EP2201337B1

Measuring transducer of the vibration type

Abstract

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EP2201337B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 7

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Expires 21 October 2028.

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15 claims: 15 independent, 0 dependent

  1. 1
    Meßwandler vom Vibrationstyp für ein in einer Rohrleitung strömendes Medium, welcher Meßwandler umfaßt:- ein, insb. über ein einlaßseitig einmündendes Einlaßrohrstück (11) und über ein auslaßseitig einmündendes Auslaßrohrstück (12) mit der Rohrleitung kommunizierendes, zumindest zeitweise vibrierendes Meßrohr (10) zum Führen von zu messendem Medium;- einen Gegenschwinger (20), der unter Bildung einer ersten Kopplungszone (11#) einlaßseitig am Meßrohr fixiert ist und der unter Bildung einer zweiten Kopplungszone (12#) auslaßseitig am Meßrohr (10) fixiert ist;- eine, insb. im wesentlichen mittig an das Meßrohr (10) angreifende und/oder zumindest punktuell entlang einer gedachten mittigen Umfangslinie des Meßrohrs (10) außen an diesem fixierte, Erregeranordnung (40) zum Antreiben zumindest des Meßrohrs (10), welche Erregeranordnung (40) wenigstens einen, insb. einzigen und/oder mittels einer Spule gebildeten, Schwingungserreger umfaßt;- eine Sensoranordnung (50) zum Erfassen von Schwingungen zumindest des Meßrohrs (10), welche Sensoranordnung einen einlaßseitigen, mittels einer Spule gebildeten ersten Schwingungssensor sowie einen auslaßseitigen, mittels einer Spule gebildeten zweiten Schwingungssensor umfaßt;- ein erstes Federelement (61) und ein zweites Federelement (62;63;64), wobei jedes der wenigstens zwei Federelemente (61;62;63;64) sowohl von jeder der beiden Kopplungszonen (11#, 12#) als auch der Erregeranordnung (40) beabstandet an Meßrohr (10) und Gegenschwinger (20) fixiert ist, derart, daß das erste Federelement, in einem zwischen der ersten Kopplungszone (11#) und dem wenigstens einen Schwingungserreger liegenden einlaßseitigen Bereich an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist;sowie - ein Wandlergehäuse (30);- wobei der Meßwandler wenigstens einen ersten natürlichen Schwingungsmode, in dem zumindest das Meßrohr Biegeschwingungen in einer gedachten Primär-Schwingungsebene (XZ) ausführen kann, und einen zweiten natürlichen Schwingungsmode, in dem zumindest das Meßrohr Biegeschwingungen in einer gedachten, zur gedachten Primär-Schwingungsebene (XZ) im wesentlichen orthogonalen Sekundär-Schwingungsebene (YZ) ausführen kann, aufweist, und wobei das Meßrohr im Betrieb zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig Biegeschwingungen um eine gedachte Biegeschwingungsachse ausführt, die die beiden Kopplungszonen (11#, 12#) imaginär miteinander verbindet, und - wobei mittels der beiden Federelemente eine niedrigste Eigenfrequenz des ersten natürlichen Schwingungsmodes kleiner eingestellt ist, als eine niedrigste Eigenfrequenz des zweiten natürlichen Schwingungsmodes, insb. derart, daß ein Frequenzabstand zwischen der niedrigsten Eigenfrequenz des ersten natürlichen Schwingungsmodes und der niedrigsten Eigenfrequenz des zweiten natürlichen Schwingungsmodes größer als 50 Hz eingestellt ist;und/oder jedes der beiden Federelemente eine Federsteifigkeit aufweist, von der jeweils eine Biegeschwingungen des Meßrohrs in der Primär-Schwingungsebene (XZ) hemmende Primärkomponente verschieden ist von einer Biegeschwingungen des Meßrohr in der Sekundär-Schwingungsebene (YZ) hemmende Sekundärkomponente, insb. derart, daß jedes der beiden Federelemente so ausgebildet und im Meßwandler angeordnet ist, daß die Primärkomponente von dessen Federsteifigkeit jeweils kleiner ist als die zugehörige Sekundärkomponente.
  2. 2
    Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Meßrohr im Betrieb mittels der Erregeranordnung zumindest zeitweise derart angeregt ist, daß es zumindest anteilig, insb. überwiegend oder ausschließlich, in der gedachten Primär-Schwingungsebene oszilliert.
  3. 3
    Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Erregeranordnung (40) im Betrieb zumindest zeitweise von einem elektrischen Treibersignal gespeist ist.
  4. 4
    Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Federelement vom zweiten Federelement beabstandet an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist.
  5. 5
    Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei das zweite Federelement in einem zwischen der zweiten Kopplungszone (12#) und dem wenigstens einen Schwingungserreger liegenden auslaßseitigen Bereich an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist, insb. derart, daß die beiden Federelemente in einer durch den einlaßseitigen Bereich und den auslaßseitigen Bereich imaginär verlaufenden geraden Schnittebene des Meßrohrs im Meßwandler angeordnet sind.
  6. 6
    Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Erregeranordnung wenigsten eine Spule umfaßt.
  7. 7
    Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei die wenigstens eine Spule der Erregeranordnung mit dem Gegenschwinger mechanisch verbunden, insb. starr gekoppelt, ist.
  8. 8
    Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei das erste Federelement und der erste Schwingungssensor jeweils anteilig entlang wenigstens einer gemeinsamen einlaßseitigen Umfangslinie des Meßrohrs an diesem fixiert sind, und wobei das zweite Federelement und der zweite Schwingungssensor jeweils anteilig entlang wenigstens einer gemeinsamen auslaßseitigen Umfangslinie des Meßrohrs an diesem fixiert sind.
  9. 9
    Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, - wobei Meßrohr (10) und Gegenschwinger (20) zueinander im wesentlichen koaxial ausgerichtet sind;und/oder - wobei das Meßrohr (10) zumindest teilweise vom Gegenschwinger (20) ummantelt ist;und/oder - wobei der Gegenschwinger (20) im wesentlichen rohrförmig ist;und/oder - wobei der Gegenschwinger (20) im wesentlichen gerade ist;und/oder - wobei das Meßrohr (10) sich mit im wesentlichen gleichbleibendem, insb. kreisringförmiger, Querschnitt zwischen den beiden Kopplungszonen (11#, 12#) erstreckt;und/oder - wobei das Meßrohr (10) im wesentlichen zylindrisch geformt ist;und/oder - wobei das Meßrohr (10) über ein einlaßseitig einmündendes Einlaßrohrstück (11) und über ein auslaßseitig einmündendes Auslaßrohrstück (12) mit der Rohrleitung kommuniziert, und wobei das Wandlergehäuse (30) am Einlaßrohrstück (11) und am Auslaßrohrstück (12) fixiert ist.
  10. 10
    Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Meßrohr (10) im wesentlichen gerade ist.
  11. 11
    Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, - wobei auch der Gegenschwinger im Betrieb zumindest zeitweise Biegeschwingungen um die Biegeschwingungsachse ausführt und die Federelemente entlang einer sich bei biegeschwingendem Gegenschwinger im wesentlichen nicht verzerrenden neutralen Faser des Gegenschwingers an selbigem fixiert sind;und/oder - wobei das Meßrohr im Betrieb zumindest zeitweise Torsionsschwingungen um eine mit der Biegeschwingungsachse im wesentlichen parallelen, insb. koinzidenten, Torsionsschwingungsachse ausführt.
  12. 12
    Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, - wobei die Federelemente jeweils mit einem meßrohrseitigen ersten Ende, insb. unter Bildung jeweils einer starren und/oder spielfreien Lagerung, am Meßrohr und mit einem gegenschwingerseitigen zweiten Ende, insb. unter Bildung jeweils einer starren und/oder spielfreien Lagerung, am Gegenschwinger fixiert sind;und/oder - wobei jedes der, insb. baugleichen, Federelemente jeweils mittels einer, insb. sich im wesentlichen in radialer Richtung zu Meßrohr und/oder Gegenschwinger erstreckend im Meßwandler angeordneten und/oder metallischen, Stange gebildet ist;und/oder - wobei die beiden Federelemente punktsymmetrisch bezüglich eines Schwerpunkts des Meßrohrs im Meßwandler angeordnet sind;und/oder - wobei jedes der beiden Federelemente anteilig an gedachten Schnittpunkten des Meßrohrs mit der Sekundär-Schwingungsebene (YZ) gelagert ist, insb. derart, daß jedes der beiden Federelemente anteilig auch an gedachten Schnittpunkten des Gegenschwingers mit der Sekundär-Schwingungsebene (YZ) gelagert ist.
  13. 13
    Meßwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend ein drittes Federelement und ein viertes Federelement, wobei jedes der vier Federelemente von den Kopplungszonen (11#, 12#) und der Erregeranordnung (40) beabstandet an Meßrohr und Gegenschwinger fixiert ist.
  14. 14
    Meßwandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei jedes der vier, insb. baugleichen, Federelemente jeweils von jedem der jeweiligen anderen drei Federelementen beabstandet ist, insb. derart, daß paarweise zusammengehörige einlaßseitige Federelemente (61, 63) jeweils im wesentlichen einander diametral gegenüberliegend am Meßrohr (10) plaziert sind und, wobei paarweise zusammengehörige auslaßseitige Federelemente (62, 64) jeweils im wesentlichen einander diametral gegenüberliegend am Meßrohr (10) plaziert sind.
  15. 15
    Verwendung eines Meßwandlers gemäß einem der vorherigen Ansprüche in einem In-Line-Meßgerät zum Messen und/oder Überwachen wenigstens eines Parameters, insb. eines Massendurchflusse, m, einer Dichte, ρ, und/oder einer Viskosität, η , eines in einer Rohrleitung strömenden Mediums, insb. einem Coriolis-Massendurchflußmeßgerät, einem Dichtemeßgerät, oder einem Viskositätsmeßgerät.
Independent claims15