РАСХОДОМЕР Российский патент 2017 года по МПК G01F1/84 G01F15/02 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к расходомеру, работающему по принципу Кориолиса.

Массовые расходомеры Кориолиса, также называемые кориолисовыми расходомерами, применяются, прежде всего, в промышленной технологической измерительной технике при таких вариантах применения, которые требуют высокой точности измерения. Принцип действия массовых расходомеров Кориолиса основан на том, что по меньшей мере одна измерительная трубка, через которую протекает среда, как часть соответствующей направляющей конструкции, через которую протекает упомянутая среда, приводится в колебание генератором колебаний. Среда при этом за счет вызванной двумя направленными перпендикулярно друг другу скоростями - скоростью потока и скоростью измерительной трубки - инерциальной силы Кориолиса оказывает обратное воздействие на стенки измерительной трубки, за счет чего колебание измерительной трубки претерпевает изменение по сравнению с колебанием измерительной трубки без протекающей среды. За счет регистрации параметров колебаний измерительной трубки, через которую протекает поток, таких как, прежде всего, разница фаз и, таким образом, временная разница между значениями отклонения двух участков измерительной трубки, которые совершают колебания по фазе при состоянии измерительной трубки, в котором через нее не протекает поток, массовый поток может быть определен с более высокой точностью при помощи измерительной трубки. Поэтому массовые расходомеры Кориолиса зачастую также находят применение в области коммерческого учета.

Чтобы можно было соблюдать такие высокие требования к точности измерений, состояние массового расходомера Кориолиса должно быть точно зафиксировано, и влияющие на результат измерений величины должны быть учтены при расчете массового расхода. Сюда относятся несущие информацию сигналы, в том числе возбуждающие сигналы (силы тока и/или напряжения) и представляющие интерес первичные измерительные сигналы, в том числе величины отклонения измерительной трубки, но также и другие параметры воздействия, такие как, например, температура или механические напряжения в значимых местах измерительной трубки. Данные величины затем включаются в расчет измеряемой величины, причем используются модельные расчеты и калибровочные данные.

Измерительная система с датчиками напряжения, изменения длины или температуры для корректировки измеренных величин описана, например, в опубликованном описании к заявке DE 10256376 А1 или в патентах DE 4224379 С1 и US 5381697. При помощи датчиков удлинения в соответствии с изобретательским решением патента US 6684715 В1 колебание измерительной трубки обнаруживается само по себе.

Массовые расходомеры Кориолиса подходят не только для определения массового потока, напротив, они также могут использоваться, например, для определения плотности жидкости и вязкости среды, так же, как они пригодны, в том числе, и для регистрации диагностических параметров, таких как, например, регистрация многофазного потока или регистрация отложений. Также в отношении данных величин имеется сильная заинтересованность в наиболее точной и, прежде всего, стабильно точной регистрации измеряемых величин.

В публикации US 2003/0200816 А1 раскрыт расходомер, работающий по принципу Кориолиса, содержащий направляющую конструкцию, которая выполнена с возможностью протекания через нее среды и на внешней стороне которой установлено по меньшей мере два датчиковых элемента, один из которых выполнен в виде тензометрического датчика, а другой - в виде температурного датчика. В измерительной трубке возбуждаются резонансные колебания. Посредством датчика температуры измеряется температура среды, а посредством внешнего датчика давления измеряется давление среды. Выходы датчиков по отдельности подключены к микропроцессору.

Сложности при применении измерительных приборов в ходе автоматизации процесса зачастую создают ограниченные пространственные условия, которые требуют, чтобы измерительные приборы были выполнены максимально маленькими по размеру и компактными.

Поэтому задача настоящего изобретения заключается в разработке расходомера, который делает возможной максимально высокую точность измерений при максимально сокращенной занимаемой площади.

Поставленная задача решена в расходомере, работающем по принципу Кориолиса, содержащем направляющую конструкцию, которая выполнена с возможностью протекания через нее среды и на внешней стороне которой установлено по меньшей мере два датчиковых элемента, один из которых выполнен в виде тензометрического датчика, а другой - в виде температурного датчика, за счет того, что тензометрический датчик и температурный датчик подключены электрически последовательно.

Датчиковые элементы предназначены для определения и/или контроля по меньшей мере одной технологической величины, которой может быть температура по меньшей мере одной части направляющей конструкции, или же в связи с этим температура среды, или изменение длины в направляющей конструкции, или же механическое напряжение. Технологическая величина, которая имеет возможность определения или же контроля, служит при этом в зависимости от вида самого измерения, то есть регистрации колебаний направляющей конструкции или увеличения точности измерения. В зависимости от формы выполнения также определяют или же контролируют первичную измеренную величину или дополнительную измеренную величину. Путем расположения на внешней стороне направляющей конструкции прежде всего избегают проблем с уплотнением или же, при необходимости, может осуществляться более легкая адаптация уже установленных узлов. Кроме того также не возникает препятствий для потока среды в виде выступающих вовнутрь элементов.

В случае предназначенной для измерений среды речь идет, прежде всего, в общем о текучей среде, например о жидкости, газе или любой комбинации, причем твердые вещества также могут быть частью среды.

В случае расходомера в одном из вариантов выполнения речь идет, прежде всего, о массовом расходомере Кориолиса.

Как указано выше, одним из двух датчиковых элементов является тензометрический датчик. Такой датчиковый элемент позволяет, например, осуществлять измерение отклонения измерительной трубки или же измерительной линии или также напряжений, которые могут возникнуть в направляющей конструкции (например, за счет давления в среде, или за счет температурных эффектов вследствие температуры среды, или за счет создания колебаний, или за счет других сил, которые оказывают воздействие на направляющую конструкцию). Поэтому точность измерений, например, повышается в одном из вариантов выполнения, в ходе чего дополнительно, например, к приемнику колебаний с электромагнитным приводом тензометрический датчик регистрирует колебания направляющей конструкции, и оба измерения взаимоучитываются. Альтернативным образом, тензометрический датчик служит для измерения или контроля напряжений в направляющей конструкции. Поэтому под тензометрическим датчиком, в целом, понимают измерительный элемент для измерения или же контроля измерения длины или механического напряжения детали, на которой закреплен тензометрический датчик.

Другим датчиковым элементом является температурный датчик, который служит для измерения и/или контроля температуры направляющей конструкции или, при определенных условиях, связанной с ней среды. Так как температура также имеет влияние на характер колебаний, в данном выполнении предусмотрен соответствующий датчик, чтобы учитывать влияния температуры на основании известных зависимостей по ходу при оценке и при определении потока.

В одном из вариантов выполнения упрощен монтаж, или же создается защита датчикового элемента, для чего по меньшей мере один датчиковый элемент расположен, по меньшей мере, частично на несущем элементе. При изготовлении, например, по меньшей мере один датчиковый элемент устанавливают на несущий элемент и фиксируют на нем, и только затем помещают на внешнюю сторону направляющей конструкции. Альтернативным образом, несущий элемент, в заключение, закрепляют на снабженной по меньшей мере одним датчиковым элементом внешней стороне направляющей конструкции.

В одном из вариантов направляющая конструкция снабжена по меньшей мере одной измерительной линией, имеющей форму трубки. Для этого несущий элемент выполнен и адаптирован к измерительной линии таким образом, чтобы несущий элемент имел возможность расположения по меньшей мере вокруг части измерительной линии. Несущий элемент, следовательно, является эластичным в определенных пределах, так что предпочтительным образом он также адаптирован к цилиндрической конструкции измерительной линии, имеющей форму трубки.

Альтернативным образом, несущий элемент состоит из материала, который при определенных условиях является деформируемым, а в остальных случаях, прежде всего, является твердым.

За счет несущего элемента можно учитывать то, что имеющееся в распоряжении для расходомера пространство ограничено, или же то, что процесс изготовления требует упрощения или же ускорения. Для изготовления также имеется преимущество предварительного позиционирования датчикового элемента и, при необходимости, остальных деталей, которые предназначены для расположения на внешней стороне направляющей конструкции.

В одном из вариантов выполнения на несущем элементе расположены только датчиковые элементы одной измерительной линии, а в альтернативном варианте выполнения на несущем элементе находятся датчиковые элементы, которые относятся к более чем только к одной измерительной линии. В последнем варианте выполнения несущий элемент, таким образом, одновременно покрывает, так сказать, две измерительные линии как части направляющей конструкции.

Несущий элемент при этом в одном из вариантов выполнения снабжен клейким слоем или самой по себе клейкой субстанцией. В еще одном варианте выполнения несущий элемент, по меньшей мере, частично состоит из клейкой ленты. Альтернативным или дополнительным образом, по меньшей мере один датчиковый элемент снабжен покрытием или защитным слоем.

В одном из вариантов осуществления предусмотрены по меньшей мере два датчиковых элемента. Датчиковые элементы при этом могут быть выполнены различным образом и, например, использовать различные способы измерения или измерительные системы для одинаковых технологических величин или служить для измерения или же контроля различных технологических величин. Альтернативным образом, датчиковые элементы имеют одинаковую конструкцию и позволяют осуществлять, например, резервируемые измерения. Для случая, когда измерение технологической величины зависит от места, например, одинаково выполненные датчиковые элементы расположены в различных местах или же расположены по-разному для соответствующего измерения.

В одном из вариантов выполнения на направляющей конструкции или особым образом на существенном измерительном узле по меньшей мере два датчиковых элемента расположены диаметрально напротив друг друга.

В одном из вариантов выполнения также предусмотрены по меньшей мере два датчиковых элемента и каждый из них соответственно выполнен в виде тензометрического датчика. При этом два тензометрических датчика расположены, по существу, с одинаковой ориентацией относительно продольной оси направляющей конструкции. Поэтому датчиковые элементы служат для определения или же контроля изменения длины направляющей конструкции в одинаковом направлении, но в разных местах. Оба датчиковых элемента при этом в одном из вариантов выполнения ориентированы в направлении продольной оси, и в альтернативном варианте выполнения осуществляют измерения перпендикулярно к продольной оси, причем, тем не менее, по существу, параллельно друг другу. В других вариантах выполнения тензометрические датчики расположены в любом промежуточном положении относительно продольной оси. Поэтому датчиковые элементы расположены вдоль продольной оси направляющей конструкции радиально или же по периметру вокруг направляющей конструкции или же относительно их направления измерения (например, вдоль участка, на котором определяются изменения длины). Дополнительно датчиковые элементы расположены аксиально и радиально или же по периметру в различных положениях.

В альтернативном варианте выполнения по меньшей мере два выполненные как тензометрические датчики датчиковых элемента расположены с различной ориентацией относительно продольной оси направляющей конструкции. При этом, прежде всего, тензометрический датчик расположен, по существу, вдоль продольной оси направляющей конструкции, тогда как другой тензометрический датчик расположен, по существу, перпендикулярно к продольной оси. За счет этого один измерительный элемент позволяет осуществлять измерение аксиального напряжения или же аксиального изменения длины, а другой измерительный элемент - измерение напряжения по периметру или же изменение периметра. Многие датчиковые элементы прежде всего рассчитаны на электрический контакт, чтобы обеспечить снабжение электроэнергией или же чтобы определить используемую(-ые) для измерения или же контроля технологических величин характеристику(-и) датчикового элемента. Таким образом, например, электрическое сопротивление определенных элементов изменяется под воздействием температуры или же растяжения или удлинения на элемент, так что на основании определения электрического сопротивления по соответствующим калибровочным кривым можно сделать заключение об измерениях температуры или же об изменениях длины. В случае линий или же контактов речь идет, например, о проводах и т.д. В одном из вариантов выполнения предусмотрено, чтобы по меньшей мере два датчиковых элемента по отдельности имели электрические контакты. Таким образом во многих вариантах это сопровождается тем, что к каждому датчиковому элементу ведут две электрические линии.

Последовательное подключение двух датчиковых элементов в электрической цепи обеспечивает сокращение количества электрических линий, а значит, и сокращение расходов и занимаемой площади. Благодаря последовательному подключению можно отказаться от использования по меньшей мере одной электрической линии. Если же, например, требуется измерить падение напряжения на отдельных датчиковых элементах, то все же требуется съем данных между датчиковыми элементами. Электрический ток в одном из вариантов выполнения, предпочтительным образом, измеряется всеми датчиковыми элементами.

Соединенные друг с другом последовательно датчиковые элементы при этом могут быть выполнены по-разному или одинаково. В одном из вариантов выполнения в случае датчиковых элементов речь идет о различных типах, так что в особом выполнении один из двух датчиковых элементов выполнен в виде тензометрического датчика, а другой из двух датчиковых элементов - в виде температурного датчика.

В одном из вариантов в случае обоих - различным образом выполненных - датчиковых элементов зависимость электрического сопротивления преобразовывается для определения и/или контроля соответствующих технологических величин (растяжения или же температуры). Данные датчиковые элементы могут входить в электрический контакт по отдельности.

Как указано выше, в соответствии с изобретением тензометрический датчик и температурный датчик имеют последовательное подключение в электрической цепи. При этом в одной из форм осуществления электрический ток, проходящий через два относящихся соответственно только к одному датчиковому элементу электрических контакта, измеряется обоими датчиковыми элементами, а электрическое напряжение в связи со съемом данных в средней точке - каждым датчиковым элементом в отдельности, то есть через, так сказать, относящийся к обоим датчиковым элементам контакт. Поэтому в данном варианте выполнения последовательного включения экономится по меньшей мере один контактный элемент, например кабель, что также соответствует ограниченному свободному пространству.

Направляющая конструкция может иметь по меньшей мере две измерительные линии, причем на внешней стороне измерительной линии расположен соответственно один датчиковый элемент, и относительные положения датчиковых элементов по периметру вокруг соответствующей измерительной линии различны. В случае измерительной линии речь идет, например, об измерительной трубке. Через измерительные линии протекает измеряемая среда, причем в измерительных линиях предпочтительно возбуждаются колебания для измерения расхода.

В одном из вариантов выполнения количество датчиковых элементов соответствует по меньшей мере количеству измерительных линий, в другом из вариантов выполнения - больше, чем количество измерительных линий.

В дополнительном варианте выполнения количество датчиковых элементов, однако, меньше, чем количество измерительных линий, так что не каждая измерительная линия снабжена датчиковым элементом. Последний из двух вариант выполнения прежде всего отличается сокращенными затратами и более низкой занимаемой площадью.

Кроме того, датчиковые элементы расположены на соответственно относящихся к ним измерительных линиях таким образом, что относительные положения датчиковых элементов по периметру вокруг соответствующей измерительной линии различны. Таким образом, например, один датчиковый элемент расположен над одной измерительной линией, а другой датчиковый элемент - под другой измерительной линией. Кроме того, датчиковые элементы также могли бы быть расположены вдоль продольной оси направляющей конструкции на различной высоте. В альтернативном варианте выполнения датчиковые элементы расположены напротив друг друга на одинаковой аксиальной высоте. В дополнительной альтернативной форме осуществления на измерительной линии также расположен соответственно один датчиковый элемент, причем относительные положения датчиковых элементов на измерительных линиях, по существу, одинаковы.

Различное положение по периметру вокруг измерительных линий приводит к тому, что в одном из вариантов выполнения датчиковые элементы расположены каждый в своем угловом диапазоне в плоскости, перпендикулярной продольной оси направляющей конструкции. В альтернативном варианте выполнения датчиковые элементы находятся соответственно в одинаковом угловом диапазоне. При этом плоскости, которые привлекаются для рассмотрения или же для сравнения угловых диапазонов, совпадают или расположены параллельно друг за другом, что также отражает то, что в одном из вариантов выполнения датчиковые элементы расположены на различной высоте вдоль продольной оси направляющей конструкции.

Поэтому, в общем, можно утверждать, что в случае, когда направляющая конструкция имеет несколько измерительных линий и расходомер снабжен несколькими датчиковыми элементами, датчиковые элементы расположены по периметру в соответственно других положениях измерительных линий. Альтернативным или дополнительным образом датчиковые элементы находятся на измерительных линиях аксиально на разной высоте относительно продольной оси направляющей конструкции.

В одном из вариантов выполнения два датчиковых элемента расположены соответственно на одной из измерительных линий таким образом, что два датчиковых элемента расположены по периметру напротив друг друга. Два датчиковых элемента в данном варианте выполнения по периметру смещены относительно друг друга на 180°, так что в одном из вариантов датчиковый элемент расположен на своей измерительной линии сверху, а другой датчиковый элемент - на своей измерительной линии снизу. Если бы поэтому оба датчиковых элемента находились на общей измерительной линии, то они бы располагались диаметрально напротив друг друга. За счет разделения по нескольким измерительным линиям имеющееся в распоряжении пространство может использоваться более эффективно, и, тем не менее, может быть произведено более точное измерение за счет воздействий технологических условий или среды на различные места направляющей конструкции. На основании результатов измерений датчиковых элементов для отдельных измерительных линий при этом, например, в одном из вариантов выполнения осуществляется интерполяция на измерительную ситуацию, так сказать, совместно образованной измерительной линии.

В одном из вариантов выполнения количество измерительных линий направляющей конструкции увеличено по меньшей мере до четырех. При этом четыре измерительные линии в варианте выполнения расположены в двух рядах по две друг над другом и, таким образом, также в двух столбцах по две рядом друг с другом. Четырьмя измерительными линиями ограничен, прежде всего, прямоугольник или даже квадрат, в зависимости от выбранного расстояния между измерительными линиями.

В одном из вариантов выполнения для четырех измерительных линий согласно предшествующему варианту выполнения предусмотрены только два датчиковых элемента, из которых соответственно один относится к измерительной линии. При этом относительные положения датчиковых элементов по периметру вокруг соответствующей измерительной линии соответственно различны. Прежде всего, в одном из вариантов выполнения один датчиковый элемент находится над одной, а другой датчиковый элемент - под другой измерительной линией. Измерительные линии, которые снабжены датчиковыми элементами, находятся при этом в разных рядах и в разных столбцах четырех измерительных линий. По периметру датчиковые элементы, таким образом, как и в вышеописанных вариантах выполнения, смещены относительно друг друга на 180°.

В еще одном варианте выполнения для четырех измерительных линий предусмотрены четыре датчиковых элемента, которые соответственно смещены относительно друг друга на 90°. Следовательно, при наличии нескольких n датчиковых элементов последние, в общем, предпочтительным образом смещены относительно друг друга по периметру на 360°/n, причем n - натуральное число больше единицы.

Этот тип распределения нескольких датчиковых элементов может быть соответственно также применен в случае измерительной линии, так что в одном из вариантов выполнения, например, три датчиковых элемента расположены вокруг измерительной линии со смещением на 120° относительного друг друга.

В частности, имеется несколько возможностей выполнения и усовершенствования предлагаемого расходомера. В этом отношении следует указать, с одной стороны, на зависимые от п. 1 формулы пункты формулы изобретения, с другой стороны, на нижеследующее описание примеров осуществления изобретения в связи с чертежами.

На чертежах показаны:

Фиг. 1 - предлагаемый расходомер в схематическом пространственном изображении;

Фиг. 2 - схематический вид сверху на часть альтернативного варианта выполнения предлагаемого расходомера;

Фиг. 3 - альтернатива показанному на фиг. 2 варианту выполнения;

Фиг. 4 - предлагаемый расходомер в примерном схематическом варианте выполнения в разрезе;

Фиг. 5 - еще один предлагаемый расходомер в разрезе; и

Фиг. 6 - еще один пример осуществления предлагаемого расходомера, представленный в разрезе.

На фиг. 1 показано пространственное изображение первого варианта выполнения предлагаемого расходомера. На фиг. 2 и 3 показаны соответственно датчиковые элементы 9 на несущем элементе 12. На фиг. 4 и 5 показана соответственно для другого варианта выполнения направляющих конструкций 2 вариация расположения датчиковых элементов 9. На фиг. 6 показан дополнительный вариант расходомера 1 в разрезе.

На фиг. 1 схематически показан расходомер 1, направляющая конструкция 2 которого состоит из измерительной линии 3, альтернативное обозначение измерительная трубка. При этом через данную измерительную линию 3 - здесь не показана - протекает среда, массовый расход которой определяется работающим по принципу Кориолиса расходомером 1.

Для этого на измерительной линии 3 предусмотрен генератор колебаний 4, который приводит измерительную линию 3 в механические колебания. Генератор колебаний 4 имеет, прежде всего, электромагнитный принцип работы. Текущая измерительная среда имеет на колебания обратное воздействие, так что на основании эффективных колебаний измерительной линии 3 может быть определен массовый поток. Для этого на измерительной линии 3 предусмотрен генератор колебаний 5, который снимает данные эффективных колебаний.

Исходя из возбужденного колебания и обнаруженного колебания, здесь в устройстве обработки данных 6 Кориолиса определяется значение массового потока, и в показанном варианте передается через полевую шину 7, например, на не показанный здесь пульт управления.

Чтобы повысить точность измерений, на внешней стороне 8 измерительной линии 3 установлены по меньшей мере один, а в показанном примере даже два датчиковых элемента 9. В случае датчиковых элементов 9 речь идет соответственно о тензометрических датчиках 10 - в показанном варианте выполненных, прежде всего, в виде тензометрических преобразователей - для измерения механических напряжений в измерительной линии 3.

При этом датчиковый элемент 9 расположен вдоль продольной оси 11 измерительной линии 3, а другой датчиковый элемент 9 - перпендикулярно к ней. За счет этого они позволяют осуществлять измерение или контроль измерительной линии 3 в различных направлениях. Над датчиковыми элементами 9 предусмотрен несущий элемент 12, который здесь служит, прежде всего, для защиты датчиковых элементов 9 от окружающей среды.

Датчиковые элементы 9 соответственно по отдельности входят в электрический контакт и соединены соответственно с собственным устройством 13 предварительной обработки данных, которое здесь, прежде всего, служит для измерения или же определения соответствующего электрического сопротивления датчиковых элементов 9.

С устройствами 13 предварительной обработки данных соединено устройство 14 оценки тензометрических данных, которое на основании данных устройств 13 предварительной обработки данных определяет напряжение измерительной линии 3 и снова передает данное значение через полевую шину 7 на не показанный здесь основной пульт управления. Там, при необходимости, значение массового потока соответствующим образом корректируется.

Конструкция измерительного устройства 1 отличается относительно небольшой занимаемой площадью, причем за счет дополнительного измерения механического напряжения в измерительной линии 3 или же изменения ее длины достигается повышение точности измерений или же гарантия постоянно высокой точности.

На фиг. 2 на несущем элементе 12 расположены несколько датчиковых элементов 9. В данном варианте датчиковые элементы 9 сначала помещают на несущий элемент 12 и там, например, фиксируют оказывающей склеивающее воздействие субстанцией. При изготовлении затем оснащенный несущий элемент 12 располагают вокруг внешней стороны части соответствующей направляющей конструкции.

Оба внешних тензометрических датчика 10 расположены соответственно таким образом и несущий элемент 12 выполнен такого размера, что оба этих внешних датчиковых элемента 9 после размещения несущего элемента 12 на измерительную линию, имеющую форму трубки, расположены диаметрально напротив друг друга.

Для этого оба датчиковых элемента 9 также имеют, по существу, одинаковое выполнение и одинаково ориентированы.

Между ними находятся несколько других тензометрических датчиков 10, например, ориентированные горизонтально относительно внешних элементов 9, причем два подключены электрически последовательно. Дополнительно предусмотрен еще один тензометрический датчик 15, который позволяет осуществлять измерение температуры измерительной линии или же, таким образом, также среды измерения.

На фиг. 3 показан вариант выполнения, в котором два различных датчиковых элемента 9 подключены электрически последовательно. Эти датчиковые элементы 9 находятся при этом также на несущем элементе 12.

При этом речь идет о тензометрическом датчике 10 и о температурном датчике 15. В показанном варианте выполнения это пассивные элементы, электрическое сопротивление которых соответственно зависит от технологической величины: растяжения или же температуры.

Для определения электрического сопротивления между точками А и С подается электрический ток, и измеряется падение напряжения между точками А и В или же В и С. Электрическое сопротивление затем соответственно рассчитывается по закону Ома.

Этот вариант выполнения с подключенными последовательно датчиковыми элементами 9 отличается, прежде всего, тем, что можно отказаться от еще одной подводящей линии, которая бы потребовалась при отдельных электрических контактах. За счет этого могут быть сокращены расходы и можно реагировать на ограниченные пространственные условия, так как требуется меньше пространства.

В зависимости от вариантов выполнения датчиковых элементов, однако, может быть также измерено напряжение между точками А и С, так что от промежуточного участка в точке В можно полностью отказаться и следует предусмотреть только прямое соединение между двумя датчиковыми элементами 9.

В случае показанных на фиг. 4 и 5 вариантов выполнения соответствующая направляющая конструкция 2 располагает для не показанной среды более чем одной измерительной линией 3, а именно двумя в варианте выполнения фиг. 4 и четырьмя в случае варианта выполнения фиг. 5.

В варианте выполнения фиг. 4 к каждой измерительной линии 3 относится датчиковый элемент 9. Относительные положения датчикового элемента 9 по отношению к соответственно относящейся к нему измерительной линии 3, которые здесь соответственно относятся к периметру измерительных линий, отличаются друг от друга. Оба датчиковых элемента 9 находятся при этом соответственно в другом пространственном углу относительно плоскости перпендикулярно к продольной оси направляющей конструкции 2, которая здесь проходит перпендикулярно к плоскости чертежа и к которой в показанном варианте выполнения также параллельно проходят продольные оси измерительных линий 3.

Относительно периметра оба датчиковых элемента 9 расположены непосредственно напротив друг друга, так что здесь один датчиковый элемент 9 расположен сверху, а другой - снизу. Аксиально при этом датчиковые элементы 9 в показанном варианте выполнения установлены на одинаковой высоте. В альтернативном - не показанном здесь - варианте выполнения датчиковые элементы 9 расположены аксиально вдоль продольной оси направляющей конструкции 2 на различной высоте.

Это противоположное расположение датчиковых элементов 9 можно найти в варианте выполнения фиг. 5, в котором направляющая конструкция 2 снабжена четырьмя измерительными линиями 3.

Измерительные линии 3 при этом расположены в форме квадрата в двух рядах по две или же в двух столбцах по две. При этом не каждая измерительная линия 3 снабжена датчиковым элементом 9, а для четырех измерительных линий 3 предусмотрены только два датчиковых элемента 9, так что может быть достигнуто сокращение затрат и уменьшена занимаемая площадь.

Два датчиковых элемента 9 располагаются по периметру в различных положениях по отношению к соответствующим измерительным линиям 3. Кроме того, датчиковыми элементами 9 снабжены измерительные линии 3, которые находятся в разных рядах и разных столбцах.

Измерительная линия 3 конструкции из фиг. 1 выполнена в виде прямой трубки, в отличие от чего в случае некоторых расходомеров в соответствии с уровнем техники также имеются изогнутые трубки V-, U- или также Q-образной формы. Снаружи согнутой трубки или согнутых трубок, в большинстве случаем, предусмотрен охватывающий корпус.

Такая изогнутая измерительная линия 3 показана на фиг. 6 с расходомером 1, который, прежде всего, снабжен двумя расположенными параллельно друг другу - и поэтому показанными в разрезе только в упрощенном виде - измерительными линиями 3.

Изгибание трубок осуществляется при этом из прямо расположенного несущего элемента 16, который может быть вставлен в стандартную систему трубок. Измерительные линии 3, из которых здесь в разрезе видна только одна, окружены корпусом 17.

Генератор 4 колебаний находится внутри изгиба измерительной линии 3, а приемник 5 колебаний - снаружи от него. Оба соединены соответственно фиксатором 18 с измерительными линиями 3, за счет чего также передаются усилия и моменты. Фиксаторы 18 при этом включают в себя измерительные линии 3 по меньшей мере с одним углом 90°. Фиксаторы 18, кроме того, имеют такое выполнение, что генератор 4 колебаний или же приемник 5 колебаний имеют задаваемое заранее расстояние до стенок трубок измерительных линий 3.

Через корпус 17 проходит только линия 19 поддержания постоянной температуры, которая за счет нагревания или за счет охлаждения отвечает за постоянные температуры и одновременно также служит во внутреннем пространстве как усиливающий элемент корпуса 17.

В качестве датчиковых элементов 9 на измерительной линии 3 предусмотрены тензометрический датчик 10 для измерения или же контроля растяжения измерительной линии 3 и температурный датчик 15. Посредством температурного датчика 15 и взаимодействия среды измерения и линии 19 поддержания постоянной температуры дополнительно работает еще коллектор 20 энергии, который здесь служит для получения энергии за счет использования разницы температур.

Так как измерительная линия 3 изогнута, ориентация или же позиционирование датчиковых элементов 9 соответственно относятся к общему участку трубок или же к неизогнутой измерительной линии 3 и, таким образом, к прямо проходящей продольной оси.

В качестве продольной оси и для привязки в одном из вариантов выполнения делается отсылка к траектории прохождения измерительной среды внутри измерительной линии 3.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к расходомеру, работающему по принципу Кориолиса. Расходомер (1), работающий по принципу Кориолиса, содержит направляющую конструкцию (2), которая выполнена с возможностью протекания через нее среды и на внешней стороне (8) которой установлено по меньшей мере два датчиковых элемента (9), один из которых выполнен в виде тензометрического датчика (10), а другой - в виде температурного датчика (15). Согласно изобретению тензометрический датчик (10) и температурный датчик (15) подключены электрически последовательно. Технический результат изобретения заключается в разработке расходомера, который делает возможной максимально высокую точность измерений при максимально сокращенной занимаемой площади. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Расходомер (1), работающий по принципу Кориолиса, содержащий направляющую конструкцию (2), которая выполнена с возможностью протекания через нее среды и на внешней стороне (8) которой установлено по меньшей мере два датчиковых элемента (9), один из которых выполнен в виде тензометрического датчика (10), а другой - в виде температурного датчика (15), отличающийся тем, что тензометрический датчик (10) и температурный датчик (15) подключены электрически последовательно.

2. Расходомер (1) по п. 1, отличающийся тем, что направляющая конструкция (2) имеет по меньшей мере две измерительные линии (3), причем на внешней стороне (8) измерительной линии (3) расположен соответственно один датчиковый элемент (9), и относительные положения датчиковых элементов (9) по периметру вокруг соответствующей измерительной линии (3) различны.

3. Расходомер (1) по п. 2, отличающийся тем, что датчиковые элементы (9) расположены каждый в своем угловом диапазоне в плоскости, перпендикулярной продольной оси (11) направляющей конструкции (2).

4. Расходомер (1) по п. 3, отличающийся тем, что два датчиковых элемента (9) установлены на соответствующих измерительных линиях (3) таким образом, что два датчиковых элемента (9) расположены по периметру напротив друг друга.

5. Расходомер (1) по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что направляющая конструкция (2) снабжена по меньшей мере четырьмя измерительными линиями (3), которые расположены в рядах по две друг над другом и столбцах по две рядом друг с другом, причем с одной измерительной линией (3) соотнесен соответственно один датчиковый элемент (9), относительные положения датчиковых элементов (9) по периметру вокруг соответствующих измерительных линий (3) соответственно различны, и измерительные линии (3), с которыми соотнесены два датчиковых элемента (9), находятся в различных рядах и столбцах четырех измерительных линий (3).