Измерительный преобразователь вибрационного типа и применение измерительного преобразователя во встроенном приборе

Измерительный преобразователь вибрационного типа и применение измерительного преобразователя во встроенном приборе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к измерительному преобразователю вибрационного типа, в частности, для применения в кориолисовых измерителях массового расхода.

Для определения массового расхода среды, текущей в трубопроводе, в частности жидкости или другого флюида, часто применяются такие приборы, которые с помощью измерительного преобразователя вибрационного типа и присоединенной к нему управляющей и обрабатывающей электроники способствуют возникновению во флюиде кориолисовых сил и создают произведенный ими представляющий массовый расход измерительный сигнал.

Такие измерительные преобразователи, в частности их применение в кориолисовых измерителях массового расхода, уже известны длительное время и применяются в промышленном масштабе. Так, например, в DE-A 102004023600, US -В 6666098, US-B 6477902, US-A 5705754, US-A 5549009 или US-A 5287754 описываются кориолисовы измерители массового расхода с соответственно измерительным преобразователем вибрационного типа, причем измерительный преобразователь реагирует на массовый расход среды, текущей в трубопроводе, и включает корпус преобразователя, а также расположенную в корпусе преобразователя внутреннюю часть. Внутренняя часть имеет, по меньшей мере, одну изогнутую при работе, по меньшей мере, периодически вибрирующую измерительную трубу для пропуска среды, а также фиксированное при образовании первой зоны сопряжения на измерительной трубе со стороны впуска и при образовании второй зоны сопряжения на измерительной трубе со стороны выпуска уравновешивающее устройство, которое при работе находится в основном в состоянии покоя или создает колебания относительно трубы, равные по частоте, но обратные по фазе. Далее внутренняя часть со способностью колебаться с помощью, по меньшей мере, двух соединительных трубчатых элементов закреплена в корпусе преобразователя, через которые измерительная труба при работе соединена с трубопроводом.

Изогнутые, например U-, V- и Ω-образно исполненные, вибрирующие измерительные трубы, как известно, если в них возбуждены изгибные колебания согласно первой форме собственных колебаний, способствуют возникновению в текущей среде кориолисовых сил. В качестве первой формы собственных колебаний измерительной трубы у подобного рода измерительных преобразователей обычно выбирается та форма собственных колебаний, при которой измерительная труба колеблется при самой низкой природной резонансной частоте вокруг виртуальной продольной оси измерительного преобразователя по виду закрепленной с одного конца консоли. Созданные таким образом в текущей среде кориолисовы силы опять же ведут к тому, что на возбужденные маятниковые движения консоли так называемой полезной моды накладываются с равной частотой изгибные колебания согласно, по меньшей мере, второй форме собственных колебаний. У измерительных преобразователей описанного вида эти консольные колебания, вызванные вследствие кориолисовых сил, соответствуют так называемой кориолисовой моде, обычно той форме собственных колебаний, при которой измерительная труба выполняет крутильные колебания вокруг воображаемой вертикальной оси земной системы координат, ориентированной перпендикулярно к продольной оси. Благодаря наложению полезной и кориолисовых мод колебания измерительной трубы, зарегистрированные с помощью системы сенсоров на стороне впуска и стороне выпуска, имеют зависящую от массового потока измеряемую разность фаз.

Часто измерительные трубы подобных, к примеру, применяющиеся в измерительных преобразователях кориолосовых измерителей массового расхода, возбуждаются при работе на мгновенную резонансную частоту первой формы собственных колебаний, в частности, при постоянно регулируемой амплитуде колебаний. Так как эта резонансная частота, в частности, зависит также от мгновенной плотности среды, например, с помощью имеющихся на рынке кориолисовых измерителей массового расхода, наряду с массовым расходом, может измеряться также плотность текущей среды.

Преимущество изогнутой формы трубы состоит в том, что вследствие термически обусловленного расширения, в частности даже при применении измерительных труб с высоким коэффициентом теплового расширения, в самой измерительной трубе и/или в присоединенном трубопроводе не возникает вообще или возникают только очень низкие механические напряжения. Другое преимущество изогнутой измерительной трубы следует также усматривать в том, что измерительная труба выполнена относительно длинной и, следовательно, может достигаться высокая чувствительность измерительного преобразователя к подлежащему измерению массовому расходу при относительно короткой длине встройки и при относительно низкой энергии задающего генератора. Эти обстоятельства позволяют изготавливать измерительную трубу из материалов с высоким коэффициентом теплового расширения и/или высоким модулем упругости, к примеру из нержавеющей стали. В сравнении к этому у измерительных преобразователей вибрационного типа с прямой измерительной трубой последняя для исключения осевых напряжений и достижения достаточной чувствительности измерений обычно изготавливается из материала, который имеет, по меньшей мере, более низкие коэффициенты теплового расширения и при случае также более низкий модуль упругости. В связи с этим для этого случая предпочтительно применяются измерительные трубы из титана или циркония, которые, однако, из-за высокой стоимости материала и обычно высоких затрат на обработку в изготовлении значительно дороже, чем трубы из нержавеющей стали. К тому же измерительный преобразователь с одной измерительной трубой по сравнению с известными измерительными преобразователями с двумя параллельными измерительными трубами для потока жидкости имеет другое большое преимущество в том, что не требуются распределительные элементы, служащие присоединению измерительной трубы с трубопроводом. С одной стороны, такие распределительные элементы требуют затрат при их изготовлении и, с другой стороны, представляют собой пропускные элементы с выраженной склонностью к образованию накипи или закупорке.

На основании большей частью скорее узкой ширины полос от уравновешивающих устройств измерительные преобразователи с одной изогнутой измерительной трубой при применении в среде, у которой плотность изменяется в широком диапазоне, правда, часто имеют недостаток, в частности, в сравнении с такими же измерительными преобразователями с двумя параллельными измерительными трубами, заключающийся в том, что вследствие дисбаланса внутренней части, изменяющегося с плотностью, нулевая точка измерительного преобразователя и, следовательно, точность измерения соответствующего расположенного линейно измерительного прибора существенно колеблется и в такой же степени может, соответственно, уменьшаться. Это может быть обосновано тем, что с помощью, в общем, единственного уравновешивающего устройства не могут быть полностью нейтрализованы и могут распространяться далеко по присоединенному трубопроводу такие поперечные силы, которые индуцируются в измерительном преобразователе на основе взаимных латеральных движений единственной измерительной трубы, через которую осуществляется поток среды, и которые скорее широкополосны вследствие сильно изменяющейся плотности среды в сравнении с противодействием, создаваемым со стороны уравновешивающего устройства. Такие остаточные поперечные силы опять же могут вести к тому, что упомянутая выше внутренняя часть, совокупно колеблясь вокруг продольной оси измерительного преобразователя, начнет совершать латеральные колебания. Эти латеральные колебания внутренней части вынуждают соответственно этому также дополнительную упругую деформацию соединительного трубчатого элемента и могут вызывать в итоге нежелательную вибрацию в присоединенном трубопроводе. Кроме того, на основе таких латеральных колебаний внутренней части даже в случае, когда в измерительной трубе отсутствует поток среды, возбуждаются очень подобные кориолисовой моде, во всяком случае, имеющие одинаковую частоту и таким образом практически неотличимые от нее консольные колебания, что опять же может сделать непригодным измерительный сигнал, отображающий массовый расход.

Это имеет место также у измерительных преобразователей, которые, например, устроены по принципу, предложенному в US-A 5705574 или US-A 5287754. В описанных там измерительных преобразователях пытаются уберечься от поперечных сил, колеблющихся скорее со средней или высокой частотой, созданных со стороны вибрирующей единственной измерительной трубы, с помощью единственного в сравнении с измерительной трубой более тяжелого, тем не менее в сравнении с измерительной трубой настроенного на более высокую частоту уравновешивающего устройства и при необходимости относительно мягкого присоединения измерительной трубы к трубопроводу, т.е практически с помощью механического фильтра низких частот. Однако при этом неблагоприятным образом повышается масса уравновешивающего устройства, необходимая для достаточно значительного демпфирования поперечных сил по сравнению с номинальным внутренним диаметром трубы. Это представляет собой большой недостаток для таких измерительных преобразователей с высоким номинальным диаметром, так как применение таких массивных конструктивных частей повышает именно затраты на монтажные работы как при изготовлении, так и при встройке измерительного прибора в трубопровод. Кроме того, только при очень больших затратах может быть обеспечено, чтобы становящаяся все более низкой при увеличивающейся массе самая низкая собственная частота измерительного преобразователя лежала как прежде далеко от также более низкой собственной частоты присоединенного трубопровода. Таким образом, применение подобного рода измерительного преобразователя в промышленно применяемых встраиваемых измерительных приборах описанного вида, например кориолисовых измерителях массового расхода, до сих пор скорее ограничивается относительно небольшими внутренними диаметрами измерительных труб до примерно 10 мм. Измерительные преобразователи описанного выше вида в остальном предлагаются на рынке заявителями с серийным обозначением "PROMASS А " для номинального диапазона внутреннего диаметра 1-4 мм и зарекомендовали себя там, в частности, также в применении при небольших скоростях потока и/или высоком давлении.

Напротив, у измерительных преобразователей, представленных в US-B 6666098, US- В 6477902 или 5549009, оба соединительных трубчатых элемента - здесь в основном прямых - ориентированы друг к другу и к виртуальной продольной оси измерительного преобразователя так, что образованная с помощью измерительной трубы и уравновешивающего устройства, а также соответствующим образом установленными в ней задающими генераторами колебаний и сенсорами колебаний внутренняя часть может при работе качаться вокруг продольной оси. Говоря по-другому, вся внутренняя часть при работе может совершать маятниковые движения вокруг продольной оси L, обусловленные, в частности, зависящим от плотности дисбалансом между измерительной трубой 10 и уравновешивающим устройством 20, которые в зависимости от проявления дисбаланса синфазны с консольными колебаниями измерительной трубы или консольными колебаниями уравновешивающего устройства 20. При этом жесткость на кручение соединительных трубчатых элементов преимущественно так согласована друг с другом и внутренней частью, которую несут оба элемента, что последняя подвешена в основном с мягким вращением вокруг продольной оси.

Это достигается в измерительном преобразователе в US -В 6666098, например, за счет того, что жесткость на кручение соединительных трубчатых элементов определена таким образом, что соответствующая собственная частота торсионного вибратора со стороны впуска и стороны выпуска, который образован с помощью соответствующего соединительного трубчатого элемента и принадлежащей массовой доле внутренней части, совершающей на стороне конца вращательные колебания вокруг продольной оси, которую подлежит считать в широкой степени жесткой и существенно стабильной по форме, соответственно лежит в области частоты колебаний колеблющейся в полезной моде измерительной трубы. К тому же, по меньшей мере, у предложенного согласно US-B 6666098 измерительного преобразователя измерительная труба и уравновешивающее устройство так согласованы друг с другом, что они, по меньшей мере, в полезной моде колеблются примерно в одинаковой резонансной частоте. Измерительные преобразователи описанного выше вида предлагаются, впрочем, собственно заявителями с серийным обозначением " PROMASS Н" для номинального диапазона номинального внутреннего диаметра 8-50 мм и зарекомендовали себя там, в частности, при применении с изменяющейся в значительной степени при работе плотностью среды. Маятниковое движение внутренней части особенно проявляется или, по меньшей мере, становится благоприятным благодаря тому, что как отстоящий от виртуальной продольной оси центр тяжести массы измерительной трубы, так и отстоящий от виртуальной продольной оси центр тяжести массы уравновешивающего устройства лежат в общей области измерительного преобразователя, растянутой от виртуальной продольной оси к измерительной трубе.

Правда, исследования между тем показали, что точка нуля измерительных преобразователей названного вида при очень низких скоростях массового расхода и средах с плотностью, значительно отклоняющейся от калиброванной рекомендованной плотности, может, как и ранее, испытывать повышенные колебания. Экспериментальные исследования с измерительными преобразователями в конфигурации в соответствии с US-В 6666098, у которых - как предлагается - было применено сравнительно тяжелое уравновешивающее устройство, позволили определить, что таким образом может быть получено совершенно определенное улучшение в плане устойчивости точки нуля и в отношении повышения точности измерений встраиваемых измерительных приборов описанного вида, правда, в узком недостаточном размере. Правда, при конфигурациях, предложенных в US-B 6666098, достижимо существенное повышение точности измерения практически только при устранении недостатков, которые уже рассматривались относительно US-A 5705754, US-A 5287754.

Задача изобретения заключается в том, чтобы повысить зависимость от плотности точки нуля и в этом отношении повысить устойчивость точки нуля измерительных преобразователей названного выше вида, и именно так, чтобы первичный измерительный преобразователь, с одной стороны, был динамически хорошо сбалансирован в широком диапазоне плотности среды и, с другой стороны, несмотря на это, имел бы меньшую массу в сравнении с измерительными преобразователями, предложенными в US-A 5705754 или US-A 5287754. В частности, при этом предложенный в US-B 6666098 компенсационный принцип должен иметь возможность как и прежде эффективно применяться с концевыми собственными торсионными вибраторами, настроенными в основном на полезную частоту измерительной трубы, и настроенным на полезную частоту уравновешивающим устройством.

Задача изобретения заключается в измерительном преобразователе вибрационного типа для среды, текущей в трубопроводе. Измерительный преобразователь включает корпус преобразователя и расположенную в корпусе преобразователя внутреннюю часть. Внутренняя часть имеет, по меньшей мере, одну изогнутую, по меньшей мере, периодически вибрирующую при работе измерительную трубу для пропуска среды, а также фиксированное при образовании первой зоны сопряжения на измерительной трубе со стороны впуска и при образовании второй зоны сопряжения на измерительной трубе со стороны выпуска уравновешивающее устройство, причем внутренняя часть, по меньшей мере, с помощью двух соединительных трубчатых элементов со способностью колебаться закреплена в корпусе преобразователя, через которые измерительная труба к тому же соединена с трубопроводом и которые ориентированы друг к другу, а также к виртуальной продольной оси измерительного преобразователя так, что внутренняя часть при работе может качаться вокруг продольной оси L. Измерительная труба и уравновешивающее устройство образованы и ориентированы друг к другу так, что как отстоящий от виртуальной продольной оси центр тяжести массы измерительной трубы, так и отстоящий от виртуальной продольной оси центр тяжести массы уравновешивающего устройства лежат в общей области измерительного преобразователя, натянутой от виртуальной продольной оси к измерительной трубе. Далее измерительная труба и уравновешивающее устройство образованы и ориентированы друг другу таким образом, что центр тяжести массы измерительной трубы удален дальше от продольной оси, чем и центр тяжести массы уравновешивающего устройства.

Согласно первому исполнению изобретения предусмотрено, что каждый из названных выше центров тяжести массы имеет расстояние до виртуальной продольной оси, которое больше 10% наибольшего расстояния между измерительной трубой и виртуальной продольной осью.

Согласно второму исполнению изобретения предусмотрено, что каждый из названных выше центров тяжести массы имеет расстояние до виртуальной продольной оси, которое меньше 90% наибольшего расстояния между измерительной трубой и виртуальной продольной осью.

Согласно третьему исполнению изобретения предусмотрено, что каждый их названных выше центров тяжести массы имеет расстояние до виртуальной продольной оси, которое больше 30 мм.

Согласно четвертому исполнению изобретения предусмотрено, что отношение расстояния каждого из названных выше центров тяжести массы к диаметру измерительной трубы соответственно больше единицы. По усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения предусмотрено, что отношение расстояния каждого из названных выше центров тяжести массы к диаметру измерительной трубы соответственно больше двух и меньше десяти.

Согласно пятому исполнению изобретения предусмотрено, что диаметр измерительной трубы больше 1 мм и меньше 100 мм.

Согласно шестому исполнению изобретения предусмотрено, что продольная ось измерительного преобразователя воображаемо соединяет обе зоны сопряжения друг с другом.

Согласно седьмому исполнению изобретения предусмотрено, что уравновешивающее устройство имеет массу, которая больше массы измерительной трубы. По усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения предусмотрено, что отношение массы уравновешивающего устройства к массе измерительной трубы больше двух.

Согласно восьмому исполнению изобретения предусмотрено, что измерительная труба образована в основном в форме U или V.

Согласно девятому исполнению изобретения предусмотрено, что уравновешивающее устройство образовано с помощью расположенных сбоку измерительной трубы пластин уравновешивающего устройства.

Согласно десятому исполнению изобретения предусмотрено, что уравновешивающее устройство образовано с помощью расположенных сбоку пластин уравновешивающего устройства, из которых первая пластина уравновешивающего устройства расположена с левой стороны измерительной трубы и вторая пластина уравновешивающего устройства расположена с правой стороны измерительной трубы.

Согласно одиннадцатому исполнению изобретения предусмотрено, что уравновешивающее устройство образовано с помощью расположенных сбоку пластин уравновешивающего устройства и что каждая из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства имеет изогнутую ось, проходящую через центр тяжести, воображаемо проходящую между дистальной относительно продольной линией контура, а также проксимальной относительно продольной оси линией контура. По усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения предусмотрено, что уравновешивающее устройство образовано расположенными сбоку измерительной трубы пластинами уравновешивающего устройства и что ось, проходящая через центр тяжести каждой из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства, имеет, по меньшей мере, в области среднего участка вогнутый вид относительно продольной оси. По другому усовершенствованному варианту исполнения изобретения предусмотрено, что уравновешивающее устройство образовано расположенными сбоку измерительной трубы пластинами уравновешивающего устройства и что ось, проходящая через центр тяжести каждой из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства, имеет, по меньшей мере, в области зон сопряжения соответственно выпуклый вид относительно продольной оси. Далее предусмотрено, что ось, проходящая через центр тяжести каждой из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства, по меньшей мере, в области среднего участка уравновешивающего устройства, образована в основном в форме U или V и/или что ось, проходящая через центр тяжести каждой из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства, в основном параллельна оси, проходящей через центр тяжести измерительной трубы, которая воображаемо проходит внутри этой ширины в свету.

Согласно двенадцатому исполнению изобретения предусмотрено, что уравновешивающее устройство образовано с помощью расположенных сбоку измерительной трубы пластин уравновешивающего устройства и что каждая из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства имеет наружную боковую поверхность, первый край которой образован кромкой, дающей дистальный контур относительно продольной оси, а также второй край образован кромкой, дающей проксимальный контур относительно продольной оси. По усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения предусмотрено, что каждая из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства выполнена и расположена в измерительном преобразователе таким образом, что как кромки, дающие как дистальный, так и проксимальный контур, каждой из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства, по меньшей мере, в области среднего участка уравновешивающего устройства имеют отличающееся от нуля расстояние до продольной оси. При этом каждая из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства может быть выполнена так, что, по меньшей мере, в области среднего участка уравновешивающего устройства местная высота пластины соответственно меньше, чем соответственно в области обеих зон сопряжения, причем местная высота пластины тут же соответствует самому малому расстоянию между кромками, дающими дистальный и проксимальный контур каждой из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства. Далее предусмотрено, что каждая из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства образована таким образом, что она в области среднего участка уравновешивающего устройства имеет наименьшую высоту пластины и/или что высота пластины каждой из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства, соответственно следуя от зоны сопряжения к среднему участку уравновешивающего устройства, снижается, в частности, монотонно или непрерывно.

Согласно тринадцатому исполнению изобретения предусмотрено, что уравновешивающее устройство образовано с помощью расположенных сбоку измерительной трубы пластин уравновешивающего устройства и что каждая из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства имеет арочную или подковообразную форму.

Согласно четырнадцатому исполнению изобретения предусмотрено, что уравновешивающее устройство образовано с помощью расположенных сбоку измерительной трубы пластин уравновешивающего устройства и что каждая из, по меньшей мере, двух пластин, образующих уравновешивающее устройство, расположена в основном параллельно к измерительной трубе.

Согласно пятнадцатому исполнению изобретения предусмотрено, что измерительная труба и уравновешивающее устройство со стороны впуска с помощью, по меньшей мере, первого соединительного узла и со стороны выпуска с помощью, по меньшей мере, второго соединительного узла механически соединены друг с другом.

Согласно шестнадцатому исполнению изобретения предусмотрено, что соединительные трубчатые элементы имеют в основном прямые трубчатые сегменты. По усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения предусмотрено, что соединительные трубчатые элементы так ориентированы друг к другу, что трубчатые сегменты проходят в основном параллельно к виртуальной продольной оси. При этом соединительные трубчатые элементы могут быть так ориентированы друг к другу, что в основном прямые трубчатые сегменты находятся на одной прямой друг с другом и/или в основном лежат на одной прямой с виртуальной продольной осью.

Согласно семнадцатому исполнению изобретения предусмотрено, что измерительная труба при работе осуществляет, по меньшей мере, периодически изгибные колебания относительно уравновешивающего устройства и продольной оси.

Согласно восемнадцатому исполнению изобретения предусмотрено, что измерительная труба и уравновешивающее устройство при работе, по меньшей мере, периодически и, по меньшей мере, соответственно соразмерно участию осуществляют одинаковые по частоте изгибные колебания вокруг продольной оси. Согласно усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения далее предусмотрено, что это такие изгибные колебания вокруг продольной оси, которые, по меньшей мере, соразмерно участию не совпадают по фазе, в частности в основном противоположны по фазе.

Согласно девятнадцатому исполнению изобретения предусмотрено, что внутренняя часть, закрепленная в корпусе преобразователя со способностью колебаться, имеет природную моду латеральных колебаний, в которой при работе она колеблется, при деформации обоих соединительных трубчатых элементов, по меньшей мере, периодически относительно корпуса преобразователя и латерально вокруг продольной оси.

Согласно двадцатому исполнению изобретения предусмотрено, что внутренняя часть, закрепленная в корпусе преобразователя со способностью колебаться, имеет моду маятниковых движений, в которой она при работе, при деформации обоих соединительных трубчатых элементов, по меньшей мере, качается вокруг виртуальной продольной оси. По усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения далее предусмотрено, что, по меньшей мере, природная собственная мода маятниковых движений меньше, чем самая низкая частота колебаний, с которой в данный момент вибрирует измерительная труба, и/или что, по меньшей мере, мгновенная природная собственная частота моды маятниковых движений постоянно меньше самой низкой природной собственной частоты измерительной трубы.

Согласно двадцать первому исполнению изобретения предусмотрено, что внутренняя часть, закрепленная в корпусе преобразователя со способностью колебаться, имеет как моду маятниковых движений, в которой она при работе колеблется, по меньшей мере, периодически вокруг виртуальной продольной оси, при деформации обоих соединительных трубчатых элементов, так и природную моду латеральных колебаний, в которой она при работе, при деформации обоих соединительных трубчатых элементов, по меньшей мере, периодически колеблется относительно корпуса преобразователя и латерально вокруг продольной оси, и что мода латеральных колебаний внутренней части имеет самую низкую собственную частоту, которая больше самой низкой собственной частоты моды маятниковых движений внутренней части. По усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения далее предусмотрено, что отношение самой низкой собственной частоты моды латеральных колебаний внутренней части к самой низкой собственной частоте моды маятниковых движений внутренней части больше чем 1, 2 и/или что отношение самой низкой собственной частоты моды латеральных колебаний внутренней части к самой низкой собственной частоте моды маятниковых движений внутренней части меньше 10. В частности, названное отношение самой низкой собственной частоты моды латеральных колебаний внутренней части к самой низкой собственной частоте моды маятниковых движений внутренней части может быть сохранено при этом больше 1,5 и меньше 5.

Согласно двадцать второму исполнению изобретения предусмотрено, что внутренняя часть, закрепленная в корпусе преобразователя со способностью колебаться, имеет моду маятниковых движений, в которой она при работе, при деформации обоих соединительных трубчатых элементов качается, по меньшей мере, периодически вокруг виртуальной продольной оси, и что, по меньшей мере, естественная собственная частота моды маятниковых движений внутренней части меньше, чем самая низкая частота колебаний, с которой в данный момент вибрирует измерительная труба, и/или что, по меньшей мере, в данный момент природная собственная частота моды маятниковых движений внутренней части постоянно меньше, чем в данный момент самая низкая природная собственная частота измерительной трубы. По усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения предусмотрено, что отношение самой низкой собственной частоты измерительной трубы к самой низкой собственной частоте моды маятниковых качаний внутренней части больше 3 и/или меньше 20. В частности, отношение самой низкой собственной частоты измерительной трубы к самой низкой собственной частоте моды маятниковых движений внутренней части при этом может быть задано больше 5 и меньше 10.

Согласно двадцать третьему исполнению предложенного в соответствии с изобретением измерительного преобразователя он включает далее устройство возбуждения для осуществления вибрации измерительной трубы и уравновешивающего устройства.

Согласно двадцать четвертому исполнению предложенного в соответствии с изобретением измерительного преобразователя он включает далее систему сенсоров для регистрации колебаний, по меньшей мере, измерительной трубы. По усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения предусмотрено, что система сенсоров для регистрации колебаний трубы включает, по меньшей мере, один расположенный со стороны впуска на измерительной трубе первый сенсор, а также расположенный на трубе со стороны выпуска второй сенсор. К тому же может давать преимущество, когда система сенсоров для регистрации колебаний измерительной трубы далее включает, по меньшей мере, один расположенный на стороне впуска на измерительной трубу третий сенсор, а также расположенный на стороне выпуска на измерительной трубе четвертый сенсор. В этом случае, в частности, первый сенсор расположен против третьего сенсора, и второй сенсор расположен против четвертого сенсора на измерительной трубе.

Основная идея изобретения заключается, в частности, в том, чтобы в противоположность измерительным преобразователям, представленным в US-B 6666098, центр тяжести массы уравновешивающего устройства расположить ближе к продольной оси по сравнению с центром тяжести массы измерительной трубы. За счет этого достигается, что уравновешивающее устройство без труда может быть образовано существенно тяжелее, чем измерительная труба, но тем не менее без труда также могут использоваться уже однажды упомянутые внутренние концевые крутильные вибраторы, образованные с помощью внутренней части и соединительных трубчатых элементов, а также предложенная в US-B 6666098 настройка. При этом к тому же оказалось, что для балансировки измерительного преобразователя, правда, может быть важно, о чем также ведется дискуссия в US-B 6666098, чтобы распределение масс измерительной трубы и уравновешивающего устройства и в отношении положения центров тяжести масс было в основном одинаковым. Однако скорее это определяется также тем, что при работе те моменты, которые являются следствием движения вибрирующей измерительной трубы, по возможности под одинаковым эффективным углом соответственно вводятся в концевые зоны сопряжения, как и те моменты, которые создаются точно также вибрирующим уравновешивающим устройством. Это, в частности, можно сказать и в отношении возможно полной трансформации могущей возникнуть латеральной разбалансировки в скорее некритичные маятниковые движения внутренней части в предложенном в US-B 6666098 способе. Наоборот, трансформация такой латеральной разбалансировки в другие скорее вредные формы колебаний внутренней части может предотвращаться в значительной степени, по меньшей мере, значительно эффективнее. Благодаря переносу центров тяжести масс названным способом может быть настолько значительно расширена рабочая область измерительного преобразователя по сравнению с показанной в US-B 6666098, что неизбежное смещение угла между обоими названными выше эффективными углами, наступающее в результате изменяющейся плотности среды, может давать как негативные, так и позитивные результаты. В результате этого предпочтительным способом может достигаться, что смещение угла при одинаковом диапазоне колебаний принимает только сравнительно малые абсолютные значения. Таким образом, может быть осуществлена оптимальная настройка колебательных свойств измерительного преобразователя, в частности его внутренней части, с подлежащей измерению при работе средой, в частности к ожидаемым изменениям ее плотности, и в результате достигнуто значительное повышение зависящей от плотности чувствительности точки нуля.

Тем не менее предложенный в US-B 6666098 компенсационный принцип может быть не только широко реализован, но и далее значительно улучшен за счет того, что уравновешивающее устройство может образовываться не только несколько тяжелее, но и, в частности, более жестким на изгиб и на кручение. Далее уже при сравнительно небольшом увеличении массы, порядка 10% по сравнению с однажды упомянутым измерительным преобразователем типа "PROMASS Н", можно было бы достигнуть повышения чувствительности более чем на 50% и, следовательно, соответствующего повышения точности измерений. В частности, наряду с повышением зависимой от плотности чувствительности точки нуля даже при большом отклонении от калиброванной рекомендованной плотности для измерительного преобразователя можно было бы отметить также значительное повышение точности измерения встроенных измерительных приборов при малых скоростях потока.

Предложенный в соответствии с изобретением измерительный преобразователь далее отличается тем, что при применении уравновешивающего устройства описанного выше вида с соответственно высокой массой оба соединительных трубчатых элемента без труда делаются короче и таким образом также длина встройки измерительного преобразователя может быть существенно уменьшена при в основном остающемся постоянным высоком качестве динамического разъединения колебаний. Кроме того, исполнение измерительного преобразователя, несмотря на его короткую длину встройки, сравнительно легко, как и раньше.

Ниже изобретение и другие преимущества поясняются с помощью примера осуществления, который представлен на чертежах. Одинаковые детали снабжены одинаковыми обозначениями позиций. Если это полезно, для наглядности уже упоминавшиеся обозначения позиций в последующих чертежах отсутствуют.

Фиг.1a, b показывают встроенный измерительный прибор для текущей в трубопроводе среды в различных видах сбоку.

Фиг.2 показывает в перспективном виде частичный разрез пригодного для встроенного измерительного прибора на фиг.la, b измерительного преобразователя вибрационного типа.

Фиг.3 и 4 показывают частичный разрез измерительного преобразователя на фиг.2 в различных видах сбоку.

На фиг 1a, b изображен встроенный измерительный прибор, который может устанавливаться в трубопроводе, например технологическом трубопроводе промышленной установки, к примеру, в качестве кориолисова измерительного прибора массового расхода с использованием измерительного прибора плотности, измерительного прибора вязкости, который служит для измерения и/или контроля, по меньшей мере, одного параметра, например массового расхода, плотности, вязкости и т.д. текущей в трубопроводе жидкости. Для этого встроенный измерительный прибор включает измерительный преобразователь вибрационно