專利名稱：在線測量儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別是作為科氏質(zhì)量流量/密度測量儀表構(gòu)成的在線測量儀表， 具有用于在管道內(nèi)流動的特別是兩相或者多相介質(zhì)的振動型測量傳感器。
背景技術(shù)：
在工業(yè)測量及自動化技術(shù)中，在與可流動介質(zhì)(如粉末、顆粒、液體或者膏劑) 的自動灌裝過程控制的聯(lián)系下使用作為直線灌裝機或者作為旋轉(zhuǎn)灌裝機構(gòu)成的灌裝機， 例如像 CA-A 20 23 652、DE-A 10 2006 031969、EP-A 893 396、EP-A 405 402、US-B 71 14 535、US-B 64 74 368、US-A 60 26 867、US-A 59 75 159、US-A 58 65 225、US-A 55 95 221、US-A 45 88 001、US-A 55 32 968、US-A 45 22 238、US-A 40 53 003、US-A 38 26293、US-A 35 19 108、US-A 2006/0146689、US-A 2003/0037514、W0-A 08/034710、 W007/048742或者WO-A 04/049641中所介紹的那樣。在這種類型的灌裝機中，利用各自的介質(zhì)例如像膏狀或者粘稠的食品、溶劑、油漆或者顏料、清潔劑、飲料、藥品或者這類制品的批次灌裝的容器例如瓶子、安瓿、杯子、玻璃器皿、罐或者這類容器連續(xù)通過相應(yīng)的輸送系統(tǒng)輸送到各自的灌裝機。本身的灌裝過程在各自的容器處于排出介質(zhì)的灌裝嘴下面安裝在灌裝機上的灌裝部位下面的時間期間進(jìn)行。在介質(zhì)以盡可能高精度計量的批次灌裝后，容器離開灌裝機并自動繼續(xù)輸送。這種灌裝機典型的生產(chǎn)能力完全可以處于每小時20000個容器的數(shù)量級上。
為總是準(zhǔn)確測定實際計量的介質(zhì)體積，灌裝機上經(jīng)常使用在線測量儀表，其借助介質(zhì)(為此允許該介質(zhì)流過測量儀表的用于被測測量變量的物理-電學(xué)轉(zhuǎn)換的測量傳感器)的直接測量的內(nèi)部總流速而高精度地測定在相應(yīng)的灌裝過程期間要計量的裝料量，并以特別是根據(jù)測量儀表灌裝過程的要求而格式化的原始測量值的形式特別是實時地輸出到例如上位的可編程邏輯控制器(SPS)，以便可以這樣使往往批量處理運行的灌裝過程得到相應(yīng)精確的、可能還快速和耐用的調(diào)節(jié)。測量傳感器為此通過輸入側(cè)或輸出側(cè)往往標(biāo)準(zhǔn)化的連接件(例如螺旋接頭或者法蘭)與灌裝設(shè)備的在工作中輸送介質(zhì)的管道系統(tǒng)的供應(yīng)測量介質(zhì)或排出測量介質(zhì)的管道段相應(yīng)連接。如果需要，除了常見的剛性構(gòu)成的管道段外， 還使用附加的保持裝置將測量儀表固定在灌裝機的內(nèi)部。
實際的灌裝過程和與之相伴的實際測量周期(其中，待測介質(zhì)流過測量傳感器) 在批量處理進(jìn)行的灌裝過程中設(shè)定為幾秒到不到一秒。與前面和后面各自批次的灌裝持續(xù)時間對應(yīng)的測量周期相應(yīng)，在沒有介質(zhì)通過測量傳感器或不計量介質(zhì)期間，測量傳感器各自轉(zhuǎn)移到備用階段。
由于其在流速較強波動的情況下，特別是還有在斷續(xù)和/或批次處理的灌裝過程中仍然能夠提供非常高的測量精度以及在這種條件下仍能非常及時地提供具有較好可再現(xiàn)性的測量值，例如像流量手冊2003年第4版，ISBN 3-9520220-3-9章節(jié)“Abfilll-und Dosieranwendungen (灌裝和計量計應(yīng)用)”第 213 頁、US-B 73 02 356, US-A 59 75 747、 WO-A 00/057325或者WO-A 08/034710中詳細(xì)介紹的那樣，特別是在作為科氏質(zhì)量流量測量儀表構(gòu)成的在線測量儀表使用時，它們借助振動型測量傳感器和與其連接的往往安裝在分離的電子裝置外殼內(nèi)的測量儀表電子裝置，在流動的介質(zhì)內(nèi)引起反作用力，例如科氏力、加速力、摩擦力等等，并由這些反作用力推導(dǎo)出至少一個相應(yīng)代表至少一個測量變量(例如質(zhì)量流量、密度、粘度或者其他過程參數(shù))的測量信號。此外，所述類型具有振動型測量傳感器測量流速的在線測量儀表的結(jié)構(gòu)和工作原理專業(yè)人員早已公知。這種特別是也作為科氏質(zhì)量流量測量儀表構(gòu)成的具有振動型測量傳感器或者與測量傳感器類似的單個元件的在線測量儀表及其特殊應(yīng)用在已經(jīng)提到的現(xiàn)有技術(shù)中有所詳細(xì)介紹和說明，如 WO-A 99/40394、WO-A 99/39164、WO-A 98/07009、WO-A 95/16879、WO-A 88/03261、 WO-A 08/059015、WO-A 08/013545、W0-A 08/011587、W0-A 07/005024、W0-A 06/127527、 WO-A 05/003690、WO-A 03/095950、W0-A 03/095949、W0-A 02/37063、W0-A 01/33174,WO-A
01//02816, WO--A 00/57141、TO-A 00丨/14485、US--B7392709、US--B7360451、US--B7343253、US--B7340964、US--B7299699、US--B7296484、US--B7313470、US--B7213469、US--B7181982、US--B7080564、US--B7077014、US--B7073396、US--B7040180、US--B7040181、US--B7040179、US--B7017424、US--B6920798、US--B6910366、US--B6895826、US--B6883387、US--B6880410、US--B6860158、US--B6840109、US--B6810719、US--B6805012、US--B6758102、US--B6705172、US--B6691583、US--B6666098、US--B6651513、US--B6564619、US--B6557422、US--B6519828、US--B6516674、US--B6513393、US--B6505519、US--B6471487、US--B6397685、US--B6330832、US--B6318156、US--B6311136、US--B6223605、US--B6168069、US--A7337676、US--A6092429、US--A6073495、US--A6047457、US--A6041665、US--A6006609、US--A5979246、US--A5945609、US--A5926096、US--A5869770、US--A5861561、US--A5796012、US--A5796011、US--A5796101、US--A5731527、US--A5691485、US--A5648616、US--A5616868、US--A5610342、US--A5602346、US--A5602345、US--A5531126、US--A5476103、US--A5429002、US--A5398554、US--A5359881、US--A5301557、US--A5291792、US--A5287754、US--A5253533、US--A5218873、US--A5095761、US--A5069074、US--A5050439、US--A5044207、US--A5027662、US--A5009109、US--A4962671、US--A4957005、US--A4911006、US--A4895031、US--A4876898、US--A4852410、US--A4823614、US--A4801897、US--A4777833、US--A4738144、US--A4733569、US--A4660421、US--A4491025、US--A4187721、US-A2008/0190195、US--A 2008/0189079、US--A 2008/0189067、
US-A 2008/0141789、US-A 2008/0092667、US-A 2008/0047361、US-A 2008/0011101、 US-A 2007/0186585、US-A 2007/0151371、US-A 2007/0151370、US-A 2007/0144234、 US-A 2007/0119625、US-A 2007/0119264、US-A 2006/0201260、US-A 2005/0139015、US-A 2003/0208325、US-A 2003/013668 或者本身未提前公開的 DE 102007062397。
其中所介紹的每個測量傳感器包括至少一個基本上直的或者至少一個彎曲的測量管，用于引導(dǎo)可能極其粘稠的或者稀液的介質(zhì)。在線測量儀表在工作中，至少一個測量管出于產(chǎn)生通流的介質(zhì)，特別是其瞬時質(zhì)量流量的目的，采用受影響的振蕩形式在工作中進(jìn)行振動。作為所激勵的振蕩形式(所謂的有效模式)，在具有彎曲的例如U、v或者Ω形測量管的測量傳感器的情況中通常選擇某種固有振蕩形式，在該振蕩形式中測量管環(huán)繞測量傳感器的假想彎曲振蕩軸線彎曲振蕩，該彎曲振蕩軸線基本上平行于測量傳感器的將測量管的入口端與測量管的出口端虛擬連接的假想縱軸線或者與其重合，從而測量管根據(jù)夾緊在一端上的托架的類型而在最低自然諧振頻率時進(jìn)行相關(guān)于測量管的假想中心面基本上鏡面對稱(后面簡稱為“對稱”)的彎曲振蕩。相反，具有直測量管的測量傳感器為了產(chǎn)生取決于質(zhì)量流量的振蕩形式而經(jīng)常選擇這種有效模式，其中測量管至少部分相關(guān)于其上述的中心面對稱地、基本以兩端夾緊的梁或弦線的方式、基本上在唯一的假想振蕩平面進(jìn)行彎曲振蕩。假想中心面在兩種情況下大多各自對應(yīng)于各測量管需要時也是整個測量傳感器的某個對稱平面，穿過同一測量管中心分布的截面處于該對稱平面上并且該對稱平面因此與該截面共面。
由于這種例如擺動式或者弦線式的彎曲振蕩，在流過的介質(zhì)內(nèi)引起公知的取決于質(zhì)量流量或質(zhì)量流速的科氏力。這些科氏力也導(dǎo)致與有效模式被激勵的振蕩在彎曲的測量管情況下因此擺動式的托架振蕩依據(jù)至少一種同樣自然的第二振蕩形式，所謂的科氏模式與其相同頻率的彎曲振蕩重疊。在具有彎曲測量管的測量傳感器中，科氏模式內(nèi)的這種通過科氏力強制的托架振蕩通常相當(dāng)于那種固有振蕩，其中測量管也環(huán)繞基本上垂直于對準(zhǔn)縱軸線想象中的豎軸線進(jìn)行扭轉(zhuǎn)振蕩。具有直線測量管的測量傳感器中，相反科氏模式的振蕩相應(yīng)作為相同振蕩頻率與有效模式振蕩共面的彎曲振蕩構(gòu)成。在所提到的情況下，即作為與各自測量管的上述中心面相關(guān)的有效模式使用基本上對稱的振蕩，與各自測量管的中心面相關(guān)的科氏模式下測量管的振蕩基本形式不對稱或點對稱(此外簡稱為“不對稱”) 構(gòu)成。例如像US-A 60 06 609或者US-B 70 17似4所介紹的那樣，直的測量管此外也可以被激勵環(huán)繞測量管或測量傳感器的假想縱軸線扭轉(zhuǎn)振蕩。
為激勵至少一個測量管的振蕩，振動型測量傳感器此外具有激勵裝置，該激勵裝置在工作中由各自所屬的測量儀表電子裝置的驅(qū)動電路所產(chǎn)生且被相應(yīng)調(diào)節(jié)的電激勵信號(例如以調(diào)節(jié)電流的形式)控制，該激勵裝置借助至少一個在工作中由電流流過且實際上直接作用于測量管的電-機特別是電動的激振器激勵測量管進(jìn)行有效模式的彎曲振蕩。 這種類型的測量傳感器此外包括傳感裝置，其具有特別是電動的振蕩傳感器，用于至少逐點檢測至少一個測量管入口側(cè)和出口側(cè)特別是科氏模式的振蕩，并用于產(chǎn)生由所要檢測的過程參數(shù)例如像質(zhì)量流量或者密度影響且各自用作測量傳感器測量信號的電傳感器信號或者還有振蕩測量信號。
由于有效模式與科氏模式重疊，借助傳感裝置入口側(cè)和出口側(cè)檢測的振動測量管的振蕩具有也取決于質(zhì)量流量的可測量的相差。通常例如在科氏質(zhì)量流量計內(nèi)使用且往往也調(diào)節(jié)到遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于100特別是5000或者以上的較高振蕩質(zhì)量因數(shù)的這種類型的測量傳感器的測量管在工作中也被激勵為具有對于有效模式選擇的振蕩形式的瞬時自然諧振頻率， 特別是在恒定調(diào)節(jié)的和/或與介質(zhì)匹配的振幅的情況下。因為這種諧振頻率在特殊情況下也取決于介質(zhì)的瞬時密度，所以借助市場上常見的科氏質(zhì)量流量計除了質(zhì)量流量外，也可以附加測量流動介質(zhì)的密度。此外也可以例如像US-B 66 51 513、US-B 69 10 366或者 US-B 70 80 564中所介紹的那樣，借助振動型測量傳感器例如基于激勵振蕩所需的激勵功率而直接測量流過該測量傳感器的介質(zhì)的粘度，這種激勵功率也可以例如通過使用由驅(qū)動電路提供的激勵或者還有驅(qū)動信號，或此外如US-B 69 10 366中所提到的那樣通過使用由驅(qū)動電路的控制驅(qū)動信號產(chǎn)生的工作參數(shù)而得到測定，和/或在至少一個至少分段直的測量管情況下基于其扭轉(zhuǎn)振蕩而得到測定。
在具有兩個測量管的測量傳感器中，該測量管往往通過在測量管與入口側(cè)的連接法蘭之間延伸的入口側(cè)分配件以及通過在測量管與出口側(cè)的連接法蘭之間延伸的出口側(cè)分配件而與往往作為剛性管道構(gòu)成的過程管道連接。在具有唯一測量管的測量傳感器中， 測量管大多通過入口端通入的基本上直線的連接管件以及通過出口端通入的基本上直線的連接管件與過程管道連通。此外，每個所介紹的具有唯一測量管的測量傳感器各自包括至少一個整體或者多部件構(gòu)成的例如管狀、盒狀或者板狀的逆振蕩器，其在形成第一連接區(qū)的情況下在入口側(cè)與測量管聯(lián)接并在形成第二連接區(qū)的情況下在出口側(cè)與測量管聯(lián)接， 并在工作中基本上靜止或者與測量管同頻反相振動。測量傳感器借助測量管和逆振蕩器形成的內(nèi)部件大多僅借助將測量管在工作中與過程管道連通的兩個連接管件保持在形成保護(hù)的測量傳感器的外殼內(nèi)，特別是以可以使內(nèi)部件相對于測量管振蕩的方式。在例如US-A 52 91 792,US-A 57 96 010,US-A 59 45 609,US-B 70 77 014,US-A 2007/0119264、W0-A 01 02 816或者還有WO-A 99 40 394中所介紹的具有唯一基本直的測量管的測量傳感器中，如在傳統(tǒng)的測量傳感器中非常常見的那樣，測量管和逆振蕩器彼此基本上同軸地定向。 在上述類型市場上常見的測量傳感器中，逆振蕩器大多也基本上管狀并作為基本上直線的空心圓柱體構(gòu)成，其這樣設(shè)置在測量傳感器內(nèi)，使測量管至少部分由逆振蕩器包圍。作為這種逆振蕩器的材料，特別是在測量管使用鈦、鉭或者鋯的情況下，大多使用成本比較低廉的鋼材品種，如結(jié)構(gòu)鋼或者易切削鋼。
所述類型測量傳感器的激勵裝置通常具有至少一個電動的和/或差動作用于至少一個測量管和可能存在的逆振蕩器或者可能存在的其他測量管的激振器，而傳感裝置則包括入口側(cè)的往往同樣電動的振蕩傳感器以及至少一個與其基本上結(jié)構(gòu)相同的出口側(cè)的振蕩傳感器。市場上常見的振動型測量傳感器的這種電動的和/或微分的激振器借助至少間歇地由電流通流的-在具有測量管和與其連接的逆振蕩器的測量傳感器中大多固定在逆振蕩器上-電磁線圈以及與至少一個電磁線圈相互作用的，特別是伸入里面作為電樞使用的較長的特別是棒狀構(gòu)成的永久磁鐵形成，其相應(yīng)固定在所要運動的測量管上。永久磁鐵和作為激勵線圈使用的電磁線圈在此方面通常這樣定向，使其彼此基本上同軸線分布。 此外，在傳統(tǒng)的測量傳感器中，激勵裝置通常這樣構(gòu)成和在測量傳感器內(nèi)定位，使其基本上在中心作用于至少一個測量管。在此方面，例如也像US-A 57 96 010、US-B 68 40 109、 US-B 70 77 014或者US-B 70 17 434中所提出的測量傳感器那樣，激振器和就此而言的激勵裝置往往至少逐點地沿測量管的假想中心圓周線固定在測量管的外部。替代借助幾近中心且直接作用于測量管的激振器而形成的激勵裝置，此外也可以像US-B 65 57 422、 US-A 60 92 4 或者US-A 48 23 614中所提出的那樣，例如使用借助兩個不是固定在測量管的中心，而是在其入口側(cè)或出口側(cè)附近固定在其上的激振器形成的激勵裝置，或者如此外在US-B 62 23 605或者US-A 55 31 1 中所提出的那樣，例如使用借助在可能存在的逆振蕩器與測量傳感器外殼之間作用的激振器形成的激勵裝置。
在大多數(shù)市場上常見的振動型測量傳感器中，傳感裝置的振蕩傳感器如已經(jīng)提到的那樣就此而言至少基本上與至少一個按照相同工作原理工作的激振器結(jié)構(gòu)相同。與此相應(yīng)，這種傳感裝置的振蕩傳感器大多也各自借助至少一個-通常固定在可能存在的逆振蕩器上-至少間歇地由可變的磁場穿過并與此同時至少間歇地加載引起的測量電壓以及固定在測量管上與至少一個電磁線圈共同作用提供磁場的棒狀永久磁鐵形成。每個上述線圈此外借助至少一對電連接線路與在線測量儀表所提到的測量儀表電子裝置連接，該電連接線路往往在盡可能短的路徑上從線圈通過逆振蕩器通向轉(zhuǎn)換器外殼。
上述類型市場上常見的在線測量儀表的測量儀表電子裝置(常常也被稱為測量變換器或簡稱為變換器)大多具有實時提供數(shù)字測量值的微型計算機，其例如借助數(shù)字信號處理器形成。該微型計算機除了至少一個相應(yīng)的處理器和分配給該處理器的外圍電路元件例如像A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器外，大多還具有相應(yīng)易失性和非易失性的數(shù)據(jù)存儲器，用于保存由內(nèi)部測定的和/或由外部傳送到各自在線測量儀表上用于灌裝過程可靠運行-需要時也用于其持久記錄-所需的數(shù)字測量數(shù)據(jù)或者工作數(shù)據(jù)，例如像對控制所要測量介質(zhì)的灌裝過程和/或本身測量重要的化學(xué)和/或物理特性。除了微型計算機和可以控制測量傳感器的驅(qū)動電路外，測量儀表電子裝置此外通常具有實現(xiàn)調(diào)節(jié)由測量傳感器為微型計算機提供的測量信號的輸入電路，該輸入電路在形成測量儀表電子裝置的測量和計值電路的情況下與微型計算機相應(yīng)連接在一起?；谟蓽y量傳感器提供的測量信號和/或由測量儀表電子裝置提供的控制測量傳感器的驅(qū)動信號，微型計算機測定控制灌裝過程所需的原始測量值并實時提供該測量值，該測量值例如像流過測量傳感器的介質(zhì)的瞬時質(zhì)量流速和/ 或?qū)?yīng)于介質(zhì)質(zhì)量的總質(zhì)量流量，該質(zhì)量在預(yù)定的特別是與介質(zhì)的預(yù)定灌裝量對應(yīng)的時間期間(例如像從與單個灌裝過程的開始時間點相應(yīng)的工作時間點延伸直至與其灌裝過程的結(jié)束時間點相應(yīng)的工作時間點的灌裝持續(xù)時間)總計穿流測量傳感器。
因為所述類型傳統(tǒng)的在線測量儀表通常作為獨立的測量儀表構(gòu)成，其與例如控制一個或者多個灌裝機和/或借助可編程邏輯控制器(SPQ形成的上級電子數(shù)據(jù)處理裝置連接，特別是經(jīng)由2線制線路或者經(jīng)由4線制線路和/或經(jīng)由無線電無線連接，所以所述類型的現(xiàn)代在線測量儀表的各測量儀表電子裝置大多還具有可以發(fā)射或接收測量和/或工作數(shù)據(jù)的通信電路，例如基于工業(yè)測量及自動化技術(shù)的數(shù)字輸入、4-29-mA電流信號輸出、符合NAMUR推薦NE43 :1994和/或PR0FIBUS標(biāo)準(zhǔn)IEC 61158的測量轉(zhuǎn)換器接口或者符合其他工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的接口電路的形式。此外，測量儀表電子裝置內(nèi)還具有確保在線測量儀表內(nèi)部供電，例如涉及經(jīng)由2導(dǎo)線或者經(jīng)由4導(dǎo)線供給電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電能和/或涉及內(nèi)部蓄能器電能的供電電路。此外例如像DE-A 10 2006 013擬6中所提到的那樣，通常所述類型的在線測量儀表與控制灌裝過程的執(zhí)行機構(gòu)，例如像閥門和/或電動機直接連接，以便幾乎無延遲地利用從所測定的總質(zhì)量流量以及與此相應(yīng)的預(yù)定額定值中得出的控制指令控制該執(zhí)行機構(gòu)。
但在灌裝過程中使用具有振動型測量傳感器的在線測量儀表，特別是科氏質(zhì)量流量測量儀表方面的情況表明，在流動特性處于預(yù)定技術(shù)條件之內(nèi)以及介質(zhì)特性(例如介質(zhì)的密度和粘度)足夠已知或者還盡可能保持恒定的情況下，各自測定的各原始測量值(特別是質(zhì)量流速或者通常由此得出的總質(zhì)量流量)的測量精度也會承受非常明顯的波動； 這一點特別是在如開頭所提到的 US-B 72 96 484、US-B71 81 982、US-B70 40 181、US-B 70 40 180、US-B 69 10 366、US-B 68 80 410、US-B 64 71 487、US-B 65 05 519、US-B 63 11 136、US-B 74 12 903、US-B 07360453、US-B 73 60 452、US-A 2008/0011101、US-A 2008190195、WO-A 06/127527、W0-A 06/104690、W0-A 05/093381、W0-A05/003690 或者 WO-A 08/011587中所討論的，盡管例如通過有針對性的抑制和/或相應(yīng)壓縮而得到相應(yīng)考慮，即，要測量的介質(zhì)由于過程條件而可以兩相或者多相地構(gòu)成(例如作為氣體和/或加載固體的液體)和/或盡管經(jīng)過相應(yīng)的校正，但對各自的測量信號仍可能由此產(chǎn)生公知的效應(yīng)，例如像所謂的“氣泡效應(yīng)”或所謂的“移動諧振器效應(yīng)”等。因此測量精度-盡管盡可能補償或消除已知的干擾影響-仍可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)處于可以對這種灌裝或計量應(yīng)用確定公差上述同時考慮干擾影響的誤差范圍以外。特別是事實首先表明，這種通過介質(zhì)內(nèi)的不均勻性 (例如像液體內(nèi)夾帶的氣泡和/或固體顆粒)造成的干擾不僅與測量管的振蕩頻率相同，而且也為兩種傳感器信號的每一種添加了附加的相移，而且是以改變兩種傳感器信號之間的相差并因此也是改變各自一個傳感器信號或者還有振蕩測量信號與至少一個激勵信號之間的相差方式。其結(jié)果是不同的測量周期期間測定的質(zhì)量流速m'，大致假設(shè)為圖Ia中虛線所示的分布和通過其測量周期，例如通過連續(xù)測量的質(zhì)量流速的求積分測定的總質(zhì)量流量M'，大致假設(shè)為圖Ib中同樣虛線所示的分布。與此相比，圖la、lb中各自還示出實際調(diào)整的質(zhì)量流速m或?qū)嶋H流動的總質(zhì)量流量M。
在進(jìn)一步的實驗中，首先利用從現(xiàn)有技術(shù)中公開的措施盡可能消除所識別到的上述不均勻性對相關(guān)在線測量儀表測量精度的干擾影響，這例如通過減少介質(zhì)內(nèi)可能的氣泡和/或通過向測量傳感器內(nèi)的介質(zhì)施加比較高的壓力而實現(xiàn)。在此方面，雖然在開頭提到的US-B 65 13 393中討論的例如通過測量管顯現(xiàn)出的彎曲和/或通過流動介質(zhì)內(nèi)的渦流引起的流型內(nèi)的靜態(tài)不對稱而盡可能得到消除，但間歇地必須注意這樣測定的原始測量值與實際測量變量一如既往的明顯偏差，特別是在粘滯或者半流體的、結(jié)構(gòu)粘滯的、搖溶的或者膏狀的介質(zhì)中，例如像糖漿、蜂蜜、蛋黃醬、酸奶、番茄醬、芥末、液態(tài)洗滌劑、甘油或者這類介質(zhì)。
實驗室條件下采用所述類型的在線測量儀表的進(jìn)一步研究首先得出的結(jié)果是，即使在介質(zhì)內(nèi)不均勻性與對至少一個測量管的測量有效的總體積相比的比例保持非常小的情況下，盡管使用為這種灌裝過程或為多相介質(zhì)建立的校正措施，但在體現(xiàn)原始測量變量 (例如像質(zhì)量流速或者總質(zhì)量流量)的原始測量值中仍會出現(xiàn)明顯的不精確性。在此方面甚至出人意料地表明，測量誤差在不均勻性的低濃度下和/或在低流速下間歇地大于濃度比較高時或流速較高時。此外可以發(fā)現(xiàn)，測量誤差與所建立的工作經(jīng)驗相反，在具有分布在重力方向上的縱軸線基本上垂直安裝測量傳感器的情況下，間歇地仍大于水平安裝的測量傳感器。此外，采用分階段改變介質(zhì)的流速和分階段改變測量周期的持續(xù)時間的實驗中觀察到，特別是在由質(zhì)量流速以傳統(tǒng)方式得出的總質(zhì)量流量中，有時也會以不可再現(xiàn)的方式與實際通流的質(zhì)量流量出現(xiàn)明顯偏差，這一點特別是也在介質(zhì)的質(zhì)量流速盡可能保持恒定且盡可能均勻地較低的雜質(zhì)加載——在這里是水中的氣泡(圖lb)的情況下。
與此相應(yīng)由此出發(fā)，即甚至介質(zhì)內(nèi)僅個別出現(xiàn)的不均勻性也這樣直接影響對質(zhì)量流量測量重要的相差，使在線測量儀表的零點在工作中是零星的并以采用傳統(tǒng)校正措施不能消除的方式顯著變化。因此所述類型的傳統(tǒng)在線測量儀表可能具有間歇地明顯降低的測量精度或原始測量值降低的可再現(xiàn)性，特別是也在對灌裝過程的控制非常重要的總質(zhì)量流量方面。其結(jié)果是在傳統(tǒng)的在線測量儀表中，在對介質(zhì)不利地加載雜質(zhì)的情況下和/或因此所控制的灌裝過程的節(jié)奏不利的情況下，不能始終可靠消除過高計量或者如圖Ib所示相應(yīng)的過低計量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的因此在于，對具有振動型測量傳感器的用于流動介質(zhì)的在線測量儀表進(jìn)行改進(jìn)，使特別是分散在所要測量的介質(zhì)內(nèi)和/或在用于計量預(yù)定裝料量的介質(zhì)的灌裝過程期間間歇地出現(xiàn)的上述類型的不均勻性對這種在線測量儀表，特別是對其各自零點的有害影響盡可能消除或者至少明顯降低。本發(fā)明的目的此外在于，對所述類型的在線測量儀表進(jìn)行改進(jìn)，使得即使在兩相或者多相介質(zhì)中或在分批在工作中也可以實現(xiàn)精確地， 特別是還有魯棒地且可足夠好地重復(fù)地測量為灌裝而要測定的測量變量，特別是質(zhì)量流速和/或總質(zhì)量流量，并因此可以保證精準(zhǔn)的計量。
該目的依據(jù)本發(fā)明在一種在線測量儀表，如科氏質(zhì)量流量/密度測量儀表和/或科氏質(zhì)量流量/粘度測量儀表中得以實現(xiàn)，該在線測量儀表用于至少間歇的兩相或者多相流動介質(zhì)和/或加載了雜質(zhì)(例如像氣泡和/或固體顆粒)的流動介質(zhì)。該在線測量儀表包括振動型測量傳感器，該振動型測量傳感器具有至少一個在工作中至少間歇地振動特別是彎曲振蕩的測量管，用于引導(dǎo)至少特別是至少間歇兩相或者多相流動介質(zhì)和/或加載了雜質(zhì)的流動介質(zhì)；例如中心作用于測量管的激勵裝置，用于產(chǎn)生至少一個測量管的振動特別是彎曲振蕩；以及傳感裝置，用于檢測至少一個測量管的振動特別是彎曲振蕩，該傳感裝置提供至少一個體現(xiàn)測量管的振動特別是彎曲振蕩的振蕩測量信號。該在線測量儀表此外包括與測量傳感器電耦合的測量儀表電子裝置，該電子裝置至少間歇地提供至少一個驅(qū)動激勵裝置的激勵信號，該激勵信號例如具有周期性變化的和/或外加的電流，并且至少間歇地激勵測量管在工作中在借助至少一個激勵信號控制的激勵裝置的驅(qū)動下以測量傳感器的有效模式振動，其中測量管至少部分特別是主要地并且/或者相關(guān)于至少測量管的與測量管的截面共面的假想的中心面對稱地執(zhí)行環(huán)繞測量傳感器的假想的彎曲振蕩軸線的彎曲振蕩，該彎曲振蕩軸線基本與測量傳感器的虛擬連接測量管的入口端與測量管的出口端的假想的縱軸平行或者一致，并且至少一個以有效模式振動的測量管在流過的介質(zhì)中引起的科氏力的影響下至少間歇地以測量傳感器的疊加在有效模式上的科氏模式振蕩，其中測量管至少部分特別是主要環(huán)繞測量傳感器的假想的彎曲振蕩軸線執(zhí)行相關(guān)于至少傳感器的與測量管的截面共面的假想中心面不對稱的彎曲振蕩。
此外，測量儀表電子裝置至少間歇地(例如借助至少一個振蕩測量信號和/或借助至少一個激勵信號)在工作中特別是周期性和/或以預(yù)定的更新率反復(fù)測定第一類型衰減值。第一類型衰減值在這里體現(xiàn)測量管的振動的衰減，該衰減由在至少一個測量管內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)引起、相關(guān)于至少一個測量管的與該測量管的截面共面的假想中心面特別是時變地和/或在工作中在預(yù)定的時間段上總計是不對稱的，并且抵消至少一個測量管的與科氏模式對應(yīng)的彎曲振蕩。作為對此的選擇或者補充，第一類型衰減值也可以體現(xiàn)至少一個測量管的振動的衰減由在至少一個測量管內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)引起的時間變化，這個時間變化抵消至少一個測量管的與有效模式對應(yīng)的彎曲振蕩并且因而可以基于至少一個振蕩測量信號和/或基于至少一個激勵信號而直接得到測定。上述的例如基于在傳統(tǒng)振動型測量傳感器中通常可以直接測量的至少一個測量管的與有效模式對應(yīng)的振動的衰減在時間上的變化而在工作中可直接測定的有效模式中的振蕩的衰減特別是與在流過至少一個測量管的介質(zhì)中的不均勻性例如像氣泡和/或固體顆粒的空間分布對應(yīng)并例如也可以至少暫時明顯影響至少一個振蕩測量信號與至少一個激勵信號之間的相差和就此而言也影響在線測量儀表的零點，該零點特別是對測量質(zhì)量流速或總質(zhì)量流量來說是重要的。不均勻性的空間分布和就此而言還有抵消科氏振蕩的衰減在很小程度上也取決于介質(zhì)的流速，這種流速在大量的應(yīng)用中至少在時間平均值上通常盡可能保持恒定。
依據(jù)本發(fā)明的第一構(gòu)成，基于至少一個測量管的振動相對于至少一個測量管的與該測量管的截面共面的假想中心面和/或相對于在激勵裝置在工作中在激勵信號對測量管施加的激勵力影響下的假想作用線對稱的衰減的時間導(dǎo)數(shù)，測量儀表電子裝置測定第一類型衰減值。在此方面，特別適用于計算第一類型衰減值的是那種至少一個測量管以測量傳感器借助激勵裝置激勵的有效模式彎曲振蕩的衰減，因為這種衰減實際上能夠借助測量儀表電子裝置基于所述類型的測量傳感器中典型存在的測量或驅(qū)動信號(例如像振蕩測量信號和激勵電流)而直接測量。正如在所述類型的測量傳感器中非常常見的那樣，激勵的有效模式中的彎曲振蕩可以是環(huán)繞測量傳感器的虛擬連接測量傳感器入口端和出口端的假想的彎曲振蕩軸線的彎曲振蕩。
依據(jù)本發(fā)明的第二構(gòu)成，測量儀表電子裝置在考慮到例如像介質(zhì)的瞬時和/或時間上取平均值的流速的情況下測定第一類型衰減值。
依據(jù)本發(fā)明的第三構(gòu)成，測量儀表電子裝置在工作中至少間歇地在內(nèi)部提供至少一個密度測量值，例如也借助至少一個振蕩測量信號和/或借助激勵信號至少間歇地特別是周期性反復(fù)測定至少一個密度測量值，其體現(xiàn)在至少一個測量管內(nèi)部引導(dǎo)的介質(zhì)的密度
P O 依據(jù)本發(fā)明的第四構(gòu)成，測量儀表電子裝置在工作中特別是周期性地反復(fù)借助至少一個振蕩測量信號測定振蕩測量值，該振蕩測量值體現(xiàn)至少一個振動測量管的振蕩特別是彎曲振蕩的振幅和/或其有效值。
依據(jù)本發(fā)明的第五構(gòu)成，至少一個測量管在工作中(由借助至少一個激勵信號控制的激勵裝置驅(qū)動)至少被間歇地激勵為以測量傳感器的有效模式振動，其中測量管至少部分地特別是主要地和/或相關(guān)于至少測量管的與該測量管的截面共面的假想中心面對稱的彎曲振蕩，該彎曲振蕩環(huán)繞測量傳感器的假想彎曲振蕩軸線，該彎曲振蕩軸線基本上平行于測量傳感器的將測量管的入口端與測量管的出口端虛擬連接的假想縱軸線或者與其重合。此外依據(jù)本發(fā)明這種構(gòu)成的進(jìn)一步構(gòu)成，激勵裝置在在工作中至少間歇地令至少一個測量管環(huán)繞假想的彎曲振蕩軸線彎曲振蕩，特別是主要具有最低諧振頻率，該彎曲振蕩軸線相關(guān)于至少測量管的假想中心面基本對稱。作為對此的選擇或者補充，至少一個以有效模式振動的測量管在由穿流的介質(zhì)內(nèi)引起的科氏力的影響下，至少間歇地以測量傳感器的疊加在有效模式上的科氏模式振蕩，其中測量管執(zhí)行至少部分地特別是主要地相關(guān)于至少測量管的與該測量管的截面共面的假想中心面不對稱的彎曲振蕩，該彎曲振蕩環(huán)繞測量傳感器的假想的彎曲振蕩軸線。對于上述情況，第一類型衰減值體現(xiàn)的衰減抵消與科氏模式相應(yīng)的彎曲振蕩。
依據(jù)本發(fā)明的第六構(gòu)成，測量儀表電子裝置在工作中特別是周期性地反復(fù)借助至少一個振蕩測量信號和/或借助激勵信號測定激勵測量值，該激勵測量值體現(xiàn)維持至少一個測量管的振蕩特別是彎曲振蕩的激勵力，特別是其振幅和/或有效值，并且/或者體現(xiàn)維持至少一個測量管的振蕩特別是彎曲振蕩的激勵功率。
依據(jù)本發(fā)明的第七構(gòu)成，測量儀表電子裝置在工作中特別是周期性地和/或以預(yù)定的更新率反復(fù)地，特別是借助至少一個振蕩測量信號和/或借助激勵信號，測定第二類型衰減值，特別是還將該第二類型衰減值在內(nèi)部存儲，該衰減值瞬時體現(xiàn)在測量傳感器的借助激勵裝置激勵的有效模式中的至少一個測量管的彎曲振蕩的特別是時變的衰減，該彎曲振蕩特別是相關(guān)于至少一個測量管的與該測量管的截面共面的假想中心面和/或相關(guān)于在工作中由激勵裝置在激勵信號的影響下施加于測量管的激勵力的假想作用線是對稱的。
依據(jù)本發(fā)明這種構(gòu)成的進(jìn)一步構(gòu)成，在上述情況下，測量儀表電子裝置在工作中反復(fù)測定激勵測量值以及還有振蕩測量值，此外，測量儀表電子裝置基于在工作中特別是周期性反復(fù)測定的激勵測量值與振蕩測量值的比例而計算第二類型衰減值。作為對此的選擇或者補充，測量儀表電子裝置基于至少一個衰減值，特別是兩個或者多個在不同測量周期期間測定的第二類型衰減值，例如基于在兩個在不同測量周期期間產(chǎn)生的第二類型衰減值的差值，計算第一類型衰減值。依據(jù)本發(fā)明這種構(gòu)成的進(jìn)一步構(gòu)成，測量儀表電子裝置基于一差商而測定第一類型衰減值，該差商體現(xiàn)抵消至少一個測量管的與測量傳感器的有效模式相應(yīng)的彎曲振蕩的衰減的時間導(dǎo)數(shù)，且例如是由上述差值與處于兩個衰減值之間的時間間隔的比例形成的。
為測定第一類型衰減值，測量儀表電子裝置此外還提供特別是內(nèi)部儲存的和/或內(nèi)部測定的測量儀表參數(shù)，該測量儀表參數(shù)介于第二類型衰減值與第一類型衰減值之間。 該測量儀表參數(shù)是在線測量儀表的取決于測量傳感器實際結(jié)構(gòu)和/或取決于介質(zhì)的特征數(shù)，例如在在線測量儀表濕式校驗過程中(也就是在測量傳感器加載了已知或外加質(zhì)量流速的已知介質(zhì)的情況下和/或在與在線測量儀表相互作用的用戶的對話中)，如在線測量儀表的調(diào)試期間和/或在工作中重復(fù)地測定該特征數(shù)。
依據(jù)本發(fā)明的第八構(gòu)成，測量儀表電子裝置借助至少一個振蕩測量信號和/或借助激勵信號，特別是也借助第一類型衰減值，至少間歇地特別是周期性地和/或以預(yù)定的更新率反復(fù)地產(chǎn)生至少一個質(zhì)量流量測量值，其瞬時體現(xiàn)在至少一個測量管內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)的質(zhì)量流速m。此外依據(jù)本發(fā)明這種構(gòu)成的進(jìn)一步構(gòu)成，測量儀表電子裝置借助至少一個第一類型衰減值在需要時產(chǎn)生報警，其表明特別是由于介質(zhì)與相應(yīng)的預(yù)定指標(biāo)不同的品質(zhì)而造成質(zhì)量流量測量值的測量精度降低。作為對此的選擇或者補充，測量儀表電子裝置借助至少一個振蕩測量信號和/或借助激勵信號，至少間歇地特別是周期性地和/或以預(yù)定的更新率反復(fù)地產(chǎn)生臨時質(zhì)量流量測量值，其比質(zhì)量流量測量值不精確地體現(xiàn)在至少一個測量管內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)的質(zhì)量流速m。通過使用臨時質(zhì)量流量測量值以及第一類型衰減值，在至少一個測量管的振動由于介質(zhì)內(nèi)的不均勻性而不對稱衰減的情況下，借助測量儀表電子裝置也可以非常高的測量精度產(chǎn)生質(zhì)量流量測量值。
依據(jù)本發(fā)明的第九構(gòu)成，測量儀表電子裝置借助至少一個振蕩測量信號和/或借助激勵信號以及借助第一類型衰減值，至少間歇地特別是周期性地和/或以預(yù)定的更新率反復(fù)地產(chǎn)生質(zhì)量測量值，其瞬時體現(xiàn)與待測量的在一個時間間隔期間總計流經(jīng)測量傳感器的介質(zhì)質(zhì)量相應(yīng)的總質(zhì)量流量。此外依據(jù)本發(fā)明這種構(gòu)成的進(jìn)一步構(gòu)成，測量儀表電子裝置借助至少一個第一類型衰減值在需要時產(chǎn)生報警，其表明特別是由于介質(zhì)與相應(yīng)的預(yù)定指標(biāo)不同的品質(zhì)而造成質(zhì)量測量值的測量精度降低。作為對此的選擇或者補充，第一類型衰減值以這種方式計算，即，由其體現(xiàn)的衰減相當(dāng)于至少一個測量管的振動在該時間間隔上總計的不對稱衰減。該時間間隔可以固定地預(yù)定或者在工作中反復(fù)測定，或也可以從與在線測量儀表相互作用的用戶方面和/或由控制在線測量儀表的上級電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)重新限定。在線測量儀表的用戶處于灌裝過程的情況下，該時間間隔例如相當(dāng)于從與灌裝過程的開始時間點相應(yīng)的工作時間點延伸至與同一灌裝過程的結(jié)束時間點相應(yīng)的工作時間點的灌裝持續(xù)時間，特別是與介質(zhì)的預(yù)定灌裝量對應(yīng)。
依據(jù)本發(fā)明的第十構(gòu)成，測量儀表電子裝置借助至少一個振蕩測量信號和/或借助激勵信號以及借助第一類型衰減值，至少間歇地特別是周期性地和/或以預(yù)定的更新率反復(fù)地產(chǎn)生瞬時體現(xiàn)總質(zhì)量流量的質(zhì)量測量值，該質(zhì)量流量相當(dāng)于所要測量的在一個時間間隔期間總計流經(jīng)測量傳感器的介質(zhì)的質(zhì)量，其中，測量儀表電子裝置借助至少一個振蕩測量信號和/或借助激勵信號，至少間歇地特別是周期性地和/或以預(yù)定的更新率反復(fù)地產(chǎn)生至少一個臨時質(zhì)量測量值，其與實際質(zhì)量測量值相比，較為不精確地體現(xiàn)所要測量的質(zhì)量。此外依據(jù)本發(fā)明這種構(gòu)成的進(jìn)一步構(gòu)成，測量儀表電子裝置也借助臨時質(zhì)量測量值和/或借助第一類型衰減值產(chǎn)生至少一個質(zhì)量測量值。對于所提到的測量儀表電子裝置在工作中此外也反復(fù)測定質(zhì)量流量測量值的情況，實際的質(zhì)量測量值各自也可以借助事先測定的質(zhì)量測量值以及借助實際的臨時質(zhì)量流量測量值得到測定。
依據(jù)本發(fā)明的第十一構(gòu)成，測量儀表電子裝置在工作中至少間歇地在內(nèi)部提供至少一個速度測量值，其例如也是借助至少一個振蕩測量信號和/或借助激勵信號測定的， 且瞬時體現(xiàn)在至少一個測量管內(nèi)部引導(dǎo)的介質(zhì)的流速。此外依據(jù)本發(fā)明這種構(gòu)成的進(jìn)一步構(gòu)成，測量儀表電子裝置也在使用速度測量值的情況下測定第一類型衰減值。對于上述測量儀表電子裝置至少間歇地測定體現(xiàn)在至少一個測量管內(nèi)部引導(dǎo)的介質(zhì)的密度的密度測量值的情況來說，測量儀表電子裝置在工作中也可以借助所稱的密度測量值，例如借助需要時同樣借助測量儀表電子裝置產(chǎn)生的質(zhì)量流量測量值與密度測量值的數(shù)字除法和/或借助需要時同樣借助測量儀表電子裝置產(chǎn)生的質(zhì)量測量值與密度測量值的數(shù)字除法，產(chǎn)生至少一個速度測量值。此外依據(jù)本發(fā)明這種構(gòu)成的進(jìn)一步構(gòu)成，測量儀表電子裝置提供特別是與測量傳感器的有效流動截面對應(yīng)的測量儀表專用的測量儀表參數(shù)，該參數(shù)介于測量傳感器加載預(yù)定流速的流動介質(zhì)時測定的速度測量值與該預(yù)定的流速之間。例如可以在利用具有預(yù)定流速的流動介質(zhì)校驗在線測量儀表的過程中事先在實驗上非常簡單地測定測量儀表參數(shù)。特別是對于安裝在線測量儀表使得測量傳感器的縱軸線基本上垂直定向的情況來說，和/或?qū)τ诮橘|(zhì)典型地被加載了其密度和/或其粘度在很大程度上不同于本身介質(zhì)的雜質(zhì)的情況來說，此外依據(jù)本發(fā)明第十三構(gòu)成的另一種進(jìn)一步構(gòu)成，測量儀表電子裝置為測定流速或為測定第一類型的衰減測量值而在內(nèi)部提供或使用一種介質(zhì)參數(shù)，其體現(xiàn)在實際介質(zhì)與其中可能包含的雜質(zhì)之間的相對速度，該相對速度在給定的安裝情況下至少在時間平均值上盡可能不變。雜質(zhì)與介質(zhì)之間的這種相對運動和由此產(chǎn)生的相對速度例如可以由于作用于雜質(zhì)的加速力(例如像引力或浮力)而引起。
依據(jù)本發(fā)明的第十二構(gòu)成，激勵裝置具有特別是唯一的和/或電動式的基本上在至少一個測量管中心作用的振蕩器。
依據(jù)本發(fā)明的第十三構(gòu)成，測量儀表電子裝置借助至少一個第一類型衰減值產(chǎn)生報警，其表明介質(zhì)具有與相應(yīng)的預(yù)定指標(biāo)，特別是夾帶的雜質(zhì)最大的允許比例不同的品質(zhì)。
依據(jù)本發(fā)明的第十四構(gòu)成，測量儀表電子裝置借助至少一個第一類型衰減值產(chǎn)生報警，其表明在線測量儀表在為其預(yù)定的技術(shù)條件以外運行。
依據(jù)本發(fā)明的第十五構(gòu)成，測量儀表電子裝置利用預(yù)定的特別是在多個測量周期上延伸的時間期間基本上恒定的更新率反復(fù)產(chǎn)生第一類型衰減值。
依據(jù)本發(fā)明的在線測量儀表也特別適合于在灌裝過程中使用，例如用于控制介質(zhì)向容器(特別是瓶子、杯子、罐、玻璃器皿、安瓿或者這類容器)內(nèi)計量預(yù)定量和/或質(zhì)量 Msoll的灌裝過程，和/或用于測定計量預(yù)定的量和/或質(zhì)量Ms。u的介質(zhì)所需的從相應(yīng)的灌裝過程的開始時間點延伸至同一灌裝過程的結(jié)束時間點的灌裝持續(xù)時間，和/或用于測定用于計量預(yù)定的量和/或質(zhì)量Ms。u的介質(zhì)的灌裝過程的結(jié)束時間點tn。依據(jù)本發(fā)明的在線測量儀表其他具有優(yōu)點的應(yīng)用以及還有構(gòu)成此外也來自后面的介紹、實施例以及權(quán)利要求。
本發(fā)明基于這種出人意料的認(rèn)識，S卩，除了例如由介質(zhì)內(nèi)不希望的或不可避免的雜質(zhì)形成的所述類型的不均勻性的已知影響(如所提到的“氣泡效應(yīng)”或者“移動諧振器效應(yīng)”)之外，很大程度上在各自測量管內(nèi)流動的介質(zhì)內(nèi)部這種可能也是僅偶爾和/或個別出現(xiàn)的不均勻性(例如像氣泡和/或固體顆粒)的瞬時空間分布也會對振動型測量傳感器的振蕩測量信號產(chǎn)生影響。在此方面作為對測量信號，特別是其彼此相對或相對于激勵信號的相位并因此也對在線測量儀表的零點的影響總體上重要的是，測量管內(nèi)部的同一不均勻性的空間分布相關(guān)于各測量管的前面提到的稱為中心面的對稱平面間歇地在明顯程度上和/或不可預(yù)見的方式變化的不對稱性。，例如在具有短暫灌裝時間和/或與測量管容積相比較小的裝料量的灌裝過程中，在使用低流速情況下和/或在垂直安裝測量傳感器情況下經(jīng)?？梢杂^察到的那樣，與介質(zhì)內(nèi)不均勻性的空間分布的這種時變的大多也僅短暫出現(xiàn)的不對稱性相伴隨的是以同等程度變化的不對稱衰減D總體上也作用于振動的測量管，其導(dǎo)致無論是以有效模式還是科氏模式激勵的振蕩形式相應(yīng)的變形和振蕩傳感器除了本身的測量效果之外附加檢測受到不對稱的衰減或相應(yīng)不對稱的衰減力分布影響的振蕩運動。
由于這種例如通過單獨在液體內(nèi)夾帶的緩慢流過測量管的氣泡所引起的不對稱性，在圖la、lb中示出的所測量的質(zhì)量流速m'或由其導(dǎo)出的總質(zhì)量流量M'與實際測量變量各自部分明顯不同的時間分布可以得到調(diào)整。在圖Ia中，分布在時間點tein、taus之間的那個波群在時間的分布上相當(dāng)于在同時流動的介質(zhì)以基本上無滑動-也就是沒有介質(zhì)與雜質(zhì)之間值得一提的相對速度-夾帶的氣泡從測量管的入口端進(jìn)入一直到測量管的出口端上重新排出所測量的質(zhì)量流速。波群的轉(zhuǎn)折點在此方面相當(dāng)于在氣泡通過所提到的假想的中心面的時間點上所測量的質(zhì)量流速。因此得出可以毫無問題地認(rèn)識到，所述類型的不均勻性相關(guān)于中心面(至少在縱軸線上的假想的投影中)基本上對稱構(gòu)成的空間分布或在所觀察的時間間隔ΔΤΜ=(例如像對相應(yīng)平衡重要的灌裝持續(xù)時間)內(nèi)這種不均勻性方面完全通過測量管實際上對于零點沒有超出已知效應(yīng)的不利影響。但對于由于測量管內(nèi)的不均勻性相關(guān)于所稱的中心面不對稱的空間分布而造成的不對稱的衰減D有效地抵消測量管的振蕩的其他情況來說，應(yīng)由此出發(fā)，即，基于各測量管的振蕩特別是基于其由通流的介質(zhì)影響的振蕩形式而測定的測量值(例如像質(zhì)量流速和/或總質(zhì)量流量)在很大程度上無需含有誤差的相應(yīng)補償措施。由于不均勻性的空間分布或不利影響測量管振蕩的衰減中的這種時變不對稱性，與此相應(yīng)因此需要通過與同時考慮校正措施相應(yīng)繼續(xù)推進(jìn)不對稱衰減相應(yīng)處理由傳統(tǒng)振動型測量傳感器提供的測量信號或由傳統(tǒng)在線測量儀表測定的測量值。
除此以外還要認(rèn)識到，零點或其在工作中的偶然變化特別是與不對稱衰減那個模態(tài)部分的依賴性，這些衰減有效地抵消測量管在科氏模式下的振蕩并因此也稱為科氏模式衰減D1。這種科氏模式衰減D1沿偏轉(zhuǎn)測量管可能的瞬時特性以舉例和示意的方式在圖2中與有效模式的振蕩的相應(yīng)對應(yīng)的瞬時振幅分布S11以及與科氏模式的振蕩的相應(yīng)對應(yīng)的瞬時振幅分布& 一同示出；總體上抵消測量管的振蕩的不對稱衰減在這種情況下基本上相當(dāng)于有效模式衰減D11與科氏模式衰減D1的重疊。
在線測量儀表在工作中反復(fù)測量或相應(yīng)更新這種通過不均勻性引起的(就此而言是短效的)科氏模式衰減的一種可能性通常在于，測定不對稱衰減抵消測量管在有效模式下的對稱振蕩并因此也稱為有效模式衰減D11的那個模態(tài)部分的時間導(dǎo)數(shù)。
例如可以基于激勵信號和一個振蕩測量信號和/或基于維持振蕩的激勵功率和/ 或基于以有效模式振蕩的測量管在工作中反復(fù)測定的振蕩質(zhì)量，而以專業(yè)人員公知的傳統(tǒng)方式，例如依據(jù)開頭所提到的US-A50 27 662測定有效模式衰減D11 (在圖2中示出了其中與前面提到的科氏模式衰減D1相應(yīng)對應(yīng)的瞬時特性)。為進(jìn)行說明在圖北中示出有效模式衰減D11與圖Ia或Ib的測量值相應(yīng)對應(yīng)的時間分布。
例如可以基于借助與實際測量時間點t2 =、對應(yīng)的有效模式衰減D11,,和與事先的測量時間點、=tH對應(yīng)的有效模式衰減D11, Η以及在兩個測量時間點之間的時間形成的差商，在測量儀表電子裝置內(nèi)在在線測量儀表的工作期間足夠精確地計算有效模式衰減D11的時間導(dǎo)數(shù)。因此，通過事后校正以傳統(tǒng)方式也就是首先不考慮上述類型的不對稱性并因此不夠精確測定的質(zhì)量流速m'，可以簡單地相應(yīng)精確化所測量的質(zhì)量流速， 并因此更精確地接近實際測量變量，這例如通過在測量儀表電子裝置內(nèi)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換運算
^ dDn
m -K--—ο
dt 作為對基于有效模式衰減D11的時間導(dǎo)數(shù)dDn/dt進(jìn)行測定的替代或者補充，測定科氏模式衰減D1的另一種可能性在于，所測量的有效模式衰減D11在確定的，例如為測定總質(zhì)量流量而預(yù)定的時間間隔ΔΤμ = t2-、上被總計并因此相應(yīng)平衡，以及隨著達(dá)到其終值 t2 = tn，相應(yīng)代入單個所測量的且在同一時間段Δ Tm上首先不考慮不對稱衰減的影響而求積分的質(zhì)量流速m'。有效模式衰減D11的有效作用部分為測定科氏模式衰減仏所需的平衡在此方面可以按照簡單方式通過形成與時間間隔Δ Tm的終值tSTOPP對應(yīng)的瞬時有效模式衰減D ,2和與同一時間間隔Δ Tm的開始、=tSTAKT對應(yīng)的瞬時有效模式衰減Dllil的差A(yù)D11 而進(jìn)行。為進(jìn)行說明在圖3a中示出由此得到的所測定的科氏模式衰減D1與圖Ia或Ib的測量值m'、M'相應(yīng)對應(yīng)的時間分布。通過事后校正以傳統(tǒng)方式也就是首先也不考慮上述類型的不對稱性并因此不精確測定的總質(zhì)量流量M'，可以簡單地相應(yīng)精確地測定總質(zhì)量流量，這例如通過在測量儀表電子裝置內(nèi)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換運算
tl tl tl \mdt = ^nidt-K1 ·Dn(t) = ^mxdt-Kx AD11 =Mf-^T1 AD11 —Μ。
ηηη 因為不均勻性的空間分布或其時間變化與介質(zhì)內(nèi)的雜質(zhì)通過至少一個測量管和就此而言也與介質(zhì)的流速對應(yīng)，所以通過相應(yīng)地同時考慮測量管內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)被瞬時加載雜質(zhì)或者還考慮介質(zhì)的流速，可以進(jìn)一步提高在工作中測定不對稱衰減的精度。特別是在上述類型的灌裝過程的情況下，由于在此方面通常在較長時間段上盡可能保持恒定的過程條件，無論是雜質(zhì)加載的程度還是所調(diào)整的流速，均可以對測定衰減足夠的精度而非常簡單地得到確定并且例如在現(xiàn)場在線測量儀表的濕式校驗過程中相應(yīng)得到考慮。
本發(fā)明的優(yōu)點此外在于，通過略微改變所建立的用于計值測量傳感器的測量信號和在此基礎(chǔ)上測定相關(guān)的原始測量值(特別是質(zhì)量流量測量值或者質(zhì)量測量值)的計值算法或與其相應(yīng)的微型計算機程序代碼，就可以實現(xiàn)校正由在所要測量的介質(zhì)內(nèi)可能夾帶的不均勻性的空間分布的不對稱或隨之而來的測量管振蕩的不對稱衰減而造成的測量誤差， 特別是在測量儀表電子裝置的電路技術(shù)結(jié)構(gòu)中也沒有值得一提的改變，或者特別是與如開頭提到的US-B 67 05 172或者US-B 70 73 396相反，與所建立的測量傳感器類型相比，不再絕對需要在各測量傳感器的機械和/或電氣-機械結(jié)構(gòu)方面的特殊改變。


現(xiàn)借助附圖所示的實施例對本發(fā)明以及其他具有優(yōu)點的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說明。相同的部件在所有附圖中具有同一附圖符號，出于概覽的原因，已經(jīng)提到的附圖符號在后面的附圖中取消。其中 圖la、b示出所測量的質(zhì)量流速m'或從中導(dǎo)出的總質(zhì)量流量M'的時間分布以及為其預(yù)定的實際測量變量ms皿、Msoll對應(yīng)的時間分布； 圖2示出與對稱振蕩模式對應(yīng)的彎曲振蕩和與不對稱振蕩模式對應(yīng)的彎曲振蕩的振幅分布以及分別抵消這些彎曲振蕩的衰減力的瞬時特性； 圖3a、b示出所測量的對稱衰減D11或從中導(dǎo)出的不對稱衰減D1與圖Ia或Ib的時間分布對應(yīng)的時間分布； 圖4示出在可以插入管道內(nèi)的在線測量儀表，在過程管道內(nèi)引導(dǎo)介質(zhì)； 圖5示出適用于圖4的測量儀表的振動型測量傳感器實施例的透視側(cè)視圖； 圖6以框圖示意示出適用于圖4的在線測量儀表的測量儀表電子裝置； 圖7圖解示出采用圖4的在線測量儀表實驗測定的質(zhì)量流速；以及 圖8圖解示出采用圖4的在線測量儀表實驗測定的總質(zhì)量流量。
具體實施例方式圖4示出可以插入(這里未示出的)過程管道，如工業(yè)設(shè)備的管道內(nèi)在線測量儀表，其例如為科氏質(zhì)量流量測量儀表、科氏質(zhì)量流量/密度測量儀表和/或科氏質(zhì)量流量/ 粘度測量儀表，其用于測量和/或監(jiān)測過程管道內(nèi)流動的特別是至少間歇地兩相或者多相的和/或加載了雜質(zhì)的介質(zhì)的至少一個物理測量變量，例如質(zhì)量流速m或者總質(zhì)量流量M、 密度P和/或粘度Π。特別是多變量的在線測量儀表此外也適合于在自動化灌裝過程中使用，特別是用于控制向容器內(nèi)(例如像瓶子、杯子、罐、玻璃器皿、安瓿或者這類容器內(nèi)) 計量預(yù)定量介質(zhì)的灌裝過程和/或用于測定計量預(yù)定量和/或質(zhì)量Ms。n介質(zhì)所需的從相應(yīng)的灌裝過程的開始時間點、=tSTAET延伸至同一灌裝過程的結(jié)束時間點t2 = tST0PP的灌裝持續(xù)時間Δ TM。
在線測量儀表為此包括通過入口端以及出口端分別與過程管道連接的振動型測量傳感器10，該測量傳感器在工作中由所要測量的介質(zhì)(例如像低粘度的液體或者高粘度的膏劑或者這類介質(zhì))流過。此外，測量傳感器與用于控制測量傳感器以及處理測量傳感器的原始信號，特別是從外部供電的在線測量儀表的測量儀表電子裝置20電耦合，該測量儀表電子裝置在工作中提供體現(xiàn)至少一個測量變量的測量值。測量儀表電子裝置20安裝在相應(yīng)的特別是耐沖擊的和/或抗爆炸的、需要時還遠(yuǎn)離測量傳感器設(shè)置的電子裝置外殼 200內(nèi)，并具有用于控制測量傳感器的驅(qū)動電路以及特別是借助微型計算機形成的測量和計值電路，用于產(chǎn)生借助在線測量儀表檢測的測量變量的特別是數(shù)字的測量值(Xm、XM、XP、 xn、…)。此外，測量儀表電子裝置內(nèi)還具有其他用于在線測量儀表運行的電子元件，例如像內(nèi)部供電電路NRG、顯示和操作單元HMI等。
特別是可編程的和/或可遠(yuǎn)程參數(shù)化的測量儀表電子裝置20此外以具有優(yōu)點的方式這樣設(shè)計，使其可以在在線測量儀表在工作中與其上級的電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，例如可編程邏輯控制器(SPS)、個人計算機和/或工作站，經(jīng)由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)例如現(xiàn)場總線系統(tǒng)和 /或無線地通過無線電交換測量和/或其他工作數(shù)據(jù)，例如像實際測量值或者用于控制在線測量儀表的調(diào)整和/或診斷值。在此方面，測量儀表電子裝置20例如借助這種內(nèi)部的供電電路NRG形成，其在工作中通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)所具有的外部供電裝置通過上述的現(xiàn)場總線供電。對于在線測量儀表與現(xiàn)場總線或者通信系統(tǒng)連接的情況來說，測量儀表電子裝置20具有用于數(shù)據(jù)通信的相應(yīng)通信接口 COM，其例如依據(jù)開頭所提到的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
圖5示意示出適用于在線測量儀表的振動型測量傳感器10的實施例。測量傳感器用于在通流的介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生機械反作用力，例如取決于質(zhì)量流量的科氏力、取決于密度的慣性力和/或取決于粘度的摩擦力，這些力反作用于測量傳感器用傳感器可以檢測并就此而言可以測量。從這些反作用力中，這樣可以專業(yè)人員公知的方式測量例如介質(zhì)的質(zhì)量流速m、密度P和/或粘度η或者從中導(dǎo)出的測量變量。測量傳感器為此包括內(nèi)部件，其設(shè)置在例如基本上管狀或者盒狀的傳感器外殼100內(nèi)，用于實現(xiàn)至少一個所要檢測的測量變量(例如像流動參數(shù)質(zhì)量流速)的物理-電轉(zhuǎn)換。傳感器外殼100和電子裝置外殼200亦如圖4所示可以在形成在線測量儀表的情況下以緊湊式結(jié)構(gòu)相互固定連接。
為引導(dǎo)介質(zhì)，內(nèi)部件包括至少一個(在圖5所示的實施例中唯一的基本上直線的) 測量管10，在工作中使其振動和在此方面圍繞靜態(tài)的靜止位置振蕩地反復(fù)彈性變形。但在這里需要指出的是-雖然圖5所示實施例中的測量傳感器具有唯一的直線測量管和至少就此而言在其機械結(jié)構(gòu)以及作用原理上基本上與開頭提到的US-A 48 23 614、US-A 49 62 67UUS-B 72 9 9469,US-B 70 73 396,US-B 70 40 179,US-B 70 17 424,US-B 72 13 470、US-B 65 57 422、US-B 68 40 109、US-B 66 91 583、US-B 66 51 583、US-B 65 16 674、US-B 63 97 685、US-B 63 30 832、US-A 60 06 609、US-A 59 79 246、US-A 59 45 609、US-A 57 96 012、US-A 57 96 010、US-A 56 91 485、US-A 55 31 126、US-A 54 76 013,US-A 53 98 5Μ或者US-A 52 91 792大致相應(yīng)-為實現(xiàn)本發(fā)明不言而喻也可以使用其他由現(xiàn)有技術(shù)公開的和在工業(yè)測量技術(shù)中建立的振動型測量傳感器，特別是也具有多于一個測量管和/或彎曲的測量管。例如至少一個測量管和就此而言還有分布在其流明內(nèi)部測量管假想的重力線在此方面可以至少分段基本上S、Ω或者U形或者例如像US-A 52 87 754、US-B 68 60 158、US-B 66 66 098、US-B 72 13 469 或 US-B 73 60 451 所示，至少分段基本上V形構(gòu)成。其他適用于實現(xiàn)本發(fā)明的測量傳感器的例子此外也在開頭所提到的現(xiàn)有技術(shù)中有所介紹，例如像 US-A 56 02 345, US-A 57 96 011、US-6311136、US-B 67 58 102、US-A 57 31 527、US-A 53 01 557、US-A 60 92 429 或者 US-B 69 20 798。
在測量傳感器的工作中，如在這種類型的測量傳感器中常見的那樣，激勵測量管 10以所謂的有效模式彎曲振蕩，例如以基本上與自然諧振頻率相應(yīng)的激勵頻率fex。，使得其環(huán)繞假想的彎曲振蕩軸線振動，至少部分基本上依據(jù)自然固有振蕩形式彎曲，該彎曲振蕩軸線在這里與測量傳感器的虛擬連接其入口端和出口端的假想的縱軸線L基本上平行或者重合。為減少可能作用于測量管10的干擾影響以及為降低測量傳感器方面可能輸出到所連接的過程管道的振蕩能量，測量傳感器內(nèi)此外具有逆振蕩器120。該逆振蕩器如圖5所示與測量管110在側(cè)向相距地設(shè)置在測量傳感器內(nèi)，并通過形成實際上確定測量管10入口端的第一耦合區(qū)111#而在入口側(cè)固定在測量管110上并通過形成實際上確定測量管110 出口端的第二耦合區(qū)11 而在出口側(cè)固定在測量管110上。在所示的實施例中基本上平行于測量管Iio分布、需要時也與其同軸設(shè)置的逆振蕩器120例如可以管狀或者也可以基本上盒狀。在這里所示的實施例中，逆振蕩器120借助至少一個入口端的第一耦合器131保持在測量管110的入口端111#上并借助至少一個出口端的特別是與耦合器131基本上相同的第二耦合器132保持在測量管110的出口端11 上。作為耦合器131、132在這種情況下例如可以使用普通的網(wǎng)格板，其以相應(yīng)方式大致通過依據(jù)開頭提到的US-A 60 47 457 或者US-B 61 68 069壓緊和/或釬焊相應(yīng)的金屬體，而在入口側(cè)和出口側(cè)分別固定在測量管110和逆振蕩器120上。
正如圖5示意示出的那樣，測量管110此外通過出口側(cè)通入第一耦合區(qū)111#區(qū)域內(nèi)的直的第一連接管件111并通過出口側(cè)通入第二耦合區(qū)11 區(qū)域內(nèi)且特別是與第一連接管件111基本上相同的直的第二連接管件112相應(yīng)與輸送或排出介質(zhì)的(這里未示出的)過程管道連接，其中，入口側(cè)連接管件111的入口端實際上形成測量傳感器的入口端， 出口側(cè)連接管件112的出口端形成測量傳感器的出口端。測量管110與兩個連接管件111、 112以具有優(yōu)點的方式共同整體構(gòu)成，從而為其制造可以使用例如唯一的管狀半成品。作為替代，測量管110、入口管件111和出口管件112各自通過唯一整體的管的片段形成，如果需要它們也可以借助在之后例如通過焊接而結(jié)合在一起的各個半成品制造。為制造測量管10 此外實際上可以使用這種測量傳感器常用的材料，例如像鋼、鎳基熱強合金、鈦、鋯、鉭等。
正如結(jié)合圖4和5此外所看到的那樣，特別是與測量管110相比抗彎和抗扭的轉(zhuǎn)換器外殼100特別是剛性固定在入口側(cè)連接管件111相關(guān)于第一耦合區(qū)111#的遠(yuǎn)側(cè)入口端上以及出口側(cè)連接管件112相關(guān)于第二耦合區(qū)11 的遠(yuǎn)側(cè)輸出端上。就此而言，因此整個內(nèi)部件不僅由轉(zhuǎn)換器外殼100完全包封，而且由于其自重和兩個連接管件111、112的彈性作用也可以振蕩保持在傳感器外殼100內(nèi)。在圖5所示的實施例中，兩個基本上直線的連接管件111、112這樣彼此定向，使其基本上平行于假想的縱軸線L或測量管彎曲振蕩假想的振蕩軸線分布或使其既與縱軸線L也彼此基本上對中心。因為兩個連接管件111、112 在這里所示的實施例中實際上在它們的整個長度上基本上直線構(gòu)成，所以它們與此相應(yīng)總體上彼此對準(zhǔn)以及與虛擬縱軸線L基本上對準(zhǔn)。除了容納內(nèi)部件，轉(zhuǎn)換器外殼100此外也可以用于保持在線測量儀表的電子裝置外殼200連同安裝在里面的測量儀表電子裝置。
對于測量傳感器與例如作為金屬管道構(gòu)成的過程管道可分開安裝的情況來說，此外在入口側(cè)連接管件111的入口端上成形測量傳感器的第一連接法蘭113且在出口側(cè)連接管件112的出口端上成形測量傳感器的第二連接法蘭114。連接法蘭113、114在此方面可以如所述類型的測量傳感器上那樣非常常見地至少部分端面與轉(zhuǎn)換器外殼100 —體化。如果需要，連接管件111、112此外也可以例如借助焊接或者硬釬焊直接與過程管道連接。
為激勵測量管110的機械振蕩，特別是有效模式的彎曲振蕩，測量傳感器此外包括電動式的激勵裝置116。該激勵裝置用于在激勵信號的控制下，將由測量儀表電子裝置 20所提到的驅(qū)動電路210供給的電激勵能量或功率Eexe轉(zhuǎn)換為例如脈沖狀或諧波式地作用于測量管110并使其以上述方式偏轉(zhuǎn)的激勵力Fex。，該激勵信號由驅(qū)動電路210提供且在需要時在與所提到的其計值電路220的共同作用下得到相應(yīng)調(diào)整，且該激勵信號例如具有周期性變化的和/或外加的電流或周期性變化的和/或外加的電壓。在這里所示的實施例中， 激勵裝置此外這樣構(gòu)成，使得在激勵裝置116的工作中，在激勵信號的影響下施加到測量管110上的激勵力Fex。的假想的作用線基本上沿測量管的與測量管縱軸線L垂直的假想的中心面或軸線分布。在這里所示的實施例中，正如在所述類型的測量傳感器中非常常見的那樣，中心面對應(yīng)于各個測量管或整個測量傳感器的某個對稱平面，通過測量管的中心的截面處于該對稱平面內(nèi)且該對稱平面因此與該截面共面。
適用于調(diào)整激勵能量Eex。的驅(qū)動電路專業(yè)人員早已公知并例如在US-A 47 77 833,US-A 48 01 897,48 79 911或者US-A 50 09 109中有所介紹。正如在這種類型的測量傳感器中常見的那樣，激勵力Frai。可以雙向或者單向構(gòu)成并以專業(yè)人員公知的方式例如借助電流和/或電壓調(diào)節(jié)電路在其振幅方面并例如借助鎖相環(huán)在其頻率方面進(jìn)行調(diào)整。作為激勵裝置116例如可以使用建立的電動式振蕩調(diào)節(jié)器，其借助固定在逆振蕩器120上在工作中由相應(yīng)的激勵電流通流和與此同時由相應(yīng)磁場磁化的圓柱體激勵線圈以及從外部， 特別是中心固定在測量管110上至少部分插入激勵線圈內(nèi)的永磁電樞形成。適用于依據(jù)本發(fā)明的在線測量儀表的令至少一個測量管振蕩的激勵裝置的其他例子此外在開頭提到的 US-B 70 17 424、US-B 68 41 109、US-B 68 05 012、US-A 47 77 833、US-B 65 57 422、 US-A 60 92 429、US-A 60 06 609、US-A 48 23 614、US-B 62 23 605 或者 US-A 55 31 126中有所介紹。
依據(jù)本發(fā)明的另一種構(gòu)成，至少一個測量管在工作中借助激勵裝置116至少間歇地以有效模式得到激勵，其中測量管至少部分(特別是主要或者僅僅)環(huán)繞虛擬連接測量管的入口端和出口端的假想的振蕩軸線進(jìn)行彎曲振蕩，例如具有其唯一的和/或最低的諧振頻率。其中，測量管的彎曲振蕩在確定測量管入口端的入口側(cè)耦合區(qū)111#的區(qū)域內(nèi)具有入口端的振蕩節(jié)點并在確定測量管出口端的出口側(cè)耦合區(qū)11 的區(qū)域內(nèi)具有出口端的振蕩節(jié)點。在圖5所示的實施例中，測量管110相對于逆振蕩器120和縱軸線L進(jìn)行彎曲振蕩。在微分作用于測量管和逆振蕩器的激勵裝置情況下，也強制激勵逆振蕩器120進(jìn)行同時-在這里與測量管的彎曲振蕩基本上共面的彎曲振蕩，而且是這樣進(jìn)行，使其至少部分外相，特別是與有效模式內(nèi)振蕩的測量管基本上反相振動。特別是測量管110和逆振蕩器120在此方面此外這樣彼此確定或這樣激勵，使它們在工作中至少部分和至少部分反向相同，也就是相同頻率，但基本上反相環(huán)繞縱軸線L進(jìn)行彎曲振蕩。依據(jù)本發(fā)明的另一種構(gòu)成，激勵或者還有有效模式頻率f 。在此方面這樣調(diào)整，使其盡可能完全相當(dāng)于測量管110 彎曲振蕩的自然固有頻率，例如相當(dāng)于彎曲振蕩基本模式的最小固有頻率。對于正常工作中介質(zhì)在過程管道內(nèi)流動并因此質(zhì)量流量或質(zhì)量流速m不同于零的情況，借助以上述方式振動的測量管110在通流的介質(zhì)內(nèi)也引起科氏力。這種科氏力再反作用于測量管110并這樣使其進(jìn)行傳感器可以檢測的附加變形，而且是基本上依據(jù)一種比作為有效模式使用的固有振蕩更高模態(tài)級的自然固有振蕩形式。這種所謂以相同頻率與激勵的有效模式重合的科氏模式的瞬時特性在此方面，特別是在其振幅方面也取決于瞬時的質(zhì)量流速m。正如在這種具有直測量管的測量傳感器中常見的那樣，作為科氏模式使用的固有振蕩模式例如是與有效模式基本上共面的不對稱彎曲振蕩模式的固有振蕩形式。
因為測量管的這種橫向彎曲振蕩模式的自然固有頻率和就此而言還有適用于此的激勵頻率。公知在很大程度上也取決于介質(zhì)的密度P，所以借助在線測量儀表也可以毫無問題地測量密度P。依據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成，測量管110為在流動的介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生取決于質(zhì)量流量的科氏力和/或取決于密度的慣性力，因此至少間歇地以激勵頻率fex。得到激勵，該激勵頻率盡可能精確對應(yīng)于測量管110所有彎曲振蕩模式的最低自然固有頻率或者諧振頻率，從而因此測量管以有效模式振蕩，但不由流體通流的測量管110相關(guān)于垂直于測量管縱軸線L的中心面或軸線基本上對稱地彎曲并在此方面具有唯一的振蕩波幅。作為對橫向彎曲振蕩的附加，這里所示的內(nèi)部件，例如也用于在流動的介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生取決于粘度的剪切力，至少間歇地以扭轉(zhuǎn)振蕩模式運行，而且是這樣運行，使測量管110以自然的扭轉(zhuǎn)固有頻率環(huán)繞與測量管縱軸線L平行分布或者重合的扭轉(zhuǎn)振蕩軸線基本上依據(jù)自然的扭轉(zhuǎn)振蕩形式振動反復(fù)扭轉(zhuǎn)，對此例如也可以參見US-A 52 53 533,US-A 60 06 609,US-B 68 40 109、US-B 70 17似4或者EP-A 1 158 289 扭轉(zhuǎn)振蕩的激勵在這種情況下也可以借助驅(qū)動彎曲振蕩的激振器進(jìn)行，而且既與有效模式的彎曲振蕩在時間上錯開或者特別是具有彼此不同的振蕩頻率，也可以與有效模式的彎曲振蕩同時，如依據(jù)US-B 68 40 109或者US-B 70 17似4中所提出的方法那樣。
為使測量管110振動，激勵裝置116如已經(jīng)介紹的那樣被借助同樣振蕩的激勵信號。得到供給，該激勵信號具有可調(diào)的激勵電流振幅和可調(diào)的激勵頻率。，從而這里唯一作用于測量管的激振器的激勵線圈在工作中由相應(yīng)的激勵電流流過并以相應(yīng)的方式產(chǎn)生測量管運動所需的磁場。激勵信號或其激勵電流。例如可以諧波、多頻或者也可以矩形。維持測量管110彎曲振蕩所需的激勵電流ira。的激勵頻率fra。在該實施例所示的測量傳感器中可以具有優(yōu)點的方式這樣選擇和調(diào)整，使橫向振蕩的測量管110基本上在彎曲振蕩基本模式中以唯一的振蕩波腹振動。
驅(qū)動電路例如可以作為鎖相環(huán)(PLL)構(gòu)成，其以專業(yè)人員公知的方式用于基于在至少一個振蕩測量信號Sl、S2與激勵信號。所要調(diào)整或瞬時測量的激勵電流之間測量的相位，始終將其激勵頻率。調(diào)節(jié)至期望的有效模式的瞬時固有頻率。這種鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)和在測量管的機械固有頻率上驅(qū)動測量管的應(yīng)用例如在US-A 48 01 897中進(jìn)行了詳細(xì)介紹。不言而喻，也可以使用專業(yè)人員公知的驅(qū)動電路，例如也可以依據(jù)開頭提到的現(xiàn)有技術(shù)，如 US-A 50 24 104、US-A 50 50 439、US-A 58 04 741、US-A 58 69 770、US-A 60 73 495或者US-A 63 111 36。此外，在這種驅(qū)動電路在振動型測量傳感器的應(yīng)用方面參閱 "PR0MASS 83”系列測量傳感器，正如它們由本申請人例如結(jié)合“PR0MASS I ”系列提供的那樣。其驅(qū)動電路例如被構(gòu)成使得有效模式的橫向彎曲振蕩被調(diào)節(jié)到恒定的，也就是盡可能與密度P無關(guān)的振幅。
為檢測測量管110的振蕩，測量傳感器此外具有傳感裝置，其借助至少一個這里設(shè)置在測量管入口側(cè)的振蕩傳感器117形成，該振蕩傳感器用于產(chǎn)生測量傳感器的原始信號，其體現(xiàn)測量管110的至少一種振動特別是彎曲振蕩且就此而言用作第一振蕩測量信號 S1。正如在所述類型的在線測量儀表中常見的那樣，測量傳感器此外具有至少一個-在測量管的出口端上定位和/或與振蕩傳感器117基本上結(jié)構(gòu)相同的-附加第二振蕩傳感器118， 其提供體現(xiàn)至少一個測量管119例如出口端的振動，就此而言也就是作為第二振蕩測量信號&構(gòu)成的測量傳感器的原始信號。兩個振蕩傳感器117、118沿測量管110彼此相距，特別是各自與測量管110的中心面距離相同，這樣設(shè)置在測量傳感器內(nèi)，使其借助傳感裝置局部檢測測量管10入口側(cè)和出口側(cè)的振動并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的振蕩測量信號S1或&。在這里所示的實施例中，第一振蕩傳感器117在入口側(cè)及第二振蕩傳感器118在出口側(cè)設(shè)置在至少一個測量管上，而且距至少一個激振器與第一振蕩傳感器117的距離相同。
作為振蕩傳感器117、118例如可以使用所建立的測量特別是不同地相對于逆振蕩器的振蕩的電動式速度傳感器，如依據(jù)開頭所提到的US-B 70 17 424,US-B 68 40 109、 US-A 47 77 833或者未預(yù)公開的DE 102007062397。如果需要，此外可以專業(yè)人員公知的方式提供測量和/或運行測量傳感器所需的其他傳感器，例如設(shè)置在逆振蕩器120上和/ 或轉(zhuǎn)換器外殼100上的附加的加速度傳感器(為此亦參見US-A 57 36 653)，或者也設(shè)置在測量管110上、逆振蕩器120上和/或轉(zhuǎn)換器外殼100上的溫度傳感器和/或應(yīng)變計(為此亦參見 US-A 47 68 384、US-B 70 40 179 或者 WO-A 00/102816)。
兩個由傳感裝置提供的振蕩測量信號Sl、&各自具有與以有效模式振蕩的測量管 110的瞬時振蕩頻率。相應(yīng)的信號頻率，如圖5所示，這兩個振蕩測量信號被輸送到測量儀表電子裝置20，它們在那里以專業(yè)人員公知的方式借助相應(yīng)的測量和計值電路220首先被預(yù)處理，特別是預(yù)放大、濾波和數(shù)字化，以便之后可以適當(dāng)計值。作為測量和計值電路220 在這種情況下可以在傳統(tǒng)的科氏質(zhì)量流量測量儀表出于測定質(zhì)量流速和/或總質(zhì)量流量等目的已經(jīng)使用和建立的可編程電路中繼續(xù)使用，例如也可以是依據(jù)開頭提到的現(xiàn)有技術(shù)的這種電路。依據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成，測量和計值電路220如圖5示意所示，與此相應(yīng)也借助測量儀表電子裝置外殼20內(nèi)所具有的例如借助數(shù)字信號處理器(DSP)實現(xiàn)的微型計算機μC和借助相應(yīng)在其內(nèi)部實施和運行的程序代碼實現(xiàn)。程序代碼例如可以持久儲存在微型計算機非易失性的存儲器EEPROM內(nèi)并在其啟動時裝入例如集成在微型計算機內(nèi)的易失性存儲器RAM內(nèi)。適合于這種應(yīng)用的處理器例如是Texas Instrument Inc公司在市場上提供的這種TMS320VC33型處理器。在此方面實際上不言而喻的是，振蕩測量信號Sl、S2 如已經(jīng)介紹的那樣，為在微型計算機內(nèi)進(jìn)行處理而被借助測量和計值電路220的相應(yīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號，對此參見例如開頭提到的US-B 63 11 136或者US-A 60 73 495或者還有上述的“PR0MASS 83”系列測量傳感器。
測量和計值電路220依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成特別是用于基于在部分以有效和科氏模式振蕩的測量管110情況下產(chǎn)生的振蕩測量信號S1^2之間探測到的相差，反復(fù)測定質(zhì)量流量測量值Xm，其盡可能準(zhǔn)確體現(xiàn)通過測量傳感器引導(dǎo)的介質(zhì)的所要測量的質(zhì)量流速…作為對此的選擇或者補充，測量和計值電路用于測定例如從實際質(zhì)量流量測量值Xm和/或大量事先順序產(chǎn)生的和/或質(zhì)量流量測量值中導(dǎo)出的質(zhì)量測量值Xm，其瞬時體現(xiàn)也相當(dāng)于所要測量的介質(zhì)質(zhì)量的總質(zhì)量流量M，該總質(zhì)量流量在一個時間間隔期間，例如像開頭提到的灌裝持續(xù)時間△ Tm期間全部通流測量傳感器。對測定質(zhì)量測量值Xm重要的時間間隔例如從用戶方面預(yù)置預(yù)定和/或在工作中反復(fù)測定并這樣與變化的過程條件，例如像借助在線測量儀表控制的閥門變化的關(guān)閉時間和/或所要測量的介質(zhì)的變化特性和/或各自所要灌裝的容器變化的容器規(guī)格等相應(yīng)配合。在線測量儀表用于控制開頭所述類型灌裝過程的情況下，實際質(zhì)量測量值Xm可以分別與為各灌裝過程預(yù)定的向瞬時容器內(nèi)計量的量或質(zhì)量Mst^ 相比較，以便在因此確定達(dá)到該預(yù)定值Ma^的情況下，為控制介質(zhì)流的閥門安排相應(yīng)結(jié)束向瞬時容器內(nèi)的灌裝過程的控制指令。
此外，測量和計值電路也可以用于從例如基于至少一個振蕩測量信號Sl、S2測量的至少一個測量管例如也在有效模式中的橫向彎曲振蕩的振蕩頻率中，產(chǎn)生瞬時體現(xiàn)所要測量的介質(zhì)的密度P的密度測量值XP。此外，正如在所述類型的在線測量儀表中非常常見的那樣，測量和計值電路需要時也可以用于從公知也用作在測量管內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)的外觀粘度或者還有粘度-密度乘積的量度的驅(qū)動信號中測定瞬時體現(xiàn)介質(zhì)粘度的粘度測量值Xn,為此亦參見US-B 70 17 424,US-B 68 40 109或者US-B 66 51 513。在這種情況下， 專業(yè)人員可以毫無問題地看出，在線測量儀表可以既各自在一個共同的測量周期內(nèi)，也就是具有相同的更新率，需要時也利用不同的更新率，測定單個通常周期性或以固定預(yù)先確定的更新率反復(fù)測定的，需要時借助顯示和操作單元HMI現(xiàn)場顯示的和/或所提到的存儲器EEI3ROM或RAM內(nèi)暫存的不同原始測量變量[m、M、P、η...]的測量值D(m、XM、Xp、Xf.]。 例如，大多明顯變化的質(zhì)量流速m或從中得出的總質(zhì)量流量M的高精度測量通常要求非常低的掃描時間Ta或非常高的，特別是在通過多個單個測量周期延伸的時間n · Ta期間也基本上恒定的更新率fA= 1/TA，而與此相比通過較長時間大多很少變化的介質(zhì)密度P和/或粘度n需要時則可以更大的時間間隔更新。此外可以毫無問題地預(yù)見，借助測量儀表電子裝置測定的測量值至少暫時暫存在測量儀表電子裝置內(nèi)，例如所提到的EEPROM存儲器和/ 或RAM存儲器內(nèi)，并這樣可以保留足夠長的時間以供后面的應(yīng)用。
正如已經(jīng)多次提到的那樣，特別是在存在兩相或者多相介質(zhì)或加載雜質(zhì)(例如像氣泡或者固體顆粒)的介質(zhì)和/或很高程度上不均勻的介質(zhì)的情況下，所述類型的在線測量儀表以傳統(tǒng)方式測定的測量值由于測量管振蕩的不對稱衰減而可能造成明顯的不精確性，并且與之相伴地由于科氏模式中的這里不對稱的彎曲振蕩的波動衰減而產(chǎn)生零點誤差。因此這種按照傳統(tǒng)方式-也就是在不考慮這種由介質(zhì)引起的不對稱衰減情況下-產(chǎn)生的測量值[X' m、X' M、…]，特別是還有作為這種在線測量儀表的原始測量值輸出的質(zhì)量流量測量值或質(zhì)量測量值相應(yīng)校正，以便以為所述類型的在線測量儀表追求的高測量精度真正實現(xiàn)各自最終的原始測量值[Xm、XM、…]。圖7中示意示出在流過測量傳感器的不均勻性的影響下，在利用“PR0MASS 83 1 DN 50”型的在線測量儀表上接收的對測定質(zhì)量流量測量值Xm重要的零點的可能的時間分布，該零點也就是在介質(zhì)實際上不流動m· = 0的情況下測定的未校正且就此而言臨時的質(zhì)量測量值X' m，而圖8則示出利用同一在線測量儀表接收的(在這里與總計三個在時間上錯開的氣泡的通過相對應(yīng))對測定質(zhì)量測量值Xm重要的零點的時間分布，該零點也就是介質(zhì)實際上不流動Mst^ = 0的情況下測定的臨時質(zhì)量測量值X' 。
因此在依據(jù)本發(fā)明的在線測量儀表中，此外測量儀表電子裝置20的測量和計值電路220在工作中至少間歇地測定(需要時也內(nèi)部儲存)第一類型衰減值)(DI，該衰減值瞬時體現(xiàn)科氏模式中的至少一個測量管的相關(guān)于至少測量管的假想中心面不對稱的振動由在測量管內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)所引起的衰減和/或至少一個測量管的振動衰減在時間上的變化。 科氏模式中的至少一個測量管的不對稱振動的由衰減值Xdi體現(xiàn)的衰減(下面簡稱“科氏模式衰減”)例如可以由于在至少一個測量管內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)內(nèi)部的不均勻性(例如像液體或者膏劑內(nèi)夾帶的氣泡和/或固體顆粒等)，特別是也由于測量管內(nèi)部的不均勻性的時變的空間分布而引起。
作為第一類型衰減值)(DI的信息基礎(chǔ)，在這種情況下例如可以使用一個或者多個由傳感裝置提供的振蕩測量值Sl、S2和/或至少一個激勵信號ira。。作為對此的選擇或者補充，也可以將與信號對應(yīng)的內(nèi)部測量和/或運行數(shù)據(jù)用于測定第一類型衰減值)(DI，例如像驅(qū)動信號iex。與測量傳感器10的瞬時振蕩特性相應(yīng)配合的驅(qū)動電路210的調(diào)整值。與圖7的零點時間分布對應(yīng)的同樣借助“PR0MASS 83 1 DN 50”型的在線測量儀表實驗測定的第一類型衰減測量值)(DI的時間分布同步匹配地在圖7中示出。
對于上述測量儀表電子裝置20反復(fù)產(chǎn)生質(zhì)量流量測量值Xm的情況來說，臨時質(zhì)量流量測量值X' m的校正可以通過公式
權(quán)利要求
1.在線測量儀表，特別是科氏質(zhì)量流量/密度測量儀表和/或科氏質(zhì)量流量/粘度測量儀表，用于特別是至少間歇的兩相或者多相的流動介質(zhì)和/或加載了雜質(zhì)的流動介質(zhì)， 其中所述雜質(zhì)例如像氣泡和/或固體顆粒，該在線測量儀表包括-振動型測量傳感器(10)，--該測量傳感器具有至少一個在工作中至少間歇地振動特別是彎曲振蕩的測量管 (110)，用于引導(dǎo)特別是至少間歇的兩相或者多相的流動介質(zhì)和/或加載了雜質(zhì)的流動介質(zhì)，--該測量傳感器具有特別是在中心作用于測量管(110)的激勵裝置(116)，用于產(chǎn)生至少一個測量管(110)的振動特別是彎曲振蕩，以及--該測量傳感器具有傳感裝置(117、118)，用于檢測至少一個測量管(110)的振動特別是彎曲振蕩，該傳感裝置提供至少一個體現(xiàn)測量管(110)的振動特別是彎曲振蕩的振蕩測量信號(S1^2),以及-與測量傳感器(10)電耦合的測量儀表電子裝置00)，一其中該測量儀表電子裝置00)至少間歇地提供至少一個驅(qū)動激勵裝置(116)的激勵信號(i_)，該激勵信號特別是具有周期性變化的和/或外加的電流，使得—在借助至少一個激勵信號(‘。)控制的激勵裝置(116)的驅(qū)動下，至少一個測量管在工作中至少間歇地被激勵為以測量傳感器的有效模式振動，其中測量管至少部分特別是主要地并且/或者相關(guān)于至少測量管的與測量管的截面共面的假想的中心面對稱地執(zhí)行環(huán)繞測量傳感器的假想的彎曲振蕩軸線的彎曲振蕩，該彎曲振蕩軸線基本與測量傳感器的虛擬連接測量管的入口端與測量管的出口端的假想的縱軸平行或者一致，并且—在流過的介質(zhì)中引起的科氏力的影響下，至少一個以有效模式振動的測量管至少間歇地以測量傳感器的疊加在有效模式上的科氏模式振蕩，其中測量管至少部分地特別是主要地環(huán)繞測量傳感器的假想的彎曲振蕩軸線執(zhí)行相關(guān)于至少傳感器的與測量管的截面共面的假想中心面不對稱的彎曲振蕩，以及-其中測量儀表電子裝置00)至少間歇地特別是借助至少一個振蕩測量信號(si、s2) 和/或借助至少一個激勵信號(ira。)在工作中特別是周期性地和/或以預(yù)定的更新率fA = 1/TA反復(fù)測定第一類型衰減值(Xdi)，一該第一類型衰減值所體現(xiàn)的衰減抵消至少一個測量管的與科氏模式相應(yīng)的彎曲振蕩，并且/或者一該第一類型衰減值體現(xiàn)抵消至少一個測量管的與有效模式相應(yīng)的彎曲振蕩的衰減的時間導(dǎo)數(shù)。
2.按權(quán)利要求1所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置00)以預(yù)定的更新率 fA= 1/TA反復(fù)產(chǎn)生第一類型衰減值(Xdi)，該更新率特別是在多個測量周期上延伸的時間段 η · Ta期間基本恒定。
3.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置00)在考慮到介質(zhì)的特別是瞬時的和/或時間上取平均值的流速的情況下測定第一類型衰減值(Xdi)。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置在工作中至少間歇地在內(nèi)部提供至少一個密度測量值(Xp)，特別是也借助至少一個振蕩測量信號(Sl、 s2)和/或借助激勵信號(ira。)而至少間歇地特別是周期性地反復(fù)測定至少一個密度測量值(Xp)，其體現(xiàn)在至少一個測量管內(nèi)部引導(dǎo)的介質(zhì)的密度P。
5.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置在工作中至少間歇地在內(nèi)部提供至少一個速度測量值(Xv)，特別是也借助至少一個振蕩測量信號(Sl、S2) 和/或借助激勵信號(‘。)而至少間歇地測定至少一個速度測量值(Xv)，其體現(xiàn)在至少一個測量管內(nèi)部引導(dǎo)的介質(zhì)的特別是瞬時的和/或時間上取平均值的流速V。
6.按權(quán)利要求5所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置在工作中借助至少一個振蕩測量信號(Sl、S2)和/或借助激勵信號(‘。)反復(fù)測定至少一個速度測量值(Xv)。
7.按權(quán)利要求4結(jié)合權(quán)利要求5-6之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置 (20)也借助至少一個密度測量值(Xp)類型產(chǎn)生至少一個速度測量值(Xv)。
8.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置00)在工作中特別是周期性地反復(fù)借助至少一個振蕩測量信號(Sl、s2)測定振蕩測量值(Xs)，該振蕩測量值體現(xiàn)至少一個振動的測量管的振蕩特別是彎曲振蕩的振幅和/或其有效值。
9.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，激勵裝置(116)令至少一個測量管(110)在工作中至少間歇地環(huán)繞假想的彎曲振蕩軸線彎曲振蕩，特別是主要具有測量管的最低諧振頻率，所述彎曲振蕩相關(guān)于至少一個測量管的假想的中心面基本對稱。
10.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置00)在工作中特別是周期性地反復(fù)借助至少一個振蕩測量信號(Sl、S2)和/或借助激勵信號(‘。)測定激勵測量值(XiraJ，該激勵測量值體現(xiàn)維持至少一個測量管的振蕩特別是彎曲振蕩的激勵力，特別是幅度和/或其有效值，和/或維持至少一個測量管的振蕩特別是彎曲振蕩的激勵功率。
11.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置00)在工作中特別是周期性地和/或以預(yù)定的更新率fA = 1/TA反復(fù)地特別是借助至少一個振蕩測量信號(Sl、s2)和/或借助激勵信號(ira。)測定特別是也內(nèi)部儲存第二類型衰減值(Xdii)，該第二類型衰減值瞬時體現(xiàn)在測量傳感器的借助激勵裝置(116)激勵的有效模式中的至少一個測量管的彎曲振蕩的特別是時變的衰減，該彎曲振蕩特別是相關(guān)于至少一個測量管的與該測量管的截面共面的假想中心面和/或相關(guān)于在工作中由激勵裝置(116)在激勵信號 (ieJ的影響下施加于測量管的激勵力的假想作用線是對稱的。
12.按權(quán)利要求11結(jié)合權(quán)利要求8和10所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置00)基于在工作中特別是周期性地反復(fù)測定的激勵測量值(XiraJ與振蕩測量值(Xs)的比例)(iex。/Xs，測定第二類型衰減值(Xdii)。
13.按權(quán)利要求11或12所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)基于至少一個衰減值(Xdii)特別是兩個或者多個在不同的測量周期期間測定的第二類型衰減值 Um, t2、···)，測定第一類型衰減值(Xdi) ο
14.按權(quán)利要求13所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)基于至少兩個特別是在不同的測量周期期間產(chǎn)生的第二類型衰減值(XDII,tl、\n,t2、…)，測定第一類型衰減值(Xdi)。
15.按權(quán)利要求14所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)基于兩個在不同的測量周期期間產(chǎn)生的第二類型衰減值(XDII,tl、XDII,t2、…)的差Δ)(ΜΙ，測定第一類型衰減值(Xdi)。
16.按權(quán)利要求11-15之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置00)通過使用特別是在線測量儀表的校驗期間和/或在工作中反復(fù)測定的和/或內(nèi)部儲存的測量儀表參數(shù)(Kdi)，特別是基于公式
測定第一類型衰減值(XDI)。
17.按權(quán)利要求16所述的在線測量儀表，其中，測量儀表參數(shù)(Kdi)是在線測量儀表的測量儀表專用的和/或取決于所要測量的介質(zhì)的特征數(shù)，其特別是在流過測量傳感器的介質(zhì)的情況中借助測量儀表電子裝置OO)和/或在與在線測量儀表相互作用的用戶的對話中得到測定。
18.按權(quán)利要求11-16之一各自結(jié)合權(quán)利要求8和10所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)基于至少一個公式
測定第一類型衰減值(XDI)。
19.按權(quán)利要求16或17所述的在線測量儀表，其中，特別是取決于測量傳感器的實際結(jié)構(gòu)和/或介質(zhì)的測量儀表參數(shù)(Kdi)是在線測量儀表的濕式校驗期間和/或在工作中反復(fù)測定的在線測量儀表的特征數(shù)，特別是在測量傳感器加載了具有已知的和/或外加的質(zhì)量流速m的介質(zhì)的情況下和/或在與在線測量儀表相互作用的用戶的對話中測定的。
20.按權(quán)利要求16-18之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)在測量傳感器加載了已知的和/或外加的質(zhì)量流速m的介質(zhì)的情況下，特別是在線測量儀表在現(xiàn)場濕式校驗期間和/或在工作中特別是在與相互作用的用戶的對話中反復(fù)測定測量儀表參數(shù)(KDI)。
21.按權(quán)利要求16-19之一各自結(jié)合權(quán)利要求5所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)基于公式KmKD1(y)^Λν測定測量儀表參數(shù)(KDI)。
22.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)借助至少一個振蕩測量信號(Sl、s2)和/或借助激勵信號(ij以及借助第一類型衰減值(Xdi)， 至少間歇地特別是周期性地和/或以預(yù)定的更新率fA = 1/TA反復(fù)產(chǎn)生瞬時體現(xiàn)總質(zhì)量流量M的質(zhì)量測量值(Xm)，該質(zhì)量流量對應(yīng)于待測量的在特別是預(yù)定的和/或在工作中反復(fù)測定的時間間隔△ Tm期間總計流過測量傳感器的介質(zhì)的質(zhì)量。
23.按權(quán)利要求22所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)借助至少一個第一類型衰減值(Xdi)產(chǎn)生報警，其表明特別是由于介質(zhì)與相應(yīng)的預(yù)定指標(biāo)不同的品質(zhì)而造成質(zhì)量測量值的測量精度降低。
24.按權(quán)利要求22或23所述的在線測量儀表，其中，時間間隔ΔΤΜ相當(dāng)于從與灌裝過程的開始時間點相應(yīng)的工作時間點、延伸至與同一灌裝過程的結(jié)束時間點相應(yīng)的工作時間點tn = t0+n · Ta的灌裝持續(xù)時間其，特別是與預(yù)定的介質(zhì)灌裝量對應(yīng)。
25.按權(quán)利要求M所述的在線測量儀表，其中，由第一類型衰減值(Xdi)體現(xiàn)的衰減相當(dāng)于至少一個測量管的振動在時間間隔Δ Tm上總計的不對稱衰減。
26.按權(quán)利要求22-25之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置00)借助至少一個振蕩測量信號(S1^2)和/或借助激勵信號(ira。)，特別是也借助第一類型衰減值 (Xdi)，至少間歇地特別是周期性地和/或以預(yù)定的更新率fA = 1/TA反復(fù)產(chǎn)生至少一個臨時質(zhì)量測量值(X' )，其與實際質(zhì)量測量值(Xm)相比較為不精確地體現(xiàn)所要測量的質(zhì)量。
27.按權(quán)利要求沈所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)也借助臨時質(zhì)量測量值(X' M)，特別是基于公式
產(chǎn)生至少一個質(zhì)量測量值(Xm)。
28.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)借助至少一個振蕩測量信號(Sl、s2)和/或借助激勵信號(i_)，特別是也借助第一類型衰減值 (Xdi)，至少間歇地特別是周期性地和/或以預(yù)定的更新率fA = 1/TA反復(fù)產(chǎn)生至少一個質(zhì)量流量測量值(Xm)，其瞬時體現(xiàn)在至少一個測量管內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)的質(zhì)量流速m。
29.按權(quán)利要求觀所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)借助至少一個第一類型衰減值(Xdi)產(chǎn)生報警，其表明特別是由于介質(zhì)與相應(yīng)的預(yù)定指標(biāo)不同的品質(zhì)而造成質(zhì)量流量測量值的測量精度降低。
30.按權(quán)利要求觀或四所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)借助至少一個振蕩測量信號(Sl、s2)和/或借助激勵信號(i_)，特別是也借助第一類型衰減值 (Xdi)，至少間歇地特別是周期性地和/或以預(yù)定的更新率fA = 1/TA反復(fù)產(chǎn)生臨時質(zhì)量流量測量值(X' m)，其與質(zhì)量流量測量值(Xm)相比較為不精確地體現(xiàn)在至少一個測量管內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)的質(zhì)量流速m。
31.按權(quán)利要求30結(jié)合權(quán)利要求5和16所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)借助臨時質(zhì)量流量測量值(X' J并借助第一類型衰減值(Xdi)，特別是基于公式
產(chǎn)生至少一個質(zhì)量流量測量值(Xm)。
32.按權(quán)利要求33結(jié)合權(quán)利要求22所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)借助事先測定的質(zhì)量測量值(Xm — XM, tH)以及借助當(dāng)前的臨時質(zhì)量流量測量值 (X' m —X' m,ti)，特別是基于至少一個公式
測定當(dāng)前的質(zhì)量測量值(Xm — XM, D。
33.按權(quán)利要求觀結(jié)合權(quán)利要求22-27之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)借助質(zhì)量流量測量值(Xm)并借助第一類型衰減值(Xdi)產(chǎn)生至少一個質(zhì)量測量值(Xm)。
34.按權(quán)利要求5或其從屬權(quán)利要求所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置 (20)提供測量儀表專用的特別是與測量傳感器的有效流動截面對應(yīng)的和/或在線測量儀表校驗期間預(yù)先測定的測量儀表參數(shù)(Kv)，該測量儀表參數(shù)介于在測量傳感器加載了具有預(yù)定的流速的流動介質(zhì)時測定的速度測量值(Xv)與這個預(yù)定的流速之間。
35.按權(quán)利要求34結(jié)合權(quán)利要求22-27之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置(20)基于公式
和/或基于公式
測定速度測量值(Xv)。
36.按權(quán)利要求35結(jié)合權(quán)利要求21所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置 (20)基于公式
測定測量儀表參數(shù)(Kdi)，其中Kvtl為介質(zhì)參數(shù)，其體現(xiàn)在介質(zhì)與雜質(zhì)之間特別是由于作用于雜質(zhì)的浮力的相對速度。
37.按權(quán)利要求34結(jié)合權(quán)利要求觀-33之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置00)基于公式
和/或 基于公式
測定速度測量值(Xv)。
38.按權(quán)利要求37結(jié)合權(quán)利要求21所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置 (20)基于公式
測定測量儀表參數(shù)(Kdi)，其中Kvtl為介質(zhì)參數(shù)，其體現(xiàn)在介質(zhì)與雜質(zhì)之間特別是由于作用于雜質(zhì)的浮力的相對速度。
39.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)基于測量傳感器的在借助激勵裝置(116)激勵的有效模式中的測量管的彎曲振蕩的衰減的時間導(dǎo)數(shù)，測定第一類型衰減值(Xdi)，所述衰減相關(guān)于至少一個測量管的與該測量管的截面共面的假想的中心面對稱和/或相關(guān)于與激勵裝置(116)在工作中在激勵信號(ira。)的影響下施加到測量管的激勵力的假想的作用線對稱。
40.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)基于差商(Δ)(μι/Τα)測定第一類型衰減值(Xdi)，所述差商體現(xiàn)至少一個測量管的與測量傳感器的有效模式相應(yīng)的彎曲振蕩的衰減的時間分布。
41.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，激勵裝置具有一個，特別是唯一的和/或電動式的基本上在至少一個測量管的中心作用的激振器。
42.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置00)借助至少一個第一類型衰減值(Xdi)產(chǎn)生報警，其表明介質(zhì)具有與相應(yīng)的預(yù)定指標(biāo)不同的品質(zhì)，所述預(yù)定指標(biāo)特別是夾帶的雜質(zhì)最大的允許比例。
43.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表，其中，測量儀表電子裝置OO)借助至少一個第一類型衰減值(Xdi)產(chǎn)生報警，其表明在線測量儀表在為其預(yù)定的技術(shù)條件以外運行。
44.按前述權(quán)利要求之一所述的在線測量儀表的用途，用于控制向容器內(nèi)特別是瓶子、 杯子、罐、玻璃器皿、安瓿或者這類容器內(nèi)計量預(yù)定量和/或質(zhì)量扎砠的介質(zhì)的灌裝過程，和 /或用于測定為了計量預(yù)定量和/或質(zhì)量Ms。n的介質(zhì)所需的從相應(yīng)的灌裝過程的開始時間點、延伸至同一灌裝過程的結(jié)束時間點&的灌裝持續(xù)時間ΔΤμ，和/或用于測定計量預(yù)定量和/或質(zhì)量Ms。n的介質(zhì)的灌裝過程的結(jié)束時間點tn。
全文摘要
特別是作為科氏質(zhì)量流量/密度測量儀表和/或科氏質(zhì)量流量/粘度測量儀表構(gòu)成的在線測量儀表，包括振動型測量傳感器(10)。該測量傳感器具有至少一個在工作中至少間歇地振動的測量管(110)，用于引導(dǎo)至少間歇地兩相或者多相流動的介質(zhì)；作用于測量管的激勵裝置(116)，用于產(chǎn)生至少一個測量管(110)的振動；和傳感裝置(117、118)，用于檢測至少一個測量管的振動，該傳感裝置提供至少一個體現(xiàn)測量管振蕩的振蕩測量信號(S1、S2)。在線測量儀表此外包括與測量傳感器電耦合的測量儀表電子裝置(20)，該電子裝置至少間歇地提供至少一個驅(qū)動激勵裝置的激勵信號(iexc)并且至少間歇地激勵測量管在工作中在借助至少一個激勵信號控制的激勵裝置的驅(qū)動下以測量傳感器的有效模式振動，其中它至少部分執(zhí)行環(huán)繞測量傳感器的假想的彎曲振蕩軸線的彎曲振蕩，該彎曲振蕩軸線基本與測量傳感器的虛擬連接測量管的入口端與測量管的出口端的假想的縱軸平行或者一致，并且至少一個以有效模式振動的測量管在流過的介質(zhì)中引起的科氏力的影響下至少部分以測量傳感器的疊加在有效模式上的科氏模式振蕩，其中它至少部分環(huán)繞測量傳感器的假想的彎曲振蕩軸線執(zhí)行相關(guān)于至少傳感器的與測量管的截面共面的假想中心面不對稱的彎曲振蕩。此外，測量儀表電子裝置至少間歇地測定第一類型衰減值(XDI)，其瞬時體現(xiàn)至少一個測量管的振動的衰減，該衰減抵消至少一個測量管的與科氏模式相對應(yīng)的彎曲振蕩。
文檔編號G01F1/84GK102187185SQ200980139614
公開日2011年9月14日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月6日
發(fā)明者丹尼爾·庫特勒, 阿爾弗雷德·里德, 克里斯托夫·休伯, 朱浩 申請人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司