FL2 kontaktiert bzw. sind sowohl der Temperatursensor 71 als auch der Temperatursensor 72 an das im Zwischenraum 100' gebildete Fluidvolumen thermisch gekoppelt, derart, daß - wie auch in Fig. 7 schematisch dargestellt - einem aus einer zwischen der Grenzfläche 1113 erster Art und der ersten
Temperaturmeßstelle herrschenden Temperaturdifferenz ΔΤ3 resultierenden, nämlich von der ersten Temperaturmeßstelle insgesamt zur Grenzfläche 1113 fließenden, gleichwohl durch nämliche Grenzfläche 1113 insgesamt hindurchtretenden Wärmestrom Q3 ein mit der ersten
Temperaturmeßstelle thermisch leitend verbundener - hier nämlich durch Wärmeleitung wie auch an der Grenzfläche 1113 auftretende Wärmeströmung (Konvektion) bestimmter - dritter
Wärmewiderstand R3 (R3 = ΔΤ3 / Q3) und einem aus einer zwischen der Grenzfläche 1114 erster Art und der zweiten Temperaturmeßstelle herrschenden Temperaturdifferenz ΔΤ4 resultierenden, nämlich von der zweiten Temperaturmeßstelle insgesamt zur Grenzfläche 1114 fließenden, gleichwohl durch nämliche Grenzfläche 1114 insgesamt hindurchtretenden Wärmestrom Q4 ein mit der zweiten Temperaturmeßstelle thermisch leitend verbundener - hier ebenfalls durch
Wärmeleitung sowie an der Grenzfläche 1114 auftretende Wärmeströmung bestimmter - vierter Wärmewiderstand R4 (R4 = ΔΤ4 / Q4) entgegenwirken. Jeder der Wärmewiderstände R3 und R4 ist in vorteilhafter Weise so bemessen, daß er kleiner als 20000 K / W, insb. kleiner 10000 K / W, ist. Um eine im Vergleich zur thermischen Ankopplung an das Rohr 1 1 schwächere thermische Ankopplung des Temperatursensors 71 bzw. des Temperatursensors 72 an das im
Zwischenraum 100' gebildet Fluidvolumen zu erreichen, nicht zuletzt auch um zu erreichen, daß die damit jeweils erfaßte Meßstellentemperatur 01 bzw. 02 möglichst immun gegen - ggf. auch räumlich unterschiedlich ausfallende - schnelle zeitliche Änderungen der Rohrumgebungstemperatur i_2 ist, bzw. daß die Temperatursensoren 71 , 72 bezüglich der Rohrumgebungstemperatur 0FL2 möglichst eine größere thermische Trägheit als bezüglich der Rohrwandtemperatur On bzw. O12 aufweisen, ist der Temperatursensor 71 bzw. ist der Temperatursensor 72 nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner so ausgebildet, daß der Wärmewiderstand R3 bzw. der Wärmewiderstand R4 mehr als 500 K / W, insb. mehr als 5000 K / W, beträgt. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden vorbezeichneten Wärmewiderstände R3, R4 ferner so bemessen, daß insgesamt eine Bedingung R3 = R4 erfüllt ist, daß nämlich beide Wärmewiderstände R3, R4 gleichgroß eingerichtet sind.
Um auch den Wärmewiderstand R3 zum einen auf möglichst einfache Weise vorab bestimmen zu können, zum anderen aber auch nämlichen Wärmewiderstand R3 so auszubilden, daß dessen jeweilige Exemplare innerhalb eines Loses bzw. einer Serie von industriell gefertigten
Wandlervorichtungen der in Rede stehenden Art von Wandlervonchtung zu Wandlervonchtung auch eine möglichst geringen Streuung aufweisen, mithin die Wandlervorrichtung ingesamt gut reproduzierbar ist, kann der Temperatursensor 71 ferner einen dessen Temperaturfühler 71 1 thermisch mit dem im Zwischenraum gebildeten Fluidvolumen koppelnden dritten Kopplungskörper aufweisen, der nämliches Fluidvolumen unter Bildung der dritten Grenzfläche 1113 erster Art kontaktiert. Nämlicher Kopplungskörper kann zumindest anteilig, insb. nämlich überwiegend oder gänzlich, aus einem Material bestehen, von dem eine spezifische Wärmeleitfähigkeit größer als die spezifische Wärmeleitfähigkeit F des im Zwischenraum gehaltenen Fluids FL2 und/oder größer als 0, 1 W / (m · K) ist, und von dem eine spezifische Wärmekapazität kleiner als eine spezifische Wärmekapazität cpF des im Zwischenraum gehaltenen Fluids FL2 und/oder kleiner
als 2000 J / (kg · K), ist. In vorteilhafter Weise kann das Material des vorbezeichneten
Kopplungskörper abgestimmt auf das im Zwischenraum vorgehalten Fluid FL2 auch so gewählt sein, daß ein Verhältnis der spezifische Wärmeleitfähigkeit nämlichen Materials zur Wärmeleitfähigkeit F des im Zwischenraum gehaltenen Fluids FL2 größer als 0,2 ist, und/oder daß ein Verhältnis der spezifische Wärmekapazität nämlichen Materials zur Wärmekapazität cpF des im Zwischenraum gehaltenen Fluids FL2 kleiner als 1 ,5 ist. Der dritte Kopplungskörper kann - beispielsweise auch gänzlich - mittels eines auf dem Temperaturfühler 71 1 des Temperatursensors 71 applizierten, beispielsweise auch mit Metalloxid-Partikeln versetzten, Kunststoffs, wie z.B. einem Epoxidharz oder einem Silikon, gebildet sein. Alternativ oder in Ergänzung kann nämlicher dritter Kopplungskörper, ggf. auch gänzlich, mittels eines auf dem Temperaturfühler 71 1 applizierten Gewebeband , beispielsweise einem Glasfasergewebeband, bzw. auch mittels eines auf dem Temperaturfühler 71 1 applizierten Metallblech, wie z.B. einem Blechstreifen aus Edelstahl, gebildet sein. In gleicher Weise kann auch der Temperatursensor 72 mittels eines weiteren, nämlich einem dessen
Temperaturfühler 721 thermisch mit dem im Zwischenraum gebildeten Fluidvolumen koppelnden vierten Kopplungskörper gebildet sein, der das im Zwischenraum 100' gebildete Fluidvolumen unter Bildung der vierten Grenzfläche 1114 erster Art kontaktiert. Der vierte Kopplungskörper kann in vorteilhafter Weise zudem baugleich zu dem vorbezeichneten, den Temperaturfühler 71 1 thermisch an das im Zwischenraum 100' gebildete Fluidvolumen koppelnden dritten Kopplungskörper des
Temperatursensors 71 ausgebildet sein. I n entsprechender Weise ist auch innerhalb des Rohrs 1 1 , nämlich an der dessen Lumen zugewandten, mithin von im Lumen geführtem Fluid FL1
kontaktierten Innenfläche 1 1 + der Wandung nämlichen Rohrs eine fünfte Grenzfläche erster Art gebildet, wodurch im Ergebnis die Rohrwandtemperatur du des Rohrs 1 1 auch von der
Meßfluidtemperatur LI des momentan im Lumen des Rohrs 1 1 befindlichen Fluids FL1
mitbestimmt ist.
Jeder der vorbezeichneten Wärmewiderstände R1 , R2, R3 und R4 ist - wie bereits erwähnt - jeweils maßgeblich bzw. gänzlich durch Materialkennwerte, wie z. B. eine spezifische Wärmeleitfähigkeit λ, sowie Abmessungen des jeweiligen Kopplungskörpers bzw. der Wandung des Rohrs, wie z.B. eine für den jeweils hindurchfließend Wärmestrom jeweilige effektive Länge Lth des jeweiligen
Kopplungskörpers sowie einen Flächeninhalt Ath einer für nämlichen Wärmestrom jeweilige effektive Querschnittsfläche des jeweiligen Kopplungskörpers, beispielsweise nämlich der Flächeninhalt der jeweiligen Grenzflächen 1121 , II22, und/oder durch entsprechende Materialkennwerte der Wandung des Rohrs 1 1 bzw. des im Zwischenraum 100' vorgehaltenen Fluids FL2, mithin schon allein durch vorab zumindest näherungsweise bekannte, gleichwohl über einen längeren Betriebszeitraum im wesentlichen unveränderliche Parameter definiert. Somit kann jeder der
Wärmewiderstände R1 , R2, R3, R4 mittels nämlicher Parameter (λ, Ath, Uh) vorab ausreichend genau bestimmt, werden, beispielsweise durch experimentelle Messungen und/oder durch
Berechnungen. Beispielsweise kann nämlich basierend auf der bekannten Beziehung:
ein den Wärmewiderstand R1 bzw. R2 mitbestimmender - nämlich einen auf einen Wärmestrom aufgrund von Wärmeleitungsvorgängen bezogenen Temperaturabfall
repräsentierender - Wärmeleitwiderstand quantifiziert werden, beispielsweise nämlich für eine Einheit K / W (Kelvin pro Watt) berechnet werden. In Kenntnis der Materialkennwerte der zur Herstellung der Temperatursensoren jeweils tatsächlich verwendeten Materialen sowie der tatsächlichen Form und Abmessung der vorbezeichneten, mittels der Temperatursensoren gebildeten Grenzflächen 1113, 1114, 1121 , I I22 können auch die Widerstandswerte für die
vorbezeichneten, die Wärmewiderstande R1 , R2, R3, R4 jeweils mitbestimmenden
Wärmeübergangswiderstände ausreichend genau festgelegt bzw. ausreichend genau vorab ermittelt werden. Alternativ oder in Ergänzung können die Wärmewiderstande R1 , R2, R3, R4 bzw.
entsprechender Wärmewiderstandsverhältnisse beispielsweise auch mittels an der jeweiligen Wandlervorrichtung durchgeführten Kalibriermessungen experimentell ermittelt werden.
Um zum einen den Temperatursensor 71 mit möglichst geringer thermischer Trägheit bezüglich zeitlicher Änderungen der Rohrwandtemperatur des Rohrs 1 1 bereitzustellen, zum anderen auch aber auch eine möglichst gute thermische Ankopplung des Temperatursensors 71 an die Wandung des Rohrs auch bei möglichst kompakter Bauweise zu erreichen ist der Kopplungskörper 712 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zumindest anteilig - beispielsweise auch überwiegend oder gänzlich - aus einem Material, beispielsweise nämlich einem Wärmeleitkleber hergestellt, von dem eine spezifische Wärmeleitfähigkeit λ712 größer als eine spezifische
Wärmeleitfähigkeit λΡ des im Zwischenraum gehaltenen Fluids FL2 und/oder größer
als 1 W / (m · K) ist. In vorteilhafter Weise ist das Material des Kopplungskörpers 712 hierbei ferner so gewählt, daß ein Verhältnis λ712 / λΡ der spezifische Wärmeleitfähigkeit λ712 nämlichen Materials des Kopplungskörpers 712 zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit λΡ des im Zwischenraum gehaltenen Fluids FL2 größer als 2 ist, und/oder daß ein Verhältnis cp712 / cpF einer spezifische Wärmekapazität cp712 nämlichen Materials des Kopplungskörpers 712 zur Wärmekapazität cpF des im Zwischenraum gehaltenen Fluids FL2 kleiner als 1 ,5 ist, insb. derart, daß die spezifische Wärmekapazität cp712 kleiner als eine spezifische Wärmekapazität cpF des im Zwischenraum vorgehaltenen Fluids ist. Darüberhinaus kann auch der Kopplungskörper 722 des
Temperatursensors 72 zumindest teilweise (oder auch gänzlich) aus dem gleichen Material wie der Kopplungskörper 712 des Temperatursensors 71 hergestellt sein, um eine gleichermaßen geringe thermische Trägheit des Temperatursensors 72 bezüglich zeitlicher Änderungen der
Rohrwandtemperatur des Rohrs 1 1 bereitzustellen und um eine gleichermaßen gute thermische Ankopplung des Temperatursensors 72 an die Wandung des Rohrs 1 1 zu erreichen. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der erste Temperatursensor und der zweite Temperatursensor baugleich sind, daß nämlich sowohl die dafür jeweils sowohl die verwendeten Temperaturfühler und Kopplungskörper als auch die thermische Ankopplung der vorbezeichneten Komponenten untereinander bzw. an das Rohr und das im Zwischenraum vorgehaltene Fluid im wesentlichen gleich sind.
Zwecks der Verarbeitung bzw. Auswertung der vorbezeichneten, mittels der Wandlervorrichtung generierten Meßsignale ist die Meß- und Betriebs-Elektronik ME, wie auch in Fig. 3 schematisch dargestellt, sowohl mit jedem der wenigstens zwei Schwingungssensoren 51 , 52 als auch mit jedem der zwei Temperatursensoren 71 , 72 wie auch mit dem wenigstens einen Schwingungserreger 41 jeweils elektrisch verbunden, beispielsweise jeweils mittels entsprechender Anschlußdrähte.
Zwecks einer Reduzierung des Aufwandes für die elektrische Verbindung der Temperatursensoren der Wandlervorrichtung mit der Meß- und Betriebs-Elektronik ME bzw. zwecks Ermöglichen einer einfachen Verkabelung der Meß- und Betriebs-Elektronik ME mit nämlichen Temperatursensoren weist die Meß- und Betriebs-Elektronik ME, wie auch in Fig. 6 nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung einen Multiplexer mit wenigstens zwei Signaleingängen sowie wenigstens einem Signalausgang sowie einen, beispielsweise eine nominelle Auflösung von mehr als 16 Bit aufweisenden und/oder mit einer mehr als 1000 s" betragenden Abtastrate getakteten,
Analog-zu-Digital-Wandler ADC mit wenigstens einem Signaleingang und wenigstens einem
Signalausgang auf. Nämlicher Multiplexer MUX ist im besonderen dafür eingerichtet, wahlweise, beispielsweise nämlich zyklisch, einen von dessen Signaleingängen auf den Signalausgang durchzuschalten, derart, daß ein am jeweils durchgeschalteten Signaleingang anliegendes Signal an den Signalausgang weitergeführt ist, während der Analog-zu-Digital-Wandler ADC dafür eingerichtet ist, ein an nämlichem Signaleingang anliegendes analoges Eingangssignal mit einer - beispielsweise nämlich mehr als 1000 s" betragenden - Abtastrate fA und mit einer digitalen
Auflösung N - beispielsweise von mehr als 16 Bit - in ein nämliches Eingangssignal
repräsentierendes digitales Ausgangssignal umzusetzen und am Signalausgang bereitzustellen. Wie auch Fig. 6 angedeutet, sind zudem der wenigstens eine Signalausgang des Multiplexers und der wenigstens eine Signaleingang des Analog-zu-Digital-Wandlers miteinander elektrisch gekoppelt und sind der Temperatursensor 71 und der Temperatursensor 72 jeweils mit dem Multiplexer MUX elektrisch verbundenen, derart, daß das Temperaturmeßsignal Θ1 an einem ersten Signaleingang des Multiplexers MUX und daß das Temperaturmeßsignal Θ2 an einem zweiten Signaleingang des Multiplexers MUX anliegen. Im Ergebnis repräsentiert das Ausgangssignal des
Analog-zu-Digital-Wandlers ADC im Betrieb zeitweise genau eines der beiden
Temperaturmeßsignale Θ1 , Θ2. Desweiteren kann die Meß- und Betriebs-Elektronik ME ferner dafür eingerichtet sein, den Wandlertemperatur-Meßwert unter Verwendung nämlichen, eines der beiden Temperaturmeßsignale Θ1 , Θ2 repräsentierenden Ausgangssignals des
Analog-zu-Digital-Wandlers ADC zu generieren.
Die Meß- und Betriebs-Elektronik ME ist desweiteren dafür eingerichtet, ein die
Erregeranordnung E, beispielsweise nämlich deren wenigstens einen Schwingungserreger 41 , treibendes- beispielsweise auf eine vorgegebenen Spannungshöhe und/oder auf eine vorgegebene Stromstärke und/oder auf eine vorgegebene Frequenz geregeltes - Erregersignal e zu generieren, das das eine Anregungsfrequenz, nämlich eine der Nutzfrequenz entsprechende Signalfrequenz, aufweist, bzw. zum Bewirken mechanischer Schwingungen des Rohrs 1 1 mittels nämlichen elektrischen Erregersignals e1 elektrische Leistung in den wenigstens Schwingungserreger 41 einzuspeisen. Nämliches Erregersignals e1 dient im besonderen dazu, den wenigstens einen Schwingungserreger kontrolliert zumindest mit der für das Anregen bzw. Aufrechterhalten der Nutzschwingungen benötigten elektrischen Leistung zu speisen, kann dementsprechend eine einer (momentanen) Resonanzfrequenz des Nutzmodes, mithin der Nutzfrequenz entsprechende Signalfrequenz aufweisen. Beispielsweise kann das Erregersignal e gleichzeitig auch eine Vielzahl von sinusförmigen Signalkomponenten mit voneinander verschiedener Signalfrequenz aufweisen, von denen eine - etwa eine zumindest zeitweise hinsichtlich einer Signalleistung
dominierende - Signalkomponente die der Nutzfrequenz entsprechende Signalfrequenz aufweist. Darüberhinaus ist die Erregeranordnung E dafür eingerichtet ist, angesteuert von nämlichem Erregersignal e, mechanische Schwingungen des wenigstens einen Rohrs 1 1 anzuregen bzw. aufrecht zu erhalten. Der wenigstens eine Schwingungserreger wandelt dabei eine mittels des elektrischen Erregersignals eingespeiste elektrische Erregerleistung in, z.B. pulsierende oder harmonische, nämlich im wesentlichen sinusförmige, Erregerkräfte, die entsprechend auf das Rohr einwirken und somit die gewünschten Nutzschwingungen aktiv anregen. Die - durch Wandlung von in den Schwingungserreger eingespeister elektrischer Erregerleistung schlußendlich generierten - Erregerkräfte können dabei in dem Fachmann an und für sich bekannter Weise, nämlich mittels einer in der Meß- und Betriebs-Elektronik ME vorgesehenen, das Erregersignal anhand von Signalfrequenz und Signalamplitude des wenigstens einen Sensorsignals ein- und über einen Ausgangskanal bereitstellenden Treiberschaltung entsprechend erzeugt werden. Zum Ermitteln der momentanen Resonanzfrequenz des Nutzmodes bzw. zum Einstellen der der Nutzfrequenz entsprechenden Signalfrequenz für das Erregersignal kann in der Treiberschaltung beispielsweise eine digitalen Phasen-Regelschleife (PLL -phase locked loop) vorgesehen sein, während eine einen Betrag nämlicher Erregerkräfte bestimmende Stromstärke des Erregersignals beispielsweise mittels eines entsprechenden Stromreglers der Treiberschaltung passend eingestellt werden kann. Die Meßgerät-Elektronik ME kann hier z.B. auch dafür ausgestaltet sein, das Erregersignal in der Weise zu regeln, daß die Nutzschwingungen eine gleichbleibende, mithin auch von der Dichte p bzw. auch der Viskosität η des jeweils zu messenden Mediums weitgehend unabhängige Amplitude aufweisen. Zum Generieren des vorbezeichneten Erregersignals kann - wie bei solchen Meß- und Betriebs- Elektroniken durchaus üblich bzw. wie auch in Fig. 2 angedeutet - in der Meß- und
Betriebs-Elektronik ME ferner eine entsprechende, beispielsweise nämlich als eigenständiges Elektronik-Modul ausgebildete, Treiber-Schaltung Exc vorgesehen sein. Der Aufbau und die Verwendung vorgenannter Phasenregel-Schleifen zum aktiven Anregen von Vibrationselementen der in Rede stehenden Art auf einer momentanen Resonanzfrequenz ist z.B. in der US-A 48 01 897 ausführlich beschrieben. Selbstverständlich können auch andere für das Einstellen der
Erregerenergie bzw. der Erregerleistung geeignete, dem Fachmann an und für sich, beispielsweise auch aus eingangs erwähnten US-A 48 01 897, US-A 50 24 104, bzw. US-A 63 1 1 136, bekannte Treiberschaltungen verwendet werden.
Die Meß- und Betriebs-Elektronik ME ist desweiteren auch dafür eingerichtet, die beiden
Schwingungsmeßsignale s1 , s2 wie auch die beiden Temperaturmeßsignale Θ1 , Θ2 zu empfangen und zu verarbeiten sowie unter Verwendung sowohl jedes der beiden Schwingungssignal s1 , s2 als auch jedes der Temperaturmeßsignale Θ1 , Θ2 einen Massendurchfluß-Meßwert Xm, nämlich einen eine Massendurchflußrate, m, eines durch das Rohr 1 1 und/oder durch das Rohr 12 strömenden
Fluids repräsentierenden Meßwert (xx -» xm), bzw. eine Massendurchfluß-Sequenz Xm, nämlich eine Folge solcher zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Massendurchflußrate, m, des Fluids momentan repräsentierenden Massendurchfluß-Meßwerten xm,i, zu generieren. Dafür kann - wie bei solchen Meß- und Betriebs-Elektroniken durchaus üblich bzw. wie auch in Fig. 2 angedeutet - in der Meß- und Betriebs-Elektronik ME ferner eine entsprechende, ggf. auch mit der vorbezeichneten Treiber-Schaltung Exc elektrisch verbundene, beispielsweise auch als eigenständiges
Elektronik-Modul ausgbildete und/oder wenigstens einen Mikroprozessor aufweisende, Meß- und Auswerte-Schaltung μθ vorgesehen sein. Beim erfindungsgemäßen Meßsystem ist die Meß- und Betriebs-Elektronik ME im besonderen dafür vorgesehen bzw. eingerichtet, die vorbezeichneten Massendurchfluß-Meßwerten xm,i so zu generieren, daß zumindest für eine
Referenz-Massendurchflußrate mref, nämlich eine vorgegebene Massendurchflußrate eines durch die Wandlervorrichtung strömenden Referenz-Fluids, beispielsweise nämlich eine Flüssigkeit oder ein Gas, die Massendurchfluß-Meßwerte xm,i (xm,i -» xm,ref) von der vorbezeichneten
Temperaturdifferenz Δ& zwischen den beiden Temperatur-Meßstellen unabhängig sind; dies im besonderen in der Weise, daß nämlich für zumindest eine von Null verschiedene, gleichwohl konstante Referenz-Massendurchflußrate mref zeitlich aufeinanderfolgend ermittelte
Massendurchfluß-Meßwerte xm,i (xm,i -» xm,ref) auch bei unterschiedlichen - insb. nämlich mehr als 1 K betragenden und/oder weniger als 10 K betragenden und/oder im zeitlichen Verlauf mit einer Spannweite von mehr als 1 K streuenden und/oder mit einer Änderungsgeschwindigkeit von mehr als 0,05 K/s zeitlich ändernden -Temperaturdifferenzen Δ& um nicht mehr als 0,01 % nämlicher Referenz-Massendurchflußrate mref voneinander abweichen, und/oder daß nämlich jeweils im Falle einer nicht von Fluid durchströmten Wandlervorrichtung zeitlich aufeinanderfolgend ermittelte Massendurchfluß-Meßwerte xm,i (xm,i -» xm,ref) auch bei unterschiedlichen - insb. mehr als 1 K betragenden und/oder weniger als 10 K betragenden und/oder im zeitlichen Verlauf mit einer Spannweite von mehr als 1 K und/oder weniger als 10 K streuenden und/oder mit einer
Änderungsgeschwindigkeit von mehr als 0,05 K/s zeitlich ändernden - Temperaturdifferenzen weniger als 0,01 kg/h betragen bzw. weniger als 0,01 kg/h voneinander abweichen.
Die vorbezeichnete Referenz-Massendurchflußrate mref kann beispielsweise während einer
(Naß-)Kalibrierung des Meßsystems mit dem Referenz-Fluid unter Verwendung eines geeichten Referenz-Meßsystems eingestellt werden, beispielsweise vor dessen Auslieferung auf einer Kalibrieranlage des Herstellers und/oder aber auch, wie u.a. auch in der eingangs erwähnten WO-A 02/097379 gezeigt, in Einbaulage vor Ort. Für den vorbezeichneten Fall, daß das
Referenz-Fluid mi einer von Null verschiedenen Referenz-Massendurchflußrate mref durch die Wandlervorrichtung strömen gelassen wird, kann die Fluidströmung in vorteilhafter Weise, nicht zuletzt zwecks Etablierung der vorbezeichneten Temperaturdifferenz, laminar ausgebildet sein bzw. kann das Referenz-Fluid in vorteilhafter Weise mit einer Reynolds-Zahl (Re) von weniger als 1000 durch die Wandlervorrichtung hindurch strömen gelassen werden. Bei der vorbezeichneten
Referenz-Massendurchflußrate mref kann es sich demnach beispielsweise um eine nicht mehr als 1 kg/h betragende und/oder konstant gehaltene Massendurchflußrate handeln. Beispielsweise kann die Referenz-Massendurchflußrate mref aber auch Null betragen, so daß die dafür ermittelten Massendurchfluß-Meßwerte xm,i (xm,i -» Xm.ref -» Xm.zERo) einen Skalen-Nullpunkt der Meß- und Betriebs-Elektronik ME repräsentieren. Bei dem Referenz-Fluid kann es sich in vorteilhafter Weise, nicht zuletzt zwecks Etablierung der vorbezeichneten Temperaturdifferenz, beispielsweise um ein Gas oder eine Flüssigkeit mit einer spezifische Wärmekapazität c ,ref handeln, die mehr als
1 kJ-kg"1-K"1 und/oder weniger als 4,2 kJ-kg"1-K"1 beträgt, und/oder um ein solches Fluid handeln, das mit einer Fluidtemperatur von nicht weniger als 20°C in das Rohr 1 1 bzw. die damit gebildete Wandlervorrichtung eingeleitet ist. Das Referenz-Fluid kann demnach beispielsweise ein Öl, insb. mit einer Viskosität von mehr als 10"2 Pa s (Pascalsekunde) sein. Besonders ausgeprägte
Temperaturdifferenzen Δ& können hierbei festgestellt werden, falls die jeweilige
Referenz-Massendurchflußrate mref in Abhängigkeit von einem Betrag |D| des in Sl-Basiseinheit für Länge (m = Meter) angegebenen angegebenen Nennweite der Wandlervorrichtung weniger als |D|-10000 kg/h beträgt. Referenz-Fluid kann aber beispielsweise auch Wasser oder
beispielsweise auch Luft sein, wobei in diesem Fall nennenswerte Temperaturdifferenzen Δ& bereits für Referenz-Massendurchflußraten mref von weniger als |D|-1000 kg/h etabliert werden können. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Betriebs-Elektronik ME dafür eingerichtet ist, die Massendurchfluß-Meßwerte xm,i basierend auf folgender, nämlich
N Temperaturdifferenz-Koeffizienten Kj enthaltenden Polynomfunktion zu ermitteln:
m,ref c, (A^)j = C, (ö\ - 32y mit j = 0, l, 2,...N
j=o j=o (2)
bzw. die Massendurchfluß-Meßwerte xm,i so zu ermitteln, daß ein für die
Referenz-Massendurchflußrate mref ermittelter Massendurchfluß-Meßwert xm,ref zumindest eine nämlicher Polynomfunktion entsprechende Bedingung erfüllt. Im besondern kann die Meß- und Betriebs-Elektronik ME eingerichtet sein, vorbezeichnete Massendurchfluß-Meßwerte xm,i so zu ermitteln, daß im Falle einer nicht von Fluid durchströmten Wandlervorrichtung bzw. eines nicht von Fluid durchströmten ersten Rohrs zeitlich aufeinanderfolgend ermittelte, insb. jeweils einem eine Massendurchflußrate m von Null (mref = 0) entsprechenden Skalen-Nullpunkt xm,zERo der Meß- und Betriebs-Elektronik ME repräsentierende, Massendurchfluß-Meßwerte xm,i (xm,i -» Xm.zERo) eine Bedingung:
C0 -Ä^ + ^Kr (Ä^)j = C0 -Ä^ + ^Kr (51 - 52)j < 0,01 kg/h mit j = 0, l, 2,...N
j=o j=o _ (3)
insb. nämlich eine Bedingung: C0 -Ä^ + Kr (Ä^)j = C0 -Ä^ + Kr (51- 52)j « 0 (4)
j=o j=o
erfüllen. Nämliche Temperaturdifferenz-Koeffizienten Kj können für das jeweilige Meßsystem vorab experimentell - etwa im Zuge der vorbezeichneten (Naß-)Kalibrierung des Meßsystems durch Einmessen des jeweiligen Meßsystems bei verschiedenen Temperaturdifferenzen und/oder verschiedenen (Referenz-)Masssendurchflußraten und/oder durch rechnerbasierte Simulationen - bestimmt werden, beispielsweise durch Anpassung der Polynomfunktion bzw. deren
Temperaturdifferenz-Koeffizienten Kj an experimentell ermittelte Meß- und/oder Simulationsdaten, etwa nach der Methode der kleinsten Quadrate (KQ-Methode). Weiterführende Untersuchungen haben hierbei ergeben, daß für zahlreiche Anwendung die Anzahl der
Temperaturdifferenz-Koeffizienten in der vorbezeichneten Polynomfunktion ohne weiteres auf N<3 bzw. ein Polynomgrad dementsprechend auch auf zwei oder eins limitiert werden kann. Zudem konnte ferner festgestellt werden, daß es für die allermeisten Wandlervorrichtungen bzw.
Wandlervorrichtungstypen genügen kann, die zunächst für eine einzelne Wandlervorrichtung stellvertretend experimentell ermittelten Temperaturdifferenz-Koeffizienten Kj der Polynomfunktion auf andere, baugleiche Wandlervorrichtungen zu übertragen, so daß nämliche baugleiche
Wandlervorrichtungen einhergehend mit einer beträchtlichen Reduzierung des Kalibrieraufwandes bezüglich der Polynomfunktion nicht mehr erneut eingemessen werden müssen.
Nicht zuletzt zwecks Umsetzung der vorbezeichneten Polynomfunktion ist die Meß- und
Betriebs-Elektronik ME nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner dafür eingerichtet, unter Verwendung sowohl des Temperaturmeßsignals Θ1 als auch des Temperaturmeßsignals Θ2 eine Temperaturdifferenz-Sequenz XAs,i, nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Temperaturdifferenz Δ& repräsentierenden Temperaturdifferenz-Meßwerten xAs,i zu generieren, und/oder ist die Meß- und Betriebs-Elektronik ME eingerichtet, unter Verwendung sowohl des Schwingungssignals s1 als auch des Schwingungssignals s2 in dem Fachmann an und für sich bekannter weise eine Phasendifferenz-Sequenz χΔφ,ί, nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Phasendifferenz Δφ repräsentierenden (konventionellen) Phasendifferenz-Meßwerten χΔφ,ί zu generieren. Unter Verwendung sowohl der
Phasendifferenz-Sequenz ΧΔφ,ί als auch der Temperaturdifferenz-Sequenz XAs,i kann die
vorbezeichnete Massendurchfluß-Sequenz Xm fortlaufend generiert werden, beispielsweise basierend auf einer der vorbezeichneten Polynomfunktion entsprechenden Berechnungsvorschrift:
Figure imgf000042_0001
Die Berechnung des jeweiligen (momentanen) Temperaturdifferenz-Meßwerts kann z.B. in der Weise erfolgen, daß mittels der Meß- und Betriebs-Elektronik ME in zeitlichen Abständen sowohl anhand des Temperaturmeßsignals Θ1 ein die Meßstellentemperatur 01 repräsentierender erster Meßstellentemperatur-Meßwert als auch anhand des Temperaturmeßsignals Θ2 ein die
Meßstellentemperatur 02 repräsentierender zweiten Meßstellentemperatur-Meßwert generiert werden, und daß nämlicher Temperaturdifferenz-Meßwert xAs einer einfachen numerischen
Subtraktion nämlicher beider aktuell ermittelten Meßstellentemperatur-Meßwerte entspricht.
Zusätzlich dazu kann die Meß- und Betriebs-Elektronik ME ferner auch dafür eingerichtet sein, unter Verwendung der Temperaturdifferenz-Sequenz XAs,i eine Funktionstüchtigkeit der
Wandlervorrichtung, insb. nämlich eine Funktionstüchtigkeit des Rohrs 1 1 , zu überwachen;
beispielsweise kann mittels der Meß- und Betriebs-Elektronik ME Meß- und Betriebs-Elektronik unter Verwendung der Temperaturdifferenz-Sequenz XAs,i diagnostizieren werden, ob bzw. daß das Rohre 1 1 bzw. die damit gebildete die Wandlervorrichtung einen gegenüber einem ursprünglichen Strömungswiderstand veränderten Strömungswiderstand aufweist bzw. unter Verwendung der Temperaturdifferenz-Sequenz XAs,i ggf. auch einen Alarm zu generieren, der eine nur noch eingeschränkte Funktionstüchtigkeit der Wandlervorrichtung signalisiert, beispielsweise nämlich infolge vorbezeichneten veränderten Strömungswiderstands des Rohrs 11 .
Die Meß- und Betriebs-Elektronik ME ist nach eine weiteren Ausgestaltung der Erfindung desweiteren dafür eingerichtet, unter Verwendung sowohl des Temperaturmeßsignals Θ1 als auch des Temperaturmeßsignals Θ2 (wiederkehrend) einen Wandlertemperatur-Meßwert X® zu generieren, der eine Wandlervorrichtungstemperatur OMW repräsentiert, die sowohl von der Meßstellentemperatur 01 als auch von der Meßstellentemperatur 02, aber auch von der vorbezeichneten Temperaturdifferenz Δ0 abweicht, derart, daß ein Betrag nämlichen
Wandlertemperatur-Meßwerts X© einem - beispielsweise gemäß der Formel:
a + ß
berechneten - gewichteten Mittel der Meßstellentemperaturen 01 , 02 entspricht. Die Berechnung des Wandlertemperatur-Meßwerts X© kann z.B. in der Weise erfolgen, daß zunächst mittels der sowohl anhand des Temperaturmeßsignals Θ1 einen die Meßstellentemperatur 01
repräsentierenden ersten Meßstellentemperatur-Meßwert Xi als auch anhand des
Temperaturmeßsignals Θ2 einen die Meßstellentemperatur 02 repräsentierenden zweiten
Meßstellentemperatur-Meßwert X2 generiert werden, und daß nämlicher
Wandlertemperatur-Meßwert gemäß einer von den Meßstellentemperatur-Meßwerten Xi , X2 sowie von vorab ermittelten und in der Meß- und Betriebs-Elektronik ME abgespeicherten numerischen Festwerten α, ß abhängigen Berechnungsvorschrift:
X@ = α · Χθ1 + ß · Χθ2 bzw. (6)
Figure imgf000043_0001
ermittelt wird. Bei Verwendung von gleichzeitig lediglich zwei basierend auf den
Temperaturmeßsignalen ermittelten Meßstellentemperatur-Meßwerten können die in
vorbezeichneter Bedingung enthaltenen Festwerte α, ß in vorteilhafter Weise auch so gewählt sein, daß sie im Ergebnis die Bedingung α + ß = 1 erfüllt ist; dies im besonderen auch derart, daß die Bedingung α = ß = 0,5 erfüllt ist, mithin die Meßstellentemperaturen 01 , 02 mit jeweils gleichem Gewicht in das Meßergebnis eingehen bzw. der Wandlertemperatur-Meßwert X® einem
arithmetischen Mittelwert 0,5 · (51 + 32) der Meßstellentemperaturen 01 , 02 entspricht. Für den erwähnten Fall, daß die zwei Temperatursensoren 71 , 72 baugleich sind und daß der Aufbau der Temperatursensoranordnung der Wandlervorrichtung achsensymmetrisch bezüglich der vorbezeichneten gedachten Symmetrieachse ist, repräsentiert der
Wandlertemperatur-Temperaturmeßwert X® dementsprechend eine mittlere
Rohrwandtemperatur <9U des Rohrs 11. Falls erforderlich, können die Festwerte α, ß hierfür aber auch unter Abwandlung der vorbezeichneten Bedingung α = ß = 0,5 so definiert
sein - beispielsweise nämlich anhand von entsprechenden Kalibrationsmessungen an der
Wandlervorrichtung feinjustiert werden -, daß der dadurch schlußendlich ermittelte
Wandlertemperatur-Meßwert zumindest tatsächlich nämlicher mittlerer Rohrwandtemperatur <9U des Rohrs 11 genauer entspricht als bei Anwendung nämlicher Bedingung α = ß = 0,5.
Für den anderen erwähnten Fall, daß das Meßsystem ferner auch dafür vorgesehen ist, die
Meßfluidtemperatur u zu messen, ist die Meß- und Betriebs-Elektronik ME ferner dafür eingerichtet, basierend auf den beiden Temperaturmeßsignalen Θ1, Θ2 gelegentlich auch einen Meßfluidtemperatur-Meßwert xs zu ermitteln, der nämliche Meßfluidtemperatur u repräsentiert. Der Meßfluidtemperatur-Meßwert xs kann z.B. auf sehr einfache Weise unter Verwendung einer gegenüber einer der vorbezeichneten Berechnungsvorschriften (5), (6) lediglich um einen, beispielsweise fest vorgegebenen, Koeffizienten KFL ergänzte Berechnungsvorschrift.
X0,FL = α · Χθ1 + ß · Χθ2 + KFL (8) bzw.
α + ß ermittelt werden, wobei nämlicher Koeffizienten KFL eine Temperatur-Differenz zwischen der gemessenen Wandlervorrichtungstemperatur &MW und der zugleich auftretenden
Meßfluidtemperatur LI , insb. eine sich bei in thermischem Equilibrum befindlicher
Wandlervorrichtung stets einstellende stationäre, mithin vorab bestimmbare Temperatur-Differenz, repräsentiert.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Betriebs-Elektronik ME ferner dafür eingerichtet, unter Verwendung des Temperaturmeßsignals Θ1 , gleichwohl nicht des
Temperaturmeßsignals Θ2 bzw. unter Verwendung des Temperaturmeßsignals Θ2, gleichwohl nicht des Temperaturmeßsignals Θ1 einen Hilfstemperaturmeßwert X©,MW* ZU generieren, der die
Wandlervorrichtungstemperatur zumindest näherungsweise repräsentiert. Dadurch kann beispielsweise auch für den Fall, daß genau einer der beiden Temperatursensoren 71 , 72 defekt und/oder von der Meß- und Betriebs-Elektronik ME getrennt ist, etwa durch Bruch einer der vorbezeichneten Anschlußleitungen, trotzdem ein Meßwert für Wandlervorrichtungstemperatur ermittelt und anstelle des Wandlertemperatur-Meßwerts X©,MW ersatzweise ausgegeben werden. Darüberhinaus kann die Meß- und Betriebs-Elektronik ME ferner dafür auch eingerichtet sein, unter Verwendung des Temperaturmeßsignals Θ1 , gleichwohl nicht des Temperaturmeßsignals Θ2 bzw. unter Verwendung des Temperaturmeßsignals Θ2, gleichwohl nicht des Temperaturmeßsignals Θ1 einen (weiteren) Hilfstemperaturmeßwert X©,FL* ZU generieren, der die
Meßfluidtemperatur zumindest näherungsweise repräsentiert, sowie nämlichen
Hilfstemperaturmeßwert X©,FL* ggf. anstelle des Meßfluidtemperatur-Meßwerts X©,FL ersatzweise auszugegeben. Alternativ oder in Ergänzung kann die Meß- und Betriebs-Elektronik ME zudem dafür eingerichtet sein, den vorbezeichneten Defekt eines der Temperatursensoren 71 , 72 bzw. die vorbezeichnete Trennung eines der Temperatursensoren 71 , 72 von der Meß- und
Betriebs-Elektronik ME zu detektieren und ggf. zu vermelden, beispielsweise in Form einer
Wartungsmeldung.
Darüberhinaus kann das meßsystem, wie bereits erwähnt, ferner auch dafür eingerichtet sein, etwa basierend auf einer Nutzsignalkomponente zumindest eines der Schwingungssignale und/oder basierend auf dem Erregersignal, eine Dichte und/oder eine Viskosität des Mediums zu messen. Dafür ist die Meß- und Betriebs-Elektronik ME nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner eingerichtet, unter Verwendung zumindest eines der Schwingungssignals s1 , s2
wiederkehrend einen Frequenzmeßwert Xf zu generieren, der eine Frequenz von mechanischen Schwingungen des Rohrs 1 1 repräsentiert; dies im besonderen in der Weise, daß anhand des Schwingungssignals eine Nutzfrequenz, nämlich eine von der zu messenden Meßgröße abhängigen Schwingfrequenz der Nutzschwingungen ermittelt wird und der Frequenzmeßwert Xf nämliche
Nutzfrequenz repräsentiert. Als Nutzfrequenz kann - wie bereits erwähnt und wie bei vibronischen Meßsystemen der in Rede stehenden Art durchaus üblich - eine der den Fluid führenden Rohren jeweils innewohnende Resonanzfrequenzen gewählt sein, beispielsweise nämlich eine
Resonanzfrequenz eines Biegeschwingungsgrundmodes der Rohre. Darüberhinaus ist die
Meß- und Betriebs-Elektronik ME nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dafür eingerichtet, wenigstens einen weiteren Meßwert unter Verwendung zumindest des
Frequenzmeßwerts zu generieren. Nämlicher mittels des Frequenzmeßwerts Xf generierter Meßwert kann beispielsweise ein die Dichte p des Fluids FL1 repräsentierender Dichte-Meßwert xp und/oder ein die Viskosität η des Fluids FL1 repräsentierender Viskositäts-Meßwert χη sein. Die Meß- und Betriebs-Elektronik ME ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner dafür eingerichtet, auch den wenigstens einen Dichte-Meßwert XP und/oder den wenigsten einen
Viskositäts-Meßwert χη unter Verwendung sowohl des mittels der Wandlervorrichtung generierten Temperaturmeßsignals Θ1 als auch zumindest des mittels der Wand lervorrichtung generierten Temperaturmeßsignals Θ2 zu generieren.
Zum Kompensieren von durch das schwingende Rohr 1 1 allfällig generierten, ggf. auch
dichteabhängigen Querkräften kann die Wandlervorichtung ferner einen im Betrieb ebenfalls, beispielsweise nämliche gegengleich zu den vorbezeichneten Nutzschwigungen,
vibrierengelasssenen Gegenschwinger aufweisen. Nämlicher Gegenschwinger kann beispielsweise mittels einer massiven Stange oder Platte oder beispielsweise auch mittels eines dem Rohr 1 1 baugleichen und/oder zum Rohr 1 1 parallelen Rohrs gebildet sein. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Wandlervorrichtung mit wenigstens einem ein von einer Wandung umhülltes Lumen 12' aufweisenden, beispielsweise zumindest abschnittsweise gekrümmten und/oder zumindest abschnittsweise geraden zweiten Rohr 12 ausgestattet. Nämliches Rohr 12 erstreckt sich, wie u.a. auch in Fig. 2 angedeutet, von einem einlaßseitigen ersten Ende 12a bis zu einem auslaßseitigen zweiten Ende 12b. Das Rohr 12 kann - wie auch in den Fign. 2, 3a oder 3b angedeutet bzw. wie aus der Zusammenschau ohne weiteres ersichtlich - dem Rohr 1 1 baugleich und/oder zum ersten Rohr 1 1 parallel angeordnet sein. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist nämliches Rohr 12 ferner dafür vorgesehen bzw. eingerichtet, zumindest von einem Teilvolumen des Fluids FL1 , ausgehend vom Ende 12a in Richtung des Endes 12b durchströmt und währenddessen vibrieren gelassen zu werden; dies im besonderen in der Weise, daß jedes der - beispielsweise baugleichen - Rohre 1 1 , 12 simultan und/oder gegengleich vibrieren gelassen ist. Die wenigstens zwei Rohre 1 1 , 12 können beispielsweise unter Bildung von seriellen
Strömungspfaden miteinander fluidleitend verbunden sein, derart daß das Rohr 1 1 mit seinem zweiten Ende 1 1 b an das erste Ende 12a des Rohrs 12 angeschlossen ist. Die Rohre 1 1 , 12 können aber auch - wie bei Wandlervorrichtungen der in Rede stehenden Art durchaus
üblich - unter Bildung von zwei parallelen Strömungspfaden miteinander fluidleitend verbunden sein. Dafür umfaßt die Wandlervorrichtung nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner einen einlaßseitigen ersten Strömungsteiler 20i sowie einen auslaßseitigen zweiten Strömungsteiler 2O2, wobei sowohl das zweite Rohr 1 1 als auch das Rohr 12 unter Bildung strömungstechnisch parallel geschalteter Strömungspfade an die, beispielsweise auch baugleichen, Strömungsteiler 20i, 2O2 angeschlossen sind, derart, daß das Rohr 1 1 mit dessen Ende 11 a in eine erste
Strömungsöffnung 20-IA des Strömungsteilers 20i und mit dessen Ende 1 1 b in eine erste
Strömungsöffnung 2O2A des Strömungsteilers 2O2 mündet, und daß das Rohr 12 mit dessen
Ende 12a in eine zweite Strömungsöffnung 20-IB des Strömungsteilers 20i und mit dessen Ende 12b in eine zweite Strömungsöffnung 2O2B des Strömungsteilers 2O2 mündet. Für diesen Fall kann auf das Anbringen weiterer Temperatursensoren auch am Rohr 12 ggf. auch verzichtet werden, so daß die Wand lervorrichtung außer den beiden Temperatursensoren 71 , 72 auch keine weiteren an einem der Rohre 1 1 , 12 angebrachten Temperatursensoren aufzuweisen braucht bzw. aufweist. Für den anderen vorbezeichneten Fall, daß die Rohre 1 1 , 12 innerhalb eines Wandler-Gehäuses 100 untergebracht sind können sowohl der Strömungsteiler 20i als auch der Strömungsteiler 2O2 jeweils integraler Bestandteil nämlichen Wandler-Gehäuses sein, etwa derart, daß - wie auch in Fig. 2 schematisch dargestellt - mittels des Strömungsteiler 20i ein erstes Ende des Wandler-Gehäuses und mittels des Strömungsteiler 2O2 ein vom ersten Ende des Wandler-Gehäuses entferntes zweites Ende des Wandler-Gehäuses gebildet sind.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Vibronisches Meßsystem zum Messen einer Massendurchflußrate, m, eines, insb. in einer Rohrleitung, strömenden Fluids (FL1 ), insb. eines Gases, einer Flüssigkeit oder einer Dispersion, welches Meßsystem umfaßt:
- eine, insb. mittels eines Mikroprozessors und/oder eines digitalen Signalprozessors gebildete, Meß- und Betriebs-Elektronik (ME);
- sowie eine mit nämlicher Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) elektrisch gekoppelte, insb. auch mechanisch verbundene, Wandlervorrichtung,
- wobei die Wandlervorrichtung (MW) aufweist:
- ein ein von einer, insb. metallischen, Wandung umhülltes Lumen (1 1 ') aufweisendes, sich von einem einlaßseitigen ersten Ende (1 1 a) bis zu einem auslaßseitigen zweiten Ende (1 1 b) erstreckendes, insb. zumindest abschnittsweise gekrümmtes und/oder zumindest
abschnittsweise gerades, erstes Rohr (1 1 ), das dafür vorgesehen bzw. eingerichtet ist, zumindest von einem Teilvolumen des Fluids (FL1 ), ausgehend vom einlaßseitigen ersten Ende in Richtung des auslaßseitigen zweiten Ende, durchströmt und währenddessen vibrieren gelassen zu werden;
- einen thermisch leitend mit der Wandung des ersten Rohrs gekoppelten ersten
Temperatursensor (71 ),
der weniger weit vom ersten Ende (1 1 a) des ersten Rohrs (1 1 ) entfernt positioniert ist als vom zweiten Ende (1 1 b) nämlichen ersten Rohres (1 1 )
und der dafür vorgesehen bzw. eingerichtet ist, eine erste Meßstellentemperatur (01 ), nämlich eine Temperatur der Wandung des ersten Rohrs an einer mittels nämlichen
Temperatursensors (71 ) gebildeten einlaßseitigen ersten Temperaturmeßstelle, zu erfassen und in ein erstes Temperaturmeßsignal (Θ1 ), nämlich ein die erste Meßstellentemperatur (01 ) repräsentierendes erstes elektrisches Meßsignal, insb. mit einer von nämlicher ersten
Meßstellentemperatur abhängigen elektrische Signalspannung und/oder mit einem von nämlicher ersten Meßstellentemperatur abhängigen elektrischen Signalstrom, zu wandeln; einen, insb. gleichermaßen wie der erste Temperatursensor (71 ), thermisch leitend mit der Wandung des ersten Rohrs gekoppelten, insb. zum ersten Temperatursensor (71 ) baugleichen, zweiten Temperatursensor (72),
der weniger weit vom zweiten Ende (12b) des ersten Rohrs (12) entfernt positioniert ist als vom ersten Ende (12a) nämlichen ersten Rohres (12)
und der dafür vorgesehen bzw. eingerichtet ist, eine zweite Meßstellentemperatur (02), nämlich eine Temperatur der Wandung des ersten Rohrs an einer mittels nämlichen
Temperatursensors (72) gebildeten, von der ersten Temperaturmeßstelle entfernten und/oder auslaßseitigen zweiten Temperaturmeßstelle zu erfassen und in ein zweites
Temperaturmeßsignal (Θ2), nämlich ein die zweite Meßstellentemperatur (02)
repräsentierendes zweites elektrisches Meßsignal, insb. mit einer von nämlicher zweiten Meßstellentemperatur abhängigen elektrische Signalspannung und/oder mit einem von nämlicher zweiten Meßstellentemperatur abhängigen elektrischen Signalstrom, zu wandeln; wenigstens einen, insb. elektrodynamischen, Schwingungserreger (41 ) zum Anregen und Aufrechterhalten von mechanischen Schwingungen des ersten Rohrs um eine zugehörige statische Ruhelage, insb. nämlich von Biegeschwingungen des ersten Rohres um eine dessen erstes Ende mit dessen zweiten Ende imaginär verbindende gedachte Schwingungsachse; einen, insb. elektrodynamischen, ersten Schwingungssensor (51 ) zum Erfassen von mechanischen Schwingungen des ersten Rohres (1 1 ),
der weniger weit vom ersten Ende (1 1 a) des ersten Rohrs (1 1 ) entfernt positioniert ist als vom zweiten Ende (1 1 b) nämlichen ersten Rohres (1 1 )
und der dafür vorgesehen bzw. eingerichtet ist, Schwingungsbewegungen des ersten Rohrs an einer mittels nämlichen Schwingungssensors (51 ) gebildeten einlaßseitige ersten
Schwingungsmeßstelle zu erfassen und ein nämliche Schwingungsbewegungen
repräsentierendes erstes Schwingungssignal (s1 ) zu generieren; sowie wenigstens einen, insb. elektrodynamischen und/oder zum ersten
Schwingungssensors (51 ) baugleichen, zweiten Schwingungssensor (52) zum Erfassen von mechanischen Schwingungen des ersten Rohres (1 1 ),
der weniger weit vom zweiten Ende (1 1 b) des ersten Rohrs (1 1 ) entfernt positioniert ist als vom ersten Ende (11 a) nämlichen ersten Rohres (1 1 )
und der dafür vorgesehen bzw. eingerichtet ist, Schwingungsbewegungen des ersten Rohrs an einer mittels nämlichen Schwingungssensors (52) gebildeten auslaßseitige zweiten Schwingungsmeßstelle zu erfassen und ein nämliche Schwingungsbewegungen
repräsentierendes zweites Schwingungssignal (s2) zu generieren, derart, daß zwischen dem ersten Schwingungssignal (s1 ) und nämlichem zweiten Schwingungssignal (s2) eine Phasendifferenz (Δφ) existiert, die sowohl von der Massendurchflußrate, m, als auch von einer zwischen einer Temperatur nämlichen zweiten Schwingungssensors (52) und einer
Temperatur des ersten Schwingungssensors (51 ) etablierten, insb. zumindest zeitweise mit einer Änderungsgeschwindigkeit von mehr als 0,05 K/s zeitlich ändernden,
Temperaturdifferenz (Δ&) abhängig ist; wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) sowohl mit jedem der ersten und zweiten
Schwingungssensoren (51 , 52) als auch jedem der ersten und zweiten
Temperatursensoren (71 , 72) sowie auch mit dem wenigstens einen Schwingungserreger (41 ) elektrisch verbunden ist; wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) eingerichtet ist, zum Bewirken mechanischer Schwingungen des ersten Rohrs (1 1 ) mittels eines elektrischen Erregersignals (e1 ) elektrische Leistung in den wenigstens Schwingungserreger (41 ) einzuspeisen; und wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) eingerichtet ist, unter Verwendung sowohl jedes der ersten und zweiten Schwingungssignale (s1 , s2) als auch jedes der ersten und zweiten Temperaturmeßsignale (Θ1 , Θ2) eine Massendurchfluß-Sequenz (Xm), nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Massendurchflußrate, m, des Fluids momentan repräsentierenden Massendurchfluß-Meßwerten (xm,i) zu generieren, derart, daß zumindest für eine Referenz-Massendurchflußrate (mref), nämlich eine vorgegebene, insb. nicht mehr als 1 kg/h betragende und/oder konstant gehaltene, Massendurchflußrate eines durch die Wandlervorrichtung strömenden, beispielsweise auch laminar und/oder mit einer Reynolds-Zahl von weniger als 1000 durch das erste Rohr strömenden und/oder eine spezifische Wärmekapazität (c ,ref) von mehr als 1 kJ-kg_1-K"1 und/oder weniger als
4,2 kJ-kg_1-K"1 aufweisenden, Referenz-Fluids, insb. eine Flüssigkeit oder ein Gas, die
Massendurchfluß-Meßwerte (xm,i -» xm,ref) von der Temperaturdifferenz (Δ&) unabhängig sind, insb. derart,
daß für zumindest eine von Null verschiedene, gleichwohl konstante
Referenz-Massendurchflußrate (mref) zeitlich aufeinanderfolgend ermittelte
Massendurchfluß-Meßwerte (xm,i -» xm,ref) auch bei unterschiedlichen, nämlich mehr als 1 K betragenden und/oder weniger als 10 K betragenden und/oder im zeitlichen Verlauf mit einer Spannweite von mehr als 1 K streuenden und/oder mit einer Änderungsgeschwindigkeit von mehr als 0,05 K/s zeitlich ändernden, Temperaturdifferenzen um nicht mehr als 0,01 % nämlicher Referenz-Massendurchflußrate (mref) voneinander abweichen,
und/oder daß einen Skalen-Nullpunkt der Meß- und Betriebs-Elektronik (ME)
repräsentierende, nämlich jeweils im Falle einer nicht von Fluid durchströmten Wandlervorrichtung bzw. jeweils für eine Referenz-Massendurchflußrate (mref) von Null zeitlich aufeinanderfolgend ermittelte Massendurchfluß-Meßwerte (xm,ref -» xm,zERo) auch bei unterschiedlichen, gleichwohl mehr als 1 K betragenden und/oder weniger als 10 K betragenden und/oder im zeitlichen Verlauf mit einer Spannweite von mehr als 1 K und/oder weniger als 10 K streuenden und/oder mit einer Änderungsgeschwindigkeit von mehr als
0,05 K/s zeitlich ändernden Temperaturdifferenzen weniger als 0,01 kg/h betragen bzw. weniger als 0,01 kg/h voneinander abweichen.
2. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, die
Massendurchfluß-Meßwerte (xm,i) so zu ermitteln, daß ein für die
Referenz-Massendurchflußrate (mref) ermittelter Massendurchfluß-Meßwert (xm,ref) eine
Bedingung:
N N
xmref = C0 -Ä^ + ^Kj -(Ä5)j = C0 -Ä^ + ^Kj -(51 -52)j mit j = 0, 1, 2....N , insb. eine
j=o j=o
Bedingung:
Figure imgf000051_0001
erfüllt; und/oder
- wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, die
Massendurchfluß-Meßwerte (xm,i) so zu ermitteln, daß im Falle einer nicht von Fluid durchströmten Wandlervorrichtung bzw. eines nicht von Fluid durchströmten ersten Rohrs zeitlich
aufeinanderfolgend ermittelte, insb. jeweils einem eine Massendurchflußrate (m) von Null entsprechenden Skalen-Nullpunkt (xm,zERo) der Meß- und Betriebs-Elektronik (ME)
repräsentierende, Massendurchfluß-Meßwerte xm i -» Xm.zERo) eine Bedingung:
Figure imgf000051_0002
C0 - A<p + j j - = 0 - < 0,01 kg/h mit j = 0, l, 2,...N erfüllen; und/oder.
- wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) eingerichtet ist, unter Verwendung zumindest eines der Schwingungssignale (s1 , s2) als auch zumindest eines der Temperaturmeßsignale (Θ1 , Θ2) einen Dichte-Meßwert (Xp) zu generieren, der eine Dichte des Fluids (FL1 ) repräsentiert; und/oder - wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) eingerichtet ist, unter Verwendung zumindest eines der Schwingungssignale (s1 , s2) als auch zumindest eines der Temperaturmeßsignale (Θ1 , Θ2) einen Viskositäts-Meßwert (Χη) zu generieren, der eine Viskosität des Fluids (FL1 ) repräsentiert; und/oder - wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, unter Verwendung sowohl des ersten Temperaturmeßsignals (Θ1 ) als auch des zweiten Temperaturmeßsignals (Θ2) einen Meßfluidtemperatur-Meßwert, nämlich einen eine Temperatur eines durch das erste Rohr strömenden Fluids repräsentierenden Meßwert zu generieren.
3. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Referenz-Fluid Wasser, insb. mit einer Fluidtemperatur von nicht weniger als 20°C, ist.
4. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das Referenz-Fluid ein Öl, insb. mit einer Fluidtemperatur von nicht weniger als 20°C und/oder mit einer Viskosität von mehr
als 10"2 Pa s (Pascalsekunde), ist.
5. Meßsystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Referenz-Massendurchflußrate (mref) in
Abhängigkeit von einem Betrag |D| eines in Sl-Basiseinheit für Länge (m = Meter) angegebenen Kalibers (D) des ersten Rohrs weniger als |D|- 10000 kg/h beträgt.
6. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das Referenz-Fluid ein Gas, insb. mit einer Fluidtemperatur von nicht weniger als 20°C und/oder Luft, ist.
7. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Referenz-Massendurchflußrate (mref) in Abhängigkeit von einem Betrag |D| eines in Sl-Basiseinheit für Länge (m = Meter) angegebenen Kalibers (D) des ersten Rohrs weniger als |D|-1000 kg/h beträgt.
8. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei die Temperaturdifferenz (Δ&) auch bei intakter Wandlervorrichtung bzw. intaktem ersten Rohr etabliert; und/oder
- wobei die Temperaturdifferenz (Δ&) bei auf einer dem Lumen zugewandten Innenseite von einem unerwünschten Belag befallener Wandung größer ausgebildet ist als bei intaktem ersten Rohr, insb. mit nicht von einem Belag befallener Wandung.
9. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, unter Verwendung sowohl des ersten Temperaturmeßsignals (Θ1 ) als auch des zweiten Temperaturmeßsignals (Θ2) eine Temperaturdifferenz-Sequenz (XASJ), nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Temperaturdifferenz (Δ&) repräsentierenden Temperaturdifferenz-Meßwerten (XASJ) ZU generieren.
10. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Meß- und
Betriebs-Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, unter Verwendung sowohl des ersten Schwingungssignals (s1 ) als auch des zweiten Schwingungssignals (s2) eine
Phasendifferenz-Sequenz (χΔφ,ί), nämlich eine Folge von zeitlich aufeinander folgenden, jeweils die Phasendifferenz (Δφ) repräsentierenden Phasendifferenz-Meßwerten (ΧΔ<Ρ, ZU generieren.
1 1. Meßsystem nach den Ansprüchen 9 und 10, wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, die Massendurchfluß-Sequenz (XM) unter Verwendung sowohl der
Phasendifferenz-Sequenz (ΧΔΦ, als auch der Temperaturdifferenz-Sequenz (XASJ) ZU generieren, in rift:
Figure imgf000053_0001
12. Meßsystem gemäß Anspruch 9 oder 11 ,
- wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, unter Verwendung der
Temperaturdifferenz-Sequenz (XASJ) eine Funktionstüchtigkeit der Wandlervorrichtung, insb.
nämlich eine Funktionstüchtigkeit des ersten Rohrs, zu überwachen; und/oder
- wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, unter Verwendung der
Temperaturdifferenz-Sequenz (XASJ) ZU Diagnostizieren, daß die Wandlervorrichtung einen gegenüber einem ursprünglichen Strömungswiderstand veränderten Strömungswiderstand aufweist, insb. nämlich, daß das erste Rohre einen gegenüber einem ursprünglichen
Strömungswiderstand veränderten Strömungswiderstand aufweist; und/oder
- wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, unter Verwendung der
Temperaturdifferenz-Sequenz (XASJ) einen Alarm zu generieren, der eine nur noch eingeschränkte Funktionstüchtigkeit der Wandlervorrichtung signalisiert, insb. infolge eines gegenüber einem ursprünglichen Strömungswiderstand veränderten Strömungswiderstands des ersten Rohrs.
13. Meßsystem gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei der erste Temperatursensor (71 ) weniger weit vom ersten Ende (1 1 a) des ersten Rohrs (11 ) entfernt positioniert ist als der zweite Temperatursensor (72) vom ersten Ende (12a) des ersten Rohres (12); und/oder
- wobei der zweite Temperatursensor (72) weniger weit vom zweiten Ende (12b) des zweiten
Rohrs (12) entfernt positioniert ist als der erste Temperatursensor (71 ) vom zweiten Ende (1 1 b) des ersten Rohres (1 1 ); und/oder
- wobei der erste Temperatursensor (71 ) gleichweit vom ersten Ende (1 1 a) des ersten Rohrs (1 1 ) entfernt positioniert ist wie der zweite Temperatursensor (72) vom zweiten Ende (12b) des ersten Rohrs (12); und/oder
- wobei der erste Temperatursensor (71 ) gleichweit vom zweiten Ende (1 1 b) des ersten Rohrs (1 1 ) entfernt positioniert ist wie der zweite Temperatursensor (72) vom ersten Ende (12a) des ersten Rohrs (12); und/oder - wobei der erste Temperatursensor (71 ) gleichweit von einer Mitte des ersten Rohrs entfernt positioniert ist wie der zweite Temperatursensor (72); und/oder
- wobei der erste Temperatursensor und der zweite Temperatursensor baugleich sind; und/oder
- wobei der erste Temperatursensor in gleicher Weise mechanisch mit der Wandung des ersten Rohrs gekoppelt ist wie der zweite Temperatursensor; und/oder
- wobei der erste Temperatursensor (71 ) gleichweit vom ersten Schwingungssensor (51 ) entfernt positioniert ist wie der zweite Temperatursensor (72) vom zweiten Schwingungssensor (52);
und/oder
- wobei die Wandlervorrichtung außer dem ersten Temperatursensor und dem zweiten
Temperatursensor keinen weiteren die Wandung des ersten Rohrs kontaktierenden
Temperatursensor aufweist; und/oder
- wobei der erste Temperatursensor in gleicher Weise thermisch leitend mit der Wandung des ersten Rohrs gekoppelt ist wie der zweite Temperatursensor, insb. derart, daß ein einem von der Wandung des ersten Rohrs zum ersten Temperatursensor und weiter zu einer den ersten
Temperatursensor umgebenden Atmosphäre fließenden Wärmestrom entgegenwirkender
Wärmewiderstand gleich groß ist wie ein einem von der Wandung des ersten Rohrs zum zweiten Temperatursensor und weiter zu einer den zweiten Temperatursensor umgebenden Atmosphäre fließenden Wärmestrom entgegenwirkender Wärmewiderstand; und/oder
- wobei der erste Temperatursensor, insb. mittels eines Wärmeleitklebers, unter Bildung des ersten Kopplungskörpers stoffschlüssig, insb. adhäsiv, mit der Mantelfläche (1 1#) der Wandung des ersten Rohrs verbunden ist,
- und wobei der zweite Temperatursensor, insb. mittels eines Wärmeleitklebers, unter Bildung des zweiten Kopplungskörpers stoffschlüssig, insb. adhäsiv, mit der Mantelfläche (1 1#) der Wandung des ersten Rohrs verbunden ist.
14. Meßsystem gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei der erste Schwingungssensor in gleicher weise thermisch leitend mit der Wandung des ersten Rohrs gekoppelt ist wie der zweite Schwingungssensor, insb. derart, daß ein einem von der Wandung des ersten Rohrs zum ersten Schwingungssensor und weiter zu einer den ersten Schwingungssensor umgebenden Atmosphäre fließenden Wärmestrom entgegenwirkender
Wärmewiderstand gleich groß ist wie ein einem von der Wandung des ersten Rohrs zum zweiten Schwingungssensor und weiter zu einer den zweiten Schwingungssensor umgebenden
Atmosphäre fließenden Wärmestrom entgegenwirkender Wärmewiderstand; und/oder
- wobei eine mittels des ersten Schwingungssensors (51 ) und mittels des zweiten
Schwingungssensors (52) gebildete Schwingungssensoranordnung spiegelsymmetrisch bezüglich wenigstens einer die Wandlervorrichtung imaginär schneidenden, insb. nämlich zu einer
Trägheitshauptachse des ersten Rohrs parallelen, gedachten Symmetrieachse ist; und/oder - wobei der Schwingungserreger (41 ) eingerichtet ist, angesteuert vom Erregersignal (e1 ), mechanische Schwingungen des ersten Rohrs anzuregen bzw. aufrecht zu erhalten.
15. Meßsystem gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei das erste Rohr spiegelsymmetrisch bezüglich wenigstens einer das Rohr imaginär
schneidenden, insb. nämlich mit einer Trägheitshauptachse nämlichen Rohrs koinzidierenden, gedachten Symmetrieachse ist; und/oder
- wobei eine mittels des ersten Temperatursensors (71 ) und mittels des zweiten
Temperatursensors (72) gebildete Temperatursensoranordnung der Wandlervorrichtung achsensymmetrisch bezüglich wenigstens einer die Wandlervorrichtung imaginär schneidenden, insb. nämlich zu einer Trägheitshauptachse des ersten Rohrs, gedachten Symmetrieachse ist; und/oder
- wobei das erste Rohr (1 1 ), insb. V-förmig oder U-förmig, gekrümmt ist; und/oder
- wobei das erste Rohr (1 1 ) zumindest abschnittsweise, insb. überwiegend, gerade, insb.
kreiszylindrisch, ist; und/oder
- wobei das erste Rohr (1 1 ) zumindest abschnittsweise, insb. kreisbogenförmig, gekrümmt ist; und/oder
- wobei die Wandung des ersten Rohrs zumindest anteilig, insb. überwiegend oder gänzlich, aus einem Material, insb. einem Metall oder einer Legierung, besteht, von dem eine spezifische Wärmeleitfähigkeit, λ10, größer als 10 W / (m · K), ist und von dem eine spezifische
Wärmekapazität, cp1 , kleiner als 1000 J / (kg · K) ist; und/oder
- wobei die Wandung des ersten Rohrs (1 1 ) aus Metall, insb. einer Eisen, Aluminium, Chrom, Titan, Zirkonium, Tantal und/oder Nickel enthaltenden Legierung, besteht; und/oder
- wobei die Wandung des ersten Rohrs (1 1 ) aus rostfreiem Stahl besteht; und/oder
- wobei das, insb. flüssige oder gasförmige, Referenz-Fluid eine spezifische Wärmekapazität (c ,ref) von mehr als 1 kJ-kg_1-K"1 und/oder weniger als 4,2 kJ-kg_1-K"1 aufweist; und/oder
- wobei das erste Rohr (1 1 ) ein Kaliber (D1 1 ) aufweist, das mehr als 0,1 mm (Millimeter), insb. mehr als 1 mm, beträgt; und/oder
- wobei eine abgewickelte Rohrlänge, Ln, des ersten Rohrs (1 1 ) mehr als 300 mm beträgt.
16. Meßsystem gemäß einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend: ein ein von einer, insb. metallischen, Wandung umhülltes Lumen (12') aufweisendes, sich von einem einlaßseitigen ersten Ende (12a) bis zu einem auslaßseitigen zweiten Ende (12b) erstreckendes, insb. zumindest abschnittsweise gekrümmtes und/oder zumindest abschnittsweise gerades und/oder dem ersten Rohr (1 1 ) baugleiches und/oder zum ersten Rohr (1 1 ) parallel angeordnetes, zweites Rohr (12), das dafür eingerichtet ist, insb. simultan zum ersten Rohr, von einem Fluid, ausgehend vom
einlaßseitigen ersten Ende in Richtung des auslaßseitigen zweiten Ende, durchströmt und währenddessen, insb. simultan und/oder gegengleich zum ersten Rohr, vibrieren gelassen zu werden.
17. Meßsystem gemäß dem vorherigen Anspruch, weiters umfassend: einen einlaßseitigen ersten Strömungsteiler (20i) sowie einen auslaßseitigen zweiten Strömungsteiler (2O2), wobei das erste und das zweite Rohr (1 1 , 12) unter Bildung strömungstechnisch parallel geschalteter
Strömungspfade an die, insb. baugleichen, Strömungsteiler (20i, 2O2) angeschlossen sind, derart, daß das erste Rohr (1 1 ) mit dessen ersten Ende (1 1 a) in eine erste Strömungsöffnung (20-IA) des ersten Strömungsteilers (20i) und mit dessen zweiten Ende (1 1 b) in eine erste
Strömungsöffnung (2Ü2A) des zweiten Strömungsteilers (2O2) mündet, und daß das zweite Rohr (12) mit dessen ersten Ende (12a) in eine zweite Strömungsöffnung (20-IB) des ersten
Strömungsteilers (20i) und mit dessen zweiten Ende (12b) in eine zweite Strömungsöffnung (2Ü2B) des zweiten Strömungsteilers (2O2) mündet.
18. Meßsystem gemäß einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend: ein eine von einer, insb. metallischen, Wandung umhüllte Kavität aufweisendes Wandler-Gehäuse (100),
- wobei zumindest das erste Rohr innerhalb der Kavität des Wandler-Gehäuses angeordnet ist, derart, daß zwischen einer der Kavität zugewandte Innenfläche (100+) der Wandung des
Wandler-Gehäuses und einer der Kavität zugewandten Mantelfläche (1 1#) der Wandung des ersten Rohrs ein Zwischenraum (100') gebildet ist,
- und wobei das Wandler-Gehäuse und das erste Rohr dafür eingerichtet sind, im
Zwischenraum (100') ein, insb. eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von weniger als 1 W / (m ( K) aufweisendes, Fluid (FL2), insb. Luft oder ein inertes Gas, unter Bildung eines das erste Rohr umhüllenden Fluidvolumens zu halten, derart, daß die dem Zwischenraum zugewandte
Mantelfläche (1 1#) der Wandung des ersten Rohrs (1 1 ) unter Bildung einer ersten
Grenzfläche (111 1 ) erster Art, nämlich einer Grenzfläche zwischen einer fluiden und einer festen Phase, kontaktiert ist.
19. Meßsystem gemäß den Ansprüchen 17 und 18, wobei sowohl der erste Strömungsteiler (20i) als auch der zweite Strömungsteiler (2O2) jeweils integraler Bestandteil des Wandler-Gehäuses sind, insb. derart, daß mittels des ersten Strömungsteiler (20i) ein erstes Ende des Wandler-Gehäuses und mittels des zweiten Strömungsteiler (2O2) ein vom ersten Ende des Wandler-Gehäuses entferntes zweites Ende des Wandler-Gehäuses gebildet sind.
20. Meßsystem gemäß einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend:
- einen, insb. dem Anschluß der Wandlervorrichtung an ein das Fluid (FL1 ) zuführendes
Leitungssegment einer Prozeßleitung dienlichen, einlaßseitigen ersten Anschlußflansch (13)
- sowie einen, insb. dem Anschluß der Wandlervorrichtung an ein das Fluid (FL1 ) wieder
abführendes Leitungssegment einer Prozeßleitung dienlichen, auslaßseitigen zweiten
Anschlußflansch (14).
21. Meßsystem gemäß dem vorherigen Anspruch,
- wobei jeder der Anschlußflansche (13, 14) jeweils eine Dichtfläche zum fluiddichten bzw.
leckagefreien Verbinden der Wandlervorrichtung mit einem jeweils korrespondierenden
Leitungssegment einer Prozeßleitung aufweist,
- und wobei ein kleinster Abstand zwischen nämlichen Dichtflächen eine, insb. mehr als 250 mm betragende und/oder weniger als 3000 mm betragende, Einbaulänge, LMW, der
Wandlervorrichtung definiert.
22. Meßsystem gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei ein
Rohrlänge-zu-Einbaulänge-Verhältnis, LH/LMW, der Wandlervorrichtung, definiert durch ein
Verhältnis einer abgewickelte Rohrlänge, l_n , des ersten Rohrs (1 1 ) zur Einbaulänge, l_n , der Wandlervorrichtung, mehr als 1 .2 - insb. mehr als 1 ,4 - beträgt.
23. Meßsystem gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei der erste Temperatursensor (71 ) mittels eines, insb. einen Platin-Meßwiderstand, einen
Thermistor oder ein Thermoelement aufweisenden, ersten Temperaturfühlers (71 1 ) sowie mittels eines nämlichen ersten Temperaturfühler (71 1 ) thermisch leitend mit der Wandung des ersten Rohrs koppelnden ersten Kopplungskörpers (712) gebildet ist,
- und wobei der zweite Temperatursensor (72) mittels eines, insb. einen Platin-Meßwiderstand, einen Thermistor oder ein Thermoelement aufweisenden, zweiten Temperaturfühlers (721 ) sowie mittels eines nämlichen zweiten Temperaturfühler (721 ) thermisch leitend mit der Wandung des zweiten Rohrs koppelnden zweiten Kopplungskörpers (722) gebildet ist.
24. Meßsystem gemäß dem vorherigen Anspruch,
- wobei der erste Temperaturfühler (71 1 ) und der zweite Temperaturfühler (712) baugleich sind; und/oder
- wobei der erste Kopplungskörper (712) und der zweite Kopplungskörper (722) baugleich sind; und/oder
- wobei der erste Kopplungskörper, insb. gänzlich, mittels eines zwischen der Wandung des ersten Rohrs und dem ersten Temperaturfühler plazierten, insb. sowohl die Mantelfläche (1 1#) der
Wandung als auch den ersten Temperaturfühler kontaktierenden und/oder mit Metalloxid-Partikeln versetzten, Kunststoffs, insb. einem Epoxidharz oder einem Silikon, gebildet ist,
- und wobei der zweite Kopplungskörper, insb. gänzlich, mittels eines zwischen der Wandung des zweiten Rohrs und dem zweiten Temperaturfühler plazierten, insb. sowohl die Mantelfläche (12#) der Wandung als auch den zweiten Temperaturfühler kontaktierenden und/oder mit
Metalloxid-Partikeln versetzten, Kunststoffs, insb. einem Epoxidharz oder einem Silikon, gebildet ist.
25. Meßsystem gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) einen Multiplexer mit wenigstens zwei
Signaleingängen sowie wenigstens einem Signalausgang aufweist, welcher Multiplexer (MUX) dafür eingerichtet ist, wahlweise, insb. zyklisch, einen von dessen Signaleingängen auf den Signalausgang durchzuschalten, derart, daß ein am jeweils durchgeschalteten Signaleingang anliegendes Signal an den Signalausgang weitergeführt ist;
- und wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) einen, insb. eine nominelle Auflösung von mehr als 16 Bit aufweisenden und/oder mit einer mehr als 1000 s" betragenden Abtastrate getakteten, Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) mit wenigstens einem Signaleingang und wenigstens einem Signalausgang aufweist, welcher Analog-zu-Digital-Wandler dafür eingerichtet ist, ein an nämlichem Signaleingang anliegendes analoges Eingangssignal mit einer, insb. mehr als 1000 s" betragenden, Abtastrate, fA, und mit einer, insb. mehr als 16 Bit betragenden, digitalen Auflösung, N, in ein nämliches Eingangssignal repräsentierendes digitales Ausgangssignal umzusetzen und am Signalausgang bereitzustellen.
26. Meßsystem gemäß dem vorherigen Anspruch,
- wobei der wenigstens eine Signalausgang des Multiplexers und der wenigstens eine
Signaleingang des Analog-zu-Digital-Wandlers miteinander elektrisch gekoppelt sind;
- und wobei der erste Temperatursensor (71 ) und der zweite Temperatursensor (72) jeweils mit dem Multiplexer (MUX) elektrisch verbundenen sind, derart, daß das erste
Temperaturmeßsignal (Θ1 ) an einem ersten Signaleingang des Multiplexers (MUX) und daß das zweite Temperaturmeßsignal (Θ2) an einem zweiten Signaleingang des Multiplexers (MUX) anliegen.
27. Meßsystem gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das Ausgangssignal des
Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) zeitweise genau eines der beiden
Temperaturmeßsignale (Θ1 , Θ2) repräsentiert.
28. Meßsystem gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, den Massendurchfluß-Meßwert unter Verwendung des eines der beiden
Temperaturmeßsignale (Θ1 , Θ2) repräsentierenden Ausgangssignals des
Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) zu generieren.
29. Meßsystem gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Meß- und Betriebs- Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, unter Verwendung sowohl des ersten
Temperaturmeßsignals (Θ1 ) als auch des zweiten Temperaturmeßsignals (Θ2) einen
Wandlertemperatur-Meßwert zu generieren, der eine Wandlervorrichtungstemperatur repräsentiert, die sowohl von der ersten Meßstellentemperatur (01 ) als auch von der zweiten Meßstellentemperatur (02) abweicht, derart, daß ein Betrag nämlichen
Wandlertemperatur-Meßwerts einem arithmetischen Mittelwert der ersten und zweiten
Meßstellentemperaturen (01 , 02) und/oder einem gewichteten Mittel der ersten und zweiten
Meßstellentemperaturen (01 , 02) entspricht und/oder eine mittlere Rohrwandtemperatur ( <9U ) des ersten Rohrs (1 1 ) repräsentiert.
30. Meßsystem gemäß einem dem vorherigen Anspruch,
- wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, unter Verwendung des ersten Temperaturmeßsignals (Θ1 ), gleichwohl nicht des zweiten Temperaturmeßsignals (Θ2) einen Hilfstemperaturmeßwert zu generieren, der die Wandlervorrichtungstemperatur zumindest näherungsweise repräsentiert; und/oder
- wobei die Meß- und Betriebs-Elektronik (ME) dafür eingerichtet ist, unter Verwendung des zweiten Temperaturmeßsignals (Θ2), gleichwohl nicht des ersten Temperaturmeßsignals (Θ1 ) einen Hilfstemperaturmeßwert zu generieren, der die Wandlervorrichtungstemperatur zumindest näherungsweise repräsentiert.
31. Verwenden eines Meßsystems gemäß einem der vorherigen Ansprüche zum Messen einer wenigstens einer physikalischen Meßgröße, insb. einer Dichte und/oder einer Viskosität und/oder einer Massend urchflußrate und/oder einer Volumendurchflußrate, eines, insb. in einer Rohrleitung, strömenden Fluids, insb. eines Gases, einer Flüssigkeit oder einer fließfähigen Dispersion.
PCT/EP2017/080095 2016-12-29 2017-11-22 VIBRONISCHES MEßSYSTEM ZUM MESSEN EINER MASSENDURCHFLUßRATE WO2018121930A1 (de)

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