ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВИБРАЦИОННОГО ТИПА, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОТЕКАЮЩЕЙ ЧЕРЕЗ ТРУБОПРОВОД СРЕДЫ И СПОСОБ ПОСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ СИСТЕМЫ ТРУБ Российский патент 2016 года по МПК G01F1/84 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к измерительному преобразователю вибрационного типа, а также к способу регулировки по меньшей одной временной частоты конструкции труб, служащей, в частности, в качестве измерительной трубы такого измерительного преобразователя. Кроме того, изобретение относится также к измерительной системе для протекающей через трубопровод среды и способ настройки частоты системы труб.

Уровень техники

В промышленной измерительной технике, в частности, также во взаимосвязи с регулирование и контролем автоматизированных технологических процессов, для определения характеристических измеряемых величин сред, протекающих в технологической линии, например, трубопроводе, например, жидкостей и/или газов, часто используют такие измерительные системы, которые с помощью измерительного преобразования вибрационного типа и подключенной к нему электроники преобразователя, часто размещенной в отдельном корпусе, индуцируют в протекающей среде силы реакции, например, кориолосовы силы, и с возвратным отводом от них вырабатывают, по меньшей мере, одну измерительную величину, например, соответствующим образом характеризующие долю массового расхода, плотность, вязкость или другой параметр процесса измерительные величины. Такого рода измерительные системы - часто образованные с помощью встроенного измерительного устройства с компактной конструкции со встроенным измерительным преобразователем, например, приблизительно как расходомер Кориолиса - давно известны и зарекомендовали себя в промышленном использовании. Примеры для таких измерительных систем с измерительным преобразователем вибрационного типа или также их отдельные компоненты описаны, например, в заявках ЕР-А 763720, ЕР-А 462711, ЕР-А 241812, ЕР-А 1248084, WO-A 98/40702, WO-96/08697,

WO-A 2010/059157, WO-A 2008/059015, WO-A 2007/040468, WO-A 2005/050145,

WO-A 2004/099735, US-B 7610795, US-B 7562585, US-B 7421350, US-B 7392709, US-B 73504121, US-B 7325461, US-B 7127952, US-B 6883387, US-B 6311136,

US-A 6092429, US-A 5969264, US-A 5926096, US-А 5796011, US-A 5734112,

US-A 5610342, US-A 5602345, US-A 5359881, US-A 5050439, US-A 5009109,

US-A 5009109, US-A 4879911, US-A 4823614, US-A 4801897, US-A 4768384,

US-A 4738144, US-A 4680974, US-A 2006/0283264, US-A 2011/0167907,

US-A 2010/0251830, US-A 2010/0242623, US-A 2010/0242623, US-A 2010/0050783, или в собственной, неопубликованной международной заявке на патент РСТ/ЕР2012/056102.

Показанные там измерительные преобразователи содержат, по меньшей мере, две расположенные в одном корпусе измерительного преобразователя, имеющие одинаковую конструкцию, прямолинейные или искривленные, например, с U- или V-образной формой измерительные трубы для направления - по мере необходимости также неоднородных, экстремально горячих или также весьма вязких - сред. По меньшей мере, две измерительных трубы могут, как показано, например, в упомянутых заявках US-A 5734112, US-A 5796011 или US-A 2010/0242623, с образованием конструкции труб с включенными параллельно друг другу путями потока могут быть подключены к технологической линии через простирающийся между измерительным трубами и расположенным на стороне впуска присоединительным фланцем, расположенный на стороне впуска делитель потока, а также через делитель потока на стороне выпуска, простирающийся между измерительными трубами и расположенным на стороне выпуска присоединительным фланцем. Измерительные трубы могут, однако, также, как показано, например, в упомянутых заявках ЕР-А 421812, ЕР-А 462711, ЕР-А 763720, быть связаны с технологической линей с образованием конструкции труб с единственным путем потока со сквозным прохождением через впускной и выпускной элементы потока. В режиме измерения измерительные трубы - с параллельным и последовательным прохождением потоков - могут быть приведены в состояние вибрации с целью генерирования форм колебаний, на которое оказывается одновременное влияние со стороны протекающей среды.

В качестве возбужденной формы колебаний - так называемого полезного режима - в случае измерительных преобразователей с искривленными измерительными трубами обычно выбирают ту форму собственных колебаний (собственный режим), при которых каждая из измерительных труб, по меньшей мере, соразмерно доле участия, при естественной резонансной частоте (собственной частоте) колеблется вокруг воображаемой продольной оси измерительного преобразователя по типу зажатой на одном конце траверсы, в результате чего в протекающей среде вырабатываются силы Кориолиса, зависимые от доли массового расхода. В свою очередь, они ведут к тому, что на возбужденные колебания полезного режима, то есть, то есть в случае искривленных измерительных труб, то есть маятниковые колебания траверсы, накладываются имеющие ту же частоту изгибные колебания в соответствии с, по меньшей мере, также естественной второй формой колебаний с более высоким по сравнению с полезным режимом (модальным) порядком, с так называемым режимом Кориолиса. В случае измерительных преобразователей с искривленной измерительной трубой эти обусловленные силами Кориолиса колебания траверсы в режиме Кориолиса обычно соответствуют той форме колебаний, при которых измерительная труба также выполняет крутильные колебания вокруг воображаемой вертикальной оси, направленной перпендикулярно продольной оси. В случае измерительных преобразователей с прямой измерительной трубой, напротив, с целью выработки зависимых от доли массового расхода сил Кориолиса, часто выбирают такой полезный режим, при котором каждая из измерительных труб, по меньшей мере, соразмерно доле участия, выполняет изгибные колебания в основном в одной единственной воображаемой плоскости колебаний, так что в соответствии с этим колебания в режиме Кориолиса выполняются в качестве изгибных колебаний с той же частотой колебаний, компланарных по отношению к колебаниям полезного режима.

С целью активного возбуждения колебаний, по меньшей мере, двух измерительных труб измерительные преобразователи вибрационного типа содержат, далее, предусмотренное возбуждающее устройство, управляемое в процессе эксплуатации вырабатываемого одной из упомянутых электронных схем преобразователя или соответствующим образом предусмотренной там специальной возбуждающей схемой и соответствующим образом нормированным возбуждающим сигналом, например, регулируемым током, которое возбуждает измерительную трубу с созданием изгибных колебаний в полезном режиме с помощью, по меньшей мере, одного находящегося под током, воздействующего на, по меньшей мере, две измерительных трубы практически непосредственно, в частности, дифференциально, электромеханического, в частности, электродинамического задающего генератора колебаний, в частности, действующего одновременно в противоположных направлениях. Далее, такого рода измерительные преобразователи содержат устройство датчиков с, в частности, электродинамическими датчиками колебаний для, по меньшей мере, выборочного распознавания колебаний на стороне впуска и стороне выпуска, по меньшей мере, одной измерительной трубы, в частности, распространяющихся одновременно и в разных направлениях изгибных колебаний измерительной трубы в режиме Кориолиса, и для выработки электрических сигналов датчиков, на которые оказывается влияние со стороны подлежащих определению параметров процесса, например, доли массового расхода или плотности и которые служат в качестве вибрационных сигналов измерительного преобразователя. Как описано, например, в заявке US-D 7325461, в случае датчиков указанного типа можно также, по меньшей мере временно, использовать задающий генератор в качестве датчика колебаний и/или датчик колебаний можно использовать, по меньшей мере, временно в качестве задающего генератора колебаний. Возбуждающее устройство измерительных преобразователей обсуждаемого типа содержит обычно, по меньшей мере, один электродинамический и/или дифференциально воздействующий на измерительные трубы задающий генератор колебаний, в то время как устройство датчиков содержит один расположенный на стороне впуска, большей частью также электродинамический датчик колебаний, а также, по меньшей мере, один расположенный на стороне выпуска и имеющий в основном ту же конструкцию датчик колебаний. Такие электродинамические и/или дифференциальные и/или дифференциальные задающие генераторы колебаний использующихся на рынке измерительных преобразователей вибрационного типа выполнены с помощью, по меньшей мере, временно пропускающей ток и зафиксированной на измерительной трубе магнитной катушки, а также одним взаимодействующим с, по меньшей мере, одной магнитной катушкой, в частности, погружающимся в нее, служащим в качестве якоря, выполненным скорее продольным или в форме стержня, постоянным магнитом, который соответствующим образом зафиксирован на другой, подлежащей перемещению одновременно и в обоих направлениях измерительной трубе. При этом постоянный магнит и служащая в качестве возбуждающей катушки магнитная катушка обычно ориентированы при этом таким образом, что они проходят относительно друг друга в основном коаксиально. К тому же в случае обычных измерительных преобразователей возбуждающее устройство обычно выполнено и расположено в измерительном преобразователе таким образом, что оно соответственно в основном в центре входит в контакт с измерительной трубой. При этом задающий генератор и в такой же степени возбуждающее устройство, показанное, например, в предложенных измерительных преобразователях, фиксируется, по меньшей мере, выборочно вдоль воображаемой окружной линии соответствующей измерительной трубы на ней снаружи. Альтернативно к возбуждающему устройству, которое образовано с помощью скорее центрально и непосредственно воздействующих на соответствующую измерительную трубу задающих генераторов могут использоваться также, как предлагается среди прочего в заявках US-А 6092429 или US-А 4823614, возбуждающие устройства, образованные с помощью двух, расположенных соответственно не в центре соответствующей измерительной трубы, а скорее на стороне впуска или стороне выпуска, зафиксированных на ней задающих генераторов.

В случае большинства использующихся на рынке измерительных преобразователей вибрационного типа датчики колебаний устройства датчиков выполнены в этом отношении в основном с той же конструкцией, что и, по меньшей мере, один задающий генератор, если они работают по одному принципу. В соответствии с этим также и датчики колебаний такого устройства датчиков образованы большей частью с помощью, по меньшей мере, одного зафиксированного на одной из измерительных труб, по меньшей мере, временно пронизываемого изменяемым магнитным полем и, тем самым, по меньшей мере, временно нагружаемого индуцированным измерительным напряжением, а также одним зафиксированным на одной другой из измерительных труб, взаимодействующим с, по меньшей мере, одной катушкой якорем на постоянном магните, который вырабатывает магнитное поле. К тому же каждая из названных выше катушек соединена с помощью, по меньшей мере, одной пары электрических присоединительных линий с упомянутой электроникой преобразователя встроенного измерительного устройства, которые в большинстве случаев проложены по наиболее возможно короткому пути от катушек к корпусу измерительного преобразователя. В результате наложения полезного режима и режима Кориолиса распознанные с помощью устройства датчиков на стороне впуска и стороне выпуска колебания вибрирующих измерительных труб обладают также зависимой от доли массового расхода измеряемой разностью фаз. Обычно измерительные трубы такого рода измерительные преобразователи, например, установленные в расходомеры Кориолиса, возбуждаются в процессе эксплуатации на мгновенной естественной резонансной частоте с выбранной для полезного режима формой колебаний, например, при регулируемой на неизменном уровне амплитуде колебаний. Поскольку эта резонансная частота, в частности, зависит также от мгновенной плотности среды, с помощью обычных, предлагающихся на рынке расходомеров Кориолиса наряду с долей массового расхода можно дополнительно измерять также плотность протекающих сред. Далее, как это показано, например, в заявках US-B 6651513 или US-B 7080564, с помощью измерительных преобразователей вибрационного типа можно также непосредственно измерять вязкость протекающей среды, например, с базированием на необходимой для поддержания колебаний энергии возбуждения и мощности возбуждения и/или базируясь на затухании колебаний по меньшей мере, одной измерительной трубы, вытекающем из рассеяния энергии колебаний, в частности затухании в названном выше полезном режиме. Кроме того, можно определять также другие измеряемые величины, выводимые из названных выше первичных измеряемых величин доли объемного расхода, плотности и вязкости так, например, в соответствии с заявкой US-B 6513393 определяют число Рейнольдса.

В случае измерительных преобразователей рассматриваемого типа особое значение имеет настройка характеристик колебаний отдельных компонентов измерительных преобразователей и, не в последнюю очередь, также, по меньшей мере одной измерительной трубы, следовательно, характеризующих указанные свойства колебаний или оказывающие влияние на них параметров, например, форм туб или поперечных сечений труб, толщины стенок и, следовательно, распределений масс, прочности на изгибание, собственных частот и т.п. каждого отдельного экземпляра измерительного преобразователя по возможности точно относительно номинальной, заданной для указанных определенных базовых условий целевой меры или удержание рассеяния самих параметров внутри популяции произведенных измерительных преобразователей того же типа в заданном для этого, по возможности узком диапазоне допусков. В случае измерительных преобразователей рассматриваемого типа в той же степени важно предотвращать или соответствующим образом минимизировать всевозможные дисбалансы соответствующей конструкции труб, вызванные приблизительно неравномерными, то есть несимметричными распределения масс и/или жесткости внутри конструкции труб.

При этом среди прочего особый интерес представляет также настройка собственных частот соответствующей конструкции труб измерительного преобразователя на желаемую целевую меру к по возможности «поздней» фазе производства, то есть в данном случае, одной или нескольких выбранных целевых собственных частот, или компенсация соответствующим образом возможных дисбалансов, чтобы обеспечить возможность надежного предотвращения возможных рассогласований конструкции труб на последующей фазе производства измерительного преобразователя.

В упомянутой выше заявке US-A 5610342 показан, например, способ динамической настройке трубы, служащей в качестве измерительной трубы измерительного преобразователя вибрационного типа, применительно к целевой жесткости, при котором труба на обоих своих концах впрессовывается в соответствующее отверстие первого или второго хвостовика несущей трубы посредством целевой пластической деформации стенок трубы в области концов трубы, и при этом одновременно производят также юстирование общей конструкции труб применительно к целевой заданной частоте. Далее, в упомянутой выше заявке US-B 7610795 описан способ для настройки трубы, которая служит в качестве измерительной трубы измерительного преобразователя, на целевую собственную частоту, следовательно, одновременно определенную с учетом геометрии трубы и ее поперечного сечения целевую прочность на изгибание посредством введенного туда и нагруженного (избыточным) давлением флюида с пластической деформацией, по меньшей мере, части стенки трубы.

Недостаток известных из уровня техники способов заключается среди прочего в том, что они являются весьма дорогостоящими. Помимо этого, следующий недостаток названных выше способов следует видеть в том, что по принципиальным причинам в конечном итоге происходит определенной изменение геометрии трубы, а именно отклонение от идеальной круглой формы поперечного сечения или увеличение отклонения от точной равномерности поперечного сечения в продольном направлении и, следовательно, отклонение контура внутреннего канала трубы от идеальной формы.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения заключается в создании способа или измерительного преобразователя, пригодного для осуществления такого способа, который обеспечивает возможность точной и одновременно несложной настройки с помощью, по меньшей мере, двух труб - в конечном итоге служащей в качестве внутренней части измерительных преобразователей названного выше типа - конструкции труб на целевую собственную частоту также на фазе процесса изготовления такой конструкции труб, следовательно, также измерительных преобразователей вибрационного типа, в котором уже соответствующая конструкция труб изготовлена и по мере надобности уже укомплектована компонентами задающего генератора и/или датчиков колебаний. Это возможно также при избежании дополнительной длительной деформации также лишь одной из труб конструкции труб. Далее, задача изобретения заключается также в указании измерительного преобразователя вибрационного типа, при котором возможны существенное предотвращение дисбаланса названного выше типа или по мере надобности его несложная минимизации или компенсация на поздней стадии изготовления.

Для решения этой задачи суть изобретения заключается в использовании измерительного преобразователя вибрационного типа, который служит для выработки сигналов вибрации, сообщающихся с параметрами протекающей среды, например, долей массового расхода, плотностью и/или вязкостью, и этот измерительный преобразователь содержит корпус измерительного преобразователя с одним первым концом корпуса и одним вторым концом корпуса, а также одну конструкцию труб, которая простирается внутри корпуса измерительного преобразователя от его первого конца корпуса до его второго конца корпуса и которая образована с помощью, по меньшей мере, двух труб, которые имеют одинаковую конструкцию и/или проходят параллельно друг другу, в случае которой, по меньшей мере, вибрирующая в процессе эксплуатации первая труба выполнена в качестве измерительной трубы, которая служит для направления протекающей среды, и в случае которой вторая труба, например, вибрирующая в процессе эксплуатации, механически соединена с первой трубой с образованием первой, расположенной на стороне впуска стыковочной зоны с помощью, например, имеющего форму плиты второго стыковочного элемента. Первый стыковочный элемент содержит в простирающейся между первой и второй трубами области шлиц, содержащий, по меньшей мере, один закрытый конец, выполненный, например, в форме продольного отверстия или в качестве открытого с одной стороны, прямолинейного продольного шлица, с максимальной шириной шлица и максимальной длиной шлица, которая больше максимальной ширины шлица, а также содержит расположенный соразмерно доле участия внутри шлица соединительный элемент, расположенный, например, на расстоянии от закрытого конца шлица, образованный, например, с помощью болта и, по меньшей мере, насаженной на него гайки и который является разъемным и/или стационарным, который контактирует с окаймляющей указанный шлиц шлицевой кромкой, в частности, таким образом, что соединительный элемент механически соединяет между собой противолежащие и/или расположенные на расстоянии от закрытого конца краевые участки шлицевой кромки с образованием зоны фиксации, внутри которой предотвращаются относительные движения указанных краевых участков, в то время как соединительный элемент зафиксирован на самих расположенных напротив друг друга краевых участках.

Далее, суть изобретения заключается в образованной таким измерительным преобразователем измерительной системе для протекающей в трубопроводе среды, например, водной жидкости, шлама, пасты или другого текучего материала, эта измерительная система, например, выполненная в качестве компактного измерительного устройства или измерительного устройства расходомера Кориолиса, которая содержит электрически соединенную с измерительным преобразователем - через который в процессе эксплуатации протекает среда - электронику преобразователя для управления работой измерительного преобразователя и для оценки переданных измерительным преобразователем вибрационных сигналов.

Помимо этого изобретение заключается также в способе настройки, по меньшей мере, одной конструкции труб с имманентной частотой, которая образована, по меньшей мере, двумя трубами, например, состоящими из металла и/или служащей в качестве измерительной трубы соответствующего изобретению измерительного преобразователя вибрационного типа, например, для изменения указанной конструкции труб с лишь временно присутствующей в ней временной частотой и/или настройки указанной временно присутствующей в конструкции труб частоты до отличающейся от нее целевой собственной частоты, и из этих, по меньшей мере, двух труб, по меньшей мере, одна, например, вибрирующая в процессе эксплуатации первая труба, выполнена в качестве измерительной трубы, служащей для направления протекающей и среды, и из этих, по меньшей мере, двух труб одна, например, вибрирующая в процессе эксплуатации вторая труба с образованием первой стыковочной зоны на стороне впуска с помощью имеющего, например, форму плиты первого стыковочного элемента и с образованием расположенной на стороне выпуска второй стыковочной зоны с помощью, имеющего, например, форму плиты второго стыковочного элемента механически соединена с первой трубой, и при этом измерительном преобразователе первый стыковочный элемент, в частности, для настройки имманентной собственной частоты, по меньшей мере, одной конструкции труб, содержит в простирающейся между первой и второй трубами области шлиц, содержащий, по меньшей, мере один закрытый конец, выполненный, например, в качестве продольного отверстия или в качестве односторонне открытого продольного шлица, с максимальной шириной шлица и максимальной длиной шлица, которая больше максимальной ширины шлица. В случае соответствующего изобретению способа расположенный соразмерно доле использования внутри шлица, образованный, например, с помощью одного болта и, по меньшей мере, одной навинченной на него гайки и/или сначала способной перемещаться внутри шлица соединительный элемент зафиксирован таким образом, что указанный соединительный элемент, например, расположенный на расстоянии от закрытого конца шлица, контактирует с окаймляющей шлиц шлицевой кромкой, и что указанный соединительный элемент механически, например, жестко соединяет между собой расположенные друг против друга краевые участки шлицевой кромки с образованием зоны фиксации, внутри которой предотвращаются относительные движения самих краевых участков, например в то время, как краевые участки зажаты в соединительном элементе.

В соответствии с первым исполнения соответствующего изобретению измерительного преобразователя предусмотрено, далее, что расположенные друг против друга, находящиеся на расстоянии, по меньшей мере, от закрытого конца шлица краевые участки шлицевой кромки шлица механически соединены между собой, например, жестко, с помощью соединительного элемента с образованием зоны фиксации первого стыковочного элемента, внутри которой предотвращаются относительные движения самих краевых участков. Это исполнение изобретение предусматривает, далее, что образована зона фиксации, в то время как соединительный элемент зафиксирован на расположенных напротив друг друга краевых участках шлицевой кромки, например, с возможностью повторного отсоединения.

В соответствии со вторым исполнением соответствующего изобретению измерительного преобразователя предусмотрено, далее, что образована зона фиксации, в то время как расположенные друг против друга краевые участки шлицевой кромки зажаты в соединительном элементе.

В соответствии с третьим исполнением соответствующего изобретению измерительного преобразователя предусмотрено, далее, что первый стыковочный элемент удален от первого конца корпуса измерительного преобразователя на такое же расстояние, что и второй стыковочный элемент от второго конца корпуса измерительного преобразователя.

В соответствии с четвертым исполнением соответствующего изобретению измерительного преобразователя предусмотрено, далее, что первая труба проходит параллельно второй трубе и/или что первая труба и вторая труба имеют одинаковую конструкцию в отношении формы и материала.

В соответствии с пятым исполнением соответствующего изобретению измерительного преобразователя предусмотрено, далее, что каждая из труб соответственно искривлена, например, с U-образной и V-образной формой.

В соответствии с шестым исполнением соответствующего изобретению измерительного преобразователя предусмотрено, далее, что каждая из труб является соответственно прямолинейной.

В соответствии с седьмым исполнением соответствующего изобретению измерительного преобразователя предусмотрено, далее, что также и вторая труба выполнена в качестве измерительной трубы, которая служит для направления протекающей среды.

В соответствии с восьмым исполнением соответствующего изобретению измерительного преобразователя предусмотрено, далее, что второй стыковочный элемент содержит шлиц, расположенный в простирающейся между первой и второй трубами области, имеющий, по меньшей мере, один закрытый конец, например, выполненный в качестве продольного отверстия или в качестве односторонне открытого прямолинейного продольного шлица и/или идентичный шлицу первого стыковочного элемента, а также соединительный элемент, расположенный соразмерно доле участия внутри шлица, например, расположенный на расстоянии от закрытого конца шлица, образованный, например, с помощью болта на сидящей на нем гайкой и/или разъемный и/или одинаковый по конструкции с соединительным элементом первого стыковочного элемента, контактирующий с окаймляющей указанный шлиц шлицевой кромкой, например, таким образом, что соединительный элемент механически соединяет между собой, например, жестко, расположенные друг против друга краевые участки шлицевой кромки с образованием зоны фиксации, внутри которой предотвращаются относительные движения самих краевых участков.

В соответствии с девятым исполнением соответствующего изобретению измерительного преобразователя предусмотрено, далее, что соединительный элемент содержит, по меньшей мере, один расположенный соразмерно доле участия в шлице болт, выполненный, например, в качестве болта с головкой или в качестве пальца с резьбой с содержащим наружную резьбы стержнем болта, а также, по меньшей мере, одну гайку, которая, например, контактирует с каждым из обоих краевых участков шлица или является самостопорящейся, с внутренней резьбой, которая находится в зацеплении с самой наружной резьбой. Усовершенствованием этого исполнения изобретения предусмотрено, далее, что образована зона фиксации, в то время как расположенные друг против друга краевые участки шлицевой кромки зажаты в соединительном элементе, причем болт соединительного элемента, выполненный, например, в качестве болта с блокирующими зубьями, содержит на одном конце стержня болта головку болта, и причем каждый из расположенных друг против друга краевых участков шлицевой кромки внутри зоны фиксации соответственно зажат между головкой болта и гайкой, по мере необходимости также с подкладыванием подкладной шайбы, контактирующей с, по меньшей мере, одним из краевых участков. Альтернативно или дополнительно соединительный элемент может содержать одну, например, контактирующую с каждым из обоих краевых участков шлица вторую гайку с внутренней резьбой, находящейся в зацеплении с наружной резьбой, и зона фиксации может быть образована за счет того, что расположенные друг против друга краевые участки шлицевой кромки зажаты в соединительном элементе, а именно соответственно между обеими гайками, по мере необходимости также с подкладыванием подкладной шайбы, которая контактирует, по меньшей мере, с одним из краевых участков. По меньшей мере, одна гайка соединительного элемента может быть выполнена также, например, соответственно в качестве гайки с блокирующими зубьями или в качестве самостопорящейся гайки и/или может быть застопорена с помощью, по меньшей мере, одной контргайки.

В соответствии с первым усовершенствованием соответствующего изобретению измерительного преобразователя последний содержит, далее, механически связанное с конструкцией труб, расположенное, например, на первой и второй трубах, электромеханическое возбуждающее устройство для выработки вибраций, например, противофазных изгибных колебаний, по меньшей мере, двух труб, например, таким образом, что первая труба, по меньшей мере, соразмерно доле участия выполняет изгибные колебания вокруг первой воображаемой оси изгибных колебаний конструкции труб, а вторая труба, по меньшей мере, соразмерно доле участия, выполняет, по меньшей мере, соразмерно доле участия, изгибные колебания вокруг второй воображаемой оси изгибных колебаний конструкции труб, которая расположена параллельно первой воображаемой оси изгибных колебаний.

В соответствии со вторым усовершенствованием соответствующего изобретению измерительного преобразователя последний содержит конструкцию датчиков для распознавания вибраций, например, изгибных колебаний, по меньшей мере, одной из труб, и для выработки, по меньшей мере, одного вибрационного сигнала, характеризующего сами вибрации.

В соответствии с третьим усовершенствованием соответствующего изобретению измерительного преобразователя последний содержит расположенный на стороне впуска первый делитель потока с, по меньшей мере, двумя расположенными на расстоянии друг от друга отверстиями для потока, а также один, расположенный на стороне выпуска второй делитель потока с, по меньшей мере двумя расположенными на расстоянии друг от друга отверстиями для потока. Далее, при этом, по меньшей мере две трубы с образованием конструкции труб с, по меньшей мере, двумя включенными параллельно по потоку путями потока, подключены к, например, также имеющими одинаковую конструкцию, делителям потока, а именно таким образом, что первая труба с первым. Расположенным на стороне впуска концом трубы впадает в первое отверстие для потока первого делителя потока и с расположенным на стороне выпуска концом трубы впадает в первое отверстие для потока второго делителя потока, и что вторая труба с расположенным на стороне впуска первым концом трубы впадает во второе отверстие для потока первого делителя потока и с расположенным на стороне выпуска втором конце трубы впадает во второе отверстие для потока второго делителя потока. При этом также, например, первый конец корпуса измерительного преобразователя может быть образован с помощью первого делителя потока, а второй конец корпуса измерительного преобразователя может быть образован с помощью второго делителя потока, причем первый конец корпуса измерительного преобразователя образован с помощью первого делителя потока, а второй конец корпуса измерительного преобразователя образован с помощью второго делителя потока.

В соответствии с одним исполнением соответствующего изобретению способа соединительный элемент представляет собой, по меньшей мере, размещенный соразмерно доле участия в шлице болт, выполненный, например, в качестве болта с головкой или пальца с резьбой, с содержащим наружную резьбу стержнем болта, а также, по меньшей мере, одну гайку, например, контактирующую с каждым краевым участком шлица и/или съемную, с внутренней резьбой, которая входит в зацепление с указанной наружной резьбой, и при этом способе с целью фиксации соединительного элемента сам болт и, по меньшей мере, одну гайку поворачивают относительно друг друга вокруг воображаемой оси болта. Усовершенствованием этого исполнения изобретения предусмотрено, далее, что болт соединительного элемента содержит на одном конце стержня болта головку болта и что с целью формирования зоны фиксации каждый из расположенных напротив друг друга краевых участков шлицевой кромки зажимают соответственно между головкой болта и гайкой. Альтернативно или дополнительно к этому соединительный элемент может быть образован с помощью, по меньшей мере, двух гаек, из которых каждая содержит внутреннюю резьбу, находящуюся в зацеплении с наружной резьбой стержня болта, и для формирования зоны фиксации каждый из расположенных против друг друга краевых участков шлицевой кромки внутри зоны фиксации зажимают соответственно между обеими гайками.

В соответствии с первым усовершенствованием соответствующего изобретению способа последний содержит этап определения временной частоты конструкции труб, а именно собственной частоты, которая отличается от заданной для конструкции труб или подлежащей настройке целевой собственной частоты, например, после фиксации соединительного элемента и/или с базированием на механической мгновенной собственной частоте конструкции труб, измеренной на, по меньшей мере, одной приведенной в состояние вибрации трубе.

В соответствии со вторым усовершенствованием соответствующего изобретению способа последний содержит, далее, этап определения того, насколько сильно временная частота конструкции труб отличаются от целевой собственной частоты, заданной или подлежащей установлению для конструкции труб, например, с базированием, по меньшей мере, на одной механической мгновенной собственной частоте конструкции труб, измеренной при приведенной в состояние вибрации трубе.

В соответствии с третьим усовершенствованием соответствующего изобретению способа последний содержит, далее, этап позиционирования соединительного элемента в такой области шлица, которая пригодна для образования зоны фиксации, настраивающей целевую собственную частоту.

В соответствии с четвертым усовершенствованием соответствующего изобретению способа последний содержит, далее, этап ослабления соединительного элемента таким образом, что сам соединительный элемент после этого может перемещаться относительно шлица.

В соответствии с пятым усовершенствованием соответствующего изобретению способа последний содержит, далее, этап проверки на предмет того, настроена ли конструкция труб на заданную для этого целевую собственную частоту, например, с базированием на, по меньшей мере, одной измеренной мгновенной механической собственной частоте конструкции труб при приведенной в состояние вибрации трубе.

В соответствии с шестым усовершенствованием соответствующего изобретению способа последний содержит, далее, этап приведения в состояние вибрации, по меньшей мере, одной из труб с целью определения временной собственной частоты.

Основная мысль изобретения заключается в том, чтобы таким образом весьма несложным образом и, тем не менее, весьма эффективно настраивать одну или несколько собственных частот конструкции труб, служащей, в частности в качестве компонента измерительного преобразователя вибрационного типа, соответственно на соответствующую целевую меру с тем, чтобы таким образом настроить соответствующую целевую собственную частоту, в то время как с помощью предусмотренного внутри стыкующего элемента шлица и расположенного в нем соединительного элемента образуют зону фиксации, одновременно определяющую жесткость на изгибание стыкующего элемента и что - после размещения стыковочного элемента на соответствующих трубах - окончательная позиция - способного сначала перемещаться внутри шлица - соединительного элемента и, следовательно, зоны фиксации выбирают таким образом, что в результате прочность на изгибание стыковочного элемента и, следовательно, (общую) прочность на изгибание конструкции труб юстируют в соответствии с желаемыми целевыми мерами. Преимущество изобретения следует видеть, среди прочего, также в том, что собственные частоты образованной таким образом конструкции труб также и на сравнительно «поздней» фазе производства могут быть весьма точно приведены к желаемой целевой мере, при которой можно более не опасаться нового неопределенного рассогласования конструкции труб и, следовательно, измерительного преобразователя.

Краткое описание чертежей

Изобретение, а также следующие предпочтительные исполнения и их целесообразности поясняются ниже более подробно на основании примеров исполнения, которые изображены на фигурах чертежа. Одинаковые части оснащены на всех фигурах одинаковыми ссылочными обозначениями; если того требует наглядность или если кажется целесообразным по иным причинам, в последующих фигурах отказываются от уже упомянутых ссылочных обозначений. Дальнейшие предпочтительные исполнения или усовершенствования, в частности, также комбинации первоначально лишь по отдельности поясненных частичных аспектов изобретения вытекают, далее, из фигур чертежа, а также из дополнительных пунктов. Фигуры показывают по отдельности:

фиг. 1, 2а, 2b - показывают выполненную в качестве компактного измерительного устройства измерительную систему для протекающих в трубопроводах сред в различных видах сбоку;

фиг. 3 - схематически показывает в виде блок-схемы пригодную, в частности, также для измерительной системы по фиг. 1, 2 электронику преобразователя с подключенным к ней измерительным преобразователем вибрационного типа;

фиг. 4, 5 - показывают в частичном сечении или перспективе, в частности, также пригодный для измерительной системы по фиг. 1, 2 измерительный преобразователь вибрационного типа с конструкцией труб, выполненной с помощью двух труб;

фиг. 6 - показывает фрагмент, в частности, также пригодной для измерительного преобразователя по фиг. 4, 5 конструкции труб с зафиксированным на двух трубах стыковочным элементом; и

фиг. 7а, 7b - показывают фрагмент варианта стыковочного элемента, пригодного для конструкции труб по фиг. 6.

Осуществление изобретения

На фиг. 1, 2а, 2b схематически изображен пример исполнения - не изображенной в данном случае - технологической линии, приблизительно трубопровода промышленной установки, вводимый, например, в качестве расходомера Кориолиса, денситометр, устройство измерения вязкости или выполненное подобным образом устройство, измерительная система для текучих, в частности, жидких сред, служащая, в частности, для измерения и/или контроля, по меньшей мере, одного физического параметра среды, например, доли объемного расхода, плотности, вязкости или т.п. Измерительная система - реализованная в данном случае в качестве внутреннего измерительного устройства с компактной конструкцией - содержит для этого измерительный преобразователь MW, подключенный через впускной конец 100+, а также через выпускной конец 100# к технологической линии и служащий для определения, по меньшей мере, одного параметра и его конвертирования применительно к репрезентативным измеряемым сигналам, через который в процессе эксплуатации соответствующим образом протекает подлежащая измерению среда, например, жидкость с малой вязкостью и/или высоковязкая паста, и который подключен к электронике ME преобразователя измерительной системы, электрически соединенной с измерительным преобразователем и служащей для управления работой измерительного преобразователя и оценки вырабатываемых измерительным преобразователем измерительных сигналов.

Электроника преобразователя, питаемая электрической энергией в процессе эксплуатации извне через присоединительный кабель и/или с помощью внутреннего аккумулятора энергии, содержит, как схематически показано на фиг. 3 в виде блок-схемы, схему Ехс задающего генератора, выполненную для управления измерительным преобразователем, выполненным, например, в качестве измерительного преобразователя вибрационного типа, а также электрически подключенную схему µС измерительной системы, обрабатывающую измеряемые сигналы измерительного преобразователя MW, образованную, например, микропрокомпьютером и/или сообщающуюся в процессе эксплуатации со схемой Ехс задающего генератора, которая в процессе эксплуатации вырабатывает, по меньшей мере, одну измеряемую величину, которая характеризует, например, мгновенную или обобщенную долю массового расхода. Схема Ехс задающего генератора и схема µС оценки, а также следующие, служащие для эксплуатации измерительной системы компоненты электроники преобразователя, например, внутренние схемы NRG энергоснабжения для выработки внутренних питающих напряжений U_N и/или коммуникационные схемы СОМ, служащие для подключения к вышеприданной системе обработки измеряемых данных и/или к полевой шине, размещены, далее, в соответствующем, в частности ударопрочном и/или взрывозащищенном и/или выполненном герметичным корпусе 200 электроники. Корпус 200 электроники внутреннего измерительного устройства может быть укреплен с образованием измерительного устройства с компактной конструкцией, например, непосредственно на корпусе 100 измерительного преобразователя. Для визуализации выработанных внутри измерительной системы измеряемых величин и/или по мере необходимости выработанных внутри измерительной системы сообщений о состоянии, например, сообщения об ошибке или сигнала тревоги с места измерительная система может содержать, далее, элемент HMI индикации и обслуживания, по меньшей мере, временно сообщающийся с электроникой преобразователя, например, расположенный в корпусе электроники за соответствующим предусмотренном в нем окном дисплей на жидких кристаллах (LCD), органических светодиодах (OLED) или тонкопленочных транзисторах (TFT), а также соответствующую клавиатуру ввода и/или дисплей с вводом касанием. Предпочтительным образом электроника ME преобразователя, в частности, программируемая и/или выполненная с возможностью дистанционного параметрирования, может быть выполнена, далее, таким образом, что она в процессе эксплуатации внутреннего измерительного устройства может обмениваться измерительными и/или другими эксплуатационными данными, как, например, актуальные измеряемые величины или служащие для управления внутренним измерительным устройством параметры настройки и/или диагностики, с этой вышеприданной электронной системой обработки данных, например, системой управления со свободно программируемой памятью (SPS), персональным компьютером и/или сервером, через систему передачи данных, например, системы полевых шин и/или беспроводным способом по радио. При этом электроника ME преобразователя может содержать такую внутреннюю схему NRG электроснабжения, которая может запитываться в процессе эксплуатации получать питание от предусмотренного в системе обработки данных внешнего устройства электроснабжения через названную выше систему полевых шин. В соответствии с одним исполнением изобретения электроника преобразователя выполнена, далее, таким образом, что она может электрически соединяться с внешней электронной системой обработки данных с помощью конфигурированного, например, в качестве токовой петли на 4-20 мА, двухпроводного соединения 2L, и снабжаться оттуда электрической энергией, а также может передавать измеренные величины к системе обработки данных. Для случае, если измерительная система предусмотрена для соединения с системой полевых шин или другой коммуникационной системой, электроника ME преобразователя может содержать соответствующий коммуникационный интерфейс СОМ для обмена данными в соответствии с действующими промышленными стандартами. Электрическое подключение измерительного преобразователя к упомянутой электронике преобразователя может осуществляться с помощью соответствующих присоединительных линий, которые выведены из корпуса 200 электроники, например, через проходные отверстия для кабеля, и, по меньшей мере, на участке проложены внутри корпуса измерительного преобразователя. При этом электрические линии могут быть, по меньшей мере, частью выполнены как электрические, окруженные, по меньшей мере, на участке электрической изоляцией линейные провода, например, в форме линий типа «витой пары», плоских ленточных кабелей и/или коаксиальных кабелей. Альтернативно или в дополнение к этому присоединительные линии, по меньшей мере, на участке могут быть выполнены также с помощью проводящих полосок, в частности, гибкой, по мере необходимости лакированной печатной платы, ср. в этой связи также упомянутые выше заявки US-B 6711958 или US-A 5349872.

Далее, на фиг. 4 и 5 схематически изображен пример исполнения измерительного преобразователя MW, пригодного для реализации измерительной системы. Показанный здесь измерительный преобразователь MW выполнен в качестве измерительного преобразователя вибрационного типа и служит в основном для выработки в протекающей среде, например, газе и/или жидкости механических сил реакции, например, зависимых от массового расхода сил Кориолиса, зависимых от плотности сил инерции и/или зависимых от вязкости сил трения, которые могут определяться с помощью датчиков и в этом отношении также оказывать с возможностью измерения воздействие на измерительный преобразователь. На основании этих сил реакции можно определять, например, параметры доли m объемного расхода, плотности ρ и вязкости η среды.

Для определения, по меньшей мере, одного параметра измерительный преобразователь содержит внутреннюю часть, расположенную в корпусе 100 измерительного преобразователя и управляемую в процессе эксплуатации электроникой ME преобразователя, которая обеспечивает физико-электрическое конвертирование, по меньшей мере, одного подлежащего измерению параметра.

В соответствии с одним исполнением изобретения для направления протекающей среды показанная здесь внутренняя часть и в этом отношении показанный здесь измерительный преобразователь содержат, далее, служащий для разделения втекающей среды на два частичных потока первый делитель 21 потока с, по меньшей мере, двумя расположенными на расстоянии друг от друга отверстиями 21А, 21В потока, служащий для повторного сведения частичных потоков воедино, расположенный на стороне выпуска второй делитель 22 потока с, по меньшей мере, двумя расположенными на расстоянии друг от друга отверстиями 22А, 22В потока, а также, по меньшей мере, две трубы 11, 12, подключенные к, в частности, имеющим одинаковую конструкцию делителям 21, 22 потока с образованием конструкции труб с, по меньшей мере, двумя параллельно расположенными по потоку путями потока, и служащие в конечном итоге в качестве измерительных труб, через которые проходит поток. При этом первая труба 11 с расположенным на стороне впуска первым концом трубы впадает в первое отверстие 21А потока первого делителя 21 потока и расположенным на стороне выпуска вторым концом трубы впадает в первое отверстие 22А потока второго делителя 22 потока, а вторая труба 12 впадает расположенным на стороне впуска первым концом трубы во второе отверстие 21В потока первого делителя 21 потока, а расположенным на стороне выпуска вторым концом трубы впадает во второе отверстие 22В потока второго делителя 22 потока, так что, таким образом, при этом исполнении изобретения через обе - также механически связанные в этом отношении друг с другом - (измерительные) трубы при нормальной работе системы управления среда проходит одновременно и параллельно. Обе трубы 11, 12 могут быть изготовлены, например, - как и оба делителя 21, 22 потока - из металла, например, благородной стали, циркониевого, танталового, платинового и/или титанового сплавов и могут быть соединены неразъемно-приблизительно посредством сварки или пайки - или также с силовым замыканием - приблизительно посредством развальцовки в соответствии с упомянутой выше заявкой US-A 5610342 - с делителями потока. В показанном здесь примере исполнения делители потока являются в этом отношении интегральной составной частью корпуса измерительного преобразователя, когда с помощью первого делителя потока образован расположенный на стороне впуска, определяющий впускной конец 100+ измерительного преобразователя, первый конец корпуса и с помощью второго делителя потока образован расположенный на стороне выпуска, определяющий выпускной конец 100# измерительного преобразователя, второй конец корпуса. Для типичного случая, при которой измерительный преобразователь MW должен монтироваться с возможностью съема с технологической линией, выполненной, например, из металлического трубопровода, на стороне впуска измерительного преобразователя предусмотрен первый присоединительный фланец 13 для присоединения к элементу технологической линии, подводящему среду к измерительному преобразователю, а на стороне выпуска предусмотрен второй присоединительный фланец 14 для элемента технологической линии, отводящего среду от измерительного преобразователя. При этом присоединительные фланцы 13, 14, как это является в целом обычным для измерительных преобразователей описанного типа, могут быть также приварены к соответствующему концу корпуса и в этом отношении быть встроенными в корпус 100 измерительного преобразователя.

В показанном здесь примере исполнения, далее, каждая из труб 11, 12, простирающаяся соответственно между своим расположенным на стороне впуска первым концом 11+ трубы или 12# с - в основном свободно колеблющейся - полезной длиной колебаний, искривлена, по меньшей мере, на участке. Для выработки названных выше сил реакции каждая из двух труб в процессе эксплуатации приводится в состояние вибрации, по меньшей мере, на протяжении своей колебательной длины - например, с той же частотой колебаний, что и соответственно другая труба, однако, в противофазе к ней - и при этом упруго деформируется с колебаниями вокруг статического положения покоя. Соответствующая колебательная длина соответствует при этом длине проходящей внутри внутреннего канала воображаемой центральной линии или также линии действия силы тяжести (воображаемая соединительная линия через центры тяжести всех площадей поперечного сечения соответствующей трубы), то есть в случае искривленной трубы соответствует развернутой длине соответствующей трубы 11 или 12. В соответствии со следующим исполнением изобретения каждую из труб в процессе эксплуатации приводят в состояние вибрации таким образом, что она колеблется вокруг оси колебаний, в частности, в режиме изгибных колебаний, которая соответственно параллельна воображаемой соединительной оси V₁₁ или V₁₂, которая воображаемо соединяет оба соответствующих конца 11+, 11# труб или 12+, 12+′.

Трубы, колеблющиеся в процессе эксплуатации в основном в противофазе относительно друг друга, далее, механически соединены между собой с формированием первой стыковочной зоны на стороне впуска с помощью имеющего, например, форму плиты первого стыковочного элемента 25, и с формированием второй стыковочной зоны на стороне выпуска с помощью имеющего, например, форму плиты второго стыковочного элемента 26. Тем самым в данном случае первая стыковочная зона определяет - граничащий на стороне впуска с полезной колебательной длиной - расположенный на стороне впуска первый конец 11+, 12+ трубы каждой из двух труб 11, 12, а вторая стыковочная зона соответственно определяет расположенный на стороне выпуска второй конец 11#, 12# соответствующей трубы 11 или 12. Каждый из стыковочных элементов 25, 26, равно как, например, также и обе трубы 11, 12, что является обычным применительно к измерительным преобразователям рассматриваемого типа, может быть выполнен из металла, например, стали или благородной стали, и/или из того же материала, что и обе трубы 11, 12, так что в результате стыковочные элементы 25, 26 и трубы 11, 12 могут быть весьма несложным образом соединены между собой посредством паяных и/или сварных соединений.

Как видно, далее, из обзора на фиг. 4 и 5, стыковочный элемент 25 расположен на таком же удалении от первого конца корпуса измерительного преобразователя, что и второй стыковочный элемент 26 от второго конца корпуса измерительного преобразователя. В показанном здесь примере исполнения каждая из измерительных труб, далее, имеет такую форму и расположена в измерительном преобразователе так, что названная выше соединительная ось проходит в основном параллельно воображаемой продольной оси L измерительного преобразователя, которая воображаемо соединяет впускной и выпускной концы измерительного преобразователя. Каждая из измерительных труб измерительного преобразователя, изготовленная, например, из благородной стали, титана, тантала или циркония или из сплавов, и в этом отношении также проходящая внутри внутреннего канала воображаемая центральная линия соответствующей измерительной трубы, может быть выполнена, например, в основном с U-образной формой, трапециевидной, прямоугольной или, как показано также на фиг. 4 и 5, в основном с V-образной формой.

Как отчетливо видно из обзора на фиг. 4 и 5, каждая из, по меньшей мере, двух труб 11, 12 в данном случае к тому же имеет такую форму и расположена таким образом, что названная выше центральная линия, что является обычным при измерительных преобразователях рассматриваемого типа, расположена соответственно в воображаемой плоскости трубы, и что названные выше две соединительных оси V₁₁, V₁₂ проходят параллельно друг другу и, таким образом, перпендикулярно к воображаемой центральной плоскости Q конструкции труб, например, также так, что обе воображаемых плоскости труб расположены параллельно друг другу.

В соответствии с одним следующим исполнением изобретения трубы 11, 12 и оба стыковочных элемента, далее, имеют такую форму и так ориентированы относительно друг друга, что оба стыковочных элемента 25, 26 являются равноотстоящими относительно самой центральной плоскости Q конструкции труб, следовательно, таким образом, центр М₂₅ тяжести массы первого стыковочного элемента 25 расположен в основном на том же расстоянии от самой центральной плоскости, что и центр М₂₆ тяжести масс второго стыковочного элемента 26. Эффект юстирования частоты стыковочных элементов вытекает при этом, как известно, из того, что каждый из обоих стыковочных элементов имеет соответственно прочность на изгибание также вокруг воображаемой продольной оси К конструкции труб, которая соединяет центр М₂₅ тяжести масс первого стыковочного элемента 25 и центр тяжести масс второго стыковочного элемента, в частности, воображаемо пересекает первый стыковочный элемент под тем же вписанным углом, что и второй стыковочный элемент, и эта соответствующая прочность на изгибание соответственно способствует также общей жесткости, зависимой не в последнюю очередь также от (отдельных) прочностей на изгиб труб и совместно определяющей собственные частоты конструкции труб.

В этом месте следует указать, далее, на то, что - даже если измерительный преобразователь в показанном на фиг. 4 и 5 примере исполнения содержит две искривленных измерительных трубы и, по меньшей мере, по своей механической конструкции, равно как и своему принципу действия имеет сходство с предлагаемыми в продаже измерительными преобразователями, предложенными в заявках

US-B 6920798 или US-A 5796011 или также предложенным заявительницей измерительным преобразователем с типовым обозначением "PROMASS Е" или "PROMASS F" - использование изобретения возможно также, само собой разумеется, с измерительным преобразователем с прямыми и/или более чем с двумя трубами, то есть, например, с четырьмя параллельными измерительными трубами, что приблизительно сравнимо с показанными в названных выше заявках US-A 5602345 или

WO-A 96/08697 или предлагаемыми заявительницей в продаже измерительными преобразователями с типовым обозначением "PROMASS М". Впрочем, измерительный преобразователь может быть образован также с помощью конструкции труб, которая содержит исключительно одну измерительную трубу, проводящую среду в процессе эксплуатации с подключенной к ней трубой с заглушкой или также демпфирующей трубой, что приблизительно сравнимо, таким образом, с показанными в заявках

US-A 5531126 или US-B 6666098 или, например, с также предлагаемыми в продаже заявительницей измерительными преобразователями с типовым обозначением "PROMASS Н".

Для активного возбуждения механических колебаний, по меньшей мере, двух труб, также параллельных друг другу и/или имеющих одинаковую конструкцию в отношении формы и материала, в частности, на одной или нескольких из них, с естественной частотой, зависимой от соответственно мгновенно направляемой среды, измерительный преобразователь содержит, далее электромеханическое, в частности, электродинамическое, то есть образованное с помощью погружных катушек с сердечником возбуждающее устройство 40. Последнее - с управлением соответствующим образом кондиционированным сигналом задающего генератора, вырабатываемым схемой возбудителя электроники преобразователя и, по мере надобности, во взаимодействии со схемой измерения и оценки, например, с регулируемым током и/или регулируемым напряжением, - служит для преобразования вводимой с помощью схемы возбудителя электрической энергии задающего генератора или мощности Е_ехс в силу F_exc задающего генератора, которая воздействует на, по меньшей мере две трубы, например, пульсирующим образом или гармонически, и отклоняет их описанным образом. Сила Е_ехс, как это обычно при такого рода измерительных преобразователях, может быть выполнена двунаправленной или ненаправленной и известным специалисту образом может быть с помощью схемы регулирования тока и/или напряжения настроена по амплитуде и, например, с помощью контура фазового регулирования (PLL) может быть настроена по своей частоте на мгновенную механическую частоту конструкции труб. Конструкция и использование такого контура фазового регулирования, которая служит для настройки частоты f_exc сигнала задающего генератора на мгновенную собственную частоту желаемого полезного режима, подробно описаны, например, в заявке US-A 48-01 897. Само собой разумеется, возможно использование и других возбуждающих схем, пригодных для настройки энергии Е_ехс задающего генератора и известных по себе специалисту, например, также в соответствии с упомянутыми выше заявками

US-A 4879911, US-A 5009109, US-A 5050439 или US-B 631136. Далее, в отношении использования таких возбуждающих схем для измерительного преобразователя вибрационного типа следует указать на выполненную с измерительными преобразователями серии "PROMASS 83" электронику преобразователя, как она предлагается заявительницей, например, во взаимосвязи с измерительными преобразователями серии "PROMASS Е", "PROMASS F", "PROMASS М" или также "PROMASS Н". Их возбуждающая схема выполнена, например, соответственно таким образом, что латеральные изгибные колебания в полезном режиме регулируют до неизменной, то есть в существенной степени независимой от плотности ρ, амплитуды.

В соответствии со следующим исполнением изобретения в процессе эксплуатации с помощью возбуждающего устройства в полезном режиме активно возбуждают, по меньшей мере, две трубы 11, 12, в то время как они, в частности, преимущественно или исключительно, выполняют изгибные колебания вокруг упомянутой воображаемой оси колебаний, например, преимущественно с точно естественной собственной частотой (резонансной частотой) конструкции труб, приблизительно с той, которая соответствует базовому режиму изгибных колебаний, в котором каждая труба в пределах своей соответствующей полезной длины колебаний содержит точно пучность колебаний. При этом, далее, предусмотрено, в частности, что каждая из труб, что является вполне обычным при такого рода измерительных преобразователях с искривленными трубами, возбуждается с помощью возбуждающего устройства до изгибных колебаний при частоте f_exc задающего генератора таким образом, что она в полезном режиме изгибается вокруг упомянутой воображаемой оси колебаний - приблизительно по типу зажатой с одной стороны траверсы - с колебаниями, по меньшей мере, соразмерно доле участия, в соответствии с одной из своих форм изгибных колебаний. Изгибные колебания труб, активно возбужденные с помощью возбуждающего устройства имеют при этом в области стыковочной зоны на стороне впуска, определяющей соответствующий, расположенный на стороне впуска конец трубы, расположенный на стороне впуска узел колебаний, и в области стыковочной зоны, определяющей соответствующий, расположенный на стороне выпуска конец трубы, содержат расположенный на стороне выпуска узел колебаний, так что, таким образом, соответствующая труба со своей колебательной длиной простирается в основном свободно колеблющейся между этими обоими узлами колебаний.

Как это вполне обычно в случае измерительных преобразователей рассматриваемого типа, возбуждение труб с помощью, например, дифференциально действующего между трубами, осуществляют при этом, в частности, таким образом, что они в процессе эксплуатации выполняют вокруг продольной оси L, по меньшей мере, временно и, по меньшей мере, соразмерно доле участия, противофазные изгибные колебания. Говоря иначе, обе трубы 11, 12 перемещаются в этом случае соответственно по типу взаимно колеблющихся камертонных элементов. Для такого случая в соответствии со следующим исполнением изобретения возбуждающее устройство выполнено для возбуждения или поддержания противофазных вибраций первой трубы и второй трубы, в частности, изгибных колебаний каждой из круг вокруг воображаемой оси колебаний, воображаемо соединяющей соответствующий первый конец трубы и соответствующий второй конец трубы. В качестве возбуждающего устройства 40 при этом может служить возбуждающее устройство 40, образованное обычным образом с помощью одного - например, единственного - электродинамического возбудителя 41 колебаний, расположенного в центре, то есть в области половины длины колебаний, между, по меньшей мере, двумя трубами, и дифференциально воздействующего на трубы. Возбудитель 41 колебаний, как показано на фиг. 4, может быть образован, например, с помощью укрепленной на первой трубе цилиндрической возбуждающей катушкой, через которую в процессе эксплуатации протекает соответствующий ток возбуждения и которая, таким образом, пронизана соответствующим магнитным полем, а также с помощью частичного погружаемого якоря на постоянных магнитах, который снаружи, в частности, в центре, зафиксирован на второй трубе. Другие - также вполне пригодные для соответствующей изобретению измерительной системы - возбуждающие устройства, по меньшей мере, двух труб, показаны, например, в названных выше заявках US-A 4680974, US-A 4738144, US-A 4768384,

US-A 4801897, US-A 4823614, US-A 4879911, US-A 5009109, US-A 5050439,

US-A 5359881, US-A 5602345, US-A 573112, US-A 5796011, US-A 5926096,

US-A 5969264, US-A 6092429, US-A 6311136, US-B 6883387, US-B 7127952,

US-B 7325461, US-B 7392709 или US-B 7421350.

Для приведения в состояние вибрации, по меньшей мере, двух труб измерительного преобразователя устройство 40 возбуждения, как уже упоминалось, запитывается также осциллирующим сигналом возбуждения с регулируемой частотой f_exc, так что через катушку возбуждения единственного в данном случае, воздействующего на трубу 10 возбудителя колебаний в процессе эксплуатации протекает ток i_exc возбуждения, соответствующим образом отрегулированный по своей амплитуде, за счет чего вырабатывается магнитное поле, необходимое для привода труб в движение. Управляющий или также сигнал возбуждения или его ток i_exc возбуждения может быть гармоническим, многочастотным или также иметь прямоугольную форму. Частота f_exc возбуждения тока возбуждения, необходимого для поддержания активно регулируемых вибраций труб, может в случае показанного в примере исполнения измерительного преобразователя быть выбрана и отрегулирована, предпочтительно, таким образом, что трубы, как уже упоминалось, колеблются главным образом в базовом режиме изгибных колебаний.

Для предусмотренного, вызванного условиями эксплуатации случая, когда среда протекает через технологическую линию и, следовательно, массовый расход m в конструкции труб отличен от нуля, в протекающей среде с помощью вибрирующих описанным выше образом труб могут наводиться также силы Кориолиса. Они в свою очередь оказывают действие на соответствующую трубу, через которую проходит поток, и тем самым обуславливают ее дополнительную деформацию, которая может быть распознана датчиками, а именно в основном в соответствии со следующей естественной формой собственных колебаний более высокого модального порядка, нежели при полезном режиме. Мгновенное выражение этого так называемого режима Кориолиса, наложенного с той же частотой на другой полезный режим, зависит при этом в отношении своей амплитуды также от мгновенного массового расхода m. В качестве режима Кориолиса, как это обычно при измерительных преобразователях с искривленными трубами, может служить, например, форма собственных колебаний антисимметричного режима кручения, то есть та, при которой труба, через которую проходит поток, как уже упоминалось, выполняет также крутильные колебания вокруг расположенной перпендикулярно к оси изгибных колебаний воображаемой оси крутильных колебаний, которая воображаемо пересекает центральную линию соответствующей трубы в области половины длины колебаний.

Для определения вибраций трубы, в частности, также колебаний в режиме Кориолиса, измерительный преобразователь содержит, далее, соответствующее устройство 50 датчиков. Как схематически показано на фиг. 4 и 5, оно содержит, по меньшей мере, один первый датчик 51 колебаний, например, электродинамический и/или, по меньшей мере, расположенный на расстоянии от возбудителя колебаний между, по меньшей мере, двумя трубами 10, который вырабатывает первый измерительный сигнал s₁ измерительного преобразователя, характеризующий вибрации, по меньшей мере, одной из двух труб, например, также при необходимости вибрации двух труб, например, с сообщающимся с колебаниями напряжением или сообщающимся с колебаниями током. Далее, в соответствии с одной модификацией изобретения предусмотрено, что устройство датчиков содержит, по меньшей мере, один второй датчик 52 колебаний, который расположен на расстоянии от первого датчика 52 колебаний между, по меньшей мере, двумя трубами 10 и/или является электродинамическим, который вырабатывает второй измерительный сигнал s₂ измерительного преобразователя, который характеризует вибрации, по меньшей мере, одной из двух труб, например, также противофазные вибрации, по меньшей мере двух труб. К тому же датчики колебаний устройства датчиков могут быть предпочтительным образом выполнены так, что они вырабатывают измерительный сигнал вибрации одинакового типа, например, соответственно напряжение сигнала или ток сигнала. В показанном здесь примере исполнения первый датчик 51 колебаний расположен на стороне впуска, а второй датчик 52 колебаний расположен на стороне выпуска между, по меньшей мере, двумя трубами 10, в частности, по меньшей мере, на том же удалении от возбудителя колебаний или от центра трубы 10, что и первый датчик колебаний, или таким образом, что производят дифференциальное распознавание вибраций обеих труб. Датчики колебаний устройства датчиков могут быть, однако, выполнены также таким образом и так расположены в измерительном преобразователе, что они, как, среди прочего, предложено также в заявке US-A 5602345, распознают колебания относительно корпуса измерительного преобразователя. Каждый из - типичным образом широкополосных - сигналов вибрации s₁, s₂ измерительного преобразователя MW содержит при этом соответственно сообщающуюся с полезным режимом компоненту сигнала с частотой сигнала, соответствующей мгновенной частоте f_exc вибрирующей в активно возбужденном полезном режиме трубы, и с зависимым от фактического объемного расхода протекающей в конструкции труб среды сдвигом фаз относительно сигнала i_exc возбуждения, выработанного, например, схемой PLL в зависимости от разности фаз, существующей между, по меньшей мере, одним из сигналов s₁, s₂ вибрации и током возбуждения в возбуждающем устройстве. Даже при использовании скорее широкополосного сигнала i_exc возбуждения вследствие большей частью весьма высокой добротности колебаний измерительного преобразователя MW можно исходить из того, что сообщающаяся с полезным режимом компонента сигнала каждого из сигналов вибрации преобладает над другими компонентами сигнала, в частности, сообщающимися с возможными помехами и/или классифицированными в качестве шума, и в этом отношении является доминирующей также, по меньшей мере, внутри частотного диапазона, соответствующего ширине полосы полезного режима.

Выработанные измерительным преобразователем сигналы s₁, s₂ вибрации, которые содержат соответственно одну компоненту сигнала с мгновенной частотой f_exc колебаний вибрирующих в активно возбужденном полезном режиме, по меньшей мере, двух труб с соответствующей частотой сигнала, подводятся, как показано также на фиг. 3, к электронике ME преобразователя и там же затем к предусмотренной там схеме µС оценки, где они с помощью соответствующей входной схемы FE сначала обрабатываются, в частности, предварительно усиливаются, фильтруются и преобразуются в цифровую форму с целью достижения их пригодности к оценке. В качестве входной схемы FE, равно как и схемы µС измерения и оценки при этом в обычных расходомерах Кориолиса могут использоваться применяемые для конвертирования вибрационных сигналов или определения долей массового расхода и/или суммарного массового расхода уже установленные и проверенные технологии схем, например, также в соответствии с упомянутым выше уровнем техники. В соответствии с одним следующим исполнением изобретения схема µС измерения и оценки в соответствии с этим может быть реализована также с помощью предусмотренного в электронике ME преобразователя, реализованного, например, с помощью цифрового процессора (DSP) обработки сигналов, микрокомпьютера и с помощью соответствующим образом введенного туда и функционирующего там программного кода. Программные коды могут быть, например, стойко сохранены в не являющейся энергонезависимой памяти данных EEPROM (электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ) микрокомпьютера и при его запуске загружены в, например, встроенную в микрокомпьютер энергонезависимую память данных RAM (оперативная память с произвольным доступом). Для такого рода использования пригодны, например, процессоры типа TMS320VC33, предлагаемые на рынке фирмой Texas Instruments. При этом практически само собой разумеется, что сигналы вибрации s₁, s₂, как уже указывалось, для обработки в микрокомпьютере должны быть преобразованы в соответствующие цифровые сигналы с помощью соответствующего аналого-цифрового преобразователя A/D электроники ME преобразователя, ср. в этой связи названные выше заявки US-B 6311136 или US-A 6073495 или также названный выше измерительный преобразователь серии "PROMASS 83".

При этом в соответствии с одним следующим исполнением изобретения электроника ME преобразователя или содержащаяся в ней схема µС измерения и оценки служит для того, чтобы с использованием выработанных устройством датчиков сигналов s₁, s₂ вибрации периодически определять величину X_m измерения массового расхода, например, на основании определенной разности фаз между выработанными при вибрирующей в полезном режиме и режиме Кориолиса трубе 10 сигналами s₁, s₂ вибрации первого и второго датчиков 51, 52 колебаний, которая представляет долю массового расхода протекающей в измерительном преобразователе среды. Для этого в соответствии с одним следующим исполнением изобретения электроника преобразователя периодически вырабатывает в процессе эксплуатации величину Х_Δφ измерения разности фаз, которая мгновенно представляет разность Δφ фаз, существующую между первым сигналом s₁ вибрации и вторым s₂ сигналом вибрации. Альтернативно или в дополнение к определению величины X_m измерения массового расхода электроника ME преобразователя измерительной системы может также служить для выработки величины измерения плотности, выведенной из мгновенной частоты колебаний, определенной на основании сигналов измерения вибрации или сигнала возбуждения, в частности, активно возбужденного полезного режима, которая представляет плотность протекающей в измерительном преобразователе среды. Далее, электроника ME преобразователя вполне может использоваться при необходимости также, как это является обычным при внутренних измерительных устройствах рассматриваемого типа, для определения измерительной величины Х_η вязкости, характеризующей вязкость протекающей в измерительном преобразователе среды, ср. для этого также упомянутые выше заявки US-В 7284449, US-B 7017424, US-B 6840109, US-A 5576500 или US-B 6651513. Для определения энергии возбуждения или мощности возбуждения или затухания, которые необходимы для определения вязкости, при этом пригоден, например, вырабатываемый возбуждающей схемой электроники преобразователя возбуждающий сигнал, в частности, амплитуда и частота возбуждающей полезный режим составляющей тока или также амплитуда общего нормированного тока возбуждения, определенная по мере необходимости на основании, по меньшей мере, одного сигнала вибрации. Альтернативно или в дополнение к этому, однако, в качестве меры необходимой для определения измерительной величины вязкости энергии возбуждения или мощности возбуждения или затухания может служить также использующийся для регулировки задающего генератора или тока возбуждения внутренний сигнал управления или, например, в случае возбуждения вибраций, по меньшей мере, одной трубы током возбуждения с жестко заданной или регулируемой на постоянной уровне амплитудой, также, по меньшей мере, один из сигналов вибрации, в частности, его амплитуда.

Как уже упоминалось, в случае конструкций труб рассматриваемого типа и, следовательно, образованных с их помощью измерительных преобразователей вибрационного типа, существует особое требование к соответственно по возможности точной настройки их одной или нескольких собственных частот - и, не в последнюю очередь, также собственной частоты собственного режима, предусмотренного для упомянутого полезного режима - до заданной в определенных базовых условиях целевой собственной частоты. В качестве эталона при этом может служить, например, открытая в отношении атмосферы и, следовательно, проводящая исключительно воздух при комнатной температуре, то есть, таким образом, около 20°С, конструкция труб и, таким образом, заранее определенные соответствующим образом для такой конструкции труб целевые собственные частоты. Кроме того, существенный интерес представляют также предотвращение или компенсация внутри конструкции труб таких асимметрий распределения масс и/или жесткости, которые ведут к нежелательному исполнению асимметричных колебательных режимов или благоприятствуют ему, приблизительно по типу режима Кориолиса, также в случае конструкции труб, через которые не проходит среда. Соответствующий изобретению способ нацелен отныне на то, чтобы повысить точность, с которой относительно, по меньшей мере, одной целевой собственной частоты производится такое уравновешивание конструкции труб, образованной с помощью одной или нескольких труб и, таким образом, с помощью одной или нескольких измерительных труб (или также по мере необходимости с помощью предусмотренных труб с заглушками или демпфирующих труб), и по возможности упростить саму компенсацию.

В случае соответствующего изобретению измерительного преобразователя по этой причине предусмотрено, что, как схематически изображено также на фиг. 6, по меньшей мере, один из обоих стыковочных элементов 25. 26 - а именно в данном случае первый стыковочный элемент 25 - содержит в простирающейся между первой и второй трубами 11, 12 области один шлиц 251, содержащий, по меньшей мере, один закрытый конец, с максимальной шириной В шлица и максимальной длиной L шлица, которая больше максимальной ширины В шлица. Шлиц 251, выполненный, например, в качестве продольного отверстия или односторонне открытого, прямолинейного продольного шлица, простирается в показанном здесь примере исполнения на протяжении всей своей длины L вдоль воображаемой центральной линии стыковочного элемента 25. Далее, сам стыковочный элемент 25 содержит расположенный соразмерно доле участия внутри шлица 251 соединительный элемент 252, который контактирует с окаймляющей сам шлиц 251 и, следовательно, определяющей контур шлица 251, шлицевой кромкой.

Выполненный например, весьма жестким на изгиб соединительный элемент 252 зафиксирован на расположенных друг против друга, находящихся соответственно на расстоянии друг от друга краевых участках 251′, 251′′ шлица 251, за счет чего сами расположенные напротив друг друга краевые участки 251′, 251′′ механически соединены между собой с образованием зоны 25# фиксации, внутри которой исключена возможность относительных движений самих краевых участков 251′, 251′′. В зависимости от выбранной для соединительного элемента 252 позиции, определенной в конечном счете также расстоянием между соединительным элементом 252 и закрытым концом шлица 251, обеспечивается самостоятельная настройка действующей внутри стыковочного элемента 25, определяющей собственную частоту конструкции труб жесткости на изгиб и, таким образом, также самой собственной частоты. Зона 25# фиксации может быть образована весьма несложным образом, за счет того, что расположенные напротив друг друга краевые участки шлицевой кромки зажимают или зажаты в соединительном элементе. Зона 25# фиксации может быть к тому же образована за счет того, что соединительный элемент 252 вновь зафиксирован с возможностью отсоединения на расположенных напротив друг друга краевых участках 251′, 252′′ шлицевой кромки.

В соответствии со следующим исполнением изобретения соединительный элемент 252. как видно из общего обзора по фиг. 6 и 7а, образован, по меньшей мере, одним болтом 252′, который расположен, по меньшей мере, соразмерно доле участия в шлице 251 и выполнен, например, в качестве болта с головкой или резьбового пальца, с содержащим наружную резьбу стрежнем болта, а также с помощью, по меньшей мере, одной, например, также самостопорящейся гайки 252+ с внутренней резьбой, находящейся в зацеплении с самой наружной резьбой.

Наружная резьба болта 252′ и, следовательно, внутренняя резьба, по меньшей мере, одной гайки 252+ выполнены при этом относительно соответствующего шага резьбы предпочтительно таким образом, что в результате образовано самостопорящееся болтовое соединение. С целью повышения надежности в отношении нежелательного самостоятельного отсоединения образованного таким образом болтового соединения, по меньшей мере, одна гайка 252′ соединительного элемента 252 может быть выполнена, например, в качестве гайки со стопорными зубьями, содержащей на стороне, обращенной к краевым участкам 251′, 251′′, зубья с асимметричными профилями, или, например, также в качестве стопорной гайки. Альтернативно или дополнительно, по меньшей мере, одна гайка 252+ соединительного элемента 252 может быть застопорена с помощью контргайки с целью защиты от нежелательного самостоятельного отсоединения.

В одной следующем предпочтительном исполнении изобретения, по меньшей мере, один болт 252′ соединительного элемента выполнен в качестве болта с головкой, а именно в качестве болта, который содержит на одном конце стержня болта головку 252′′ болта. Как схематически показано на фиг. 7а, зона 25# фиксации может быть весьма несложным образом образована с использованием этого болта за счет того, что каждый из краевых участков 251′, 251′′ шлицевой кромки, которые в конечном итоге образуют зону 25# фиксации, соответственно зажат между головкой болта и гайкой, например, соответственно в прямом контакте с головкой болта и гайкой или, однако, также, как схематически изображено на фиг. 7а, с промежуточным прокладыванием по меньшей мере, одной подкладной шайбы, которая соответствующим образом контактирует с одним из краевых участков. С целью повышения безопасности с отношении нежелательного отсоединения образованного таким образом болтового соединения болт 252′ соединительного элемента может быть также выполнен в качестве болта со стопорными зубьями, который содержит зубья с асимметричными профилями зубьев на обращенной к краевым участкам нижней стороне головки болта.

Другое исполнение соединительного элемента 252 или образованной с его помощью зоны 25# фиксации стыковочного элемента 25 показано на фиг. 7. При этом соединительный элемент 252 содержит дополнительно к уже упомянутой гайке 252+ одну следующую - вторую - гайку 252#, которая, как и другая - первая - гайка 252+ входит в зацепление соответствующей внутренней резьбой с наружной резьбой на стержне - выполненного в данном случае, например, в качестве пальца с резьбой - болта. В этом случае каждый из расположенных друг против друга краевых участков 251′, 251′′ шлицевой кромки зажат внутри зоны фиксации соответственно между обеими гайками, например, с промежуточным прокладыванием подкладной шайбы, контактирующей с, по меньшей мере, одним краевым участком, или также, однако, с непосредственным контактом с обеими гайками 252+, 252#. В частности, соединительный элемент 252 для исполнений, показанных как на фиг. 7а, так и на фиг. 7b, фиксируют, далее, таким образом или зона 25# фиксации образована, далее, за счет того, что сам болт 252′ и саму, по меньшей мере, одну гайку 252′′ поворачивают относительно друг друга вокруг воображаемой оси болта до тех пор, пока вследствие возникающего в результате уменьшения относительного расстояния между гайкой и ее соответствующей сопряженной деталью, то есть между головкой болта или другой гайкой, не произойдет в конечном итоге сжатие краевых участков 251′, 252′′ и соответствующее растяжение болта 252′, по мере необходимости также с незначительными пластическими деформациями зажатых таким образом краевых участков 251′, 251′′ шлица 251.

Далее, окончательная позиция соединительного элемента 252 внутри шлица 251 и. следовательно, также позиция образованной таким образом зоны 25# фиксации или их расстояние до закрытого конца шлица выбраны при соответствующем изобретению измерительном преобразователе таким образом, что в результате в конечном итоге настраивается желаемая целевая собственная частота конструкции труб. Зона 25# фиксации может быть также выполнена, например, после того, как конструкция труб будет изготовлена, по меньшей мере, настолько, что, по меньшей мере, две трубы соединены с помощью, по меньшей мере, двух стыковочных элементов.

Для обнаружения позиции соединительного элемента 252 внутри шлица 251, фактически необходимой для настройки желаемой целевой собственной частоты, соединительный элемент 252 после того, как он будет расположен внутри шлица 251 зафиксированного на трубах 11, 12 стыковочного элемента 25, можно там же, например, временно зафиксировать в позиции, которая - базируясь приблизительно на полученных познаниях в результате проведенных ранее сравнительных измерений на типичной конструкции труб или образованны с ее помощью измерительных преобразователей - приблизительно, однако, при известных условиях еще не точно соответствует позиции, которая сообщается с подлежащей в конечном итоге выставлению целевой собственной частотой. В результате этого конструкция труб во время процесса изготовления может иметь, таким образом, сначала временную собственную частоту, а именно присутствующую в конструкции труб исключительно временно собственную частоту, не отклоняющуюся за пределы допусков для желаемой целевой собственной частоты. После соответствующего позиционирования и фиксации соединительного элемента 252 можно проверить, далее, настроена ли уже конструкция труб на заданную целевую собственную частоту, или можно определить, что настроена мгновенно лишь временная собственная частота, или насколько присутствующая настроенная временная собственная частота отклоняется от желаемой, собственно, для конструкции труб целевой собственной частоты.

Фактически выставленная собственная частота конструкции труб может быть весьма просто и с высоким качеством определена за счет того, что - например, с введением соответствующей возбуждающей силы через возбуждающее устройство - по меньшей мере, одну трубу или всю образованную с ее помощью конструкцию труб приводят в состояние вибрации на указанной мгновенной собственной частоте в соответствующем ей естественном собственном режиме и посредством соответствующего измерения частоты определяют рассогласование между той мгновенной частотой и - представляющей сам собственный режим - заранее определенной или ожидаемой целевой собственной частотой.

В соответствии с этим в соответствии с одним следующим исполнением изобретения предусмотрено, далее, приведение в состояние вибрации, по меньшей мере, одной из труб для определения временной собственной частоты, или соответствующее определение самих вибраций, по меньшей мере, одной из труб и их оценка применительно к частоте колебаний. Исходя из названного выше измерения частоты можно, например, с использованием в достаточной мере известной в типичном случае зависимости временных механических собственных частот конструкции труб от мгновенной жесткости на изгиб соответствующего стыковочного элемента, а также от массы и распределения массы конструкции труб, после встраивания готовой конструкции труб или после изготовления внутренней части достаточно точно определить частичный объем, еще подлежащий соответствующему удалению для потребной собственной частоты или соответствующим образом потребной жесткости на изгиб стыковочного элемента.

Для введения необходимых для измерения частоты сил возбуждения через возбуждающее устройство 40 с целью приведения трубы в состояние вибрации, равно как для определения вытекающих из этого вибраций трубы или с целью индикации измеренных собственных частот при приведенной в состояние готовности внутренней части можно использовать, например, электронику преобразователя, уже приданную подлежащей изготовлению в конечном итоге измерительной системе, или, однако, также сравнимую с ней, остающуюся в стадии изготовлении тестовую электронику.

Для случая, который нельзя полностью исключить, когда определяют слишком большое отклонение мгновенно выставленной собственной частоты от потребной целевой собственной частоты, следовательно, настройку временной собственной частоты, соединительный элемент 252 может быть после этого вновь ослаблен в первую очередь настолько, что он может перемещаться после этого относительно шлица 251 с целью последующего соответствующего нового позиционирования и повторной фиксации, а именно на таком участке шлица 251, который отныне кажется пригодным, исходя из ранее приведенных измерений частоты, для образования регулирующей целевую собственную частоту зоны 25# фиксации. Таким образом, преимущество изобретения следует видеть, среди прочего, также в том, что названная выше последовательность повторного ослабления, нового позиционирования и повторной фиксации соединительного элемента можно повторять столь часто, пока соответствующая - при необходимости также проведенная повторно проверка - не покажет, что мгновенно выставленная собственная частота достаточно точно соответствует заданной для конструкции труб целевой собственной частоте, следовательно, целевая собственная частота может быть выявлена и настроена также итерационно с помощью метода "Trial&Error" («Испытание&Ошибка).

Далее, следующее преимущество изобретения заключается также в том, что с помощью целевой настройки целевой собственной частоты к тому же возможно возникающие в конструкции труб разбалансировки после ее сборки или даже после встраивания в - сначала самоочевидно еще доступный в достаточной степени - корпус измерительного преобразователя, приблизительно вследствие примерных рассеиваний отдельных конструктивных узлов, могут быть уменьшены до заданной меры допуска, или также в том, что таким образом конструкция труб или жесткости на изгиб обоих стыковочных элементов также весьма несложным образом могут быть согласованы в соответствии с упомянутой выше международной заявкой РСТ/ЕР2012/056102, а именно таким образом, что жесткость на изгибание стыковочного элемента 25 вокруг упомянутой воображаемой продольной оси конструкции труб отклоняется от сообщающейся жесткости стыковочного элемента 26 вокруг самой продольной оси К, или что воображаемая продольная ось К конструкции труб, как схематически показано также на фиг. 5, проходит не параллельно к упомянутой оси V₁₁ или V₁₂.

Далее, и не в последнюю очередь для случая, когда конструкция труб образована с помощью двух точно параллельных искривленных труб с U-, V-образной, прямоугольной или трапециевидной формой, за счет пригодного выбора сначала целевой собственной частоты, с соответствующей их прецизионной регулировкой описанным выше образом, упомянутые для соответствующей конструкции труб также в названных выше заявках US-В 7350421, US-B 7562585 или ЕР-А 1248084, действующие в основном перпендикулярно к воображаемой продольной оси L поперечные силы могут быть очень несложным и, тем не менее, эффективным образом минимизированы до номинального значения.

В соответствии со следующим исполнением, как схематически показано на фиг. 5, также и второй стыковочный элемент 26 содержит в простирающейся между первой и второй трубами 11, 12 области шлиц 261, опять же содержащий, по меньшей мере, один закрытый конец, например, идентичный шлицу первого стыковочного элемента, а также опять же расположенный соразмерно доле участия внутри самого шлица 261, имеющий, например, ту же конструкцию, что и соединительный элемент первого стыковочного элемента, соединительный элемент 262, причем сам соединительный элемент опять же контактирует с окаймляющей шлиц стыковочного элемента 26 шлицевой кромкой для образования соответствующей зоны фиксации стыковочного элемента 26, внутри которой опять же предотвращаются относительные движения самих краевых участков шлица. Оба стыковочных элемента 25, 26 могут при этом по мере необходимости иметь различные позиции соответствующих зон фиксации или различные расстояния между соединительными элементами стыковочных элементов и соответствующим закрытым концом соответствующего шлица и могут быть в противном случае, однако, выполнены в отношении друг друга с одинаковой конструкцией. За счет образования зоны фиксации рассматриваемого типа также внутри второго стыковочного элемента 26 возможна, например, также минимизация упомянутых поперечных сил или асимметрий в существенной мере также независимо от целевой собственной частоты, подлежащей настройке с помощью обоих стыковочных элементов 25, 26.

Даже если изобретение было пояснено выше исключительно со ссылкой на один или два стыковочных элемента, в этом месте следует указать на то, что, само собой разумеется, не в последнюю очередь также с целью дальнейшего повышения точности, с которой, например, настраивается целевая собственная частота, и/или с целью достижения возможности избирательной настройки для различных собственных режимов - приблизительно соответствующих полезному режиму или режиму Кориолиса - их соответствующих собственных частот, и/или с целью дальнейшей минимизации действующих перпендикулярно к воображаемой оси L поперечных сил возможно также предусмотренные на конструкции труб дальнейшие стыковочные элементы обсуждаемого типа могут быть оснащены шлицами и, таким образом, выполненными описанным выше образом зонами фиксации. Помимо этого в случае необходимости на трубах 11, 12 могут быть также дополнительно расположены дискретные дополнительные массы 35, 36, которые со своей стороны также вносят для собственной частоты конструкции труб также приблизительно избирательный по режиму, понижающий вклад.

Изобретение относится к измерительному преобразователю вибрационного типа, а также к способу регулировки по меньшей одной временной частоты конструкции труб, служащей, в частности, в качестве измерительной трубы такого измерительного преобразователя. Кроме того, изобретение относится также к измерительной системе для протекающей через трубопровод среды и способу настройки частоты системы труб. Измерительный преобразователь служит для выработки сигналов вибрации, которые сообщаются с параметрами протекающей среды, то есть, например, с долей массового расхода, плотностью и/или вязкостью, и содержит корпус измерительного преобразователя с одним концом (100+) корпуса и одним концом (100#) корпуса, а также конструкцию труб, которая простирается внутри корпуса измерительного преобразователя от его конца (100+) корпуса до его конца (100#) корпуса и образована с помощью, по меньшей мере, двух труб (11, 12). Из двух труб, по меньшей мере, одна труба выполнена в качестве измерительной трубы, которая служит для направления протекающей среды, а труба (12) с образованием расположенной на стороне впуска зоны (11+, 12+) механически соединена с трубой (11) с помощью стыковочного элемента (26). По меньшей мере, один стыковочный элемент (25) содержит в простирающейся между трубами (11, 12) области содержащий, по меньшей мере, один закрытый конец шлиц (251) с максимальной шириной (В) шлица и максимальной длиной (L) шлица, которая больше максимальной ширины (В) шлица, а также расположенный в шлице соразмерно доле участия соединительный элемент (252), который контактирует с окаймляющей указанный шлиц шлицевой кромкой. Технический результат - возможность точной и одновременно несложной настройки преобразователя. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Измерительный преобразователь вибрационного типа для выработки вибрационных сигналов (s₁, s₂), сообщающихся с параметрами протекающей среды, в частности, долей массового расхода, плотностью и/или вязкостью, содержащий:
- корпус измерительного преобразователя с одним первым концом (100+) корпуса и одним вторым концом (100#) корпуса; а также
- систему труб, простирающуюся внутри корпуса измерительного преобразователя от его первого конца корпуса до его второго конца корпуса и образованную с помощью, по меньшей мере, двух труб, в частности, имеющих одинаковую конструкцию и/или проходящих параллельно друг другу,
- из них, по меньшей мере, одну, в частности, вибрирующую в процессе эксплуатации первую трубу (11), выполненную в качестве измерительной трубы, служащей для направления протекающей среды, и
- из которых одна, в частности, вибрирующая в процессе эксплуатации вторая труба (12) с образованием расположенной на стороне впуска первой зоны (#11, #12) стыковки с помощью одного имеющего, в частности, форму плиты первого стыковочного элемента (25) и с образованием расположенной на стороне выпуска второй стыковочной зоны (11#, 12#) с помощью одного имеющего, в частности, форму плиты второго стыковочного элемента (26) механически соединена с первой трубой с помощью имеющего, в частности, форму плиты второго стыковочного элемента (26);
- причем первый стыковочный элемент (25), в частности, для настройки, по меньшей мере, имманентной для конструкции труб собственной частоты содержит в простирающейся между первой и второй трубами области, по меньшей мере, один закрытый конец, выполненный, в частности, в качестве продольного отверстия или в качестве односторонне открытого прямолинейного продольного шлица, шлиц (251) с максимальной шириной (В) шлица и максимальной длиной (L) шлица, которая больше максимальной ширины (В) шлица, а также расположенный соразмерно доле участия внутри шлица, в частности, на расстоянии от закрытого конца шлица, в частности, образованный с помощью одного болта и, по меньшей мере, насаженной на него гайкой и/или разъемный и/или неподвижно укрепленный соединительный элемент (252), который контактирует с окаймляющей указанный шлиц шлицевой кромкой, в частности, таким образом, что соединительный элемент механически соединяет между собой расположенные напротив друг друга и/или расположенные на расстоянии от закрытого конца краевые участки (251′, 251′′) шлицевой кромки с образованием зоны фиксации (25#), внутри которой предотвращаются относительные движения самих краевых участков (251′, 251′′), в то время как соединительный элемент зафиксирован на самих расположенных друг против друга краевых участках (251′, 251′′).

2. Измерительный преобразователь по п. 1, в котором расположенные напротив друг друга, находящиеся на расстоянии от, по меньшей мере, одного закрытого конца шлица (251) краевые участки (251′, 251′′) шлицевой кромки шлица (251) жестко механически соединены между собой с помощью соединительного элемента (252) с образованием зоны (25#) фиксации первого стыковочного элемента (25), внутри которой предотвращаются относительные движения самих краевых участков (251′, 251′′).

3. Измерительный преобразователь по п. 3, в котором зона (25#) фиксации образована за счет того, что соединительный элемент (252) зафиксирован, в частности, с возможностью повторного ослабления на расположенных напротив друг друга краевых участках (251′, 251′′) шлицевой кромки.

4. Измерительный преобразователь по п. 2 или 3, в котором зона фиксации образована за счет того, что расположенные напротив друг друга краевые участки шлицевой кромки зажаты в соединительном элементе.

5. Измерительный преобразователь по п. 1 или 2, в котором соединительный элемент содержит, по меньшей мере, расположенный в шлице соразмерно доле участия болт, выполненный, в частности, в качестве болта с головкой или пальца с резьбой, а также, по меньшей мере, одну контактирующую с каждым из обоих краевых участков шлица и/или самостопорящуюся гайку с внутренней резьбой, находящейся в зацеплении с самой наружной резьбой.

6. Измерительный преобразователь по п. 5, в котором
расположенные напротив друг друга, находящиеся на расстоянии от, по меньшей мере, одного закрытого конца шлица (251) краевые участки (251′, 251′′) шлицевой кромки шлица (251) жестко механически соединены между собой с помощью соединительного элемента (252) с образованием зоны (25#) фиксации первого стыковочного элемента (25), внутри которой предотвращаются относительные движения самих краевых участков (251′, 251′′).
- болт соединительного элемента содержит на одном конце стержня болта головку болта и
- каждый из расположенных напротив друг друга краевых участков шлицевой кромки внутри зоны фиксации соответственно зажат между головкой болта и гайкой, в частности, с промежуточным подкладыванием подкладной шайбы, контактирующей с, по меньшей мере, одним из краевых участков.

7. Измерительный преобразователь по п. 5, в котором болт соединительного элемента выполнен в виде болта с блокирующими зубьями.

8. Измерительный преобразователь по п. 5, в котором
- соединительный элемент содержит одну вторую гайку, в частности, контактирующую с каждым из обоих краевых участков шлица, с внутренней резьбой, находящейся в зацеплении с наружной резьбой, и
- причем каждый из расположенных напротив друг друга краевых участков шлицевой кромки внутри зоны фиксации соответственно зажат между обеими гайками, в частности, с промежуточным подкладыванием, по меньшей мере, одной подкладной шайбы, контактирующей с, по меньшей мере, одним из краевых участков.

9. Измерительный преобразователь по п. 5, в котором, по меньшей мере, одна гайка соединительного элемента выполнена в качестве гайки с блокирующими зубьями.

10. Измерительный преобразователь по п. 5, в котором, по меньшей мере, одна гайка соединительного элемента выполнена в качестве контргайки.

11. Измерительный преобразователь по п. 5, в котором соединительный элемент содержит, далее, по меньшей мере одну контргайку, стопорящую гайку.

12. Измерительный преобразователь по п. 1 или 2, в котором первый стыковочный элемент (25) расположен на том же удалении от первого конца корпуса измерительного преобразователя, а второй стыковочный элемент (26) от второго конца корпуса измерительного преобразователя.

13. Измерительный преобразователь по п. 1 или 2, в котором предусмотрено механически соединенное с конструкцией труб, в частности, расположенное на первой и второй трубе электромеханическое возбуждающее устройство для выработки вибраций, в частности, противофазных изгибных колебаний, по меньшей мере, двух труб, в частности, таким образом, что первая труба, по меньшей мере, соразмерно доле участия выполняет изгибные колебания вокруг первой воображаемой оси изгибных колебаний конструкции труб, а вторая труба, по меньшей мере, соразмерно доле участия выполняет изгибные колебания вокруг второй воображаемой оси конструкции труб, проходящей параллельно первой воображаемой оси изгибных колебаний.

14. Измерительный преобразователь по п. 1 или 2, в котором предусмотрено устройство датчиков для определения вибраций, в частности, изгибных колебаний, по меньшей мере, одной из труб и для выработки сигнала вибрации, который характеризует, по меньшей мере, одну указанную вибрацию.

15. Измерительный преобразователь по п. 1 или 2, в котором
- первая труба проходит параллельно второй трубе и/или
- первая труба и вторая труба являются одинаковыми по конструкции в отношении формы и материала.

16. Измерительный преобразователь по п. 1 или 2, в котором
- каждая труба соответственно искривлена, в частности, с U-образной или V-образной формой или
- каждая из труб является соответственно прямолинейной.

17. Измерительный преобразователь по п. 1 или 2, в котором вторая труба выполнена в виде измерительной трубы, которая служит для направления протекающей среды.

18. Измерительный преобразователь по п. 1 или 2, в котором предусмотрен
- первый расположенный на стороне впуска делитель (21) потока с, по меньшей мере, двумя расположенными на расстоянии друг от друга отверстиями (21А, 21В) потока, а также
- второй расположенный на стороне выпуска делитель (22) потока с, по меньшей мере, двумя расположенными на расстоянии друг от друга отверстиями 22А, 22В);
- причем, по меньшей мере, две трубы с образованием конструкции труб с, по меньшей мере, двумя включенными параллельно по потоку путями потоков подключены к имеющим, в частности, одинаковую конструкцию делителям (21, 22) потока таким образом, причем
- первая труба (11) одним расположенным на стороне впуска концом трубы впадает в первое отверстие (21А) первого делителя (21) потока и одним расположенным на стороне выпуска вторым концом трубы впадает во второе отверстие (22А) потока второго делителя (22) потока и
- вторая труба (12) одним расположенным на стороне пуска, первым концом трубы впадает во второе отверстие (21В) потока первого делителя (21) потока и одним расположенным на стороне выпуска вторым концом трубы впадает во второе отверстие (22В) потока второго делителя (22) потока.

19. Измерительный преобразователь по п. 18, в котором первый конец корпуса измерительного преобразователя образован с помощью первого делителя потока, а второй конец корпуса измерительного преобразователя образован с помощью второго делителя потока.

20. Измерительный преобразователь по п. 1 или 2, в котором второй стыковочный элемент (26) содержит в простирающей между первой и второй трубами (11, 12) области шлиц (261), содержащий один закрытый конец, выполненный, в частности, в качестве продольного отверстия или в качестве односторонне открытого прямолинейного продольного шлица и/или идентичный шлицу первого стыковочного элемента (26), а также соединительный элемент (262), который расположен соразмерно доле участия внутри шлица, в частности, расположенный на расстоянии от закрытого конца шлица, в частности, образованный с помощью одного болта и, по меньшей мере, одной насаженной на него гайки и/или выполненный с возможностью повторного отсоединения и/или имеющий одинаковую конструкции с соединительным элементом (252) первого стыковочного элемента, контактирующий с окаймляющей указанный шлиц шлицевой кромкой, в частности, таким образом, что соединительный элемент, в частности, жестко механически соединяет между собой расположенные напротив друг друга краевые участки шлицевой кромки с образованием зоны фиксации, внутри которой предотвращаются относительные движения указанных краевых участков.

21. Измерительная система для протекающей через трубопровод среды, в частности, водной жидкости, шлама, пасты или другого текучего материала, выполненная, в частности, в виде компактного измерительного устройства и/или устройства Кориолиса для измерения доли массового расхода, содержит измерительный преобразователь по одному из предшествующих пунктов, через который в процессе эксплуатации протекает среда, а также электрически соединенную с измерительным преобразователем электронику преобразователя для управления работой измерительного преобразователя и для оценки вырабатываемых измерительным преобразователем сигналов вибрации.

22. Способ настройки временной собственной частоты системы труб, образованной, по меньшей мере, двумя трубами, выполненными, в частности, из металла и/или служащими в соответствии с одним из пп. 1-20 в качестве измерительной трубы измерительного преобразователя, в частности, для изменения присутствующей в системе труб исключительно временной собственной частоты и/или для уравнивания указанной временной собственной частоты до отклоняющейся от нее целевой собственной частоты,
- из этих, по меньшей мере, двух труб образована, по меньшей мере, одна первая труба, в частности, вибрирующая в процессе эксплуатации, служащая для направления протекающей среды, и
- из этих, по меньшей мере, двух труб одна, в частности, вибрирующая в процессе эксплуатации вторая труба с образованием расположенной на стороне впуска первой стыковочной зоны с помощью имеющего, в частности, форму плиты первого стыковочного элемента и с образованием на стороне выпуска второй стыковочной зоны с помощью второго имеющего, в частности, форму плиты второго стыковочного элемента механически соединена с первой трубой,
- причем первый стыковочный элемент (25) в проходящей между первой и второй трубой области содержит шлиц, содержащий, по меньшей мере, один закрытый конец, выполненный, в частности, в качестве продольного отверстия или в качестве односторонне открытого продольного шлица с максимальной шириной (В) шлица и максимальной длиной (L) шлица, которая больше максимальной ширины (В) шлица,
и способ включает:
- фиксацию соединительного элемента, расположенного соразмерно доле участия внутри шлица, образованного, в частности, с помощью болта и, по меньшей мере, одной насаженной на него гайки и/или сначала способного перемещаться внутри шлица, таким образом,
- причем указанный соединительный элемент, расположенный, в частности, на расстоянии от закрытого конца шлица, контактирует с окаймляющей шлиц шлицевой кромкой и
- при этом соединительный элемент, в частности, жестко механически соединяет между собой расположенные напротив друг друга краевые участки шлицевой кромки с образованием зоны фиксации, внутри которой предотвращаются относительные движения указанных краевых участков, в частности, в то время как краевые участки зажаты в соединительном элементе.

23. Способ по п. 22, при котором предусмотрено:
определение временной собственной частоты конструкции труб, а именно собственной частоты, отклоняющейся от заданной для конструкции труб или подлежащей настройке целевой заданной частоты, в частности, после фиксации соединительного элемента и/или базируясь на, по меньшей мере, одной измеренной мгновенной механической собственной частоте конструкции труб, измеренной при приведенной в состояние вибрации трубе.

24. Способ по п. 22 или 23, при котором предусмотрено:
определение того, насколько временная собственная частота отклоняется от заданной для конструкции труб или подлежащей настройке целевой собственной частоты, в частности, с базированием на одной измеренной при вибрирующей трубе механической собственной частоте конструкции труб.

25. Способ по п. 22 или 23, при котором предусмотрено:
позиционирование соединительного элемента в такой области шлица, которая пригодна для образования зоны фиксации, настраивающей целевую собственную частоту.

26. Способ по п. 22 или 23, при котором:
отсоединение соединительного элемента таким образом, что указанный соединительный элемент после этого может перемещаться относительно шлица.

27. Способ по п. 22 или 23, при котором предусмотрена:
проверка на предмет того, настроена ли конструкция труб на заданную для этого целевую собственную частоту, в частности, с базированием на, по меньшей мере, одной измеренной мгновенной механической собственной частоте конструкции труб, измеренной при вибрирующей трубе.

28. Способ по п. 22 или 23, при котором предусмотрено:
приведение в состояние вибрации, по меньшей мере, одной трубы для определения временной собственной частоты.

29. Способ по п. 22 или 23, при котором соединительный элемент содержит, по меньшей мере, один болт, расположенный в шлице соразмерно доле участия или выполненный в качестве болта с головкой или в качестве пальца с резьбой с содержащим наружную резьбу стержнем болта, а также, по меньшей мере, одну гайку, которая контактирует, в частности, с каждым из обоих краевых участков шлица и/или вновь отсоединяемую, с внутренней резьбой, которая находится в зацеплении с указанной наружной резьбой, и при этом способе для фиксации соединительного элемента указанный болт и, по меньшей мере, одну гайку поворачивают относительно друг друга вокруг воображаемой оси болта.

30. Способ по п. 29, при котором болт соединительного элемента содержит на одном конце стержня болта головку болта, и при этом способе для образования зоны фиксации каждый из расположенных напротив друг друга краевых участков шлицевой кромки зажимают внутри зоны фиксации соответственно между головкой болта и гайкой.

31. Способ по п. 29, при котором соединительный элемент содержит, по меньшей мере, две гайки, каждая из которых содержит внутреннюю резьбу, находящуюся в зацеплении с наружной резьбой штифта болта, и при этом способе для образования зоны фиксации каждый из расположенных напротив друг друга краевых участков шлицевой кромки зажимают внутри зоны фиксации соответственно между обеими гайками.