[发明专利]振动类型的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种振动类型的测量装置，带有激励器装置，该激励 器装置把随时间变化的力F(ω，ψ_F)施加到介质可流经的测量管上，并 且由此使该测量管振荡。

背景技术

在这种振动类型的测量装置中可以存在一种激励器装置，该激励 器装置用带有可调的激励频率ω的至少一种正弦的例如谐波的，或者 也可能为非正弦的即非谐波的元件把随时间变化的力F(ω，ψ_F)施加到 介质可流经的测量管上，并且由此使该测量管(1)振荡，以及还可以存 在第一和第二测量值传感器(Messwertaufnehmer)，该测量值传感器 安装在测量管的不同位置上并输出第一或第二测量信号S1(ω，ψ_S1)或 S2(ω，ψ_S2)，以及还可以存在评估单元，该评估单元确定在第一和第 二测量信号之间的第一相移，并且从中测定(ermitteln)介质的测量 变量，这些是根据权利要求1的主题的。

此外，本发明涉及一种用于运行振动类型的测量装置的方法，其 中激励器装置把随时间变化的周期的力F(ω，ψ_F)施加到介质可流经的 测量管上，并且由此使该测量管振荡，这些是根据权利要求9的主题 的。

振动类型的这样一种测量装置也称为科里奥利流量测量传感器 (Coriolis-Durchflussmessaufnehmer)。用它可以测量流经测量管的流 体介质的流量。也可以要么作为对于流量的补充，要么单独地测量介 质的其它参数，比如介质的粘度或密度。

科里奥利流量测量传感器在平衡模式下具有带有非常突出的谐 振频率ω₀或f₀的频率特性(已知在ω₀和f₀之间的关联性，通过关系ω₀＝2∏×f₀给出)。在使用这种谐振频率激励的情况下，测量变量的测 定有利地进行，因为所测量信号的振幅在谐振频率处最大。

但是在科里奥利流量测量传感器的实际运行中由于外部和内部 的影响，首先在测量管之内用介质的密度ρ使谐振频率f₀偏移。此外， 谐振频率f₀也可以作为温度的和其他环境条件的函数改变。

因此，科里奥利流量测量传感器具有控制和评估电子设备，其目 标是，总是在谐振频率f₀中激励系统。

在一种应用中，正如在文件DE 102007059804中所示的，通过 在测量管中间的转矩(torsion)引起激励。

传感器(S₁和S₂)关于激励对称地(上游(stroemungsaufwaerts)和 下游(stroemungsabwaerts))放置，该传感器记录测量管的偏差 (Auslenkung)以及这样取得激励频率f并且用该传感器测量用于激 励的这些点的相移。一旦通过促动器(Aktor)I_Aktor的电流与传感器信 号的平均相移同相，就达到对于系统谐振的条件。通过促动器的电流 在经常作为促动器应用的浸没电枢(Tauchankergeber)中作为对于激 励的力的度量。

科里奥利流量测量传感器的固有的测量变量是在谐振频率f₀激励 时的传感器信号S₁和S₂(在激励的上游或下游)之间的相移f。这个信 号与科里奥利流量测量传感器的质量流量(m′)相对应。

当应该获取其他的测量变量，例如测量介质的粘度时，就也许只 需要一个传感器。然后测量例如传感器信号的衰减以及从中测定粘 度，或者也可以测量涉及激励的力的传感器信号的相位的改变，并且 然后从中测定粘度或者也测定密度。

可是如今所有的测量方法都是共同的，即人们想尽可能地在谐振 频率时测量。

为了在系统中的改变时跟踪谐振频率，控制电路在已知科里奥利 流量测量传感器的情况下如此长时间地控制激励频率，直到满足谐振 条件，也就是说直到传感器信号的相位的平均值与激励的电流同相。 相应地，在只带有一个传感器的粘度测量仪器中如此长时间地控制频 率，直到传感器信号的相位与激励的电流同相。对此必须改变频率， 直到信号的相位满足条件。