本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行科里奧利質(zhì)量流量測量儀器的方法，所述科里奧利質(zhì)量流量測量儀器具有至少一個測量管、至少一個振動激勵器、至少一個振動傳感器以及至少一個應(yīng)變傳感器，其中，所述振動激勵器用振動激勵器信號被操控并且所述測量管通過所述振動激勵器被激勵進(jìn)行振動，其中，由所述振動傳感器檢測所述測量管的振動并且產(chǎn)生振動傳感器信號，并且其中，所述應(yīng)變傳感器通過連接部與所述測量管機(jī)械地耦聯(lián)。

本發(fā)明還涉及一種科里奧利質(zhì)量流量測量儀器，所述科里奧利質(zhì)量流量測量儀器具有至少一個測量管、至少一個振動激勵器、至少一個振動傳感器、至少一個應(yīng)變傳感器以及分析單元，其中，所述振動激勵器構(gòu)造用于激勵所述測量管振動，其中，所述振動傳感器構(gòu)造用于檢測所述測量管的振動并且用于產(chǎn)生振動傳感器信號，其中，所述應(yīng)變傳感器通過連接部與所述測量管機(jī)械地耦聯(lián)，并且其中，所述分析單元構(gòu)造用于產(chǎn)生振動激勵器信號并且用于以所述振動激勵器信號操控所述振動激勵器。

背景技術(shù)：

科里奧利質(zhì)量流量測量儀器的工作原理是，由介質(zhì)流動通過的測量管通過所述振動激勵器被激勵進(jìn)行振動，其中，所述測量管的以及由此也在所述測量管中流動的介質(zhì)的振動方向具有至少一個與測量管中介質(zhì)的流動方向垂直的分量。在測量管中流動的介質(zhì)的振動的垂直的分量在流動的介質(zhì)中引起了科里奧利慣性力，其反向于振動的垂直的分量作用?？评飱W利慣性力引起，在分別在沿著測量管的縱軸線兩個不同的測量管部位處的測量管的振動之間出現(xiàn)了相差，其與通過測量管的介質(zhì)的質(zhì)量流成正比。所述科里奧利質(zhì)量流量測量儀器測量所述相差并且從中確定介質(zhì)的質(zhì)量流。

所述應(yīng)變傳感器是測量其傳感器主體的應(yīng)變的傳感器。為了使所述應(yīng)變傳感器測量所述測量管的應(yīng)變，所述傳感器主體必須通過所述連接部與所述測量管如下地機(jī)械地耦聯(lián)，使得所述測量管的應(yīng)變傳遞到所述傳感器主體上。

從實際中已知所述類型的科里奧利質(zhì)量流量測量儀器，其中通過所述連接部的機(jī)械的耦聯(lián)已經(jīng)變化。這種通過所述連接部的機(jī)械的耦聯(lián)的改變能夠具有不同的原因。可能的原因是所述連接部的老化或疲勞或者外部對所述連接部的影響。通過所述連接部的機(jī)械的耦聯(lián)的變化引起，由所述應(yīng)變傳感器測量的應(yīng)變不再相應(yīng)于所述測量管的應(yīng)變并且所測量的應(yīng)變因此具有偏差。由現(xiàn)有技術(shù)沒有公開如何能夠確定通過所述連接部的機(jī)械的耦聯(lián)的變化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的任務(wù)是，說明一種用于運(yùn)行科里奧利質(zhì)量流量測量儀器的方法以及一種科里奧利質(zhì)量流量測量儀器，其克服了現(xiàn)有技術(shù)中指明的缺點。

根據(jù)第一教導(dǎo)，本發(fā)明涉及一種方法，其中解決了前面引出并且指明的任務(wù)。按本發(fā)明的方法的特征首先并且基本上在于，由所述應(yīng)變傳感器測量所述測量管的振動并且產(chǎn)生代表所述測量管的振動的應(yīng)變傳感器信號，確定所述應(yīng)變傳感器信號與代表所述測量管的振動的振動信號之間的相關(guān)性并且求得所述相關(guān)性時間上的變化。

所述相關(guān)性描述了所述應(yīng)變傳感器信號與所述振動信號之間的關(guān)聯(lián)并且是所述關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度的度量。

在其它條件相同時，所述相關(guān)性時間上的變化的原因是通過所述連接部的機(jī)械的耦聯(lián)的變化。所述相關(guān)性時間上的變化反映了所述應(yīng)變傳感器信號相對于所述振動信號的改變。

按本發(fā)明的方法的設(shè)計方案規(guī)定，將所述相關(guān)性與參考相關(guān)性進(jìn)行比較，并且用信號表示超過和/或低于所述參考相關(guān)性。

按本發(fā)明的方法的另一設(shè)計方案規(guī)定，由所述應(yīng)變傳感器在欠采樣（unterabtastung）時測量所述測量管的振動。優(yōu)選地，通過帶通過濾器如下地限制所述振動的帶寬，從而不出現(xiàn)混疊效應(yīng)（alias-effekt）。

所述方法的另一設(shè)計方案規(guī)定，所述相關(guān)性隨著時間的推移的降低歸為通過所述連接部的機(jī)械的耦聯(lián)的降低。所述設(shè)計方案基于以下認(rèn)識，即通過所述連接部的機(jī)械的耦聯(lián)大多數(shù)隨著時間而降低，因為所述連接部例如松動了。通過所述連接部的機(jī)械的耦聯(lián)的降低引起所述測量管的應(yīng)變減少地傳遞到所述應(yīng)變傳感器上，由此所述應(yīng)變傳感器信號相對于所述振動信號減少。所述設(shè)計方案通過以下方法簡化了按本發(fā)明的方法，即僅僅考慮所述連接部的機(jī)械的耦聯(lián)的降低。

所述方法的另外的設(shè)計方案規(guī)定，將所述振動傳感器信號和所述振動激勵器信號用作振動信號，或者將所述振動傳感器信號或所述振動激勵器信號用作振動信號。使用所述振動傳感器信號和/或所述振動激勵器信號作為振動信號是有利的，因為其在所述類型的科里奧利質(zhì)量流量測量儀器中已經(jīng)存在。

另一設(shè)計方案規(guī)定，如下地產(chǎn)生所述振動信號，使得其代表所述測量管的振動的速度?？梢栽谒鰷y量管上的每個點處將偏轉(zhuǎn)、速度以及加速度作為時間的函數(shù)歸為所述測量管的振動。對于設(shè)計方案的替代方案因此規(guī)定，如下地產(chǎn)生所述振動信號，使得其代表所述測量管的振動的偏轉(zhuǎn)。對于設(shè)計方案的另一替代方案規(guī)定，如下地產(chǎn)生所述振動信號，使得其代表所述測量管的振動的加速度。當(dāng)所使用的振動傳感器基于實施的測量原理直接產(chǎn)生代表所述振動的速度的振動信號時，那么無論如何有利的是，如下地產(chǎn)生所述振動信號，使得其代表所述測量管的速度。

另一設(shè)計方案規(guī)定，通過如下方法確定所述相關(guān)性，即確定所述振動信號與所述應(yīng)變傳感器信號之間的傳遞函數(shù)。所述傳遞函數(shù)的系數(shù)是用于所述振動信號與所述應(yīng)變傳感器信號之間的關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度的度量。

另一設(shè)計方案規(guī)定，通過如下方法確定所述相關(guān)性，即從所述應(yīng)變傳感器信號中確定所述測量管的振動的第一振幅，從所述振動信號中確定所述測量管的振動的第二振幅，將所述第一振幅與所述第二振幅彼此確立關(guān)系，并且確定所述應(yīng)變傳感器信號關(guān)于所述振動信號的相。所述第一振幅和第二振幅與相之間的關(guān)系是用于所述振動信號與所述應(yīng)變傳感器信號之間的關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度的度量。

另一設(shè)計方案規(guī)定，由所述應(yīng)變傳感器測量在所述測量管中出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力并且將所測量的出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力用于補(bǔ)償所出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力對所述振動傳感器信號的作用。優(yōu)選由所述應(yīng)變傳感器測量所述測量管的軸向的機(jī)械張力。因此，由應(yīng)變傳感器不僅測量所述測量管的振動，而且也測量所述測量管中的機(jī)械張力。

機(jī)械應(yīng)力影響所述測量管的振動。所述測量管的受影響的振動由所述振動傳感器檢測，并且所述振動傳感器產(chǎn)生代表受影響的振動的振動傳感器信號，其中，從所述振動傳感器信號中不能識別通過所述測量管中的機(jī)械應(yīng)力對所述振動的影響。因此，為了補(bǔ)償由所述測量管中的機(jī)械應(yīng)力對所述測量管的振動的影響，需要測量所述測量管中機(jī)械應(yīng)力的傳感器。這在此就是所述應(yīng)變傳感器。

根據(jù)第二教導(dǎo)，本發(fā)明涉及一種科里奧利質(zhì)量流量測量儀器，其中解決了前面引出的并且指明的任務(wù)。按本發(fā)明的科里奧利質(zhì)量流量測量儀器的特征首先并且基本上在于，所述應(yīng)變傳感器構(gòu)造用來測量所述測量管的振動并且用于輸出代表所述測量管的振動的應(yīng)變傳感器信號，并且所述分析單元構(gòu)造用于確定所述應(yīng)變傳感器信號與代表所述測量管的振動的振動信號之間的相關(guān)性并且用于求得所述相關(guān)性時間上的變化。

針對按本發(fā)明的方法的實施方案相應(yīng)地適用于按本發(fā)明的科里奧利質(zhì)量流量測量儀器，并且反之亦然。

按本發(fā)明的科里奧利質(zhì)量流量測量儀器的設(shè)計方案規(guī)定，所述分析單元與所述應(yīng)變傳感器構(gòu)造用于實施按前面的設(shè)計方案和替代方案之一所述的方法。

所述科里奧利質(zhì)量流量測量儀器的另一設(shè)計方案規(guī)定，所述應(yīng)變傳感器通過所述連接部布置在所述測量管上。在第一替代方案中規(guī)定，所述測量管優(yōu)選直接與支架連接并且所述應(yīng)變傳感器通過所述連接部布置在所述支架上。在第二替代方案中規(guī)定，所述測量管優(yōu)選直接與支架連接并且至少兩個應(yīng)變傳感器通過所述連接部布置在由所述測量管和所述支架形成的主體上。

另一設(shè)計方案規(guī)定，所述連接部通過材料連接部、尤其通過粘貼部形成。替代方案規(guī)定，所述連接部通過力連接部、尤其通過螺紋連接部形成。通過材料連接部形成所述連接部相對于通過力連接部形成所述連接部的優(yōu)點是，所述連接部是面狀的并且不是點狀的。面狀的連接部引起所述測量管的應(yīng)變更好地傳遞到所述傳感器主體上。通過力連接部的所述連接部相對于通過材料連接部的所述連接部的優(yōu)點是所述應(yīng)變傳感器的可拆卸性。

另一設(shè)計方案規(guī)定，所述應(yīng)變傳感器是應(yīng)變計。應(yīng)變計從電的角度看是電阻，其電阻值是作用到電阻主體上的機(jī)械應(yīng)力的函數(shù)。因此所述應(yīng)變傳感器信號代表所述電阻值。

附圖說明

詳細(xì)地給出大量可行方案，用于設(shè)計并且改進(jìn)按本發(fā)明的方法以及按本發(fā)明的科里奧利質(zhì)量流量測量儀器。對此不僅參照附屬于權(quán)利要求1和8的權(quán)利要求，而且也參照下面的結(jié)合附圖對優(yōu)選的實施例的描述。附圖中示出：

圖1是按本發(fā)明的科里奧利質(zhì)量流量測量儀器的實施例，以及

圖2是實施例的應(yīng)變傳感器以及分析單元的截取部分。

具體實施方式

圖1以示意性的圖示示出了按本發(fā)明的科里奧利質(zhì)量流量測量儀器1的實施例。其具有測量管2、振動激勵器3、振動傳感器4、應(yīng)變傳感器5以及分析單元6。

所述振動傳感器4是電磁的速度傳感器并且基于其測量原理直接產(chǎn)生振動傳感器信號，所述振動傳感器信號代表所述測量管2的振動的速度。所述振動傳感器信號由分析裝置6用作所述振動信號。

所述應(yīng)變傳感器5是應(yīng)變計并且通過連接部7布置在所述測量管2上并且以這種方式與所述測量管2機(jī)械地耦聯(lián)。所述連接部7通過粘貼部形成。所述應(yīng)變傳感器5構(gòu)造不僅用于測量所述測量管2的振動而且也測量在所述測量管2中出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力，并且用于產(chǎn)生不僅代表所述振動而且也代表所述機(jī)械應(yīng)力的電阻值作為應(yīng)變傳感器信號。

圖2示出了應(yīng)變傳感器5以及分析單元6的截取部分。所述應(yīng)變傳感器5以及所述分析單元6的電阻8形成了串聯(lián)電路9。所述串聯(lián)電路9由所述分析單元6的電源10供給。所述分析單元6構(gòu)造用于測量所述應(yīng)變傳感器上的電壓u1以及所述串聯(lián)電路9上的電壓u2并且從這兩個電壓u1、u2中確定所述應(yīng)變傳感器5的電阻值、也就是所述應(yīng)變傳感器信號。

此外，所述分析單元6構(gòu)造用于實施以下方法步驟：

產(chǎn)生諧波的（harmonischen）振動激勵器信號并且用所述振動激勵器信號操控所述振動激勵器3，從而激勵所述測量管2振動。

確定所述應(yīng)變傳感器信號時間上的走向與所述振動信號時間上的走向之間的相關(guān)性并且確定所述相關(guān)性時間上的變化。

在第一替代方案中，所述確定如下進(jìn)行，即從所述應(yīng)變傳感器信號時間上的走向中確定第一振幅并且從所述振動信號時間上的走向中確定第二振幅，將所述第一振幅與所述第二振幅彼此確立關(guān)系并且確定所述應(yīng)變傳感器信號時間上的走向關(guān)于所述振動信號時間上的走向的相。

在第二替代方案中，所述確定如下進(jìn)行，即確定所述應(yīng)變傳感器信號時間上的走向和所述振動信號時間上的走向之間的傳遞函數(shù)。所述確定包括以下方法步驟：將所述應(yīng)變傳感器信號時間上的走向分成直流部分和交流部分，針對所述振動信號時間上的走向?qū)λ鼋涣鞑糠謺r間上的走向相選擇性地進(jìn)行整流，并且計算所述應(yīng)變傳感器信號時間上的走向關(guān)于所述振動信號時間上的走向的相對復(fù)雜的變化。以這種方式形成的復(fù)變的傳遞函數(shù)是對于所述相關(guān)性的度量。所述傳遞函數(shù)的實部關(guān)于所述傳遞函數(shù)的虛部越大，那么相關(guān)性就越高。

針對所述振動信號時間上的走向?qū)λ鼋涣餍盘枙r間上的走向相選擇性地進(jìn)行整流意味著，在所述交流信號時間上的走向與所述振動信號時間上的走向之間存在恒定的相差。所述相差優(yōu)選為45°，因為在這種相位差的情況下用于確定所述相關(guān)性的計算方面的耗費減少。

附圖標(biāo)記列表

1科里奧利質(zhì)量流量測量儀器

2測量管

3振動激勵器

4振動傳感器

5應(yīng)變傳感器

6分析單元

7連接部

8電阻

9串聯(lián)電路

10電源。