Измерительный преобразователь вибрационного типа и применение его во встроенном измерительном приборе

Измерительный преобразователь вибрационного типа и применение его во встроенном измерительном 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 измерительный сигнал, представляющий массовый расход.

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-А 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 зафиксированное со стороны впуска на измерительной трубе при образовании первой зоны сопряжения и со стороны выпуска на измерительной трубе при образовании второй зоны сопряжения 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 с помощью, по меньшей мере, двух соединительных трубчатых элементов закреплена в корпусе преобразователя со способностью колебаться, через которые измерительная труба при работе соединяется с трубопроводом.

Изогнутые, например, имеющие форму U-, V,- Ω, вибрирующие измерительные трубы могут, как известно, если в них возбуждены изгибные колебания согласно первой форме собственных колебаний, способствовать 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 кориолисовых силами, 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 датчиков на стороне впуска и стороне выпуска, имеют зависящую от массового потока, измеряемую разность фаз.

Часто измерительные трубы подобных, к примеру, применяющихся 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 возникают 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 вызывают 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, в частности, 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 датчиками 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 крутильного 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-В 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, натянутой от виртуальной продольной оси и измерительной трубы. Проведенные далее исследования между тем показали, что точка нуля измерительного преобразователя названного выше рода при очень малых скоростях массового расхода и средах с плотностью, существенно отклоняющейся от калиброванной эталонной плотности, как и прежде может подвергаться значительным колебаниям. Экспериментальные исследования на измерительных преобразователях с конфигурацией согласно US-B 6666098, у которых - как предлагалось - было применено сравнительно более тяжелое уравновешивающее устройство, позволили определить, что хотя и можно было бы достигнуть определенного повышения стабильности точки нуля и в этом отношении повышения точности измерений с помощью встроенного измерительного прибора описанного вида, однако скорее в недостаточной мере. Во всяком случае, возможное повышение точности измерений при предложенных в US-B 6666098 конфигурациях практически может быть достигнуто только согласившись с недостатками, о которых велась дискуссия относительно US-A 5705754 или US-А 5287754.

К тому же для возможного улучшения динамических колебательных свойств у показанных в US-B 6666098 измерительных показателей оказалась не совсем удачной, скорее сложной, конструкция внутренней части. В частности, это проявляется в том, что она требует большого количества дополнительных отдельных компонентов, служащих в качестве дополнительных масс, которые требуют соответственно затрат на изготовление и сборку. Эти отдельные компоненты при этом служат практически исключительно для регулирования масс и/или распределения массы внутренней части и в этом отношении являются практически "фальшмассой".

В связи с этим задачей изобретения является улучшение механической конструкции измерительного преобразователя названного выше рода таким образом, чтобы его соответствующая внутренняя часть могла бы состоять из сравнительно меньшего количества отдельных компонентов и в этом отношении представляла бы меньший комплекс. Несмотря на это должно быть обеспечено то, что, с одной стороны, соответствующий первичный измерительный преобразователь будет хорошо динамически сбалансирован в широком диапазоне плотности среды и, с другой стороны, будет иметь меньшую массу в сравнении с измерительными преобразователями, предложенными в US-A 5705754 или US-A 5287754. В частности, при этом должна быть обеспечена возможность, как и прежде, эффективного применения предложенного в US-B 6666098 компенсационного принципа концевых внутренних крутильных вибраторов, настроенных в основном на полезную частоту измерительной трубы и настроенного на полезную частоту уравновешивающего устройства.

Для решения задачи изобретение заключается в измерительном преобразователе вибрационного типа для среды, протекающей в трубопроводе. Измерительный преобразователь 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 зафиксированное со стороны впуска на измерительной трубе при образовании первой зоны сопряжения на измерительной трубе со стороны впуска и при образовании второй зоны сопряжения и со стороны выпуска на измерительной трубе при образовании второй зоны сопряжения уравновешивающее устройство, причем внутренняя часть, по меньшей мере, с помощью двух соединительных трубчатых элементов закреплена в корпусе преобразователя со способностью колебаться. По меньшей мере, два соединительных трубчатых элемента, через которые измерительная труба к тому же при работе соединяется с трубопроводом, так ориентированы друг к другу, а также к виртуальной продольной оси измерительного преобразователя, что внутренняя часть при работе может качаться вокруг продольной оси. Далее предусмотрено, что уравновешивающее устройство образовано с помощью расположенных сбоку измерительной трубы пластин уравновешивающего устройства, и что уравновешивающее устройство образовано с помощью, по меньшей мере, двух 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 первому 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 изогнутую ось, проходящую через центр тяжести, которая воображаемо проходит между дистальной относительно продольной оси контурной линией, а также проксимальной относительно продольной оси контурной линией. По усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения предусмотрено, что уравновешивающее устройство образовано с помощью расположенных сбоку измерительной трубы пластин уравновешивающего устройства, и что ось, проходящая через центр тяжести, каждой из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства, по меньшей мере, в области среднего участка имеет вогнутый вид относительно продольной оси. По другому усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения предусмотрено, что уравновешивающее устройство образовано с помощью расположенных сбоку измерительной трубы пластин уравновешивающего устройства, и что ось, проходящая через центр тяжести каждой из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства, по меньшей мере, в области зон сопряжения имеет 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 в основном имеет U-образную или V-образную форму 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 ее ширины в свету.

Согласно второму 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 внешнюю боковую поверхность, у которой первый край 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 образована так и расположена в измерительном преобразователе так, 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 различное расстояние от нуля до продольной оси. При этом каждая из, по меньшей мере, двух пластин уравновешивающего устройства может быть образована 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 наименьшему 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 так, 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 середине участка уравновешивающего устройства, в частности, снижается монотонно или непрерывно.

Согласно третьему 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 арочный или подковообразный контур.

Согласно четвертому 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 измерительной трубе.

Согласно пятому исполнению изобретения предусмотрено, что измерительная труба и уравновешивающее устройство образованы и ориентированы друг к другу так, что как центр тяжести массы измерительной трубы, отстоящий от виртуальной продольной оси, так и центр тяжести массы уравновешивающего устройства, отстоящий от виртуальной продольной оси, лежат в общей области измерительного преобразователя, натянутой от виртуальной продольной оси и измерительной трубы. Далее измерительная труба и уравновешивающее устройство образованы и ориентированы друг к другу так, что центр тяжести массы измерительной трубы удален от продольной оси дальше, чем центр тяжести уравновешивающего устройства. По усовершенствованному варианту этого исполнения 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 и/или которое меньше чем 90% наибольшего расстояния между измерительной трубой и виртуальной продольной осью. По другому усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения предусмотрено, что каждый из названных выше центров тяжести массы имеет расстояние до виртуальной продольной оси, которое больше 30 мм, и/или что отношение расстояния каждого из названных выше центров тяжести массы к диаметру измерительной трубы соответственно больше, чем единица. В частности, отношение расстояния каждого из названных выше центров тяжести массы к диаметру измерительной трубы может быть соответственно больше двух и меньше десяти.

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

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

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

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

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

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

Согласно тринадцатому исполнению изобретения предусмотрено, что измерительная труба и уравновешивающее устройство при работе, по меньшей мере, периодически и, по меньшей мере, соразмерно участию совершают с одинаковой частотой 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 находятся вне фазы друг с другом, в частности, в основном, противоположны по фазе.

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

Согласно пятнадцатому 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. Согласно усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения далее предусмотрено, что, по меньшей мере, природная собственная частота моды маятниковых движений меньше самой низкой частоты колебаний, с которой в данный момент вибрирует измерительная труба, и/или что, по меньшей мере, мгновенная природная собственная частота моды маятниковых движений постоянно меньше мгновенной самой низкой природной собственной частоты измерительной трубы.

Согласно шестнадцатому исполнению изобретения предусмотрено, что внутренняя часть, закрепленная в корпусе преобразователя со способностью колебаться, имеет как моду маятниковых движений, в которой она при работе при деформации обоих соединительных трубчатых элементов качается, по меньшей мере, периодически вокруг виртуальной продольной оси, так и природную моду латеральных колебаний, в которой она при работе при деформации обоих соединительных трубчатых элементов колеблется, по меньшей мере, периодически 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 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 выше отношение самой низкой собственной частоты моды латеральных колебаний внутренней части к самой низкой собственной частоте моды маятниковых движений внутренней части может при этом быть больше 1,5 и меньше 5.

Согласно семнадцатому 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, природная собственная частота моды маятниковых движений внутренней части меньше самой низкой частоты колебаний, с которой измерительная труба вибрирует в данный момент, и/или что, по меньшей мере, мгновенная природная собственная частота моды маятниковых движений внутренней части постоянно меньше мгновенной самой низкой природной собственной частоты измерительной трубы. По усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения предусмотрено, что отношение самой низкой собственной частоты измерительной трубы к самой низкой собственной частоте моды маятниковых движений 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 больше 5 и меньше 10.

Согласно восемнадцатому исполнению измерительного преобразователя, предложенного в соответствии с изобретением, он включает далее устройство возбуждения для создания вибрации измерительной трубы и уравновешивающего устройства.

Согласно девятнадцатому исполнению измерительного преобразователя, предложенного в соответствии с изобретением, он включает далее систему датчиков для регистрации колебаний, по меньшей мере, измерительной трубы.

По усовершенствованному варианту этого исполнения изобретения предусмотрено, что система датчиков для регистрации колебаний измерительной трубы включает, по меньшей мере, первый датчик, расположенный со стороны впуска на измерительной трубе, а также второй датчик, расположенный со стороны выпуска на измерительной трубе. К тому же может быть преимуществом, если система датчиков для регистрации колебаний измерительной трубы далее включает, по меньшей мере, один расположенный со стороны впуска на измерительной трубе третий датчик, а также расположенный со стороны выпуска на измерительной трубе четвертый датчик. В частности, преимущество будет иметь место, если первый датчик расположен против третьего датчика и второй датчик расположен против четвертого датчика на измерительной трубе.

Основная идея изобретения заключается в том, чтобы в противоположность измерительным преобразователям, показанным в US-B 6666098, уравновешивающее устройство собирается из расположенных сбоку измерительной трубы пластин и с помощью соответствующего формообразования осуществляется как настройка уравновешивающего устройства на полезную частоту измерительной трубы, так и регулировка масс, распределение масс и моментов инерции массы вокруг продольной оси, необходимые для предложенного в US-B 6666098 механизма разъединения. Далее, в частности, на основании применения пластин уравновешивающего устройства в основном подковообразного контура с одной стороны, и сужающейся к середине высоты пластины с другой стороны, уравновешивающее устройство и в этом отношении также внутренняя часть очень просто регулируются как относительно распределения массы, так и в качестве следствия этого относительно названных выше собственных частот. Кроме того, концевые крутильные вибраторы, требуемые для механизма разъединения, могут быть также образованы в виде интегральных элементов внутренней части и при этом настраиваться в широкой степени независимо от приведенных выше критериев.

Вследствие этого предложенный в US-B 6666098 компенсационный принцип может быть не только преобразован в значительной степени, но и улучшен далее в направлении того, что уравновешивающее устройство может образовываться не только несколько тяжелее, но и, в частности, несколько более жестким к изгибу и кручению. Далее уже при сравнительно небольшом росте массы порядка на 10% по сравнению с однажды названным измерительным преобразователем типа "PROMASS Н" смогли достичь повышения чувствительности более чем на 50% и стало быть также соответствующего повышения точности измерений. В частности, наряду с повышением зависящей от плотности чувствительности точки нуля даже при значительном отклонении от калиброванной эталонной плотности измерительного преобразователя смогли установить существенное повышение точности измерения встроенных измерительных приборов при малых скоростях расхода.

Предложенный в соответствии с изобретением измерительный преобразователь далее отличается тем, что при применении уравновешивающего устройства описанного выше вида с соответственно более высокой массой оба соединительных трубчатых элемента без затруднений могут исполняться короткими, и, таким образом, может быть существенно уменьшена длина встройки измерительного преобразователя в целом при остающемся в основном высоким качестве динамического разъединении колебаний. Кроме того, измерительный преобразователь несмотря на свою небольшую длину встройки может, как и прежде, сравнительно легко осуществляться.

Ниже изобретение и другие изобретения поясняются с помощью примера осуществления, который представлен на чертежах. Одинаковые детали на фигурах снабжены одинаковыми позициями. Когда это нужно для наглядности, уже упомянутые позиции на последующих фигурах опускаются.

На фиг.1a, 1b показан встроенный измерительный прибор для сред, текущих в трубопроводах, в различных видах сбоку;

фиг.2 показывает частично разрезанный вид в перспективе измерительного преобразователя вибрационного типа, пригодного для встроенного измерительного прибора на фиг.1a, 1b;

фиг.3 и 4 показывают измерительный преобразователь на фиг.2 с частичными разрезами в различных видах сбоку.

На фиг.1a, 1b показан встраиваемый измерительный прибор, который может быть установлен на трубопроводе, к примеру технологическом трубопроводе промышленной установки, в качестве кориолисова измерительного прибора массового расхода, измерительного прибора плотности, измерительного прибора вязкости или т.п., который служит для измерения и/или контроля, по меньшей мере, одного параметра, например массового расхода, плотности, вязкости и т.д., среды, протекающей в трубопроводе. Для этого встраиваемый измерительный прибор включает измерительный преобразователь вибрационного типа, через который при работе соответственно протекает среда, подлежащая измерению. На фиг.2 и 3 схематически показан соответствующий пример осуществления такого измерительного преобразователя вибрационного типа. Кроме того, принципиальная механическая конструкция, а также принцип действия могут быть сравнены с механической конструкцией и принципом действия с измерительным преобразователем, представленным в US-B 6666098. Измерительный преобразователь служит для создания в проходящей среде механических реакций, например, зависящих от массового расхода сил Кориолиса, зависящих от плотности сил инерции и/или зависящих от вязкости сил трения, которые воздействуют на измерительный преобразователь и могут быть измерены, в частности зарегистрированы с помощью датчиков. Отвлекаясь от этих реакций, извест