[发明专利]科里奥利质量流量计和运行科里奥利质量流量计的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种科里奥利质量流量计以及一种用于运行科里奥利质量流量计的方法。

背景技术

科里奥利质量流量计通常具有一个唯一的测量管或者一定数量的测量管，例如一对测量管，介质流过这个或者说这些测量管，应该确定该介质的质量流量。其中，已知了测量管的不同布置方法和几何形状。

例如存在具有一个唯一的直的测量管的科里奥利质量流量计，以及具有两个弯曲的、相互平行延伸的测量管的科里奥利质量流量计。后一种以成对的方式构造相同的测量管是被位于中间区域的励磁装置所激励，以达到质量平衡的目的，从而使其振动，以使得它们相对振动，也就是说，这两个测量管的振动相对彼此180°相移。其中，由两个测量管构成的系统的质心的位置基本上保持恒定，并且尽可能对产生的力进行补偿。正面的后果是，该振动系统几乎不可能对外像这样起作用。在励磁装置的前方或者后方安放振动传感器，在流动时，可以在其输出信号之间评估相位差作为测量信号。相位差是由在流动时主导的科里奥利力引起的，并且因此是由质量流量引起的。介质的密度影响振动系统的谐振频率。于是，除了质量流量之外，也还能够确定流动的介质的密度。

科里奥利质量流量计被用在测量各种介质的流量的设备中。测量管中的沉积，例如由于钙化、聚合物的硬化、食物残渣的沉积会影响这些设备的测量准确性，更确切地说，不仅涉及对质量流量的测量，还涉及介质的密度确定。沉积现象尤其是在具有至少两个测量管的科里奥利质量流量计中当这些测量管的构造不对称，以至于流经这两个测量管的流量不均匀时造成问题。由此使得总冲量不再是零（当两个振动管相对称时，在无沉积的状态下，由于质量平衡，所以总冲量是零）。在沉积不对称的情况下，质量流量计就容易受到外界振动的影响，或者自身将振动传递到装上凸缘的加工处理管上。流量不对称的另一个问题是测量管被完全堵塞，例如被像介质中的水果核这样的固定的部分完全堵塞。由此使得由质量流量计引起的压降大幅度上升。敏感的介质、例如果酱，就可能因为在此期间形成的高压而不能再利用。

发明内容

因此，本发明的目的是，实现一种科里奥利质量流量计以及一种运行这种质量流量计的方法，这使得质量流量计能够对出现的不对称流量和/或其它的不对称故障进行自诊断。

为了实现该目的，开头所述类型的新型的科里奥利质量流量计具有权利要求1的特征部分所述的特征。在从属权利要求中描述了多个有利的改进方案，在权利要求9中描述了一种运行科里奥利质量流量计的方法。

本发明具有以下优点，即，能够通过自诊断来识别质量流量计在运行期间可能发生的各种各样的不对称故障。这种故障的例子有：

-两个管道的其中一个管道里有沉积，

-分流器中的管道被堵塞，以及

-由于两个管道中的不均匀的沉积而引起的故障，或者

-管道的振动能力的不对称变化，例如由于裂缝或者破裂。

于是，对出现的不对称流量进行自诊断能够向科里奥利质量流量计的操作者提供关于其中使用该仪器的流程的安全性方面的有价值的指示。

因为除了传统的振动传感器之外，还额外地在测量管上安放加速度传感器，所以在这种情况下，迈上了功能分离的新道路，使得能够为各个功能使用最佳的组件。这就是说，振动传感器能够像迄今那样针对相位差的测量实现优化，而加速度传感器能够尽可能好地适应其任务，即，探测测量管中的不对称性。用仅具有基于磁柱塞线圈的传统振动传感器的科里奥利质量流量计进行的试验显示，当介质是水的情况下，两个测量管中的其中一个被分流器中的软木塞完全堵塞会导致质量流量的相对测量错误达到2%至3%。于是有一个错误变量，它明显高于例如为0.15%的详细说明的测量错误。然而，测量时在仪器的评测装置中出现的振动信号，例如振动信号的流通路线、振幅或者差异信号，不能确定出与无干扰情况的显著区别。因此，几乎不可能借助传统振动传感器的振动信号来自诊断故障。相对地，在使用额外的新型加速度传感器的情况下，却能够实现自诊断，并且诊断结果的可靠性明显改善。

优选地，可以使用那些在MEMS微电子机械系统技术（MEMS-Micro Electro Mechanical System）中或者在压电信号生成中实现的加速度传感器。在耗费特别小的情况下就能够采用这些加速度传感器。

在一个特别有利的实施例中，在至少一个测量管的纵向方向上的自身位置上安放加速度传感器，振动传感器也固定在这个位置上。由此能够避免额外的装配点，并且能够为两个组件使用相同的紧固件。