用于管装置的频率调整方法 |
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| 申请号 | CN201280017351.2 | 申请日 | 2012-03-23 | 公开(公告)号 | CN103703347B | 公开(公告)日 | 2017-03-22 |
| 申请人 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司; | 发明人 | 阿尔弗雷德·里德; 沃尔夫冈·德拉赫姆; 迈克尔·维斯曼; | ||||
| 摘要 | 本方法用于改变至少一个本征 频率 ，这里被称为初始本征频率，它是借助于特别是用作振动型测量变换器的测量管的至少一个管（11；12）形成的管装置中所固有的；本方法还用于将所述初始本征频率调整至与此偏离的期望的本征频率，这里被称为目标本征频率。管包括管壁和加固体151），该管壁例如由金属构成和/或至少区段性圆筒形，该加固体由金属和/或能够与管的材料以材料接合的方式连接的材料制成并且/或者是板状的，加固体装配到管壁并且共同决定管装置的所述初始本征频率。在根据本 发明 的方法中，为了改变初始本征频率，例如借助于 激光器 从加固体（151） 切除 部分体积（151'）。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于改变借助于至少一个管(11；12)形成的管装置的至少一个初始本征频率的方法，其中所述管具有管壁和加固体(151)，所述加固体(151)装配在所述管壁上并且所述加固体(151)共同决定所述管装置的所述初始本征频率，该方法包括移除装配在所述管壁上的所述加固体(151)的部分体积(151’)的步骤。 |
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| 说明书全文 | 用于管装置的频率调整方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于改变借助于至少一个管尤其是用作振动型测量变换器的测量管的管形成的管装置的至少一个固有初始本征频率的方法，或者用于这样的管装置的频率调谐方法。 背景技术[0002] 在工业测量技术中，尤其是还结合自动化制造过程的控制和监测，为确定在过程管道例如管线中流动的介质诸如液体和/或气体的特征测量变量，常常使用这样的测量系统，该测量系统借助于振动型测量变换器和与其电连接的变送器（往往是容纳在独立的电子设备壳体中的变送器电子设备），在流动介质中引起反作用力例如科里奥利力，并且由这些反作用力重复地产生测量值，例如质量流率、密度、粘度或相应地表示至少一个测量变量的一些其它过程参数。在具有诸如比如科里奥利、质量流量计的一体化的测量变换器的紧凑构造中，这样的测量系统常常借助于在线测量装置形成，很早就是已知的并且在工业使用中已经证明了它们。例如在EP-A421812、EP-A462711、EP-A763720、EP-A1248084、US-A4680974、US-A4738144、US-A4768384、US-A4801897、US-A4823614、US-A4879911、US-A5009109、US-A5050439、US-A5359881、US-A5602345、US-A5610342、US-A5734112、US-A5796011、US-A5926096、US-A5969264、US-B7127952、US-A6092429、US-B6311136、US-B6883387、US-B7325461、US-B7392709、US-B7421350、US-B7610795、US-A2010/0050783、US-A2010/0251830、US-A2010/0242623、WO-A96/08697、WO-A98/40702、WO-A2004/099735、WO-A2005/050145、WO-A2007/040468、WO-A2008/059015、WO-A2010/059157或受让人的未公布的德国专利申请DE102009046043.8和DE102011006971.2中描述了这样的具有振动型测量变换器的测量系统或其独立部件的示例。 [0003] 其中示出的测量变换器包括容纳在测量变换器壳体中的至少两个基本上直的或弯曲的例如U或V形状的相等构造的测量管用于输送介质，在给定的情况下，所述介质也是不均匀的、极端热的且甚至非常粘的。如例如在提及的US-A5734112、US-A5796011或US-A2010/0242623中所示，该至少两个管能够经在测量管与进口侧连接法兰之间的进口侧上延伸的分流器以及经在测量管与出口侧连接法兰之间的出口侧上延伸的分流器被一体化到过程管道中，以便形成具有相互平行连接的流路的管装置。然而，如例如在提及的EP-A421812、EP-A462711、EP-A763720中所示，测量管还能够被示出为经进出口管件被一体化到过程管道中，以便形成具有单条穿越流路的管装置。在测量操作中，然后令被并行或串行流经的测量管振动，以产生受到所流经的介质影响的振荡形式。 [0004] 在具有弯曲测量管的测量变换器的情况下，被选为激励振荡形式（所谓的有效模式）的通常是本征振荡形式（本征模式），在这种情况下，每一个测量管作为悬臂以钟摆状方式至少部分以自然谐振频率（本征频率）绕测量变换器的假想纵轴线移动，从而在通流介质中引起作为质量流量的函数的科里奥利力。这种科里奥利力进而导致如下事实：在弯曲测量管的情况下，重叠在有效模式的激励振动上的这样的钟摆状悬臂振动与根据至少一个同样自然的与有效模式相比较高阶数的第二振荡形式所谓的科里奥利模式具有相等的频率。在利用弯曲测量管的测量变换器的情况下，通常符合本征振荡形式的科里奥利力迫使这些悬臂以科里奥利模式振动，在这种情况下，测量管也绕与纵轴线垂直取向的假想垂直轴线执行旋转振荡。相反，在具有直测量管的测量变换器的情况下，为了产生依赖于质量流量的科里奥利力，通常选择有效模式，在这种情况下，每一个测量管至少部分地执行基本上在单个假想振荡平面内的弯曲振荡，使得科里奥利模式的振荡相应地实施为与有效模式振荡共面的相等振荡频率的弯曲振荡。 [0005] 为了主动激励至少两个测量管振荡，振动型测量变换器另外具有激励机构，该激励机构在操作期间由所提及的变送器电子设备以及在其中相应地设置的专用驱动电路产生并且相应地调理的电驱动器信号例如受控电流驱动。激励机构借助于在操作期间由电流流经的并且事实上直接尤其是区别地作用在至少两个测量管上的至少一个机电尤其是电动力学振荡激励器来激励测量管，使得该至少两个测量管以有效模式执行弯曲振荡尤其是反相等幅的弯曲振荡。此外，这样的测量变换器包括具有振荡传感器尤其是电动力学振荡传感器的传感器装置，用于至少逐点检测测量管中的至少一个的进口侧和出口侧振荡，尤其是以科里奥利模式的测量管的反相等幅的弯曲振荡，以及用于产生充当测量变换器的振动信号并且受到将被检测的诸如比如质量流量或密度的过程参数的影响的电传感器信号。如例如在US-B7325461中描述的，在所论述的类型的测量变换器的情况下，在给定的情况下，振荡激励器至少有时还能够被用作振荡传感器和/或至少有时作为振荡激励器的振荡传感器。所论述类型的测量变换器的激励机构通常包括区别地作用在测量管上的至少一个电动力学振荡激励器和/或振荡激励器，而传感器装置包括进口侧的通常同样电动力学的振荡传感器以及至少一个与其基本上同等构造的出口侧振荡传感器。通常销售的振动型测量变换器的这样的电动力学和/或差分振荡激励器借助于磁体线圈以及借助于永久导磁体形成，电流至少有时流经所述磁体线圈并且该磁体线圈附着在测量管中的一个上，所述永久磁体相应地附着在另一个反相等幅移动的测量管上，与充当相当细长的尤其是以杆形状的形式的电枢的至少一个磁体线圈相互作用，尤其是插入到该至少一个磁体线圈中。永久磁体和充当激励线圈的磁体线圈这样的情况下通常被取向为它们相对于彼此基本上同轴地延伸。另外，在常规测量变换器的情况下，激励机构通常被以如此方式实施并且放置在测量变换器中，使得它基本上作用在测量管的中央处。在这样的情况下，如例如还有在建议的测量变换器的情况下所示，振荡激励器并且在此范围内激励机构至少逐点沿着相应的测量管的假想中心外围线被外部地附着在相应的测量管上。替代借助于在相应的测量管正中央直接作用的振荡激励器而形成的激励机构，如在US-A6092429或US-A4823614中提供的激励机构尤其能够借助于两个振荡激励器而形成，该两个振荡激励器各自不固定在相应的测量管的中央而是分别固定在进出口侧上。 [0006] 在通常销售的振动型测量变换器的情况下，传感器装置的振荡传感器至少在它们根据相同的作用原理工作的范围内以与至少一个振荡激励器基本上相同的构造被实施。因此，在每种情况下，最常借助于至少一个磁体线圈以及永久性磁体电枢来形成这样的传感器装置的振荡传感器，所述至少一个磁体线圈附着在测量管中的一个上，并且至少有时被可变磁场穿过并且与此相关联至少有时被供应感应的测量电压，所述永久性磁体电枢传送磁场，且电枢附着在测量管中的另一个上并且与该至少一个线圈相互作用。上述线圈中的每一个另外借助于至少一对电连接线与提及的在线测量装置的变送器电子设备相连接。这些电连接线通常来说从线圈到测量变换器壳体尽可能短地被引导。由于有效模式和科里奥利模式的叠加，借助于在进口侧上和在出口侧上的传感器装置检测的振动测量管的振荡具有还取决于质量流量的可测量相位差。通常，在例如科里奥利质量流量计中所应用的这样的测量变换器的测量管在操作期间例如以恒定受控振荡幅度被激励至为有效模式选择的振荡形式的瞬时自然谐振频率。由于该共振频率尤其还取决于介质的瞬时密度，所以除质量流量之外，市场常见的科里奥利质量流量计还能够附带地测量流动介质的密度。另外，如例如在US-B6651513或US-B7080564中所示，还可以借助振动型测量变换器，例如基于维持振荡所需的激励能量或激励功率，和/或基于至少一个测量管的振荡（尤其是以上述有效模式的振荡）的因振荡能量的耗散而产生的衰减或阻尼，直接测量通流介质的粘度。而且，还能够确定其它测量变量，诸如，根据US-B6513393，根据上述原始测定值、质量流率、密度和粘度推断的雷诺数。 [0007] 在所论述的类型的测量变换器的情况下，尤其重要的是，将各个测量变换器部件还有至少一个测量管的振荡特性尽可能准确地修整至在每种情况下为限定的参考条件预定的其目标尺寸，并且相应地，在所制造的这种类型的测量变换器的群体内将所述参数的分布保持在为其预定的尽可能窄的容差范围内，所述振荡特性特征化或影响参数诸如每个单独的测量变换器的管形状以及且相应地横截面、管壁厚度和与之相关联的质量分布、抗弯刚度、本征频率等。在这样的情况下，特殊兴趣尤其是在尽可能“晚的”生产阶段将测量变换器的相应的管装置设定到期望的目标在此处一个或多个因此选择的目标本征频率，以便能够在测量变换器的下列生产阶段可靠地防止管装置的可能较新的失谐。在最初提及的US-A5610342中，例如，示出用于将充当振动型测量变换器的测量管的管动态调谐到目标刚度的方法，在该方法的情况下，管在其两个在支撑管的第一和相应的第二端件的孔中的管端上受到在管端附近的管壁的目标塑性变形的挤压，并且整个管装置同时被调节至目标本征频率。另外，在最初提及的US-B7610795中，描述了用于将充当振动型测量变换器的测量管的管借助于在其中引入的流体和其管壁的至少一部分的（过）压力引入塑性变形而调谐至目标本征频率因此调谐至由管几何结构和截面决定的目标抗弯刚度的方法。 [0008] 从现有技术得知的方法的缺点尤其是它们非常复杂。而且，上述方法的另一个缺点在于，固有地引入了管的几何结构的一定变化，即，截面偏离理想圆形形状、或截面在纵向方向上加剧偏离完美同质性、因此管腔轮廓偏离理想形式。 发明内容[0009] 因此，本发明的目的是，提供一种方法，其甚至在所讨论类型的测量变换器的制造过程中已经制造各个管装置并且在给定的情况下还已经装配振荡激励器和/或振荡传感器部件的阶段中，也使得能够将这种测量变换器的一个或多个测量管精确且简单地调谐至目标抗弯刚度或目标本征频率。这一切应尽可能在避免管的塑性变形的同时完成。 [0010] 为实现该目的，本发明涉及一种用于改变借助于至少一个管形成的管装置的至少一个固有初始本征频率的方法，例如还用于将所述初始本征频率调整至与此偏离的目标本征频率，其中管例如由金属制成和/或用作振动型测量变换器的测量管，其中管具有管壁和加固体，管壁例如由金属构成和/或至少区段性圆筒形，加固体特别是由金属和/或能够与管的材料以材料接合的方式连接的材料制成并且/或者是板状的，加固体装配到管壁例如管壁的外侧面上并且共同决定管装置的所述初始本征频率。根据本发明的方法包括从加固体切除部分体积的步骤。根据本发明的方法修整的管装置尤其还用于振动型测量变换器中，但是也适用于科里奥利质量流量测量装置的测量变换器中。 [0011] 根据本发明的第一实施例，从加固体移除部分体积的步骤被执行和/或经常重复，直至初始本征频率被调谐至目标本征频率，该目标本征频率是为管装置预定的并且小于初始本征频率；和/或直至由加固体共同决定的管的初始抗弯刚度被修整至为此预定的小于所述初始抗弯刚度的目标抗弯刚度。进一步发展本发明的实施例，该方法进一步包括：例如还基于在使管振动的情况下测量出的管装置的至少一个机械本征频率来检测管装置是否已经被修整至目标本征频率的步骤；和/或，例如还基于在使管振动的情况下测量出的管装置的至少一个机械本征频率来确定管装置的初始本征频率偏离目标本征频率到何种程度的步骤。 [0012] 根据本发明的第二实施例，管装置借助于管以及还借助于与管机械联接的比较管形成。进一步发展本发明的实施例，该方法进一步包括令比较管振动以确定初始本征频率的步骤。 [0013] 根据本发明的第三实施例，管装置借助于管以及还借助于与管机械联接的比较管形成。 [0016] 根据本发明的第六实施例，加固体是杆状的。 [0017] 根据本发明的第七实施例，加固体是板状的。 [0018] 根据本发明的第八实施例，借助于丝尤其是金属丝来形成加固体。 [0019] 根据本发明的第九实施例，借助于薄片例如金属薄片来形成加固体。 [0021] 根据本发明的第十一实施例，借助于由焊料成形的脊部来形成加固体。 [0022] 根据本发明的第十二实施例，至少一个振荡激励器安装在管上。 [0023] 根据本发明的第十三实施例，至少一个振荡传感器安装在管上。 [0024] 根据本发明的第十四实施例，移除加固体的部分体积包括在加固体中切割至少一个狭缝的步骤。 [0026] 根据本发明的第一进一步的发展，该方法进一步包括：令管振动以便确定初始本征频率的步骤。令管振动的该步骤也能够例如在从加固体移除部分体积的步骤之前被执行。 [0027] 根据本发明的第二进一步的发展，该方法进一步包括：确定管的质量尤其是共同决定初始本征频率的质量的步骤。 [0028] 根据本发明的第三进一步的发展，该方法还包括：在管的侧表面上施加至少一个附加的加固体的步骤，该加固体尤其是由金属制成和/或由与管的材料可材料接合地连接的材料制成和/或是薄片状的。在管的侧表面上施加附加加固体在这样的情况下还能够包括在管的侧表面上涂装液态焊料以及让所涂装的液态焊料在管的侧表面上固化。 [0029] 本发明的基本构思在于，通过以下方式将尤其是用作振动型测量变换器的部件的管装置的一个或多个本征频率非常简单且也非常有效地修整至对应的即为此期望的目标大小，这里是目标本征频率：将首先提高管装置的管的抗弯刚度的至少一个附加的加固体装配至管上，参见最初提及的US-A5602345或WO-A2010/059157中示出的仅仅用于分离相应的管装置的不同本征模式的本征频率的加固体，并且之后，再次将所述加固体的体积减少一定量，即，再次移除加固体的材料，使得作为与之相关联的加固体弱化的结果，现在由其共同决定的管的抗弯刚度或相应的弹簧常数以及由此共同决定的管装置的本征频率再次减小相应的量。以这种方式，充当振动型测量变换器的测量管的管的抗弯刚度或者这样形成的管装置的由此共同决定的本征频率甚至在相当“晚”的生产阶段中也能够被非常精确地带入到期望的目标，于是不再需要关注管装置的因此测量变换器的更新的不明确的失调。该方法的进一步的优点在于，它主要还可应用于常规的振动型测量变换器，并且因此，还能够应用于常规的管装置中。附图说明 [0030] 现在将基于在附图所示实施例的示例来更详细地描述本发明以及其它有利的实施例及其效用。相等的部件在所有的附图中被提供相等的附图标记；出于清楚的缘故，在后续图中省略已经提及的附图标记。本发明的其它有利的实施例或进一步的发展，尤其是首先仅分别解释的方面的组合，将另外从附图以及还从从属权利要求本身变得显而易见。 [0031] 附图中： [0032] 图1、2a、2b以不同侧视图示出构造为紧凑测量装置的用于管道中流动的介质测量系统； [0033] 图3以框图示意性示出尤其是适合于根据图1、图2的测量系统的变送器电子设备连同与其连接的振动型测量变换器； [0034] 图4、5以局部剖切或透视的视图示出尤其是适合于根据图1、图2的测量系统的振动型测量变换器；以及 [0035] 图6以截面示出尤其是还适于作为用于根据图4、图5的测量变换器的测量管的管连同其上安装的加固体。 具体实施方式[0036] 图1、2a、2b示意性地示出用于可流动的特别是流质的介质的测量系统的实施例，该测量系统可插入在这里未示出的过程管道例如工业厂房的管线中且例如构造为科里奥利质量流量测量装置、密度测量装置、粘度测量装置等，该测量系统特别是测量和/或监测介质的至少一个物理参数，比如质量流率、密度、粘度等。为此，在此处被实施为以紧凑构造的在线测量装置的测量系统包括测量变换器MW，该测量变换器MW经进口端100+和出口端100#连接到过程管道并且用于检测至少一个参数以及将其转换成代表其的测量信号。在操作期间，待测量的介质（诸如低粘性液体和/或高粘性糊剂）相应地流经测量变换器，该测量变换器与测量系统的变送器电子设备ME连接，该变送器电子设备ME与测量变换器电联接并且用于触发测量变换器以及用于评估由测量变换器传送的测量信号。 [0037] 如图3示意性地以框图的方式所示，尤其是在操作期间从外部经连接电缆和/或借助于内部存能器被供应电能的变送器电子设备包括用于触发例如构造为振动型测量变换器的测量变换器的驱动电路Exc以及用于处理测量变换器MW的测量信号的测量和评估电路μC。测量和评估电路例如借助于微型计算机形成和/或在操作期间与驱动电路Exc通信。在操作期间，测量和评估电路传送至少一个表示诸如瞬时或总质量流量的测量变量的测定值。此外，用于测量系统的操作的变送器电子设备的驱动电路Exc和评估电路μC以及其它电子部件（诸如用于提供内部供应电压UN的内部电源电路NRG和/或用于连接至上级测量数据处理系统和/或连接至现场总线的通信电路COM）被容纳在对应的电子设备壳体200中，尤其是防冲击和/或还防爆炸和/或气封的电子设备壳体200。在线测量装置的电子设备壳体200能够例如直接被保持在测量变换器壳体100上以形成紧凑构造的测量装置。此外，对于在测量系统中内部地产生的可视化现场测定值，和/或在测量系统内部地产生的状态报告（诸如错误报告或警报）的给定的情况下，测量系统能够具有至少有时与变送器电子设备通信的显示和操作元件HMI，诸如放置在电子设备壳体中在相应地设置在该电子设备壳体中的窗口以及对应的输入键盘和/或利用接触输入的屏幕后面的诸如尤其还在所谓的智能电话中使用的LED、OLED或TFT显示器。以有利的方式，尤其是可编程和/或可远程参数化的变送器电子设备ME能够在在线测量装置操作期间经数据传送系统例如现场总线系统和/或经无线电无线地与上级电子数据处理系统例如可编程逻辑控制器（PLC）、个人计算机和/或工作站交换数据，例如实际测量值和/或用于控制在线测量装置的调整和/或诊断值。在这样的情况下，变送器电子设备ME能够具有例如内能供应电路NRG，该内能供应电路NRG在操作期间经上述现场总线系统由设置在数据处理系统中的外部电源供给。在本发明的实施例中，变送器电子设备另外被实施为可借助于例如被配置为4-20mA电流环路的二线制连接2L与外部电子数据处理系统电连接，并且因此能够被供应电能以及借此将测定值传送至数据处理系统。对于测量系统联接到现场总线或一些其它通信系统的情况，根据相关行业标准，变送器电子设备ME能够具有用于数据通信的对应的通信接口COM。测量变换器到提及的变送器电子设备的电连接能够借助于相应的连接线实现，连接线例如经电缆套管从电子设备壳体200引出并且至少区段地在测量变换器壳体的内部延伸。在这样的情况下，连接线能够至少部分地被实施为至少部份地被包裹在电绝缘材料中的电导线，例如以“双绞”线、扁平带状电缆和/或同轴电缆的形式的电导线。作为其替代或作为其补充，连接线能够至少部分地也借助于尤其是柔性的在给定的情况下喷漆的电路板的导电迹线而形成；关于此点，还参见最初提及的US-B6711958或US-A5349872。 [0038] 另外，在图4和图5中示意性示出适合于实现测量系统的测量变换器MW的实施例。在此处示出的测量变换器MW被实施为振动型测量变换器并且一般用于在例如气体和/或液体的通流介质中产生机械反作用力，例如依赖于质量流量的科里奥利力、依赖于密度的惯性力和/或依赖于粘度的摩擦力，这些反作用力可由传感器检测并且因此在测量变换器上也可测量。从这些反作用力出发，能够测量例如介质的参数质量流率m、密度ρ和粘度η。 [0039] 为了检测至少一个参数，测量变换器包括布置在测量变换器壳体100中并且在操作期间由变送器电子设备ME操作的内部件，其实现了至少一个待测量的参数的物理-电子转换。 [0040] 为了输送流动的介质，在本发明的实施例中，在此处示出的内部件以及这里示出的测量变换器另外包括进口侧第一分流器21和出口侧第二分流器22以及至少两个管11、12，该第一分流器21具有至少两个相互隔开的流动开口21A、21B且用于将流入介质划分成两个流动部分，该第二分流器22具有至少两个相互隔开的流动开口22A、22B并且用于将流动部分再次引导在一起，所述至少两个管11、12连接至尤其是同等构造的分流器21、22以形成具有至少两条在流动技术上并行连接的流动路径的管装置并且最终用作由介质流经的测量管。在这样的情况下，第一管11利用进口侧第一管端通向第一分流器21的第一流动开口21A并且利用出口侧第二管端通向第二分流器22的第一流动开口22A，并且第二管12利用进口侧第一管端通向第一分流器21的第二流动开口21B并且利用出口侧第二管端通向第二分流器202的第二流动开口22B，从而在本发明的该实施例的情况下，介质在测量系统的未扰动操作中同时且并行地流经两个（测量）管（该两个管还彼此机械地联接）。根据最初提及的US-A5610342，能够通过材料接合（例如通过焊接或铜焊或钎焊）或另外通过力（例如摩擦）、联锁（例如通过辊膨胀）将两个管11、12与分流器连接。在此处示出的实施例的示例中，由于第一分流器形成限定测量变换器的进口端100+的进口侧第一壳端，并且第二分流器形成限定测量变换器的出口端100#的出口侧第二壳端，所以分流器是测量变换器壳体的一体化部件。对于测量变换器MW可释放地与例如构造为金属管线的过程管道装配的典型情况，在测量变换器的进口侧上设置第一连接法兰13并且在出口侧上设置第二连接法兰14，该第一连接法兰13用于连接到将介质供应至测量变换器的过程管道的管段，该第二连接法兰14用于连接到将介质从测量变换器移除的过程管道的管段。在这样的情况下，如在所描述类型的测量变换器的情况下常见的，连接法兰13、14还能够焊接到相应的壳体端部并且在端侧被一体化到测量变换器壳体100内。 [0041] 在此处示出的实施例中，两个管11、12各自以基本上自由振荡的有效振荡长度在其进口侧第一管端11+或12+与其出口侧第二管端11#或12#之间延伸，每一个管至少部分地弯曲。为了产生上述反作用力，令两个管中的每一个管在操作期间例如以与相应的另一个管相等但是与之反相等幅的振荡频率至少在其振荡长度上振动，并且这样的情况下，每一个管绕静态静止位置振荡地重复地弹性变形。在这样的情况下，各个振荡长度对应于在管腔内部延伸的假想中线或重心线（通过相应的管的所有截面的重心的假想连接线）的长度，在弯曲管的情况下，则对应于相应的管11或12的伸直长度。根据本发明的附加实施例，令每一个管在操作期间振动，每个管尤其在弯曲振荡模式下绕振荡轴线振荡，该振荡轴线总是平行于假想连接相应的管端11+、11#和12+、12#的两条假想连接轴线V11、V12中的一条。 [0042] 此外，例如在操作期间基本上彼此反相等幅振荡的管通过在进口侧借助于例如板状的第一联接元件25形成第一联接区域并且在出口侧上借助于例如板状的第二联接单元26形成第二联接区域而彼此机械连接。因此，在此处，第一联接区域限制与两个管11、12中的每一个的有效振荡长度的进口侧相邻的进口侧第一管端11+、12+，并且第二联接区域限定相应的管11、12的出口侧第二管端11#、12#。另外，如结合图4和图5清楚看到的，联接元件 25离测量变换器壳体的第一壳体端与第二联接元件26离测量变换器壳体的第二壳体端同样远。另外，在此处示出的实施例中，每一个测量管这样形成并且布置在测量变换器中，使得上述连接轴线基本上平行于测量变换器的假想连接测量变换器的进出口端的的假想纵轴线L延伸。测量变换器的每一条测量管（例如由不锈钢、钛、钽、或锆或其合金制造）以及在其腔内部延伸的相应测量管的假想中心线够例如被实施为基本U形的或如图4和图5中示出那样基本V形的。 [0043] 如结合图4和图5直接看到的，正如在所论述类型的测量变换器的情况下十分常见的，至少两个管11、12中的每一个在此处各自被形成和布置成使得上述中心线总是位于假想的管平面中，并且上述两条连接轴线V11、V12彼此平行延伸，并因此垂直于管装置的假想中心平面Q延伸，例如还使得两个假想管平面彼此平行。 [0044] 在本发明的附加实施例中，管11、12和两个联接元件25、26进一步这样形成且相对于彼此取向，使得两个联接元件25、26相对于管装置的所述中心平面等距，因此使得第一联接元件25的质心离所述中心平面与第二联接元件26的质心离所述中心平面同样远。上述类型的联接元件的频率调节效果由此产生：两个联接元件中的每一个总是具有也关于管装置的假想纵轴线的抗弯刚度，该假想纵轴线假想连接第一联接元件25的质心和第二联接元件26的质心，尤其是假想以与第二联接元件相同的切割角切割第一联接元件，该抗弯刚度总是对总刚度产生贡献，该总刚度还取决于管的（单独的）抗弯刚度且共同决定管装置的本征频率。 [0045] 另外，在此处应注意的是，虽然在图4和图5所示的实施例中的测量变换器具有两个弯曲测量管并且至少在其机械构造上以及还在其作用原理上类似于US-B6920798或US-A5796011中提出的或还可从申请人处以型号“PROMASS E”或“PROMASS F”购得的测量变换器，然而，本发明还能够被应用于具有直测量管和/或多于两个测量管（例如四个平行测量管）的测量变换器，例如，可参照在最初提及的US-A5602345或WO-A96/08697中所示出的或例如还可从申请人处以型号“PROMASS M”购得的测量变换器。此外，测量变换器还能够借助于具有在操作期间输送介质的仅单个测量管连同与其联接的盲管或减震管的管装置形成，参照US-A5531126或US-B6666098中所示的或例如还可从申请人处以型号“PROMASS H”购得的测量变换器。 [0046] 为了主动激励至少两个尤其是还相互平行和/或在形状和材料方面同等构造的管机械振荡，尤其是以取决于在其中被瞬时输送的介质的密度的一个或多个自然本征频率振荡，测量变换器还具有机电激励机构40，尤其是电动力学激励机构，也就是借助于电枢线圈形成的激励机构。该机电激励机构通过激励信号，例如具有由变送器电子设备的驱动电路传送的并且在给定的情况下通过与测量和评估电路相互作用而相应地被调理的受控电流和/或受控电压的激励信号操作，该机电激励机构在每种情况下用于将电激励能量或借助于驱动电路供给的功率Eexc例如以脉冲波形或以调谐方式转换成在至少两个管上的激励力Fexc并且以上述方式使这些管偏转。如在这样的测量变换器的情况下常见的，激励力Fexc能够是双向的或单向的，并且其幅度能够以本领域的技术人员已知的方式例如借助于流控和/或压控电路被调节，并且其频率能够例如借助于相应的锁相环（PLL）而与管装置的瞬时机械本征频率相匹配。例如在US-A4801897中详细地描述了这种用于将激励信号的激励频率fexc调谐至期望的有效模式的相位控制回路的构造和应用。当然，对于本领域的技术人员而言，还有其它本身已知的适合于调谐激励能量Eexc的驱动器电路能够被使用，例如，同样如在最初提及的US-A4879911、US-A5009109、US-A5050439、或US-B6311136中公开的那些。另外，关于用于测量振动型变换器的这样的驱动电路的应用，参照被提供有如可从受让人获得的系列"PROMASS83"的测量变换器的变送器电子设备，例如，结合系列“PROMASS E”、“PROMASS F”、“PROMASS M”、或还有“PROMASS H”的测量变换器。它们的驱动电路例如总是被实施为使得在有效模式下的横向弯曲振荡被控制为具有恒定的也即在很大程度上独立于密度ρ的幅度。 [0047] 根据本发明的附加实施例，至少两个管11、12在操作期间借助于激励机构至少暂时地被主动激励为有效模式，在该有效模式下，该两个管尤其主要或全部执行绕提及的假想振荡轴线的弯曲振荡，例如主要以管装置的正好一个对应于弯曲振荡基本模式的自然本征频率的（谐振频率），在所述弯曲振荡基本模式下，每一管在其相应的有效振荡长度内具有正好一个振荡波腹。特别地，在这样的情况下，另外规定，如在具有弯曲管的这样的测量变换器的情况下十分常见的，每一个管借助于激励机构被激励以在激励频率fexc下弯曲振荡，使得每一个管在有效模式下至少部分地根据其自然弯曲振荡形式中的一种例如以单方面夹紧的悬臂的方式绕提及的假想振荡轴线振荡。管的借助于激励机构被主动激励的弯曲振荡在这样的情况下在限定相应的进口侧管端的进口侧联接区域的附近具有进口侧振荡节点以及在限定相应的出口侧管端的出口侧联接区域附近具有出口侧振荡节点，使得相应的管以基本上自由地振荡的方式延伸，且其振荡长度在这两个振荡节点之间。 [0048] 如在利用所论述类型的管装置的测量变换器的情况下十分常见的，借助于例如在两个管之间区别作用的激励机构激励管，使得管在操作期间至少有时并且至少部分地执行绕纵轴线L的反相等幅的弯曲振荡。换言之，在每种情况下，两个管11、12相对于彼此以音叉尖振荡的方式移动。对于这种情况，根据本发明的附加实施例，激励机构被设计成激励并且相应地维持第一和第二管的反相等幅的振动，尤其是各管的绕假想连接相应的第一管端和相应的第二管端的假想振荡轴线的弯曲振荡。在这样的情况下，充当激励机构40的能够是例如借助于电动力学振荡激励器41例如单个电动力学振荡激励器41以常规方式形成的激励机构40，被放置在至少两个管之间的中央处因此在半振荡长度的附近并且区别地作用在管上。如图4所指示，振荡激励器41能够借助于圆柱形激励线圈以及借助于至少部分地沉入到激励线圈中并且外部地附着在第二管上的尤其中央处的磁电枢形成，该圆柱形激励线圈被固定在第一管上，并且在操作期间对应的激励电流流经该激励线圈，并且与之相关联，该激励线圈由对应的磁场渗透。例如在最初提及的US-A4680974、US-A4738144、US-A4768384、US-A4801897、US-A4823614、US-A4879911、US-A5009109、US-A5050439、US-A5359881、US-A5602345、US-A5734112、US-A5796011、US-A5926096、US-A5969264、US-B7127952、US-A6092429、US-A6311136、US-B6883387、US-B7325461、US-B7392709、或US-B7421350中示出其他也适合于本发明的测量系统的用于至少两个管振荡的激励机构。 [0049] 为了令测量变换器的至少两个管振动，如已经提及的，激励机构40被借助于同样振荡的具有可调节的激励频率fexc的激励信号供电，从而幅度被相应调节的激励电流iexc在操作期间流经在此处作用在管10上的单个振荡激励器的激励线圈，因而产生移动管所需的磁场。驱动信号或者还有激励信号或者其激励电流iexc能够例如是调谐的、多频率的或者矩形的。在实施例所示的测量变换器的情况下，维持管的主动激励振动所需的激励电流的激励频率fexc能够以有利的方式被选择和设置成使得管如已经提及的那样主要以弯曲振荡基本模式振荡。 [0050] 对于在操作中给出的介质在过程管道中流动并且因此在管装置中的质量流量m不为零的情况，借助于以上文描述的方式振动的管，也在通流介质中引起科里奥利力。科里奥利力进而作用于介质所流经的各管，并且因此，产生可由传感器检测的这样的额外的变形。该变形基本上是根据与有效模式相比较高模态阶序的附加自然本征振荡形式。这种以相等频率与重叠在激励的有效模式上的所谓的科里奥利模式的瞬时实施例在这样的情况下尤其关于其幅度也取决于瞬时质量流量m。如在利用弯曲管的测量变换器的情况下常见的，充当科里奥利模式的能够是例如反对称扭曲模式的本征振荡形式，由此，在该情况下，如已经提及的，分别被流经的管也绕垂直于弯曲振荡轴线定向的假想旋转振荡轴线执行旋转振荡，该旋转振荡轴线在半振荡长度的范围内假想切割相应的管的中心线。 [0051] 为了检测管的振动尤其是科里奥利模式的振荡，测量变换器还包括相应的传感器装置50。如也在图4和图5中示意性地示出的，测量变换器包括至少第一振荡传感器51例如电动力学第一振荡传感器51和/或与至少一个振荡激励器隔开并且布置在至少两个管10之间的第一振荡传感器51，该至少第一振荡传感器51用于传送测量变换器的表示两个管中的至少一个的振动例如同样是至少两个管的反相等幅的振动的第一振动测量信号s1，例如，对应于振荡的电压或对应于振荡的电流。另外，根据本发明的进一步的发展，传感器装置具有至少一个第二振荡传感器52，其例如与第一振荡传感器52隔开并且被布置在至少两个管10之间和/或是电动力学的，该第二振荡传感器52提供测量变换器的表示两个管中的至少一个的振动（例如至少两个管的反相等幅的振动）的第二振动测量信号s2。另外，传感器装置的振荡传感器能够以有利的方式传送相同类型的振动测量信号，例如信号电压或信号电流。在此处示出的实施例中，第一振荡传感器51在进口侧以及第二振荡传感器52出口侧布置在至少两个管10之间，尤其是第二振荡传感器52与至少一个振荡激励器或与管10的中心的距离与第一振荡传感器相等，或者使得两个传感器区别地检测两个管的反相等幅的振动。然而，传感器装置的振荡传感器例如也被实施并且被布置在测量变换器中，使得它们如在US-A5602345中规定的那样，检测相对于测量变换器壳体的振荡。 [0052] 测量变换器MW的典型的宽带振动信号s1、s2中的每一个在这样的情况下具有与有效模式对应的信号分量，其带有与以主动激励的有效模式振荡的管的瞬时振荡频率fexc相应的信号频率和取决于在管装置中流动的介质的目前质量流量的相对于激励信号iexc的相移，该激励信号是例如借助于PLL电路根据在至少一个振动信号s1、s2与激励机构中的激励电流之间存在的相位差而生成的。甚至在使用相当宽带的激励信号iexc的情况下，由于测量变换器MW的极高振荡性能，测量变换器MW由此能够保证，各振动信号的对应于有效模式的信号分量战胜其它信号分量尤其是对应于可能的外部干扰和/或被归类为噪音的信号分量，并且至少在对应于有效模式的带宽的频率范围内也是占优势的。 [0053] 由测量变换器提供的振动测量信号s1、s2各自具有一个瞬时振荡频率fexc为对应于以主动激励的有效模式振荡的至少两个管的信号频率的信号分量，同样也如图3所示，该振动测量信号s1、s2被供给至变送器电子设备ME并且到其中提供的测量和评估电路μC，在该测量和评估电路μC处，振动测量信号s1、s2首先借助于相应的输入电路FE被预处理，尤其是被预放大、滤波并且数字化，以便之后能够适于评估。在这样的情况下，作为输入电路FE以及还作为测量和评估电路μC被应用的能够是在常规科里奥利测量装置、质量流量测量装置中已经被应用和规定的电路技术，例如，也是根据最初提及的现有技术如此被应用，用于使用振动信号并且特别地例如确定质量流率和/或总质量流量等。根据本发明的附加实施例，测量和评估电路μC相应地也借助于变送器电子设备ME中例如借助于数字信号处理器（DSP）实现的微计算机以及借助于在其中相应地被实施且运行的程序代码而实现。程序代码能够被永久地存储例如在微型计算机的非易失性数据存储器EEPROM中并且在启动微型计算机时被加载到易失性数据存储器RAM中，例如，集成在微型计算机中的易失性数据存储器RAM。关于这样的申请的适当的处理器包括例如如可从Texas Instruments Inc.公司获得的类型TMS320VC33的处理器。可以想到的是，为了在微型计算机中的预处理，振动信号s1、s2被借助于变送器电子设备ME的相应的模数转换器A/D转换成相应的数字信号；关于此点，参照最初提及的US-B6311136或US-A6073495或还有上述“PROMASS83”系列测量变送器。 [0054] 根据本发明的附加实施例，在施加由传感器装置50传送的振动测量信号s1、s2的情况下，例如，基于在管10部分以有效及科里奥利模式振荡的情况下第一和第二振荡传感器51所产生的振动信号s1、s2之间检测的相位差，变送器电子设备ME或其中包含的测量和评估电路μC在这样的情况下用于循环确定代表在测量变换器中流动的介质的质量流率的质量流量测定值Xm。为了这样的目的，根据本发明的附加实施例，变送器电子设备在操作期间循环地产生相位差测定值 该相位差测定值代表在第一振动信号s1与第二振动信号s2之间瞬时存在的相位差 作为确定质量流量测定值Xm的替代或作为其补充，测量系统的变送器电子设备ME还能够用于产生根据瞬时振荡频率，尤其是主动激励有效模式的瞬时振荡频率，尤其是基于振动测量信号的或根据激励信号确定的瞬时振荡频率推断的密度测定值，该密度测定值代表在测量变换器中流动的介质的密度。另外，如在所论述的类型的在线测量装置的情况下十分常见的，变送器电子设备ME也能够在给定的情况下被使用以确定代表在测量变换器中流动的介质的粘度的粘度测定值Xη；关于此点，另外参照最初提及的US-B7284449、US-B7017424、US-B6910366、US-B6840109、US-A5576500或US-B6651513。在这样的情况下，适合于确定为确定粘度所需的激励能量或激励功率或阻尼的是例如由变送器电子设备的驱动电路提供的激励信号，尤其是其驱动有效模式的电流分量的幅度和频率或还有总激励电流的幅度（在给定的情况下，该激励电流还被基于至少一个振动信号确定的振荡幅度而被规则化）。然而，作为其替代或作为其补充，还有用于调谐驱动器信号或激励电流的内部控制信号，或例如在利用具有固定预定的或者恒定调节的幅度的激励电流激励至少一个管振动的情况下还有至少一个振动信号尤其是其幅度，能够充当确定粘度测定值所需的激励能量或激励功率或阻尼的量度。 [0055] 如已经提及的，在所论述类型的管装置的情况下，因此对于以该管装置形成的振动型测量变换器还存在专门的要求，即，一个或多个它们的本征频率（也是在期望的的有效模式的本征频率）总是尽可能精确地修整为对于各自的本征模式在限定的参考条件下预定的目标本征频率。在这样的情况下，充当参考的能够是例如通向大气的管装置，因此输送仅在室温下例如这样比如20℃的空气的管装置，因此对于这样的管装置，在每种情况下目标本征频率相应地较早被确定。因此，本发明的方法的目的是增加借助于一个或多个管或测量管形成的管装置针对至少一个目标本征频率执行的这样的调谐的精度以及尽可能简单地构造所述调整。 [0056] 为了实施本发明，在对应的测量变换器的制造过程中提供最终将用作上述类型的测量变换器的测量管11的对应的起始管，该起始管在此处具有金属制的或至少区段性圆筒形的管壁，该管壁首先具有至少一个附加的加固体151，该加固体151被固定到管壁，即，管壁的外侧表面上。作为这种情况的结果，因此，如此形成的管之后包括初始抗弯刚度EJ'，该初始抗弯刚度EJ'大于由起始管的材料和形状决定的并且因此在此范围内也是较早充分精确已知的所述起始管的最初刚度EJ0，与之相关联的，管装置具有由初始抗弯刚度EJ'共同决定的至少一个对应的初始本征频率。虽然对于本领域的技术人员而言不难从先前的解释认知，但是在此处仍再次说明，术语“起始管”、“管”和“测量管”各自涉及在不同的制造阶段下或者在确定的使用中的相同的管主体，而术语“管装置”涉及总是在端侧以有规律的弯曲振荡的方式被固定地夹紧的相同的管主体。 [0057] 根据本发明的实施例，加固体151由通过焊接或（硬）钎焊与起始管的材料并且因此还与最终形成的管的材料结合而可连接的材料构成。因此，例如，加固体151由与开始管相同的金属形成。再者，加固体151能够是板形状的或杆或条形状的，并且因此，在特征上是细长的。因此，用作加固体的能够是例如薄片、扁条或甚至简单的金属线件。然而，仅借助于在侧表面上以细长的脊部或逐点的形式沉积的焊料，因而以焊缝或焊点的形式，能够例如以简单的方式形成加固体。因此，在本发明的方法的附加实施例中，在管的侧表面上施加加固体还包括焊接和/或钎焊的步骤。对于后一种情况，在管的侧表面上施加加固体因此还包括在管的侧表面上涂装液体焊料并且让所涂装的液体焊料在管的侧表面上固化。 [0058] 根据本发明，另外规定，为了将借助于至少一个加固体151引起的管装置的至少一个初始本征频率减小至期望的目标本征频率，再次移除加固体151的部分体积151'，因此共同决定初始本征频率的加固体151的抗弯刚度和与之相关联的初始本征频率减小。考虑到这点，至少一个加固体151另外被这样固定在管上并且在开始还被这样定尺寸，使得如此引入的管的初始抗弯刚度因此不仅大于起始管的初始刚度而且在起初还大于目标抗弯刚度EJ，从而管装置的至少一个初始本征频率也大于其期望的目标本征频率。 [0059] 移除能够例如通过切掉或磨掉加固体的边缘部分体积，通过插入一个或多个在给定的情况下相互等间距的缺口，通过引入孔，和/或如图6示意性地呈现的，通过在所述加固体151中切入一个或多个在给定的情况下相互平行和/或相互等距的狭缝或槽而进行。此外，从加固体151移除部分体积还能够例如连续地进行，即，长时间执行和/或经常重复，直至相应的在给定的情况下反复执行的评估表明初始本征频率已经被调谐至为管装置预定的低于初始本征频率的目标本征频率，和/或直至由加固体共同决定的管的初始抗弯刚度已经被修整至为其预定的低于所述初始抗弯刚度的目标抗弯刚度。 [0060] 通过例如经激励机构引入相应的激励力，令管或由管形成的管装置以初始本征频率以与其对应的自然本征模式振动，并且基于对应的频率测量来确定在该瞬时初始本征频率与为所述本征模式决定预先确定或期望的目标本征频率之间的偏离，能够例如非常简单且很好近似地量化确定管装置的初始本征频率。因此，根据本发明的附加实施例，比如在具有所述的管的管装置（在给定的情况下，已经被放置在其在测量变换器壳体100中的最终安装位置）的制造之后，为了确定管装置的至少一个初始本征频率而令管振动；这尤其是还在执行移除加固体的部分体积的步骤之前。 [0061] 从前面所述的频率测量出发，还能够在安装制备好的管装置之后或在制造内部件之后，使用对于给定的管或由管形成的管装置典型充分已知的关于管或由管形成的管装置的固有机械本征频率与管的瞬时抗弯刚度及其质量的函数相关性，进一步充分准确地确定管的初始抗弯刚度或还有管的目标抗弯刚度。因此，能够提供例如用于稍后诊断根据WO-A2005/050145的测量变换器的补充信息。明确地共同决定管装置的初始或目标本征频率的管的质量能够例如通过称量相应的管或初始管和至少一个加固体的重量和/或通过称量相同类型的另一个管的重被较早地确定。作为上述频率测量的替代或补充，然而，通过比如再次经激励机构40引入静态的或还有改变的因此动态限定的激励力，并且比如借助于振荡传感器51、52中的至少一个和/或通过为此适当地放置的例如以激光传感器设备的形式的位移测量元件来测量由此产生的管的偏转，初始或目标抗弯刚度还能够借助于例如如在最初提及的2005/050145中所描述的力位移测量来决定。确定的目标抗弯刚度EJ能够例如稍后另外被存储在变送器电子设备（比如，非易失性数据存储器EEPROM）中，并且因此被保持以用于稍后检查测量变换器。 [0062] 至少为了经激励机构40引入频率测量或力位移测量所需的激励力以令管振动，以及还为了检测由此产生的管的振动，在制备好内部件的情况下，例如，能够使用预期用于最终制造的测量系统的变送器电子设备，作为其替代，还能够使用与其类似的在生产中保留的试验电子设备。 [0063] 为了从至少一个加固体151移除部分体积，能够使用例如借助于气体激光器（比如CO2激光器）、借助于固体激光器（比如脉冲ND：YAG-激光器）、或借助于纤维激光器施加的激光。对激光的施加尤其还引入如下优点：甚至在振动管的情况下，所述移除加固体的部分体积在很大程度上能够以自动化的方式例如借助于机器人被执行。对于后一种情况，可以例如交替地移除限定的部分体积并且之后无延迟地基于那时相应地激励的振动来检测管装置是否已经被修整至目标抗弯刚度，或者可以连续检测当前初始本征频率与期望的目标本征频率的瞬时偏离，并通过相应地“计量”（比如通过切入一个或多个另外的狭缝）而进一步移除部分体积，直至减小至容许的偏离值。作为激光的替代或补充，还能够应用例如在给定的情况下甚至仅手动操作的切屑移除工具，诸如锉，或用于移除加固体的部分体积的切屑移除方法。 [0064] 虽然上文仅通过参考一个加固体151解释了本发明，但是在此处应注意的是，当然，特别地还为了进一步改善设置目标抗弯刚度的精度和/或为了能够选择性地修整至对于各种本征模式（比如有效模式或与之对应的科里奥利模式）相应的本征频率创造机会，还可以将两个或更多个这样的加固体分布布置在管上，从而，本发明的方法能够另外包括将例如由金属制成的和/或由可与管的材料以材料接合的方式连接的材料制成的和/或薄片状的至少一个附加加固体151'施加在管的侧表面上的步骤。此外，还能够有利的是：至少一个加固体不仅如图4或图5所示那样仅仅布置在管的进口或出口区域中（因此，在最终形成的测量管11的弯曲振荡中，管在有效模式以及还在科里奥利模式尤其是以扭曲的形式较大变形的区域）；而且还单独地或补充地例如将该至少一个加固体放置在（测量）管的中间区域中（因此，在测量管11的规律的弯曲振荡中，管的在有效模式中比例如科里奥利模式中变形更大的区域）；并且，在给定的情况下，还相应地再次部分移除体积。作为其替代或作为其补充，为了调节管装置的一个或多个本征频率，如例如还在最初提及的专利申请DE102011006971.2中规定的，还能够从提及的联接元件25、26中的至少一个移除部分体积，以便相应地减小其对管装置的本征频率的贡献，和/或，如果需要，还能够将离散块35、36放置在管11或12上，离散块35、36在它们的角度上有助于管装置的本征频率的下降，比如，还有选择性地使管装置的本征频率下降的模式。至于其他，补充地，还有与管11同等的比较管12，（可以是与第一测量管11相同的第二测量管12）能够具有一个或多个这样的上述类型的在给定的情况下在安装之后再次被减少一定部分体积的加固体。 |
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