[发明专利]变换器设备以及利用这种变换器设备构成的测量系统

说明书

变换器设备(Tr)包括变形体(111)以及定位在变形体(111)上的和具有背离变形体表面的、材料锁合地与变形体相连的无线传感器(112)。无线传感器(112)用于接收电磁自由空间波并将其转换为沿背离变形体表面传播的声表面波，或者用于将沿表面传播的声表面波转换为电磁自由空间波。此外变形体(111)用于依赖于作用于其上的机械力和/或依赖于温度变化地至少局部变形，使得至少无线传感器(112)的背离变形体(111)的表面承受对沿同一表面传播的声表面波的传播产生影响的外形变化。利用这种变换器设备(Tr)构成的测量系统还包括与同一变换器设备电联接的测量电子器件(μC)，电子器件用于生成至少一个供给和/或驱控变换器设备(Tr)的电驱动信号(s1)并将其耦入变换器设备(Tr)或者接收或评估由变换器设备(Tr)提供的测量信号(e1)。

技术领域

本发明涉及一种变换器设备，其尤其是用于检测在流动的流体中构造的卡门涡街中的压力波动或者利用这种变换器设备构成的测量系统。

背景技术

在过程测量和自动化技术中，针对测量流体测量介质的物理被测量，例如在管路内流动的流体的测量介质的压力和/或流动速度，往往应用服务于将待检测的被测量转换为可电子评估的测量信号的变换器设备，其具有变形体和布置在其上或置于其上的传感器元件，其中，变形体用于依赖于作用于其上的机械力和/或依赖于温度变化地至少局部然而可逆地变形，使得传感器元件也承受至少影响传感器元件的电学量例如欧姆电阻、电容或电感或阻抗的外形变化，并且其中，变形体用于在背离传感器元件的一侧上接触相应测量介质，使得传感器元件的表面的外形变化至少部分通过从流体的测量介质传递至变形体的力和/或通过变形体或者说传感器元件与测量介质之间建立的温差引起。变形体还可以主动或者说致动地激励围绕静态静止位置的机械振动，例如激励与相应测量介质的密度或者粘度有关的共振。作为在工业测量和自动化技术中很长时间以来建立的这种变换器设备或者利用其构成的测量系统的示例，尤其是服务于测量体积流率或流动速度的涡流测量仪、服务于测量质量流率或者密度的电子振动质量流量和/或密度测量仪、服务于测量压力和/或温度的压力或温度测量仪、基于声纳的、评估尤其是由测量介质感生的声音和/或服务于评估多相测量介质(分散)的流量监控系统，例如根据US-A2005/0044966、US-2005/0125170、US-A2005/0155437、US-A2006/0081069、US-A2006/0169058、US-A2006/0230841、US-A2006/0254363、US-A2006/0266127、US-A2007/0000334、US-A2008/0072686、US-A2009/030121、US-A2011/0154913、US-A2011/0247430、US-A2012/0073384、US-A2014/0060154、US-A2015/0268082、US-A6003384、US-A6101885、US-B6223605、US-B6352000、US-B6910387、US-B6938496、WO-A2014/102036、WO-A2014/102037、WO-A2014/198494、WO-A2014/198495或WO-A2015/135738已知，或者也由申请人自己在商品名称“Prowirl D 200”、“Prowirl F200”、“Prowirl O 200”、“Prowirl R 200”、“Promass 84F”、“Promass 80S”、“Promass83X”、“Cerabar PMC71”或“Cerabar PMP51”下提供。

变形体例如可以呈盘状或管状地构造，因而利用圆盘状膜片和/或利用管构成，以及还用于从静态静止位置拱曲和/或膨胀，例如基于改变的力作用和/或基于主动激励的或被迫的机械振动。陶瓷或金属通常作为变形体的材料，例如不锈钢、钛、钽或镍基合金。前述传感器元件例如又可以利用应变仪、检测相对运动的感应线圈或者检测相对运动的电容器构成或者是测量桥电路的组成部分。