Встроенный измерительный прибор и способ контроля рабочего состояния стенки трубы

Встроенный измерительный прибор и способ контроля рабочего состояния стенки трубы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к встроенному измерительному прибору с измерительным датчиком вибрационного типа, в частности к измерительному прибору кориолисова массового расхода/плотности для протекающей в трубопроводе, в частности, двух- или многофазной среды, а также к способу для выработки выражающего собой физическую измеряемую величину среды, к примеру массовый расход, плотность и/или вязкость среды, измеренного значения посредством такого измерительного датчика.

В технике измерения процессов и автоматизации для измерения физических параметров протекающей в трубопроводе среды, таких, к примеру, как массовый расход, плотность и/или вязкость, часто используются, к примеру, такие встроенные измерительные приборы, в частности измерительные приборы кориолисова массового расхода, которые посредством измерительного датчика вибрационного типа, через который в процессе работы протекает среда, и посредством присоединенной к нему измерительной и рабочей схемы вызывают в среде силы реакции, такие, к примеру, как соответствующие массовому расходу кориолисовы силы, соответствующие плотности силы инерции или соответствующие вязкости силы трения и проч., и на основе этого вырабатывают выражающий собой соответствующий массовый расход, соответствующую вязкость и/или соответствующую плотность среды измерительный сигнал. Такого рода встроенные измерительные приборы с измерительным датчиком вибрационного типа, а также принцип их действия, сами по себе, известны специалисту и подробно и детально описаны, к примеру, в WO-A 05/040734, WO-A 05/040733, WO-A 03/095950, WO-A 03/095949, WO-A 03/076880, WO-A 02/37063, WO-A 01/33174, WO-A 00/57141, WO-A 99/39164, WO-A 98/07009, WO-A 95/16897, WO-A 88/03261, US-A 2004/0200268, US-A 2003/0208325, US-B 6889561, US-B 6840109, US-B 6691583, US-B 6651513, US-B 6513393, US-B 6505519, US-A 6006609, US-A 5869770, US-A 5796011, US-A 5616868, US-A 5602346, US-A 5602345, US-A 5531126, US-A 5301557, US-A 5253533, US-A 5218873, US-A 5069074, US-A 4876898, US-A 4733569, US-A 4680974, US-A 4660421, US-A 4524610, US-A 4491025, US-A 4187721, EP-A 1291639, EP-A 1281938, EP-A 1001254 или в EP-A 553939.

Для проведения среды измерительные датчики включают в себя соответственно, по меньшей мере, одну, удерживаемую в несущей раме, имеющей, к примеру, форму трубы или коробки, измерительную трубу с прямым трубным сегментом, который для выработки вышеуказанных сил реакции в процессе работы, будучи приведенным в действие посредством электромеханического возбуждающего устройства, практически учащенно принуждается к вибрациям в первичном полезном режиме. Для учета вибраций трубного сегмента, в частности, со стороны впуска и со стороны выпуска измерительные датчики имеют далее соответствующим образом реагирующее на движения трубного сегмента физико-электрическое сенсорное устройство.

В измерительных приборах кориолисова массового расхода измерение массового расхода протекающей в трубопроводе среды основывается, к примеру, на том, что среда принуждается к протеканию через измерительную трубу, вставленную в трубопровод и в процессе работы поперечно колеблющуюся по отношению к оси измерительной трубы, вследствие чего в среде индуцируются кориолисовы силы. Они, в свою очередь, воздействуют таким образом, что зоны измерительной трубы со стороны впуска и со стороны выпуска колеблются относительно друг друга со сдвигом по фазе. Величина этих сдвигов по фазе служит в качестве меры для массового расхода. Поэтому, колебания измерительной трубы регистрируются посредством двух, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль измерительной трубы, колебательных датчиков вышеуказанного сенсорного устройства и преобразуются в колебательные измерительные сигналы, на основании взаимного сдвига по фазе которых выводится массовый расход. Уже реферированная в начале US-A 4187721 упоминает далее, что посредством таких встроенных измерительных приборов можно также измерять и плотность протекающей среды в данный момент времени, а именно на основании частоты, по меньшей мере, одного, поданного сенсорным устройством колебательного измерительного сигнала. Сверх того, в большинстве случаев подходящим образом напрямую измеряется также и температура среды, к примеру, посредством расположенного на измерительной трубе датчика температуры. К тому же, прямые измерительные трубы, возбужденные к торсионным колебаниям вокруг, в основном, проходящей параллельно соответствующей продольной оси измерительной трубы или совпадающей с ней осью торсионных колебаний, могут способствовать тому, что в проведенной среде вырабатываются радиальные срезывающие усилия, вследствие чего из торсионных колебаний снова в значительной степени извлекается колебательная энергия и рассеивается в среде. В результате этого происходит значительное затухание торсионных колебаний колеблющейся измерительной трубы, для поддержания которых, вследствие этого, к трубе должна быть подведена дополнительно электрическая возбуждающая мощность. На основании необходимой для поддержания торсионных колебаний измерительной трубы электрической возбуждающей мощности, известным специалисту образом, посредством измерительного датчика, таким образом, может быть, по меньшей мере, приблизительно определена также и вязкость среды, сравнить для этого, в частности, также US-A 4524610, US-A 5253533, US-A 6006609 или US-B 6651513.

Проблему встроенного измерительного прибора описанного типа следует, правда, усматривать в том, что колебательные свойства измерительного датчика и, таким образом, также выведенные на основании колебаний измерительной трубы колебательные измерительные сигналы зависят не только от первичных физических измеряемых величин среды, к примеру от массового расхода, плотности и/или вязкости и т.д., и от их изменений в соответствии с режимом работы, но и, в значительной степени, от изменяющихся также вторичных параметров, к примеру от специфических параметров измерительного прибора или же также от параметров, отражающих условия окружающей среды и условия установки. В качестве примера таких изменяющихся вторичных параметров следует назвать модуль упругости и модуль упругости при сдвиге использованных в измерительном датчике материалов, а также геометрию, по меньшей мере, одной измерительной трубы. Изменения вторичных параметров могут быть при этом как обратимыми, к примеру, в случае обусловленных температурой упругих деформаций, так и, в основном, необратимыми. К счастью, большая часть таких вторичных параметров или, по меньшей мере, вызывающие их изменения параметры влияния в процессе измерения подвергаются дополнительному учету, и, таким образом, влияния изменений таких параметров приборов и/или параметров установки на точность измерения в последующем компенсируются. Это может быть реализовано, как предложено, к примеру, в US-B 6512987, US-A 4768384, ЕР-А 578113, с одной стороны, при использовании дополнительно расположенных во встроенном измерительном приборе датчиков, таких, к примеру, как температурные датчики, тензометрические датчики, датчики ускорения, датчики давления и т.д., а с другой стороны, может осуществляться на основании самих колебательных измерительных сигналов.

Основывающийся на колебательных измерительных сигналах принцип компенсационного способа состоит в своей основе в том, что в дополнение к воздействующим на вышеупомянутые силы реакции первичным полезным режимам возбуждаются другие, служащие чаще всего лишь в качестве вторичных вспомогательных режимов, колебательные режимы, по меньшей мере, с более высокой частотой колебаний. Так, к примеру, в WO-A 05/040734, US-B 6889561, US-B 6557422, US-A 5907104, US-A 5831178, US-A 5773727, US-A 5728952, US-A 4680974 соответственно показан встроенный измерительный прибор для измерения, по меньшей мере, одной физической измеряемой величины проводимой в трубопроводе среды, и этот встроенный измерительный прибор содержит в себе измерительный датчик вибрационного типа и электрически соединенное с измерительным датчиком электронное устройство измерительного прибора,

- причем измерительный датчик имеет:

- по меньшей мере, одну, служащую для ведения измеряемой среды измерительную трубу, которая сообщается с присоединенным трубопроводом,

- воздействующее, по меньшей мере, на одну измерительную трубу возбуждающее устройство для инициирования вибраций, по меньшей мере, одной измерительной трубы,

- которое в процессе работы переводит измерительную трубу, по меньшей мере, периодически и/или, по меньшей мере, частично в режим первых поперечных колебаний с первой частотой колебаний вокруг воображаемой оси поперечных колебаний,

- которое в процессе работы переводит измерительную трубу, по меньшей мере, периодически и/или, по меньшей мере, частично в режим вторых поперечных колебаний со второй частотой колебаний, отличающейся от первой частоты колебаний, вокруг воображаемой оси поперечных колебаний, а также

- сенсорное устройство для учета вибраций измерительной трубы, которое подает выражающие собой колебания измерительной трубы колебательные измерительные сигналы,

- причем электронное устройство измерительного прибора, по меньшей мере, периодически подает приводящий в действие возбуждающее устройство возбуждающий сигнал, и

- причем электронное устройство измерительного прибора посредством колебательных измерительных сигналов и/или посредством возбуждающего сигнала, по меньшей мере, периодически генерирует, по меньшей мере, одно измеренное значение, которое выражает собой, по меньшей мере, одну измеряемую физическую величину среды.

На основании колебательных измерительных сигналов электронное устройство измерительного прибора периодически определяет частоты поперечных колебаний измерительной трубы и устанавливает и/или контролирует на базе этого, по меньшей мере, один параметр прибора или параметр установки встроенного измерительного прибора или обнаруживает, по меньшей мере, одну недопустимо высокую ошибку измерения.

Как упоминается, в частности, в WO-A 05/040734, образование налета на внутренней стороне стенки измерительной трубы, к примеру, вследствие седиментации, адгезии или нечто подобного также может в значительной мере приводить к снижению точности измерения встроенного измерительного прибора, поскольку такое образование налета не учитывается при определении измеренного значения. Исследования показали теперь, что по возможности заблаговременное обнаружение налета на измерительной трубе, основанное на многократных поперечных колебаниях, может быть связано со значительными сложностями. В частности, также из-за того что, с одной стороны, плотность налета естественно находится примерно в пределах плотности среды, а с другой стороны, его влияние на поперечные колебания примерно сравнимо с влиянием измеряемой среды. Вследствие этого образующийся налет демонстрирует, в основном, такие же воздействия на поперечные колебания, что и изменения в соответствии с рабочим режимом физических свойств среды, в частности изменения ее плотности и/или вязкости.

Кроме того, может иметь место случай, когда таким налетом поражена не только, по меньшей мере, одна измерительная труба встроенного измерительного прибора, но, в частности, и участки присоединенного к встроенному измерительному прибору трубопровода. Это, опять же, может приводить, к примеру, к тому, что и другие встроенные измерительные приборы и/или их впускные участки могут быть поражены образованием налета, без возможности последующего распознавания посредством соответствующей идентификации со стороны соответствующих измерительных приборов.

Задача изобретения состоит, поэтому, в том, чтобы предоставить сведения о соответствующем встроенном измерительном приборе с измерительным датчиком вибрационного типа, в частности измерительным прибором кориолисова массового расхода/плотности и/или измерительного прибора вязкости, который, с одной стороны, подходит для того, чтобы очень точно измерять предназначенные для измерения физические величины, в частности массовый расход, плотность и/или вязкость, и который, с другой стороны, в состоянии обнаруживать образующийся на измерительной трубе налет, по меньшей мере, превышение минимальной толщины налета. Следующая задача изобретения состоит в том, чтобы предоставить сведения о соответствующем способе, который делает возможным надежное обнаружение и/или достаточно точное измерение образовавшегося на измерительной трубе налета, на основании выработанных посредством традиционных измерительных датчиков описанного типа колебательных сигналов. Далее, задача изобретения состоит в том, что контролировать соприкасающиеся со средой стенки труб, в частности, также присоединенный к измерительному датчику трубопровод, на возможное поражение налетом.

Для этого изобретение относится к выполненному, к примеру, в виде измерительного прибора кориолисова массового расхода/плотности и/или измерительного прибора вязкости встроенному измерительному прибору для измерения, по меньшей мере, одной физической измеряемой величины х, к примеру массового расхода m, плотности η и/или вязкости ρ, проводимой в трубопроводе среды. Встроенный измерительный прибор имеет измерительный датчик вибрационного типа, а также электрически соединенное с измерительным датчиком электронное устройство измерительного прибора. Измерительный датчик содержит в себе, по меньшей мере, одну служащую для ведения измеряемой среды, в основном, прямую измерительную трубу, которая сообщается с присоединенным трубопроводом, воздействующее на измерительную трубу возбуждающее устройство для инициирования вибраций, по меньшей мере, одной измерительной трубы, которое в процессе работы переводит измерительную трубу, по меньшей мере, периодически и/или, по меньшей мере, частично в режим торсионных колебаний вокруг соединяющей друг с другом впускной конец измерительной трубы и выпускной конец измерительной трубы оси торсионных колебаний, а также сенсорное устройство для учета вибраций, по меньшей мере, одной измерительной трубы, которое подает, по меньшей мере, один, выражающий собой колебания измерительной трубы колебательный измерительный сигнал. Электронное устройство измерительного прибора, по меньшей мере, периодически подает приводящий в действие возбуждающее устройство возбуждающий сигнал и посредством, по меньшей мере, одного колебательного измерительного сигнала и/или посредством возбуждающего сигнала, по меньшей мере, периодически генерирует, по меньшей мере, одно измеренное значение, которое выражает собой, по меньшей мере, одну измеряемую физическую величину, к примеру массовый расход, плотность или вязкости среды. Сверх того, электронное устройство измерительного прибора на основании, по меньшей мере, одного колебательного измерительного сигнала и/или на основании возбуждающего сигнала периодически определяет частоту торсионных колебаний измерительной трубы и, основываясь на частоте торсионных колебаний, контролирует, по меньшей мере, одно рабочее состояние, по меньшей мере, одной измерительной трубы.

Сверх того, изобретение относится к способу для контроля рабочего состояния стенки трубы, которая контактирует с протекающей, по меньшей мере, периодически, средой и, вследствие этого, по меньшей мере, частично подвержена изменениям, посредством выполненного, к примеру, в виде измерительного прибора кориолисова массового расхода встроенного измерительного прибора с измерительным датчиком вибрационного типа и электрически соединенного с измерительным датчиком электронного устройства измерительного прибора. Способ включает в себя при этом, в частности, этап инициирования протекания среды, по меньшей мере, через одну измерительную трубу измерительного датчика, которая сообщается с присоединенным к измерительному датчику, проводящим среду трубопроводом; этап подачи возбуждающего сигнала в механически соединенное с измерительной трубой возбуждающее устройство для инициирования торсионных колебаний измерительной трубы вокруг воображаемо соединяющей друг с другом впускной конец измерительной трубы и выпускной конец измерительной трубы оси торсионных колебаний; этап учета вибраций измерительной трубы для выработки, по меньшей мере, одного, выражающего собой, по меньшей мере, частично торсионные колебания измерительной трубы, колебательного измерительного сигнала, а также этап использования, по меньшей мере, одного колебательного измерительного сигнала и/или возбуждающего сигнала для определения частоты торсионных колебаний измерительной трубы. Далее способ включает в себя этап выработки выражающего собой рабочее состояние стенки трубы параметра состояния, основываясь на установленной частоте торсионных колебаний.

В соответствии с первым вариантом осуществления встроенного измерительного прибора согласно изобретению предусмотрено, что электронное устройство измерительного прибора, основываясь на установленной частоте торсионных колебаний, обнаруживает, по меньшей мере, наличие образовавшегося на измерительной трубе налета и/или что электронное устройство измерительного прибора, основываясь на установленной частоте торсионных колебаний, определяет размер образовавшегося на измерительной трубе налета.

В соответствии со вторым вариантом осуществления встроенного измерительного прибора согласно изобретению электронное устройство измерительного прибора, основываясь на установленной частоте торсионных колебаний, определяет, по меньшей мере, один параметр состояния первого типа, который сигнализирует, по меньшей мере, о наличии образовавшегося на измерительной трубе налета. В соответствии с вариантом усовершенствования данного варианта осуществления изобретения определенный посредством электронного устройства измерительного прибора параметр состояния первого типа выражает собой размер образовавшегося на измерительной трубе налета, в частности толщину налета или массу налета. В соответствии с другим вариантом усовершенствования данного варианта осуществления изобретения предусмотрено, что электронное устройство измерительного прибора определяет, по меньшей мере, параметр состояния первого типа, с учетом плотности среды и/или вязкости среды.

В соответствии с третьим вариантом осуществления встроенного измерительного прибора согласно изобретению предусмотрено, что электронное устройство измерительного прибора, основываясь на установленной частоте торсионных колебаний, обнаруживает абразии измерительной трубы. В соответствии с вариантом усовершенствования данного варианта осуществления изобретения предусмотрено, что электронное устройство измерительного прибора, основываясь на установленной частоте торсионных колебаний, определяет размер имеющейся на измерительной трубе абразии.

В соответствии с четвертым вариантом осуществления встроенного измерительного прибора согласно изобретению электронное устройство измерительного прибора, основываясь на установленной частоте торсионных колебаний, определяет, по меньшей мере, один параметр состояния второго типа, который сигнализирует, по меньшей мере, о наличии абразий измерительной трубы. В соответствии с вариантом усовершенствования данного варианта осуществления изобретения определенный посредством электронного устройства измерительного прибора параметр состояния второго типа выражает собой размер имеющейся на измерительной трубе абразии, в частности дефицит толщины стенки измерительной трубы в данный момент времени по отношению к номинальной толщине стенки.

В соответствии с пятым вариантом осуществления встроенного измерительного прибора согласно изобретению воображаемая ось торсионных колебаний ориентирована, в основном, параллельно главной оси инерции измерительной трубы, в частности воображаемая ось торсионных колебаний, в основном, совпадает с главной осью инерции измерительной трубы. В соответствии с вариантом усовершенствования данного варианта осуществления изобретения возбуждающее устройство переводит измерительную трубу в процессе работы, по меньшей мере, периодически и/или, по меньшей мере, частично, в режим поперечных колебаний, в частности изгибных колебаний, вокруг воображаемо соединяющей друг с другом впускной конец измерительной трубы и выпускной конец измерительной трубы оси поперечных колебаний, ориентированной, в основном, параллельно оси торсионных колебаний. Предпочтительным образом воображаемая ось поперечных колебаний и воображаемая ось торсионных колебаний при этом расположены и ориентированы таким образом, что они, в основном, совпадают друг с другом. В соответствии со следующим вариантом усовершенствования данного варианта осуществления изобретения возбуждающее устройство переводит измерительную трубу в процессе работы попеременно в режим торсионных колебаний или в режим поперечных колебаний, или возбуждающее устройство переводит измерительную трубу в процессе работы, по меньшей мере, периодически, одновременно в режим торсионных колебаний и в режим поперечных колебаний, так что торсионные колебания и поперечные колебания напластовываются друг на друга.

В соответствии с шестым вариантом осуществления встроенного измерительного прибора согласно изобретению предусмотрено, что возбуждающее устройство переводит измерительную трубу в процессе работы, по меньшей мере, периодически и/или, по меньшей мере, частично, в режим поперечных колебаний, в частности изгибных колебаний, вокруг воображаемо соединяющей друг с другом впускной конец измерительной трубы и выпускной конец измерительной трубы оси поперечных колебаний и что электронное устройство измерительного прибора на основании, по меньшей мере, одного колебательного измерительного сигнала и/или на основании возбуждающего сигнала периодически определяет частоту поперечных колебаний измерительной трубы. В соответствии с вариантом усовершенствования данного варианта осуществления изобретения, по меньшей мере, под одним измеренным значением понимается измеренное значение плотности, которое выражает собой измеряемую плотность среды, и причем электронное устройство измерительного прибора генерирует, по меньшей мере, одно измеренное значение, основываясь на установленной частоте поперечных колебаний. В соответствии с другим вариантом усовершенствования данного варианта осуществления изобретения, по меньшей мере, под одним измеренным значением понимается измеренное значение вязкости, которое выражает собой измеряемую вязкость среды. В частности, электронное устройство измерительного прибора определяет, по меньшей мере, одно измеренное значение, основываясь при этом на зависящем от среды затухании колебаний измерительной трубы.

В соответствии с седьмым вариантом осуществления встроенного измерительного прибора согласно изобретению предусмотрено, что электронное устройство измерительного прибора, основываясь на установленной частоте торсионных колебаний, определяет, по меньшей мере, одно, учитывающее образовавшийся на измерительной трубе налет, корректирующее значение, причем электронное устройство измерительного прибора генерирует, по меньшей мере, одно измеренное значение также при использовании, по меньшей мере, одного корректирующего значения.

В соответствии с первым вариантом осуществления способа предусмотрено, что параметр состояния сигнализирует, по меньшей мере, о наличии налета, по меньшей мере, на одном участке стенки трубы.

В соответствии со вторым вариантом осуществления способа предусмотрено, что параметр состояния выражает собой размер, по меньшей мере, частично образовавшегося на стенке трубы налета, в частности толщину налета или массу налета.

В соответствии с третьим вариантом осуществления способа предусмотрено, что параметр состояния сигнализирует, по меньшей мере, о наличии абразий, по меньшей мере, на одном участке стенки трубы.

В соответствии с четвертым вариантом осуществления способа предусмотрено, что параметр состояния выражает собой размер, по меньшей мере, частично имеющейся на стенке трубы абразии, в частности дефицит толщины стенки трубы в данный момент времени к номинальной толщине стенки.

В соответствии с пятым вариантом осуществления способа предусмотрено, что контролируемый участок стенки трубы, по меньшей мере, частично проходит по измерительной трубе.

В соответствии с шестым вариантом осуществления способа предусмотрено, что контролируемый участок стенки трубы, по меньшей мере, частично проходит по присоединенному к измерительному датчику трубопроводу.

Основная идея изобретения состоит в том, чтобы с целью обнаружения образовавшегося на измерительной трубе налета, в частности, также с целью компенсации связанных с этим ошибок измерения, по меньшей мере, периодически приводить в действие измерительный датчик в таком режиме колебаний, при котором измерительная труба, по меньшей мере, частично осуществляет торсионные колебания, так как они в значительной мере могут быть чувствительны к образованию налета. На основании, по меньшей мере, частоты торсионных колебаний измерительной трубы может быть, таким образом, очень простым способом получена надежная информация о том, что, по меньшей мере, одна измерительная труба поражена нежелательным налетом. Следующая основанная мысль изобретения состоит в том, чтобы посредством встроенного измерительного прибора описанного типа - при необходимости также с учетом априори имеющегося производственного опыта касательно трубопровода - контролировать рабочие состояния участков, расположенных перед присоединенным трубопроводом или после него.

Изобретение основывается при этом, в частности, на неожиданном выводе о том, что собственная частота естественных торсионных колебаний таких измерительных труб не только в значительной степени оказывается под влиянием налетов, которые образовались на стенке измерительной трубы, но и хорошо воспроизводимым образом соответствует изменениям в налете, так что он может быть измерен, по меньшей мере, в отношении его активной массы, на основании частоты торсионных колебаний; в сравнении с этим частоты поперечных колебаний прямых измерительных труб, к примеру, в значительно меньшей степени зависят от образующихся на измерительной трубе налетов. При известных условиях сопровождающие изменения вязкости среды незначительные изменения в собственных частотах торсионных колебаний, с учетом в процессе работы чаще всего и так уже подходящим образом измеренной вязкости, могут сразу же компенсироваться. Таким же образом могут проверяться возможные зависимости от плотности собственных частот торсионных колебаний, основываясь на чаще всего также установленной плотности среды и/или основываясь на чаще всего также измеренных частотах поперечных колебаний. Равным образом, в дополнение, наряду с воздействиями изменений первичных измеряемых величин, само собой разумеется, соответственно могут учитываться и сопровождающие изменения ранее упомянутых вторичных параметров отрицательные воздействия и на торсионные колебания, как то, к примеру обусловленные колебаниями температур изменения осевых напряжений, модуля упругости и/или модуля упругости при сдвиге.

Преимущество изобретения можно усмотреть, в частности, в том, что возбужденные торсионные колебания могут также служить для того, чтобы очень точно измерять вязкость проводимой в измерительной трубе среды, сравнить для этого ранее упомянутые US-A 4524610 или US-B 6840109. Следующее преимущество изобретения состоит далее в том, что на основании преимущественно большого сходства измерительной трубы и присоединенного трубопровода, в частности, в отношении их проточных свойств и/или свойств материалов, по обнаруженному на основании колебательных свойств измерительной трубы налету можно сделать заключение также и о ситуации с налетом в трубопроводе.

Изобретение, а также предпочтительные варианты его осуществления разъясняются далее более подробно на основании примеров осуществления изобретения, которые представлены на фигурах чертежа. Одинаковые детали на всех фигурах снабжены одними и теми же обозначениями; если того требуют условия наглядности, то на последующих фигурах отказываются от ранее упомянутых обозначений.

Фиг.1 демонстрирует выполненный с возможностью вставки в трубопровод встроенный измерительный прибор для измерения массового расхода проводимой в трубопроводе текучей среды;

Фиг.2 демонстрирует пример осуществления подходящего для измерительного прибора с Фиг.1 измерительного датчика вибрационного типа, в перспективном изображении сбоку;

Фиг.3 демонстрирует измерительный датчик с Фиг.2 в разрезе, на виде сбоку;

Фиг.4 демонстрирует измерительный датчик с Фиг.2 в первом поперечном сечении;

Фиг.5 демонстрирует измерительный датчик с Фиг.2 во втором поперечном сечении;

Фиг.6 демонстрирует схематично, по типу блок-схемы, вариант осуществления подходящего для встроенного измерительного прибора с Фиг.1 электронного устройства измерительного прибора;

Фиг.7 демонстрирует в виде графика экспериментально установленные посредством встроенного измерительного прибора в соответствии с Фиг.1-7 измеряемые величины.

На Фиг.1 в перспективном изображении представлен встроенный измерительный прибор 1, в частности, с изменяющимися параметрами, который, в частности, подходит для того, чтобы производить учет одной или нескольких измеряемых величин, к примеру массового расхода m, плотности ρ и/или вязкости η, протекающей в - не изображенном здесь из соображений наглядности - трубопроводе среды и отображать в измеренном значении Х_x, выражающем собой в данный момент времени эти измеряемые величины, к примеру в выражающем собой массовый расход m измеренном значении Х_m массового расхода, в выражающем собой плотность ρ измеренном значении Х_ρ плотности и/или в выражающем собой вязкость η измеренном значении Х_η вязкости. Средой при этом может быть практически любой способный к протеканию материал, к примеру жидкость, газ, пар или нечто подобное.

Выполненный, к примеру, в виде измерителя кориолисова массового расхода/плотности и/или вязкости встроенный измерительный прибор 1 содержит в себе для этого измерительный датчик 10 вибрационного типа, через который в процессе работы протекает измеряемая среда, пример осуществления и варианты осуществления которого показаны на Фиг.2-5, а также, как схематично представлено на Фиг.1 и 6, электрически соединенное с измерительным датчиком 10 электронное устройство 50 измерительного прибора. В предпочтительном варианте электронное устройство 50 измерительного прибора рассчитано далее таким образом, что оно в процессе работы встроенного измерительного прибора 1 может обмениваться с вышестоящим устройством обработки результатов измерений, к примеру с программируемым контроллером (SPS), с персональным компьютером и/или с рабочей станцией, через систему передачи данных, к примеру систему полевой шины, измеренными или другими рабочими данными. Далее электронное устройство 50 измерительного прибора рассчитано таким образом, что оно может питаться от внешнего источника энергии, к примеру, также через вышеупомянутую систему полевой шины. Для случая когда измерительный прибор вибрационного типа предусмотрен для подсоединения к системе полевой шины или к другой коммуникационной системе, электронное устройство 50 измерительного прибора, в частности, программируемое, имеет соответствующий коммуникационный интерфейс для обмена данными, к примеру для передачи измеренных данных на ранее упомянутый программируемый контроллер или на вышестоящую систему управления процессом. Для размещения электронного устройства 50 измерительного прибора далее предусмотрен помещенный, в частности, снаружи непосредственно на измерительном датчике 10 или на расстоянии от него корпус 200 электронного устройства.

Как уже упоминалось ранее, встроенный измерительный прибор содержит в себе измерительный датчик вибрационного типа, через который в процессе работы протекает измеряемая среда и который служит для того, чтобы вырабатывать в протекающей среде такие механические силы реакции, в частности, зависящие от массового расхода m кориолисовы силы, зависящие от плотности ρ среды силы инерции и/или зависящие от вязкости η среды силы трения, которые воздействуют на измерительный датчик с возможностью измерения, в частности с возможностью учета посредством сенсора. Исходя из этих, описывающих среду сил реакции могут быть, таким образом, известным специалисту способом измерены, к примеру, массовый расход m, плотность ρ и/или вязкость η среды. На Фиг.2 и 3 схематично представлен пример осуществления служащего в качестве измерительного датчика 10 вибрационного типа физико-электрическое преобразующее устройство. Механическая конструкция и принцип действия такого рода преобразующего устройства сам по себе известен специалисту и детально описан, к примеру, также в US-B 6691583, WO-A 03/095949 или в WO-А 03/095950.

Для ведения среды и для выработки упомянутых выше сил реакции измерительный датчик содержит в себе, по меньшей мере, одну, в основном, прямую измерительную трубу 10 задаваемого диаметра, которая в процессе работы, по меньшей мере, периодически принуждается к вибрации и, вследствие этого, неоднократно упруго деформируется. Упругая деформация ширины измерительной трубы в свету означает в данном случае то, что пространственная форма и/или пространственное положение ширины измерительной трубы в свету изменяется в пределах зоны упругости измерительной трубы 10 задаваемые образом циклически, в частности периодически, сравнить для этого также US-A 4801897, US-A 5648616, US-A 5796011, US-A 6006609, US-B 6691583, WO-A 03/095949 и/или WO-A 03/095950. В данном месте следует указать на то, что вместо представленного в примере осуществления измерительного датчика с одной единственной, прямой измерительной трубой служащий для реализации изобретения измерительный датчик, однако, может быть выбран из множества известных из уровня техники измерительных датчиков вибрационного типа. В частности, подходят, к примеру, также измерительные датчики вибрационного типа с двумя, в основном, параллельными друг другу прямыми измерительными трубами.

Как представлено на Фиг.2 и 3, измерительный датчик 1 имеет далее окружающий измерительную трубу 10, а также возможные другие компоненты измерительного датчика (см. также далее ниже), корпус 100 измерительного датчика, который защищает их от вредных воздействий окружающей среды и/или гасит возможные звуковые эмиссии измерительного датчика в направлении вовне. Кроме того, корпус 100 измерительного датчика служит также для того, чтобы удерживать вмещающий электронное устройство 50 измерительного прибора корпус 200 электронного устройства. Для этого корпус 100 измерительного датчика снабжен горловинообразным переходником, на котором соответственно закреплен корпус 200 электронного устройства, ср. Фиг.1. Вместо показанного здесь, имеющего форму трубы, проходящего коаксиально к измерительной трубе корпуса 100 преобразователя могут, само собой разумеется, использоваться также и другие подходящие формы корпусов, как то, к примеру, структуры, имеющие форму коробов.

Измерительная труба 10, которая обычным образом с впускной стороны и с выпускной стороны сообщается с подводящим или отводящим измеряемую среду трубопроводом, подвешена в более стационарном, в частности, жестком на изгиб и кручение корпусе 100 преобразователя, с возможностью колебаний. Для возможности протекания среды измерительная труба 10 подсоединена к трубопроводу через входящий во впускной конец 11# впускной участок 11 трубы и через входящий во выпускной конец 12# выпускной участок 12 трубы. Измерительная труба 10, впускной и выпускной участки 11, 12 трубы ориентированы относительно друг друга и по отношению к вышеупомянутой продольной оси L измерительной трубы по возможности соосно и в предпочтительном варианте выполнены цельно, так что для их изготовления может использоваться, к примеру, один, имеющий форму трубы, полуфабрикат; если необходимо, то измерительная труба 10 и участки 11, 12 трубы могут, однако, изготавливаться также с помощью отдельных, соединяемых затем, к примеру свариваемых, полуфабрикатов. Д