DE102010000759B4

DE102010000759B4 - Measuring system with a vibration-type transducer

Info

Publication number: DE102010000759B4
Application number: DE102010000759.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Anklin; Vivek Kumar
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2025-05-22
Anticipated expiration: 2030-01-12
Also published as: DE102010000759A1

Abstract

Meßsystem, insb. Kompakt-Meßgerät und/oder Coriolis-Massedurchfluß-Meßgerät, für, insb. in Rohrleitungen, strömende Medien, welches Meßsystem umfaßt:
- einen im Betrieb von einem Medium, insb. einem Gas und/oder einer Flüssigkeit, einer Paste oder einem Pulver oder einem anderen fließfähigem Material, durchströmten Meßwandler (MW) vom Vibrationstyp zum Erzeugen von mit Parametern des strömenden Mediums, insb. einer Massendurchflußrate, einer Dichte und/oder einer Viskosität, korrespondierenden Primärsignalen sowie eine mit dem Meßwandler elektrisch gekoppelte Umformer-Elektronik (ME) zum Ansteuern des Meßwandlers und zum Auswerten von vom Meßwandler gelieferten Primärsignalen,
- wobei der Meßwandler
-- wenigstens ein Meßrohr (10; 10') zum Führen von strömendem Medium,
-- wenigstens einen elektro-mechanischen, insb. elektrodynamischen, Schwingungserreger zum Anregen und/oder Aufrechterhalten von Vibrationen des wenigstens einen Meßrohrs, insb. von Biegeschwingungen des wenigstens einen Meßrohrs um eine ein einlaßseitiges erstes Meßrohrende des Meßrohrs und ein auslaßseitiges zweites Meßrohrende des Meßrohrs imaginär verbindende gedachte Schwingungsachse mit einer natürlichen Resonanzfrequenz des Meßwandlers,
-- einen, insb. elektrodynamischen, ersten Schwingungssensor (51) zum Erfassen von, insb. einlaßseitigen, Vibrationen zumindest des wenigstens einen Meßrohrs und zum Erzeugen eines, insb. einlaßseitigen, Vibrationen zumindest des wenigstens einen Meßrohrs repräsentierenden ersten Primärsignals (s₁) des Meßwandlers, und
-- einen, insb. elektrodynamischen, zweiten Schwingungssensor (52) zum Erfassen von, insb. auslaßseitigen, Vibrationen zumindest des wenigstens einen Meßrohrs und zum Erzeugen eines, insb. auslaßseitige, Vibrationen zumindest des wenigstens einen Meßrohrs repräsentierenden zweiten Primärsignals (s₂) des Meßwandlers aufweist; und
- wobei die Umformer-Elektronik
-- wenigstens ein Vibrationen, insb. Biegeschwingungen, des wenigstens einen Meßrohrs bewirkendes Treibersignal (i_exc) für den Schwingungserreger liefert, und
-- mittels des ersten Primärsignals und mittels des zweiten Primärsignals sowie unter Verwendung eines im Betrieb mittels des Treibersignals erzeugten, eine Reynoldszahl, Re, für im Meßwandler strömendes Medium repräsentierenden Reynoldszahl-Meßwerts einen Druckdifferenz-Meßwert (X_Δp) generiert, der eine zwischen zwei vorgegebenen, insb. innerhalb des Meßwandlers lokalisierten, Referenzpunkten im strömenden Medium auftretende Druckdifferenz repräsentiert, insb. derart, daß ein erster der beiden Referenzpunkte einlaßseitig und ein zweiter der beiden Referenzpunkte auslaßseitig im Meßwandler lokalisiert sind.

Measuring system, in particular compact measuring device and/or Coriolis mass flow meter, for flowing media, in particular in pipelines, which measuring system comprises:
- a vibration-type measuring transducer (MW) through which a medium, in particular a gas and/or a liquid, a paste or a powder or another flowable material, flows during operation to generate primary signals corresponding to parameters of the flowing medium, in particular a mass flow rate, a density and/or a viscosity, as well as converter electronics (ME) electrically coupled to the measuring transducer to control the measuring transducer and to evaluate primary signals supplied by the measuring transducer,
- where the transducer
-- at least one measuring tube (10; 10') for guiding flowing medium,
-- at least one electromechanical, in particular electrodynamic, vibration exciter for exciting and/or maintaining vibrations of the at least one measuring tube, in particular bending vibrations of the at least one measuring tube about an imaginary vibration axis imaginarily connecting an inlet-side first measuring tube end of the measuring tube and an outlet-side second measuring tube end of the measuring tube with a natural resonance frequency of the measuring transducer,
-- a first vibration sensor (51), in particular an electrodynamic one, for detecting vibrations, in particular on the inlet side, of at least the at least one measuring tube and for generating a first primary signal (s ₁ ) of the measuring transducer representing vibrations, in particular on the inlet side, of at least the at least one measuring tube, and
-- a second vibration sensor (52), in particular an electrodynamic one, for detecting vibrations, in particular on the outlet side, of at least one measuring tube and for generating a second primary signal (s ₂ ) of the measuring transducer representing vibrations, in particular on the outlet side, of at least one measuring tube; and
- where the converter electronics
-- at least one driver signal (i _exc ) causing vibrations, in particular bending vibrations, of the at least one measuring tube for the vibration exciter, and
-- by means of the first primary signal and by means of the second primary signal and using a Reynolds number measured value generated during operation by means of the driver signal and representing a Reynolds number, Re, for the medium flowing in the measuring transducer, a pressure difference measured value (X _Δp ) is generated which represents a pressure difference occurring in the flowing medium between two predetermined reference points, in particular located within the measuring transducer, in particular in such a way that a first of the two reference points is located on the inlet side and a second of the two reference points is located on the outlet side in the measuring transducer.

Description

Die Erfindung betrifft ein, insb. als ein Kompakt-Meßgerät und/oder ein Coriolis-Massedurchfluß-Meßgerät ausgebildetes, Meßsystem für fließfähige, insb. fluide, Medien, das einen im Betrieb zumindest zeitweise von Medium durchströmten, von wenigstens einer das strömende Medium charakterisierenden Meßgröße, insb. einem Massendurchfluß, einer Dichte, einer Viskosität etc., beeinflußte Primärsignale generierenden Meßwandler vom Vibrationstyp sowie eine mit dem Meßwandler elektrisch gekoppelte und vom Meßwandler gelieferte Primärsignale zu Meßwerten verarbeitende Umformer-Elektronik umfaßt.The invention relates to a measuring system for flowable, especially fluid, media, in particular designed as a compact measuring device and/or a Coriolis mass flow meter, which comprises a vibration-type measuring transducer through which the medium flows at least temporarily during operation and which generates primary signals influenced by at least one measured variable characterizing the flowing medium, in particular a mass flow, a density, a viscosity, etc., as well as converter electronics which are electrically coupled to the measuring transducer and process primary signals supplied by the measuring transducer into measured values.

In der industriellen Meßtechnik werden, insb. auch im Zusammenhang mit der Regelung und Überwachung von automatisierten verfahrenstechnischen Prozessen, zur Ermittlung von charakteristischen Meßgrößen von in einer Prozeßleitung, beispielsweise einer Rohrleitung, strömenden Medien, beispielsweise von Flüssigkeiten und/oder Gasen, oftmals solche Meßsysteme verwendet, die mittels eines Meßwandlers vom Vibrationstyp und einer daran angeschlossenen, zumeist in einem separaten Elektronik-Gehäuse untergebrachten, Umformer-Elektronik, im strömenden Medium Reaktionskräfte, beispielsweise Corioliskräfte, induzieren und von diesen abgeleitet wiederkehren die wenigstens eine Meßgröße, beispielsweise eine Massedurchflußrate, einer Dichte, einer Viskosität oder einem anderen Prozeßparameter, entsprechend repräsentierende Meßwerte erzeugen. Derartige - oftmals mittels eines In-Line-Meßgeräts in Kompaktbauweise mit integriertem Meßwandler, wie etwa einem Coriolis-Massedurchflußmesser, gebildete - Meßsysteme sind seit langem bekannt und haben sich im industriellen Einsatz bewährt. Beispiele für solche Meßsysteme mit einem Meßwandler vom Vibrationstyp oder auch einzelnen Komponenten davon, sind z.B. in der EP-A 317 340 , der JP-A 8-136311 , der JP-A 9-015015 , der US-A 2007/0119264 , der US-A 2007/0119265 , der US-A 2007/0151370 , der US-A 2007/0151371 , der US-A 2007/0186685 , der US-A 2008/0034893 , der US-A 2008/0141789 , US-A 46 80 974 , der US-A 47 38 144 , der US-A 47 77 833 , der US-A 48 01 897 , der US-A 48 23 614 , der US-A 48 79 911 , der US-A 50 09 109 , der US-A 50 24 104 , der US-A 50 50 439 , der US-A 52 91 792 , der US-A 53 59 881 , der US-A 53 98 554 , der US-A 54 76 013 , der US-A 55 31 126 , der US-A 56 02 345 , der US-A 56 91 485 , der US-A 57 34 112 , der US-A 57 96 010 , der US-A 57 96 011 , der US-A 57 96 012 , der US-A 58 04 741 , der US-A 58 61 561 , der US-A 58 69 770 , der US-A 59 45 609 , der US-A 59 79 246 , der US-A 60 47 457 , der US-A 60 92 429 , der US-A 6073495 , der US-A 63 111 36 , der US-B 62 23 605 , der US-B 63 30 832 , der US-B 63 97 685 , der US-B 65 13 393 , der US-B 65 57 422 , der US-B 66 51 513 , der US-B 66 66 098 , der US-B 66 91 583 , der US-B 68 40 109 , der US-B 68 68 740 , der US-B 68 83 387 , der US-B 70 17 424 , der US-B 70 40 179 , der US-B 70 73 396 , der US-B 70 77 014 , der US-B 70 80 564 , der US-B 71 34 348 , der US-B 72 16 550 , der US-B 72 99 699 , der US-B 73 05 892 , der US-B 73 60 451 , der US-B 73 92 709 , der US-B 74 06 878 , der WO-A 00/14 485 , der WO-A 01/02 816 , der WO-A 2004/072588 , der WO-A 2008/013545 , der WO-A 2008/07 7574 , der WO-A 95/29386 , der WO-A 95/16897 oder der WO-A 99 40 394 beschrieben. Jeder der darin gezeigten Meßwandler umfaßt wenigstens ein in einem Meßwandler-Gehäuse untergebrachtes, im wesentlichen gerades oder gekrümmtes Meßrohr zum Führen des, gegebenenfalls auch extrem schnell oder extrem langsam strömenden, Mediums. Im Betrieb des Meßsystems wird das wenigstens ein Meßrohr zwecks Generierung von durch das hindurchströmende Medium mit beeinflußten Schwingungsformen vibrieren gelassen.In industrial measurement technology, particularly in connection with the control and monitoring of automated process engineering processes, to determine characteristic measured variables of media flowing in a process line, such as a pipeline, such as liquids and/or gases, measuring systems are often used which, by means of a vibration-type measuring transducer and connected converter electronics, usually housed in a separate electronics housing, induce reaction forces, such as Coriolis forces, in the flowing medium. Derived from these, these recurring measured values generate correspondingly representative measured values of at least one measured variable, such as a mass flow rate, density, viscosity, or another process parameter. Such measuring systems – often formed by a compact in-line measuring device with an integrated measuring transducer, such as a Coriolis mass flowmeter – have been known for a long time and have proven themselves in industrial use. Examples of such measuring systems with a vibration type transducer or individual components thereof are, for example, in the EP-A 317 340 , the JP-A 8-136311 , the JP-A 9-015015 , the US-A 2007/0119264 , the US-A 2007/0119265 , the US-A 2007/0151370 , the US-A 2007/0151371 , the US-A 2007/0186685 , the US-A 2008/0034893 , the US-A 2008/0141789 , US-A 46 80 974 , the US-A 47 38 144 , the US-A 47 77 833 , the US-A 48 01 897 , the US-A 48 23 614 , the US-A 48 79 911 , the US-A 50 09 109 , the US-A 50 24 104 , the US-A 50 50 439 , the US-A 52 91 792 , the US-A 53 59 881 , the US-A 53 98 554 , the US-A 54 76 013 , the US-A 55 31 126 , the US-A 56 02 345 , the US-A 56 91 485 , the US-A 57 34 112 , the US-A 57 96 010 , the US-A 57 96 011 , the US-A 57 96 012 , the US-A 58 04 741 , the US-A 58 61 561 , the US-A 58 69 770 , the US-A 59 45 609 , the US-A 59 79 246 , the US-A 60 47 457 , the US-A 60 92 429 , the US-A 6073495 , the US-A 63 111 36 , the US-B 62 23 605 , the US-B 63 30 832 , the US-B 63 97 685 , the US-B 65 13 393 , the US-B 65 57 422 , the US-B 66 51 513 , the US-B 66 66 098 , the US-B 66 91 583 , the US-B 68 40 109 , the US-B 68 68 740 , the US-B 68 83 387 , the US-B 70 17 424 , the US-B 70 40 179 , the US-B 70 73 396 , the US-B 70 77 014 , the US-B 70 80 564 , the US-B 71 34 348 , the US-B 72 16 550 , the US-B 72 99 699 , the US-B 73 05 892 , the US-B 73 60 451 , the US-B 73 92 709 , the US-B 74 06 878 , the WO-A 00/14 485 , the WO-A 01/02 816 , the WO-A 2004/072588 , the WO-A 2008/013545 , the WO-A 2008/07 7574 , the WO-A 95/29386 , the WO-A 95/16897 or the WO-A 99 40 394 Each of the measuring transducers shown therein comprises at least one substantially straight or curved measuring tube housed in a measuring transducer housing for guiding the medium, which may also flow extremely fast or extremely slow. During operation of the measuring system, the at least one measuring tube is vibrated to generate oscillation modes influenced by the medium flowing through it.

Bei Meßwandlern mit zwei Meßrohren sind diese zumeist über ein sich zwischen den Meßrohren und einem einlaßseitigen Anschlußflansch erstreckenden einlaßseitig Strömungsteiler sowie über ein sich zwischen den Meßrohren und einem auslaßseitigen Anschlußflansch erstreckenden auslaßseitig Strömungsteiler in die Prozeßleitung eingebunden. Bei Meßwandlern mit einem einzigen Meßrohr kommuniziert letzteres zumeist über ein einlaßseitig einmündendes im wesentlichen gerades Verbindungsrohrstück sowie über ein auslaßseitig einmündendes im wesentlichen gerades Verbindungsrohrstück mit der Prozeßleitung. Ferner umfaßt jeder der gezeigten Meßwandler mit einem einzigen Meßrohr jeweils wenigstens einen einstückigen oder mehrteilig ausgeführten, beispielsweise rohr-, kasten- oder plattenförmigen, Gegenschwinger, der unter Bildung einer ersten Kopplungszone einlaßseitig an das Meßrohr gekoppelt ist und der unter Bildung einer zweiten Kopplungszone auslaßseitig an das Meßrohr gekoppelt ist, und der im Betrieb im wesentlichen ruht oder zum Meßrohr gegengleich, also gleichfrequent und gegenphasig, oszilliert. Das mittels Meßrohr und Gegenschwinger gebildete Innenteil des Meßwandlers ist zumeist allein mittels der zwei Verbindungsrohrstücke, über die das Meßrohr im Betrieb mit der Prozeßleitung kommuniziert, in einem schutzgebenden Meßwandler-Gehäuse gehaltert, insb. in einer Schwingungen des Innenteil relativ zum Meßrohr ermöglichenden Weise. Bei den beispielsweise in der US-A 52 91 792 , der US-A 57 96 010 , der US-A 59 45 609 , der US-B 70 77 014 , der US-A 2007/0119264 , der WO-A 01 02 816 oder auch der WO-A 99 40 394 gezeigten Meßwandler mit einem einzigen, im wesentlichen geraden Meßrohr sind letzteres und der Gegenschwinger, wie bei herkömmlichen Meßwandlern durchaus üblich, zueinander im wesentlichen koaxial ausgerichtet. Bei marktgängigen Meßwandlern der vorgenannten Art ist zumeist auch der Gegenschwinger im wesentlichen rohrförmig und als im wesentlichen gerader Hohlzylinder ausgebildet, der im Meßwandler so angeordnet ist, daß das Meßrohr zumindest teilweise vom Gegenschwinger ummantelt ist. Als Materialien für solche Gegenschwinger kommen, insb. auch bei Verwendung von Titan, Tantal oder Zirkonium für das Meßrohr, zumeist vergleichsweise kostengünstige Stahlsorten, wie etwa Baustahl oder Automatenstahl, zum Einsatz.In transducers with two measuring tubes, these are usually integrated into the process line via a flow divider on the inlet side extending between the measuring tubes and an inlet-side connection flange, and via a flow divider on the outlet side extending between the measuring tubes and an outlet-side connection flange. In transducers with a single measuring tube, the latter usually communicates with the process line via a substantially straight connecting pipe section opening on the inlet side and a substantially straight connecting pipe section opening on the outlet side. Furthermore, each of the transducers shown with a single measuring tube comprises at least one single-piece or multi-piece counteroscillator, for example tubular, box-shaped, or plate-shaped, which is coupled to the measuring tube on the inlet side to form a first coupling zone and which is coupled to the measuring tube on the outlet side to form a second coupling zone, and which, during operation, is essentially at rest or oscillates inversely to the measuring tube, i.e., at the same frequency and in opposite phase. The inner part of the transducer formed by the measuring tube and counteroscillator is usually held in a protective transducer housing solely by means of the two connecting tube pieces, via which the measuring tube communicates with the process line during operation, in particular in a manner that enables oscillations of the inner part relative to the measuring tube. In the US-A 52 91 792 , the US-A 57 96 010 , the US-A 59 45 609 , the US-B 70 77 014 , the US-A 2007/0119264 , the WO-A 01 02 816 or the WO-A 99 40 394 In the measuring transducer shown with a single, essentially straight measuring tube, the latter and the counteroscillator are aligned essentially coaxially with each other, as is quite common with conventional measuring transducers. In commercially available measuring transducers of the aforementioned type, the counteroscillator is usually also essentially tubular and designed as an essentially straight hollow cylinder, which is arranged in the measuring transducer such that the measuring tube is at least partially encased by the counteroscillator. The materials used for such counteroscillators, especially when titanium, tantalum or zirconium are used for the measuring tube, are usually comparatively inexpensive types of steel, such as structural steel or free-cutting steel.

Als angeregte Schwingungsform - dem sogenannten Nutzmode - wird bei Meßwandlern mit gekrümmtem, z.B. U-, V- oder Ω-artig geformtem, Meßrohr üblicherweise jene Eigenschwingungsform gewählt, bei denen das Meßrohr zumindest anteilig bei einer niedrigsten natürlichen Resonanzfrequenz um eine gedachte Längsachse des Meßwandlers nach Art eines an einem Ende eingespannten Auslegers pendelt, wodurch im hindurchströmenden Medium vom Massendurchfluß abhängige Corioliskräfte induziert werden. Diese wiederum führen dazu, daß den angeregten Schwingungen des Nutzmodes, im Falle gekrümmter Meßrohre also pendelartigen Auslegerschwingungen, dazu gleichfrequente Biegeschwingungen gemäß wenigstens einer ebenfalls natürlichen zweiten Schwingungsform, dem sogenannten Coriolismode, überlagert werden. Bei Meßwandlern mit gekrümmtem Meßrohr entsprechen diese durch Corioliskräfte erzwungenen Auslegerschwingungen im Coriolismode üblicherweise jener Eigenschwingungsform, bei denen das Meßrohr auch Drehschwingungen um eine senkrecht zur Längsachse ausgerichtete gedachte Hochachse ausführt. Bei Meßwandlern mit geradem Meßrohr hingegen wird zwecks Erzeugung von massendurchflußabhängigen Corioliskräften oftmals ein solcher Nutzmode gewählt, bei dem das Meßrohr zumindest anteilig Biegeschwingungen im wesentlichen in einer einzigen gedachten Schwingungsebene ausführt, so daß die Schwingungen im Coriolismode dementsprechend als zu den Nutzmodeschwingungen komplanare Biegeschwingungen gleicher Schwingfrequenz ausgebildet sind. Aufgrund der Überlagerung von Nutz- und Coriolismode weisen die mittels der Sensoranordnung einlaßseitig und auslaßseitig erfaßten Schwingungen des vibrierenden Meßrohrs eine auch vom Massedurchfluß abhängige, meßbare Phasendifferenz auf. Üblicherweise werden die Meßrohre derartiger, z.B. in Coriolis-Massedurchflußmessern eingesetzte, Meßwandler im Betrieb auf einer momentanen natürlichen Resonanzfrequenz der für den Nutzmode gewählten Schwingungsform, insb. bei konstantgeregelter Schwingungsamplitude, angeregt. Da diese Resonanzfrequenz im besonderen auch von der momentanen Dichte des Mediums abhängig ist, kann mittels marktüblicher Coriolis-Massedurchflußmesser neben dem Massedurchfluß zusätzlich auch die Dichte von strömenden Medien gemessen werden. Ferner ist es auch möglich, wie beispielsweise in der US-B 66 51 513 oder der US-B 70 80 564 gezeigt, mittels Meßwandlern vom Vibrationstyp, Viskosität des hindurchströmenden Mediums direkt zu messen, beispielsweise basierend auf einer für die Aufrechterhaltung der Schwingungen erforderlichen Erregerenergie bzw. Erregerleistung und/oder basierend auf einer aus einer Dissipation von Schwingungsenergie resultierenden Dämpfung von Schwingungen des wenigstens einen Meßrohrs, insb. denen im vorgenannten Nutzmode. Darüberhinaus können auch weitere, aus den vorgenannten primären Meßwerten Massendurchflußrate, Dichte und Viskosität abgeleitete Meßgrößen, wie etwa gemäß der US-B 65 13 393 die Reynoldszahl zu ermittelt werden.The excited oscillation mode - the so-called useful mode - for transducers with a curved, e.g. U-, V-, or Ω-shaped measuring tube, is usually that natural oscillation mode in which the measuring tube oscillates at least partially at a lowest natural resonance frequency around an imaginary longitudinal axis of the transducer in the manner of a cantilever clamped at one end, whereby Coriolis forces dependent on the mass flow rate are induced in the medium flowing through it. These, in turn, lead to the excited oscillations of the useful mode - in the case of curved measuring tubes, pendulum-like cantilever oscillations - being superimposed with equal-frequency bending oscillations according to at least one second, equally natural oscillation mode, the so-called Coriolis mode. For transducers with a curved measuring tube, these cantilever oscillations in the Coriolis mode, forced by Coriolis forces, usually correspond to the natural oscillation mode in which the measuring tube also performs torsional oscillations around an imaginary vertical axis oriented perpendicular to the longitudinal axis. In the case of transducers with a straight measuring tube, however, in order to generate mass flow-dependent Coriolis forces, a useful mode is often selected in which the measuring tube at least partially performs bending vibrations essentially in a single imaginary vibration plane, so that the vibrations in the Coriolis mode are coplanar with the useful mode vibrations and have the same vibration frequency. Due to the superposition of the useful and Coriolis modes, the vibrations of the vibrating measuring tube detected by the sensor arrangement on the inlet and outlet sides exhibit a measurable phase difference that is also dependent on the mass flow. The measuring tubes of such transducers, e.g. those used in Coriolis mass flowmeters, are usually excited during operation at a momentary natural resonance frequency of the vibration mode selected for the useful mode, especially with a constantly controlled vibration amplitude. Since this resonance frequency is particularly dependent on the instantaneous density of the medium, commercially available Coriolis mass flow meters can be used to measure not only the mass flow but also the density of flowing media. Furthermore, it is also possible, as in the US-B 66 51 513 or the US-B 70 80 564 shown, by means of vibration-type transducers, to directly measure viscosity of the medium flowing through, for example based on an excitation energy or excitation power required to maintain the vibrations and/or based on a damping of vibrations of the at least one measuring tube resulting from a dissipation of vibration energy, in particular those in the aforementioned useful mode. In addition, other measured variables derived from the aforementioned primary measured values of mass flow rate, density and viscosity, such as according to the US-B 65 13 393 to determine the Reynolds number.

Zum Erregen von Schwingungen des wenigstens einen Meßrohrs weisen Meßwandler vom Vibrationstyp des weiteren eine im Betrieb von einem von der erwähnten Treiberelektronik generierten und entsprechend konditionierten elektrischen Treibersignal, z.B. einem geregelten Strom, angesteuerte Erregeranordnung auf, die das Meßrohr mittels wenigstens eines im Betrieb von einem Strom durchflossenen, auf das Meßrohr praktisch direkt einwirkenden elektro-mechanischen, insb. elektro-dynamischen, Schwingungserregers zu Biegeschwingungen im Nutzmode anregt. Desweiteren umfassen derartige Meßwandler eine Sensoranordnung mit, insb. elektro-dynamischen, Schwingungssensoren zum zumindest punktuellen Erfassen einlaßseitiger und auslaßseitiger Schwingungen des wenigstens einen Meßrohrs, insb. denen im Coriolismode, und zum Erzeugen von vom zu erfassenden Prozeßparameter, wie etwa dem Massedurchfluß oder der Dichte, beeinflußten, als Primärsignale des Meßwandlers dienenden elektrischen Sensorsignalen. Wie beispielsweise in der US-B 72 16 550 beschrieben können bei Meßwandlern der in Rede stehenden Art gegebenenfalls auch der Schwingungserreger zumindest zeitweise als Schwingungssensor und/oder ein Schwingungssensor zumindest zeitweise als Schwingungserreger verwendet werden. Die Erregeranordnung von Meßwandlern der in Rede stehenden Art weist üblicherweise wenigstens einen elektrodynamischen und/oder differentiell auf das wenigstens eine Meßrohr und den ggf. vorhandenen Gegenschwinger oder das ggf. vorhandene andere Meßrohr einwirkenden Schwingungserreger auf, während die Sensoranordnung einen einlaßseitigen, zumeist ebenfalls elektrodynamischen, Schwingungssensor sowie wenigstens einen dazu im wesentlichen baugleichen auslaßseitigen Schwingungssensor umfaßt. Solche elektrodynamischen und/oder differentiellen Schwingungserreger marktgängiger Meßwandler vom Vibrationstyp sind mittels einer zumindest zeitweise von einem Strom durchflossenen - bei Meßwandlern mit einem Meßrohr und einem daran gekoppelten Gegenschwinger zumeist an letzterem fixierten - Magnetspule sowie einen mit der wenigstens einen Magnetspule wechselwirkenden, insb. in diese eintauchenden, als Anker dienenden eher länglichen, insb. stabförmig ausgebildeten, Dauermagneten gebildet, der entsprechend am zu bewegenden Meßrohr fixiert ist. Der Dauermagnet und die als Erregerspule dienende Magnetspule sind dabei üblicherweise so ausgerichtet, daß sie zueinander im wesentlichen koaxial verlaufen. Zudem ist bei herkömmlichen Meßwandlern die Erregeranordnung üblicherweise derart ausgebildet und im Meßwandler plazierte, daß sie im wesentlichen mittig an das wenigstens eine Meßrohr angreift. Dabei ist der Schwingungserreger und insoweit die Erregeranordnung, wie beispielsweise auch bei den in der US-A 57 96 010 , der US-B 68 40 109 , der US-B 70 77 014 oder der US-B 70 17 424 vorgeschlagenen Meßwandlern gezeigt, zumeist zumindest punktuell entlang einer gedachten mittigen Umfangslinie des Meßrohrs außen an diesem fixiert. Alternativ zu einer mittels eher zentral und direkt auf das Meßrohr wirkenden Schwingungserregern gebildeten Erregeranordnung können, wie u.a. in der US-B 65 57 422 , der US-A 60 92 429 oder der US-A 48 23 614 vorgeschlagen, beispielsweise auch mittels zweier nicht im Zentrum des Meßrohres, sondern eher ein- bzw. auslaßseitig an diesem fixierten Schwingungserreger gebildete Erregeranordnungen verwendet werden oder, wie u.a. in der US-B 62 23 605 oder der US-A 55 31 126 vorgeschlagen, beispielsweise auch mittels eines zwischen dem ggf. vorhandenen Gegenschwinger und dem Meßwandler-Gehäuse wirkenden Schwingungserreger gebildete Erregeranordnungen verwendet werden. Bei den meisten marktgängigen Meßwandlern vom Vibrationstyp sind die Schwingungssensoren der Sensoranordnung, wie bereits angedeutet, zumindest insoweit im wesentlichen baugleich ausgebildet wie der wenigstens eine Schwingungserreger, als sie nach dem gleichen Wirkprinzip arbeiten. Dementsprechend sind auch die Schwingungssensoren einer solchen Sensoranordnung zumeist jeweils mittels wenigstens einer - üblicherweise am ggf. vorhandene Gegenschwinger fixierten -, zumindest zeitweise von einem veränderlichen Magnetfeld durchsetzte und damit einhergehend zumindest zeitweise mit einer induzierten Meßspannung beaufschlagten sowie einem am Meßrohr fixierten, mit der wenigstens eine Spule zusammenwirkenden dauermagnetischen Anker gebildet, der das Magnetfeld liefert. Jede der vorgenannten Spulen ist zudem mittels wenigstens eines Paars elektrischer Anschlußleitungen mit der erwähnten Umformer-Elektronik des In-Line-Meßgeräts verbunden, die zumeist auf möglichst kurzem Wege von den Spulen über den Gegenschwinger hin zum Meßwandler-Gehäuse geführt sind.To excite vibrations of the at least one measuring tube, vibration-type measuring transducers further comprise an exciter arrangement which, during operation, is controlled by an electrical drive signal generated by the aforementioned driver electronics and correspondingly conditioned, e.g., a regulated current. This exciter arrangement excites the measuring tube to bending vibrations in the useful mode by means of at least one electromechanical, particularly electrodynamic, vibration exciter through which a current flows during operation and which acts practically directly on the measuring tube. Furthermore, such measuring transducers comprise a sensor arrangement with, particularly electrodynamic, vibration sensors for at least selectively detecting inlet-side and outlet-side vibrations of the at least one measuring tube, particularly those in the Coriolis mode, and for generating electrical sensor signals influenced by the process parameter to be detected, such as mass flow or density, which serve as primary signals of the measuring transducer. As described, for example, in US-B 72 16 550 As described, in measuring transducers of the type in question, the vibration exciter can also be used at least temporarily as a vibration sensor and/or a vibration sensor can be used at least temporarily as a vibration exciter. The exciter arrangement of measuring transducers of the type in question usually has at least one vibration exciter acting electrodynamically and/or differentially on the at least one measuring tube and the possibly present counter-oscillator or the possibly present other measuring tube, while the sensor arrangement has an inlet-side, usually also electrodynamic, vibration sensor and at least one This comprises an essentially identical outlet-side vibration sensor. Such electrodynamic and/or differential vibration exciters of commercially available vibration-type measuring transducers are formed by means of a magnetic coil through which a current flows at least temporarily - in the case of measuring transducers with a measuring tube and a counter-oscillator coupled to it, usually fixed to the latter - and a rather elongated, particularly rod-shaped, permanent magnet which interacts with the at least one magnetic coil, in particular immersed in it, and serves as an armature, which is correspondingly fixed to the measuring tube to be moved. The permanent magnet and the magnetic coil serving as the excitation coil are usually aligned such that they run essentially coaxially with one another. Furthermore, in conventional measuring transducers, the excitation arrangement is usually designed and placed in the measuring transducer such that it engages the at least one measuring tube essentially centrally. The vibration exciter and thus the excitation arrangement, as for example also in the US-A 57 96 010 , the US-B 68 40 109 , the US-B 70 77 014 or the US-B 70 17 424 The proposed transducers are usually fixed at least at certain points along an imaginary central circumferential line of the measuring tube. As an alternative to an excitation arrangement formed by vibration exciters acting more centrally and directly on the measuring tube, US-B 65 57 422 , the US-A 60 92 429 or the US-A 48 23 614 suggested, for example, by means of two exciter arrangements not in the center of the measuring tube, but rather on the inlet and outlet sides of this fixed vibration exciter formed or, as in the US-B 62 23 605 or the US-A 55 31 126 suggested, for example, excitation arrangements formed by means of a vibration exciter acting between the possibly present counteroscillator and the transducer housing can also be used. In most commercially available vibration-type transducers, the vibration sensors of the sensor arrangement are, as already indicated, essentially identical in design to the at least one vibration exciter, at least insofar as they operate according to the same operating principle. Accordingly, the vibration sensors of such a sensor arrangement are also usually formed by means of at least one permanent-magnetic armature - usually fixed to the possibly present counteroscillator - which is at least temporarily permeated by a variable magnetic field and thus at least temporarily subjected to an induced measuring voltage, as well as a permanent-magnetic armature fixed to the measuring tube and interacting with the at least one coil, which supplies the magnetic field. Each of the aforementioned coils is also connected to the aforementioned converter electronics of the in-line measuring device by means of at least one pair of electrical connecting lines, which are usually routed along the shortest possible path from the coils via the counteroscillator to the measuring transducer housing.

Wie u.a. in den eingangs erwähnten US-B 74 06 878 , US-B 73 05 892 , US-B 71 34 348 , US-B 65 13 393 , US-A 58 61 561 , US-A 53 59 881 bzw. WO-A 2004/072588 diskutiert, kann ein weiterer, für den Betrieb des Meßsystems als solches und/oder für den Betrieb der Anlage, in der das Meßsystem installiert ist, durchaus relevanter Parameter ein - beispielsweise durch den Meßwandler und insoweit das Meßsystems selbst provozierter - Druckverlust in der Strömung sein; dies im besonderen auch für den Fall, daß das Medium zwei- oder mehrphasig ausgebildet ist, etwa als Flüssigkeits-Gas-Gemisch, und/oder daß im Betrieb mit unerwünschter Kavitation infolge Unterschreitens eines minimalen statischen Drucks im strömenden Medium zu rechnen bzw. diese unbedingt zu vermeiden ist. Bei den in der US-A 53 59 881 oder der US-B 74 06 878 gezeigten Meßsystemen wird eine über dem Meßwandler abfallende Druckdifferenz im Betrieb beispielsweise dadurch ermittelt, daß an einem ersten Druckmeßpunkt im Einlaßbereich des Meßwandlers bzw. unmittelbar stromaufwärts desselben mittels eines ersten Drucksensor ein erster statischer Druck im strömenden Medium und an einem zweiten Druckmeßpunkt im Auslaßbereich des Meßwandlers bzw. unmittelbar stromabwärts desselben mittels eines zusätzlichen zweiten Drucksensors ein zweiter statischer Druck im strömenden Medium erfaßt und, mittels hydraulischem Druckmeßwerk und/oder mittels der jeweiligen Umformer-Elektronik wiederkehren in einen entsprechenden Druckdifferenz-Meßwert gewandelt werden. In der US-B 73 05 892 bzw. der US-B 71 34 348 ist ferner ein mittels eines Meßwandlers vom Vibrationstyp durchführbares Verfahren zur Messung einer Druckdifferenz beschrieben, bei dem anhand einer Schwingungsantwort des wenigstens einen Meßrohrs auf eine multimodale Schwingungserregung sowie in der Umformer-Elektronik hinterlegter physikalisch-mathematisch Modelle für eine Dynamik des - hier als Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät ausgebildeten - Meßsystems ein Druck bzw. ein Druckabfall im durch den Meßwandler strömenden Medium ermittelt wird.As mentioned above, US-B 74 06 878 , US-B 73 05 892 , US-B 71 34 348 , US-B 65 13 393 , US-A 58 61 561 , US-A 53 59 881 or WO-A 2004/072588 discussed, another parameter that is quite relevant for the operation of the measuring system as such and/or for the operation of the system in which the measuring system is installed can be a pressure loss in the flow - for example, caused by the measuring transducer and, to that extent, the measuring system itself; this is particularly true in the case that the medium is two-phase or multi-phase, such as a liquid-gas mixture, and/or that undesirable cavitation is to be expected during operation as a result of the flowing medium falling below a minimum static pressure or this must be avoided at all costs. US-A 53 59 881 or the US-B 74 06 878 In the measuring systems shown, a pressure difference falling across the transducer during operation is determined, for example, by measuring a first static pressure in the flowing medium at a first pressure measuring point in the inlet area of the transducer or immediately upstream thereof by means of a first pressure sensor and a second static pressure in the flowing medium at a second pressure measuring point in the outlet area of the transducer or immediately downstream thereof by means of an additional second pressure sensor and, by means of a hydraulic pressure measuring device and/or by means of the respective converter electronics, is converted into a corresponding pressure difference measured value. In the US-B 73 05 892 or the US-B 71 34 348 Furthermore, a method for measuring a pressure difference which can be carried out by means of a vibration-type measuring transducer is described, in which method a pressure or a pressure drop in the medium flowing through the measuring transducer is determined on the basis of a vibration response of the at least one measuring tube to a multimodal vibration excitation and physical-mathematical models stored in the transducer electronics for a dynamics of the measuring system - designed here as a Coriolis mass flow meter.

Ein Nachteil der aus dem Stand der Technik zur Druckmessung, insb. auch zur Druckdifferenzmessung, mittels Meßwandler vom Vibrationstyp bekannten Lösungen ist allerdings darin zu sehen, daß entweder entsprechend modifizierte Erregeranordnungen und/oder entsprechend modifizierte Treiberelektronik zu verwenden oder aber zusätzliche Drucksensoren vorzusehen sind. Damit einhergehend kann sich sowohl der Konstruktionsaufwand des Meßsystems selbst als auch der Experimentieraufwand bei der Kalibrierung solcher Meßsysteme in extremen Maße erhöhen, da die zugrundegelegten physikalisch-mathematisch Modelle für die Druck- bzw. die Druckdifferenzmessung zwecks Erzielung einer hohen Meßgenauigkeit sehr komplex sind und damit einhergehend ein Vielzahl zusätzlich zu kalibrierender Koeffizienten aufweisen, ggf. auch im Zuge einer erst vor Ort am installierten Meßsystem durchgeführten Naß-Kalibration.However, a disadvantage of the state-of-the-art solutions for pressure measurement, especially for pressure difference measurement, using vibration-type transducers is that either modified excitation arrangements and/or modified driver electronics must be used, or additional pressure sensors must be provided. This can increase both the design effort of the measuring system itself and the experimental effort required for calibrating such measuring systems. increase to an extreme extent, since the underlying physical-mathematical models for the pressure or pressure difference measurement in order to achieve a high measurement accuracy are very complex and therefore have a large number of additional coefficients that have to be calibrated, possibly also in the course of a wet calibration carried out on site on the installed measuring system.

Ein Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, mittels Meßwandler vom Vibrationstyp gebildet Meßsysteme dahingehend zu verbessern, daß damit eine, zumindest für Zwecke der Detektion bzw. Alarmierung unerwünscht hoher Druckabfälle im strömenden Medium ausreichend genaue, ggf. auch eine im Sinne des Erzeugens validierter Meßwerte hoch präzise, Messung einer Druckdifferenz im hindurchströmenden Medium ermöglicht ist; dies im besonderen auch unter Verwendung der in solchen Meßsystemen bewährten Meßtechnik, wie etwa etablierte Schwingungssensorik und/oder -aktorik, oder auch bewährten Technologien und Architekturen etablierter Umformer-Elektroniken.One object of the invention is therefore to improve measuring systems formed by means of vibration-type measuring transducers in such a way that a sufficiently accurate measurement of a pressure difference in the flowing medium is possible, at least for the purposes of detecting or alarming undesirably high pressure drops in the flowing medium, and possibly also a highly precise measurement in the sense of generating validated measured values; this is particularly also possible using the measuring technology proven in such measuring systems, such as established vibration sensors and/or actuators, or also proven technologies and architectures of established converter electronics.

Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einem Meßsystem, beispielsweise Kompakt-Meßgerät und/oder Coriolis-Massedurchfluß-Meßgerät, für, beispielsweise in Rohrleitungen, strömende Medien, welches Meßsystem einen im Betrieb von einem Medium, beispielsweise einem Gas und/oder einer Flüssigkeit, einer Paste oder einem Pulver oder einem anderen fließfähigem Material, durchströmten Meßwandler vom Vibrationstyp zum Erzeugen von mit Parametern des strömenden Mediums, beispielsweise einer Massendurchflußrate, einer Dichte und/oder einer Viskosität, korrespondierenden Primärsignalen sowie eine mit dem Meßwandler elektrisch gekoppelte Umformer-Elektronik (ME) zum Ansteuern des Meßwandlers und zum Auswerten von vom Meßwandler gelieferten Primärsignalen umfaßt. Der Meßwandler weist wenigstens ein Meßrohr zum Führen von strömendem Medium, wenigstens einen elektro-mechanischen, beispielsweise elektrodynamischen, Schwingungserreger zum Anregen und/oder Aufrechterhalten von Vibrationen des wenigstens einen Meßrohrs, beispielsweise von Biegeschwingungen des wenigstens einen Meßrohrs um eine ein einlaßseitiges erstes Meßrohrende des Meßrohrs und ein auslaßseitiges zweites Meßrohrende des Meßrohrs imaginär verbindende gedachte Schwingungsachse mit einer natürlichen Resonanzfrequenz des Meßwandlers, einen, beispielsweise elektrodynamischen, ersten Schwingungssensor zum Erfassen von, beispielsweise einlaßseitigen, Vibrationen zumindest des wenigstens einen Meßrohrs und zum Erzeugen eines, beispielsweise einlaßseitigen, Vibrationen zumindest des wenigstens einen Meßrohrs repräsentierenden ersten Primärsignals des Meßwandlers, und einen, beispielsweise elektrodynamischen, zweiten Schwingungssensor zum Erfassen von, beispielsweise auslaßseitigen, Vibrationen zumindest des wenigstens einen Meßrohrs und zum Erzeugen eines, beispielsweise auslaßseitigen, Vibrationen zumindest des wenigstens einen Meßrohrs repräsentierenden zweiten Primärsignals des Meßwandlers auf. Die Umformer-Elektronik wiederum liefert wenigstens ein Vibrationen, beispielsweise Biegeschwingungen, des wenigstens einen Meßrohrs bewirkendes Treibersignal für die den Schwingungserreger liefert, und generiert mittels des ersten Primärsignals und mittels des zweiten Primärsignals sowie unter Verwendung eines im Betrieb mittels des Treibersignals erzeugten, eine Reynoldszahl, Re, für im Meßwandler strömendes Medium repräsentierenden Reynoldszahl-Meßwerts einen Druckdifferenz-Meßwert, der eine zwischen zwei vorgegebenen, beispielsweise innerhalb des Meßwandlers lokalisierten, Referenzpunkten im strömenden Medium auftretende Druckdifferenz repräsentiert, beispielsweise derart, daß ein erster der beiden Referenzpunkte einlaßseitig und ein zweiter der beiden Referenzpunkte auslaßseitig im Meßwandler lokalisiert sind.To achieve the object, the invention consists in a measuring system, for example a compact measuring device and/or Coriolis mass flow meter, for media flowing, for example, in pipelines, which measuring system comprises a vibration-type measuring transducer through which a medium, for example a gas and/or a liquid, a paste or a powder or another flowable material, flows during operation for generating primary signals corresponding to parameters of the flowing medium, for example a mass flow rate, a density and/or a viscosity, as well as converter electronics (ME) electrically coupled to the measuring transducer for controlling the measuring transducer and for evaluating primary signals supplied by the measuring transducer. The measuring transducer has at least one measuring tube for guiding flowing medium, at least one electro-mechanical, for example electrodynamic, vibration exciter for exciting and/or maintaining vibrations of the at least one measuring tube, for example bending vibrations of the at least one measuring tube about an imaginary vibration axis imaginarily connecting an inlet-side first measuring tube end of the measuring tube and an outlet-side second measuring tube end of the measuring tube with a natural resonance frequency of the measuring transducer, a, for example electrodynamic, first vibration sensor for detecting, for example inlet-side vibrations of at least one measuring tube and for generating a first primary signal of the measuring transducer representing, for example inlet-side vibrations of at least one measuring tube, and a, for example electrodynamic, second vibration sensor for detecting, for example outlet-side vibrations of at least one measuring tube and for generating a second primary signal of the measuring transducer representing, for example outlet-side vibrations of at least one measuring tube. measuring transducer. The transducer electronics in turn supplies at least one drive signal for the vibration exciter which causes vibrations, for example bending vibrations, of the at least one measuring tube, and generates a pressure difference measured value by means of the first primary signal and by means of the second primary signal and using a Reynolds number measured value generated during operation by means of the drive signal and representing a Reynolds number, Re, for the medium flowing in the measuring transducer, which represents a pressure difference occurring between two predetermined reference points in the flowing medium, for example located within the measuring transducer, for example in such a way that a first of the two reference points is located on the inlet side and a second of the two reference points is located on the outlet side in the measuring transducer.

Darüberhinaus besteht die Erfindung in einem Verfahren zum Messen einer innerhalb eines strömenden Mediums auftretenden Druckdifferenz unter Verwendung des obengenannten Messsystems, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Strömenlassen des Mediums durch wenigstens ein Meßrohr;
Erzeugen eines eine Reynoldszahl, Re, für das strömende Medium repräsentierenden Reynoldszahl-Meßwerts, sowie
Verwenden des Reynoldszahl-Meßwerts zum Erzeugen eines Druckdifferenz-Meßwerts, der eine zwischen zwei, beispielsweise innerhalb des Meßwandler lokalisierten, Referenzpunkten im strömenden Medium auftretende Druckdifferenz repräsentiert.

Furthermore, the invention consists in a method for measuring a pressure difference occurring within a flowing medium using the above-mentioned measuring system, which method comprises the following steps:

Allowing the medium to flow through at least one measuring tube;
Generating a Reynolds number measurement value representing a Reynolds number, Re, for the flowing medium, and
Using the Reynolds number measurement value to generate a pressure difference measurement value that represents a pressure difference occurring between two reference points in the flowing medium, for example, located within the transducer.

Nach einer ersten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik den Reynoldszahl-Meßwert mittels des Treibersignals generiert.According to a first embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the converter electronics generates the Reynolds number measurement value by means of the driver signal.

Nach einer zweiten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik den Reynoldszahl-Meßwert mittels des ersten Primärsignals und/oder mittels des zweiten Primärsignals generiert.According to a second embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the converter electronics generates the Reynolds number measurement value by means of the first primary signal and/or by means of the second primary signal.

Nach einer dritten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik den Druckdifferenz-Meßwerts unter Verwendung eines, beispielsweise in einem flüchtigen Datenspeicher der Umformer-Elektronik intern vorgehaltenen und/oder im Betrieb mittels des Treibersignal und/oder mittels wenigstens eines der Primärsignale erzeugten, Viskositäts-Meßwert generiert, der eine Viskosität, η, von im Meßwandler strömendem Medium repräsentiert. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik den Viskositäts-Meßwert mittels des Treibersignals generiert und/oder daß die Umformer-Elektronik den Viskositäts-Meßwert unter Verwendung des ersten Primärsignals und/oder des zweiten Primärsignals generiert.According to a third embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the transmitter electronics calculates the pressure difference measured value using a data storage device, for example, stored internally in a volatile data memory of the transmitter electronics and/or stored in operation with A viscosity measurement value is generated by means of the drive signal and/or by means of at least one of the primary signals, said viscosity measurement value representing a viscosity, η, of the medium flowing in the measuring transducer. Further developing this embodiment of the invention, it is further provided that the converter electronics generate the viscosity measurement value by means of the drive signal and/or that the converter electronics generate the viscosity measurement value using the first primary signal and/or the second primary signal.

Nach einer vierten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik zur Ermittlung des Druckdifferenz-Meßwerts mittels des ersten Primärsignals und mittels des zweiten Primärsignals einen Phasendifferenz-Meßwert generiert, der eine zwischen dem ersten Primärsignal und dem zweiten Primärsignal existierenden, beispielsweise von einer Massendurchflußrate, m , von im Meßwandler strömendem Medium abhängige, Phasendifferenz, Δφ_l, repräsentiert.According to a fourth embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the transmitter electronics for determining the pressure difference measured value by means of the first primary signal and by means of the second primary signal generates a phase difference measured value which represents a phase difference, Δφ _l , existing between the first primary signal and the second primary signal, for example depending on a mass flow rate, m , of medium flowing in the measuring transducer.

Nach einer fünften Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik zur Ermittlung des Druckdifferenz-Meßwerts und/oder zur Erzeugung eines eine Dichte, ρ, von im Meßwandler strömendem Medium repräsentierenden Dichte-Meßwerts anhand wenigstens eines der Primärsignale und/oder anhand des wenigstens einen Treibersignals einen Frequenz-Meßwert generiert, der eine Schwingungsfrequenz, f_exc, von Vibrationen des wenigstens einen Meßrohrs, beispielsweise von Biegeschwingungen des wenigstens einen Meßrohrs um eine ein einlaßseitiges erstes Meßrohrende des Meßrohrs und ein auslaßseitiges zweites Meßrohrende des Meßrohrs imaginär verbindende gedachte Schwingungsachse mit einer natürlichen Resonanzfrequenz des Meßwandlers, repräsentiert.According to a fifth embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the transmitter electronics for determining the pressure difference measured value and/or for generating a density measured value representing a density, ρ, of medium flowing in the measuring transducer, based on at least one of the primary signals and/or based on the at least one driver signal, generates a frequency measured value which represents an oscillation frequency, f _exc , of vibrations of the at least one measuring tube, for example of bending oscillations of the at least one measuring tube about an imaginary oscillation axis imaginarily connecting an inlet-side first measuring tube end of the measuring tube and an outlet-side second measuring tube end of the measuring tube with a natural resonance frequency of the measuring transducer.

Nach einer sechsten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik zur Ermittlung des Druckdifferenz-Meßwerts mittels des ersten Primärsignals und mittels des zweiten Primärsignals einen Massendurchfluß-Meßwert generiert, der eine Massendurchflußrate, m , von im Meßwandler strömendem Medium repräsentiert,According to a sixth embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the transmitter electronics generates a mass flow measurement value for determining the pressure difference measurement value by means of the first primary signal and by means of the second primary signal, which represents a mass flow rate, m , of medium flowing in the measuring transducer,

Nach einer siebenten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik den Reynoldzahl-Meßwert unter Verwendung eines eine Massendurchflußrate, m , von im Meßwandler strömendem Medium repräsentierenden Massendurchfluß-Meßwerts generiertet.According to a seventh embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the converter electronics generates the Reynolds number measured value using a mass flow measured value representing a mass flow rate, m , of medium flowing in the measuring transducer.

Nach einer achten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik den Reynoldzahl-Meßwert unter Verwendung eines eine Viskosität, η, von im Meßwandler strömendem Medium repräsentierenden Viskositäts-Meßwerts generiert.According to an eighth embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the converter electronics generates the Reynolds number measured value using a viscosity measured value representing a viscosity, η, of the medium flowing in the measuring transducer.

Nach einer neunten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik den Reynoldzahl-Meßwert unter Verwendung sowohl eines eine Massendurchflußrate, m , von im Meßwandler strömendem Medium repräsentierenden Massendurchfluß-Meßwerts als auch eines eine Viskosität, η, von im Meßwandler strömendem Medium repräsentierenden Viskositäts-Meßwerts generiert.According to a ninth embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the converter electronics generates the Reynolds number measured value using both a mass flow measured value representing a mass flow rate, m , of medium flowing in the measuring transducer and a viscosity measured value representing a viscosity, η, of medium flowing in the measuring transducer.

Nach einer zehnten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik den Druckdifferenz-Meßwerts unter Verwendung eines, beispielsweise in einem flüchtigen Datenspeicher der Umformer-Elektronik intern vorgehaltenen und/oder im Betrieb mittels des Treibersignal und/oder mittels wenigstens eines der Primärsignale erzeugten, Dichte-Meßwert generiert, der eine Dichte, ρ, von im Meßwandler strömendem Medium repräsentiert.According to a tenth embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the transmitter electronics generates the pressure difference measured value using a density measured value, which is stored internally, for example, in a volatile data memory of the transmitter electronics and/or generated during operation by means of the driver signal and/or by means of at least one of the primary signals, and which represents a density, ρ, of medium flowing in the measuring transducer.

Nach einer elften Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik zur Ermittlung des Druckdifferenz-Meßwerts mittels des ersten Primärsignals und mittels des zweiten Primärsignals einen Strömungsenergie-Meßwert generiert, der eine von einer Dichte, ρ, und einer Strömungsgeschwindigkeit, U, des im Meßwandler strömenden Mediums abhängige kinetische Energie, ρU², von im Meßwandler strömendem Medium repräsentiert.According to an eleventh embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the transmitter electronics for determining the pressure difference measured value by means of the first primary signal and by means of the second primary signal generates a flow energy measured value which represents a kinetic energy, ρU ² , of the medium flowing in the measuring transducer, which is dependent on a density, ρ, and a flow velocity, U, of the medium flowing in the measuring transducer.

Nach einer zwölften Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik zur Ermittlung des Druckdifferenz-Meßwerts einen Druckabfall-Koeffizienten generiert, der einen von der momentanen Reynoldszahl, Re, des strömenden Mediums abhängigen Druckabfall über dem Meßwandler, bezogen auf eine momentane kinetische Energie des im Meßwandler strömenden Mediums repräsentiert.According to a twelfth embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the transducer electronics generates a pressure drop coefficient for determining the pressure difference measured value, which represents a pressure drop across the transducer dependent on the instantaneous Reynolds number, Re, of the flowing medium, related to an instantaneous kinetic energy of the medium flowing in the transducer.

Nach einer dreizehnten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik unter Verwendung des Druckdifferenz-Meßwerts und anhand eines, beispielsweise in einem flüchtigen Datenspeicher der Umformer-Elektronik intern vorgehaltenen, ersten Druck-Meßwerts, der einen, beispielsweise stromaufwärts eines Auslaßendes des Meßwandlers und/oder stromabwärts eines Einlaßendes des Meßwandlers, im strömenden Medium herrschenden, beispielsweise mittels eines mit der Umformer-Elektronik kommunizierenden Drucksensors gemessenen und/oder mittels des ersten und zweiten Primärsignals des Meßwandlers ermittelten, ersten Druck repräsentiert, einen zweiten Druck-Meßwert generiert, der einen, beispielsweise minimalen und/oder für das Meßsystem als kritisch eingestuften, statischen Druck, p_krit, innerhalb des strömenden Mediums repräsentiert. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik unter Verwendung des zweiten Druck-Meßwerts einen Alarm generiert, der ein Unterschreiten eines vorab definierten, minimal zulässigen statischen Drucks im Medium, beispielsweise visuell und/oder akustisch wahrnehmbar, signalisiert; und/oder daß die Umformer-Elektronik unter Verwendung des zweiten Druck-Meßwerts einen Alarm generiert, der ein, beispielsweise sich anbahnendes, Auftreten von Kavitation im Medium, beispielsweise visuell und/oder akustisch wahrnehmbar, signalisiert.According to a thirteenth embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the transmitter electronics, using the pressure difference measured value and on the basis of a first pressure measured value, for example stored internally in a volatile data memory of the transmitter electronics, which represents a pressure prevailing in the flowing medium, for example upstream of an outlet end of the measuring transducer and/or downstream of an inlet end of the measuring transducer, for example by means of a transmitter electronics electronically communicating pressure sensor and/or determined by means of the first and second primary signals of the transducer, generates a second pressure measurement value which represents a static pressure, p _crit , within the flowing medium, for example a minimum and/or classified as critical for the measuring system. Further developing this embodiment of the invention, it is further provided that the transducer electronics generate an alarm using the second pressure measurement value which signals, for example visually and/or acoustically, when a previously defined, minimum permissible static pressure in the medium has been undershot; and/or that the transducer electronics generate an alarm using the second pressure measurement value which signals, for example visually and/or acoustically, an impending occurrence of cavitation in the medium.

Nach einer vierzehnten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung umfaßt dieses zum Erzeugen eines einen im strömenden Medium herrschenden statischen Druck repräsentierenden Druck-Meßwerts weiters einen dem Erfassen eines, beispielsweise stromaufwärts eines Einlaßendes des Meßwandlers oder stromabwärts eines Auslaßendes des Meßwandlers, im in einer das Medium führenden Rohrleitung herrschenden statischen Drucks dienenden, im Betrieb mit der Umformer-Elektronik kommunizierenden Drucksensor.According to a fourteenth embodiment of the measuring system of the invention, in order to generate a pressure measurement value representing a static pressure prevailing in the flowing medium, it further comprises a pressure sensor which serves to detect a static pressure prevailing in a pipeline carrying the medium, for example upstream of an inlet end of the measuring transducer or downstream of an outlet end of the measuring transducer, and which communicates with the converter electronics during operation.

Nach einer fünfzehnten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik unter Verwendung des Druckdifferenz-Meßwerts einen Alarm generiert, der ein Überschreiten einer vorab definierten, maximal zulässigen Absenkung eines statischen Drucks im durch den Meßwandler strömenden Medium, beispielsweise visuell und/oder akustisch wahrnehmbar, signalisiert; und/oder daß die Umformer-Elektronik unter Verwendung des Druckdifferenz-Meßwerts einen Alarm generiert, der einen durch den Meßwandler provozierten, zu hohen Druckabfall im Medium, beispielsweise visuell und/oder akustisch wahrnehmbar, signalisiert.According to a fifteenth embodiment of the measuring system of the invention, it is further provided that the transducer electronics generate an alarm using the pressure difference measured value, which signals an exceeding of a predefined, maximum permissible reduction in static pressure in the medium flowing through the transducer, for example visually and/or acoustically perceptible; and/or that the transducer electronics generate an alarm using the pressure difference measured value, which signals an excessive pressure drop in the medium provoked by the transducer, for example visually and/or acoustically perceptible.

Nach einer sechzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Meßwandler weiters ein Meßwandler-Gehäuse mit einem, insb. einen Anschlußflansch für ein Medium dem Meßwandler zuführendes Leitungssegment aufweisenden, einlaßseitigen ersten Gehäuseende und einem, insb. einen Anschlußflansch für ein Medium vom Meßwandler abführendes Leitungssegment aufweisenden, auslaßseitigen zweiten Gehäuseende. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß das einlaßseitige erste Gehäuseende des Meßwandler-Gehäuses mittels eines zwei jeweils voneinander beabstandeten Strömungsöffnungen aufweisenden einlaßseitigen ersten Strömungsteiler und das auslaßseitige zweite Gehäuseende des Meßwandler-Gehäuses mittels eines zwei jeweils voneinander beabstandeten Strömungsöffnungen aufweisenden auslaßseitigen zweiten Strömungsteilers gebildet sind, und daß der Meßwandler zwei zueinander parallele Meßrohre zum Führen von strömendem Medium aufweist, von denen ein erstes Meßrohr mit einem einlaßseitigen ersten Meßrohrende in eine erste Strömungsöffnung des ersten Strömungsteilers und mit einem auslaßseitigen zweiten Meßrohrende in eine erste Strömungsöffnung des zweiten Strömungsteilers mündet, und ein zweites Meßrohr mit einem einlaßseitigen ersten Meßrohrende in eine zweite Strömungsöffnung des ersten Strömungsteilers und mit einem auslaßseitigen zweiten Meßrohrende in eine zweite Strömungsöffnung des zweiten Strömungsteilers mündet.According to a sixteenth embodiment of the invention, it is further provided that the measuring transducer further comprises a measuring transducer housing with an inlet-side first housing end, in particular having a connection flange for a line segment supplying the measuring transducer, and an outlet-side second housing end, in particular having a connection flange for a line segment discharging the medium from the measuring transducer. Further developing this embodiment of the invention, it is further provided that the inlet-side first housing end of the measuring transducer housing is formed by means of an inlet-side first flow divider having two spaced-apart flow openings, and the outlet-side second housing end of the measuring transducer housing is formed by means of an outlet-side second flow divider having two spaced-apart flow openings, and that the measuring transducer has two parallel measuring tubes for guiding flowing medium, of which a first measuring tube opens with an inlet-side first measuring tube end into a first flow opening of the first flow divider and with an outlet-side second measuring tube end into a first flow opening of the second flow divider, and a second measuring tube opens with an inlet-side first measuring tube end into a second flow opening of the first flow divider and with an outlet-side second measuring tube end into a second flow opening of the second flow divider.

Nach einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt diese weiters Schritte des Anregens des wenigstens einen Meßrohrs zu Vibrationen, beispielsweise Biegeschwingungen um eine ein einlaßseitiges erstes Meßrohrende des Meßrohrs und ein auslaßseitiges zweites Meßrohrende des Meßrohrs imaginär verbindende gedachte Schwingungsachse; sowie des Erzeugens eines einlaßseitige Vibrationen zumindest des wenigstens einen Meßrohrs repräsentierenden ersten Primärsignals sowie eines auslaßseitige Vibrationen zumindest des wenigstens einen Meßrohrs repräsentierenden zweiten Primärsignals. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend umfaßt das Verfahren weiters einen Schritt des Verwendens des ersten Primärsignals und/oder des zweiten Primärsignals zum Erzeugen des Reynoldszahl-Meßwerts, insb. auch zum Erzeugen eines eine Dichte des strömenden Mediums repräsentierenden Dichte-Meßwerts und/oder zum Erzeugen eines eine Massendurchflußrate des strömenden Mediums repräsentierenden Massendurchfluß-Meßwerts.According to a first embodiment of the method of the invention, this further comprises steps of exciting the at least one measuring tube to vibrate, for example, bending vibrations about an imaginary vibration axis imaginarily connecting an inlet-side first measuring tube end of the measuring tube and an outlet-side second measuring tube end of the measuring tube; and of generating a first primary signal representing inlet-side vibrations of at least the at least one measuring tube and a second primary signal representing outlet-side vibrations of at least the at least one measuring tube. Further developing this embodiment of the invention, the method further comprises a step of using the first primary signal and/or the second primary signal to generate the Reynolds number measured value, in particular also to generate a density measured value representing a density of the flowing medium and/or to generate a mass flow measured value representing a mass flow rate of the flowing medium.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, unter Verwendung einiger weniger, für die Messung strömender Medium etablierter Meßwerte, wie der Massendurchflußrate, der Dichte, der Viskosität und/oder der Reynoldszahl, die in Meßsystemen der in Rede stehenden Art typischerweise ohnehin vorliegen, insb. auch intern ermitteltet werden, und/oder anhand von einigen wenigen, mittels der Umformer-Elektronik solcher Meßsysteme typischerweise intern generierten Betriebsparametern, wie einer Phasendifferenz zwischen den ein- und auslaßseitige Schwingungen des wenigstens einen Meßrohrs repräsentierenden Primärsignalen, deren Signalfrequenz und/oder -amplitude, oder den davon typischerweise ohnehin abgeleiteten, als eine weitere interessierende Meßgröße einen Druckdifferenz zu ermitteln. Die Erfindung basiert dabei auch auf der überraschenden Erkenntnis, daß sogar allein anhand vorgenannter Betriebsparameter bzw. den davon abgeleiteten, in Meßsystemen der in Rede stehenden Art typischerweise ohnehin ermittelten Meßwerten sowie einigen wenigen vorab speziell - etwa im Zuge einer ohnehin durchzuführenden Naß-Kalibration - zu bestimmenden meßsystemspezifischen Festwerten Druckdifferenzen im durch den Meßwandler strömenden Medium mit einer auch zu Zwecken der Alarmierung kritischer Betriebszustände, wie etwa Kavitation im strömenden Medium, ausreichend guten Meßgenauigkeit ermittelt werden können; dies auch über einen sehr weiten Reynoldszahlbereich, also sowohl für laminare als auch turbulente Strömung. Ein Vorteil der Erfindung besteht dabei im besonderen darin, daß zur Realisierung der erfindungsgemäßen Druckdifferenz-Messung sowohl auf betriebsbewährte konventionelle Meßwandler als auch auf betriebsbewährte konventionelle - hinsichtlich der für die Auswertung implementierten Software selbstverständlich entsprechend angepaßte - Umformer-Elektroniken zurückgegriffen werden kann.A basic idea of the invention is to use a few measured values established for the measurement of flowing medium, such as the mass flow rate, the density, the viscosity and/or the Reynolds number, which are typically present in measuring systems of the type in question anyway, in particular are also determined internally, and/or on the basis of a few operating parameters typically generated internally by the converter electronics of such measuring systems, such as a phase difference between the primary signals representing the inlet and outlet side oscillations of the at least one measuring tube, their signal frequency and/or amplitude, or the signals typically derived therefrom anyway, as a further measured variable of interest, a pressure difference The invention is also based on the surprising finding that, even based solely on the aforementioned operating parameters or the measured values derived therefrom, which are typically determined anyway in measuring systems of the type in question, as well as a few measuring system-specific fixed values to be determined in advance - for example, during a wet calibration that is to be carried out anyway - pressure differences in the medium flowing through the measuring transducer can be determined with a sufficiently good measuring accuracy, even for the purpose of alerting critical operating conditions, such as cavitation in the flowing medium. This can be done over a very wide Reynolds number range, i.e., for both laminar and turbulent flow. A particular advantage of the invention is that, to implement the pressure difference measurement according to the invention, both proven conventional measuring transducers and proven conventional converter electronics can be used - of course, appropriately adapted with regard to the software implemented for the evaluation.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen davon werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen; wenn es die Übersichtlichkeit erfordert oder es anderweitig sinnvoll erscheint, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen oder Weiterbildungen, insb. auch Kombinationen zunächst nur einzeln erläuterter Teilaspekte der Erfindung, ergeben sich ferner aus den Figuren der Zeichnung wie auch den Unteransprüchen an sich.The invention and further advantageous embodiments thereof are explained in more detail below using exemplary embodiments illustrated in the figures of the drawing. Identical parts are provided with the same reference numerals in all figures; where clarity requires it or it otherwise seems expedient, previously mentioned reference numerals are omitted in subsequent figures. Further advantageous embodiments or developments, in particular combinations of partial aspects of the invention initially explained only individually, will become apparent from the figures of the drawing as well as from the dependent claims themselves.

Im einzelnen zeigen:

1a, b eine Variante eines als Kompakt-Meßgerät ausgebildetes Meßsystem für in Rohrleitungen strömende Medien in verschiedenen Seitenansichten;
2a, b eine weitere Variante eines als Kompakt-Meßgerät ausgebildetes Meßsystem für in Rohrleitungen strömende Medien in verschiedenen Seitenansichten;
3 schematisch nach Art eines Blockschaltbildes eine, insb. auch für ein Meßsystem gemäß den 1a, 1b, 2a, 2b, geeignete, Umformer-Elektronik mit daran angeschlossenem Meßwandler vom Vibrationstyp;
4, 5 in, teilweise geschnittenen bzw. perspektivischen, Ansichten eine Variante eines, insb. für ein Meßsystem gemäß den 1a, 1b geeigneten, Meßwandlers vom Vibrations-Typ;
6, 7 in, teilweise geschnittenen bzw. perspektivischen, Ansichten eine weitere Variante eines, insb. für ein Meßsystem gemäß den 2a, 2b geeigneten, Meßwandlers vom Vibrations-Typ;
8 bis 10 Ergebnisse von im Zusammenhang mit der Erfindung, insb. auch unter Anwendung von computerbasierten Simulationsprogrammen und/oder mittels realer Meßsysteme im Labor, durchgeführten experimentellen Untersuchungen bzw. daraus abgeleitete, der Ermittlung einer Druckdifferenz in einem durch einen Meßwandler vom Vibrationstyp - etwa gemäß den 4, 5 bzw. 6, 7 - hindurchströmenden Medium dienende Kennlinienverläufe; und
11 experimentell, insb. auch unter Anwendung von computerbasierten Simulationsprogrammen, ermittelte Druckverlustprofile in einem konventionellen Meßwandler vom Vibrationstyp.

In detail:

1a , b a variant of a measuring system designed as a compact measuring device for media flowing in pipelines in different side views;
2a , b another variant of a measuring system designed as a compact measuring device for media flowing in pipelines in different side views;
3 schematically in the form of a block diagram, in particular also for a measuring system according to the 1a , 1b , 2a , 2b , suitable, converter electronics with connected vibration type transducer;
4 , 5 in partially sectioned or perspective views a variant of a, in particular for a measuring system according to the 1a , 1b suitable vibration-type transducer;
6 , 7 in partially sectioned or perspective views a further variant of a, in particular for a measuring system according to the 2a , 2b suitable vibration-type transducer;
8 to 10 Results of experimental investigations carried out in connection with the invention, in particular using computer-based simulation programs and/or by means of real measuring systems in the laboratory, or results derived therefrom, for the determination of a pressure difference in a pressure vessel created by a vibration-type measuring transducer - for example according to the 4 , 5 or 6 , 7 - characteristic curves serving the medium flowing through; and
11 Pressure loss profiles in a conventional vibration-type transducer determined experimentally, in particular using computer-based simulation programs.

In den 1a, 1b bzw. 2a, 2b ist jeweils eine Variante eines in eine Prozeßleitung, etwa eine Rohrleitung einer industriellen Anlage, einfügbares, beispielsweise mittels Coriolis-Massendurchflußmeßgerät, Dichtemeßgerät, Viskositätsmeßgerät oder dergleichen gebildetes, Meßsystem für fließfähige, insb. fluide, Medien, dargestellt, das im besonderen dem Messen und/oder Überwachen einer Druckdifferenz von einem in der Prozeßleitung strömenden Medium dient, ggf. auch noch dem Messen und/oder Überwachen wenigstens einer weiteren physikalischen Meßgröße des Mediums, wie etwa einer Massendurchflußrate, einer Dichte, einer Viskosität oder dergleichen. Das - hier mittels In-Line-Meßgerät in Kompaktbauweise realisierte - Meßsystem umfaßt dafür einen über ein Einlaßende #111 sowie ein Auslaßende #112 an die Prozeßleitung angeschlossenen Meßwandler MW vom Vibrationstyp, welcher Meßwandler im Betrieb entsprechend vom zu messenden Medium, wie etwa einer niedrigviskosen Flüssigkeit und/oder einer hochviskosen Paste und/oder einem Gas, durchströmt und an eine, insb. im Betrieb von extern via Anschlußkabel und/oder mittels interner Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgte, Umformer-Elektronik ME des Meßsystems angeschlossen ist. Diese weist, wie in 3 schematisch nach Art eines Blockschaltbildes dargestellt, eine dem Ansteuern des Meßwandlers dienende Treiber-Schaltung Exc sowie eine Primärsignale des Meßwandlers MW verarbeitende, beispielsweise mittels eines Mikrocomputers gebildete und/oder im Betrieb mit der Treiber-Schaltung Exc kommunizierende, Meß- und Auswerte-Schaltung µC des Meßsystems elektrisch angeschlossen ist, die im Betrieb die wenigstens eine Meßgröße, wie z.B. den momentanen oder einen totalisierten Massendurchfluß, repräsentierende Meßwerte liefert. Die Treiber-Schaltung Exc und die Auswerte-Schaltung µC sowie weitere, dem Betrieb des Meßsystems dienende Elektronik-Komponenten der Umformer-Elektronik, wie etwa interne Energieversorgungsschaltungen NRG zum Bereitstellen interner Versorgungsspannungen U_N und/oder dem Anschluß an ein übergeordnetes Meßdatenverarbeitungssystem und/oder einem Feldbus dienenden Kommunikationsschaltungen COM, sind ferner in einem entsprechenden, insb. schlag- und/oder auch explosionsfest und/oder hermetisch dicht ausgebildeten, Elektronikgehäuse 200 untergebracht. Zum Visualisieren von Meßsystem intern erzeugten Meßwerten und/oder gegebenenfalls Meßsystem intern generierten Statusmeldungen, wie etwa eine Fehlermeldung oder einen Alarm, vor Ort kann das Meßsystem desweiteren ein zumindest zeitweise mit der Umformer-Elektronik kommunizierendes Anzeige- und Bedienelement HMI aufweisen, wie etwa ein im Elektronikgehäuse hinter einem darin entsprechend vorgesehenen Fenster plaziertes LCD-, OLED- oder TFT-Display sowie eine entsprechende Eingabetastatur und/oder ein Touchscreen. In vorteilhafter Weise kann die, insb. programmierbare und/oder fernparametrierbare, Umformer-Elektronik ME ferner so ausgelegt sein, daß sie im Betrieb des In-Line-Meßgeräts mit einem diesem übergeordneten elektronischen Datenverarbeitungssystem, beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), einem Personalcomputer und/oder einer Workstation, via Datenübertragungssystem, beispielsweise einem Feldbussystem und/oder drahtlos per Funk, Meß- und/oder andere Betriebsdaten austauschen kann, wie etwa aktuelle Meßwerte oder der Steuerung des In-line-Meßgeräts dienende Einstell- und/oder Diagnosewerte. Dabei kann die Umformer-Elektronik ME beispielsweise eine solche interne Energieversorgungsschaltung NRG aufweisen, die im Betrieb von einer im Datenverarbeitungssystem vorgesehen externen Energieversorgung über das vorgenannte Feldbussystem gespeist wird. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Umformer-Elektronik ferner so ausgebildet, daß sie mittels einer, beispielsweise als 4-20 mA-Stromschleife konfigurierten, Zweidraht-Verbindung 2L mit dem externer elektronischen Datenverarbeitungssystem elektrisch verbindbar ist und darüber mit elektrischer Energie versorgt werden sowie Meßwerte zum Datenverarbeitungssystem übertragen kann. Für den Fall, daß das Meßsystem für eine Ankopplung an ein Feldbus- oder ein anderes Kommunikationssystem vorgesehen ist, kann die Umformer-Elektronik ME eine entsprechende Kommunikations-Schnittstelle COM für eine Datenkommunikation gemäß einem der einschlägigen Industriestandards aufweisen. Das elektrische Anschließen des Meßwandlers an die erwähnte Umformer-Elektronik kann mittels entsprechender Anschlußleitungen erfolgen, die aus dem Elektronik-Gehäuse 200, beispielsweise via Kabeldurchführung, heraus geführt und zumindest abschnittsweise innerhalb des Meßwandlergehäuses verlegt sind. Die Anschlußleitungen können dabei zumindest anteilig als elektrische, zumindest abschnittsweise in von einer elektrischen Isolierung umhüllte Leitungsdrähte ausgebildet sein, z.B. inform von „Twistedpair“-Leitungen, Flachbandkabeln und/oder Koaxialkabeln. Alternativ oder in Ergänzung dazu können die Anschlußleitungen zumindest abschnittsweise auch mittels Leiterbahnen einer, insb. flexiblen, gegebenenfalls lackierten Leiterplatte gebildet sein, vgl. hierzu auch die eingangs erwähnten US-B 67 11 958 oder US-A 53 49 872 .In the 1a , 1b or 2a , 2b Each shows a variant of a measuring system for flowable, in particular fluid, media, which can be inserted into a process line, for example a pipeline of an industrial plant, for example by means of a Coriolis mass flow meter, density meter, viscosity meter or the like, which is used in particular to measure and/or monitor a pressure difference of a medium flowing in the process line, and possibly also to measure and/or monitor at least one further physical measurement variable of the medium, such as a mass flow rate, a density, a viscosity or the like. The measuring system - here realized by means of an in-line measuring device in a compact design - comprises a vibration-type measuring transducer MW connected to the process line via an inlet end #111 and an outlet end #112. During operation, the medium to be measured, such as a low-viscosity liquid and/or a high-viscosity paste and/or a gas, flows through this measuring transducer and is connected to a converter electronics ME of the measuring system, which is supplied with electrical energy, particularly during operation, externally via a connecting cable and/or by means of internal energy storage. This has, as shown in 3 shown schematically in the manner of a block diagram, a driver circuit Exc serving to control the measuring transducer and a measuring and evaluation circuit µC of the measuring system which processes primary signals of the measuring transducer MW, for example formed by means of a microcomputer and/or communicating with the driver circuit Exc during operation, is electrically connected, which in operation measures the at least one measured variable, such as e.g., it provides measured values representing the instantaneous or totalized mass flow. The driver circuit Exc and the evaluation circuit µC, as well as other electronic components of the converter electronics used to operate the measuring system, such as internal power supply circuits NRG for providing internal supply voltages U _N and/or communication circuits COM used for connection to a higher-level measurement data processing system and/or a fieldbus, are further housed in a corresponding electronics housing 200, which is particularly impact- and/or explosion-proof and/or hermetically sealed. To visualize measured values generated internally by the measuring system and/or status messages generated internally by the measuring system, such as an error message or an alarm, on site, the measuring system can further comprise a display and operating element HMI that communicates at least temporarily with the converter electronics, such as an LCD, OLED, or TFT display located in the electronics housing behind a correspondingly provided window, as well as a corresponding input keyboard and/or a touchscreen. Advantageously, the converter electronics ME, in particular the programmable and/or remotely parameterizable one, can further be designed such that, during operation of the in-line measuring device, it can exchange measured and/or other operating data, such as current measured values or setting and/or diagnostic values used to control the in-line measuring device, with a higher-level electronic data processing system, for example a programmable logic controller (PLC), a personal computer, and/or a workstation, via a data transmission system, for example a fieldbus system, and/or wirelessly via radio. The converter electronics ME can, for example, have such an internal power supply circuit NRG, which is powered during operation by an external power supply provided in the data processing system via the aforementioned fieldbus system. According to one embodiment of the invention, the converter electronics is further designed such that it can be electrically connected to the external electronic data processing system by means of a two-wire connection 2L, configured, for example, as a 4-20 mA current loop, and can be supplied with electrical power via this connection and transmit measured values to the data processing system. In the event that the measuring system is intended for coupling to a fieldbus or other communication system, the converter electronics ME can have a corresponding communication interface COM for data communication in accordance with one of the relevant industry standards. The electrical connection of the measuring transducer to the aforementioned converter electronics can be established by means of corresponding connecting cables that are led out of the electronics housing 200, for example via a cable feedthrough, and are laid at least partially within the measuring transducer housing. The connecting lines can be formed at least partially as electrical conductors, at least partially covered by electrical insulation, e.g., in the form of twisted pair cables, ribbon cables, and/or coaxial cables. Alternatively or in addition, the connecting lines can also be formed, at least partially, by conductor tracks of a, in particular, flexible, optionally coated printed circuit board; see also the aforementioned US-B 67 11 958 or US-A 53 49 872 .

In den 4 und 5 bzw. 6 und 7 sind zur weiteren Erläuterung der Erfindung ein erstes bzw. ein zweites Ausführungsbeispiel für einen für die Realisierung des Meßsystems geeigneten Meßwandler MW vom Vibrationstyp schematisch dargestellt. Der Meßwandler MW dient generell dazu, in einem hindurchströmenden Medium, etwa einem Gas und/oder einer Flüssigkeit, mechanische Reaktionskräfte, z.B. massedurchflußabhängige Coriolis-Kräfte, dichteabhängige Trägheitskräfte und/oder viskositätsabhängige Reibungskräfte, zu erzeugen, die meßbar, insb. sensorisch erfaßbar, auf den Meßwandler zurückwirken. Abgeleitet von diesen Reaktionskräften können so z.B. ein Massedurchfluß m, eine Dichte ρ und/oder eine Viskosität η des Mediums gemessen werden. Jeder der Meßwandler umfaßt dafür jeweils ein in einem Meßwandler-Gehäuse 100 angeordnetes, die physikalisch-elektrische Konvertierung des wenigstens einen zu messenden Parameters eigentlich bewirkendes Innenteil. Zusätzlich zur Aufnahme des Innenteils kann das Meßwandlergehäuse 100 zudem auch dazu dienen, das Elektronikgehäuse 200 des In-line-Meßgeräts mit darin untergebrachter Treiber- und Auswerte-Schaltung zu haltern.In the 4 and 5 or 6 and 7 To further explain the invention, a first and a second exemplary embodiment of a vibration-type measuring transducer MW suitable for implementing the measuring system are schematically shown. The measuring transducer MW generally serves to generate mechanical reaction forces, e.g. mass flow-dependent Coriolis forces, density-dependent inertial forces and/or viscosity-dependent friction forces, in a medium flowing through it, such as a gas and/or a liquid, which react measurably, in particular detectably, on the measuring transducer. Derived from these reaction forces, a mass flow m, a density ρ and/or a viscosity η of the medium can thus be measured. Each of the measuring transducers comprises an internal part arranged in a measuring transducer housing 100 which actually effects the physical-electrical conversion of the at least one parameter to be measured. In addition to accommodating the internal part, the transducer housing 100 can also be used to hold the electronics housing 200 of the in-line measuring device with the driver and evaluation circuitry housed therein.

Zum Führen von strömendem Mediums umfaßt das Innenteil des Meßwandlers generell wenigstens ein erstes - im in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel einziges zumindest abschnittsweise gekrümmtes - Meßrohr 10, das sich zwischen einem einlaßseitigen ersten Meßrohrende 11# und einem auslaßseitigen zweiten Meßrohrende 12# mit einer Schwinglänge erstreckt und zum Erzeugen vorgenannter Reaktionskräfte im Betrieb zumindest über seine Schwinglänge vibrieren gelassen und dabei, um eine statische Ruhelage oszillierend, wiederholt elastisch verformt wird. Die Schwinglänge entspricht hierbei einer Länge einer innerhalb von Lumen verlaufende gedachte Mittel- oder auch Schwerelinie (gedachte Verbindungslinie durch die Schwerpunkte aller Querschnittsflächen des Meßrohrs), im Falle eines gekrümmten Meßrohrs also einer gestreckten Länge des Meßrohrs 10.To guide flowing medium, the inner part of the measuring transducer generally comprises at least a first - in the 4 and 5 The exemplary embodiment shown is a single measuring tube 10 that is curved at least in sections and extends between a first measuring tube end 11# on the inlet side and a second measuring tube end 12# on the outlet side with an oscillating length. To generate the aforementioned reaction forces, it is vibrated during operation at least over its oscillating length and, in the process, is repeatedly elastically deformed while oscillating around a static rest position. The oscillating length corresponds to the length of an imaginary center line or center of gravity (an imaginary connecting line through the centers of gravity of all cross-sectional areas of the measuring tube) running within the lumen; in the case of a curved measuring tube, this corresponds to an extended length of the measuring tube 10.

Es sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, daß - obwohl der Meßwandler im in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich ein einziges gekrümmtes Meßrohr aufweist und zumindest insoweit in seinem mechanischen Aufbau wie auch seinem Wirkprinzip dem in den US-B 73 60 451 oder der US-B 66 66 098 vorgeschlagenen bzw. auch den seitens der Anmelderin unter der Typbezeichnung „PROMASS H“, „PROMASS P“ oder „PROMASS S“ käuflich angebotenen Meßwandlern ähnelt - zur Realisierung der Erfindung selbstverständlich auch Meßwandler mit geradem und/oder mehr als einem Meßrohr dienen können, etwa vergleichbar den in den eingangs erwähnten US-A 60 06 609 , US-B 65 13 393 , US-B 70 17 424 , US-B 68 40 109 , US-B 69 20 798 , US-A 57 96 011 , US-A 57 31 527 oder US-A 56 02 345 gezeigten oder beispielsweise auch den seitens der Anmelderin unter der Typbezeichnung „PROMASS I“, „PROMASS M“ bzw. „PROMASS E“ oder „PROMASS F“ käuflich angebotenen Meßwandlern jeweils mit zwei parallelen Meßrohren. Demnach kann der Meßwandler auch ein einziges gerades Meßrohr oder wenigstens zwei, beispielsweise mittels eines einlaßseitigen Strömungsteilers und eines auslaßseitigen Strömungsteilers, ggf. zusätzlich auch noch mittels wenigstens eines einlaßseitigen Koppelelements und wenigstens eines auslaßseitigen Koppelelements, miteinander mechanisch gekoppelte und/oder einander baugleiche und/oder gekrümmte und/oder zueinander parallele, Meßrohre zum Führen von zu messendem Medium aufweisen, die im Betrieb zum Erzeugen der Primärsignale zumindest zeitweise vibrieren, etwa frequenzgleich auf einer gemeinsamen Schwingfrequenz, jedoch zueinander gegenphasig. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfaßt der Meßwandler, wie etwa in 6 und 7 schematisch dargestellt, daher zusätzlich zum ersten Meßrohr 10 eine zweites Meßrohr 10', daß unter Bildung einer ersten Kopplungszone einlaßseitig mittels eines, beispielsweise plattenförmigen, ersten Kopplerelements und unter Bildung einer zweiten Kopplungszone auslaßseitig mittels eines, beispielsweise plattenförmigen und/oder zum ersten Kopplerelement baugleichen, zweiten Kopplerelements mit dem ersten Meßrohr 10 mechanisch verbunden ist. Auch in diesem Fall definieren also die erste Kopplungszone jeweils ein einlaßseitiges erstes Meßrohrende 11#, 11'# jedes der zwei Meßrohre 10, 10' und die zweite Kopplungszone jeweils ein auslaßseitiges zweites Meßrohrende 12#, 12'# jedes der zwei Meßrohre 10, 10'. Da für den Fall, daß das Innenteil mittels zweier Meßrohre gebildet ist, jedes der beiden, insb. im Betrieb im wesentlichen gegenphasig zueinander oszillierenden und/oder zueinander parallelen und/oder hinsichtlich Form und Material baugleichen, Meßrohre 10, 10' dem Führen von zu messendem Medium dient, mündet jedes der zwei Meßrohre nach einer weiteren Ausgestaltung dieser zweiten Variante des erfindungsgemäßen Meßwandlers einlaßseitig in jeweils eine von zwei voneinander beabstandeten Strömungsöffnungen eines dem Aufteilen von einströmendem Medium in zwei Teilströmungen dienenden ersten Strömungsteiler 15 und auslaßseitig in jeweils eine von zwei voneinander beabstandeten Strömungsöffnungen eines dem Wiederzusammenführen der Teilströmungen dienenden zweiten Strömungsteilers 16, so daß also beide Meßrohre im Betrieb des Meßsystem gleichzeitig und parallel von Medium durchströmt sind. Im in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Strömungsteiler insoweit integraler Bestandteil des Meßwandlergehäuses, als mittels des ersten Strömungsteilers ein das Einlaßende #111 des Meßwandlers definierendes einlaßseitige erstes Gehäuseende und mittels des zweiten Strömungsteilers ein das Auslaßende #112 des Meßwandlers definierendes auslaßseitige zweite Gehäuseende gebildet sind.It should be expressly pointed out at this point that - although the measuring transducer in the 4 and 5 shown embodiment has only a single curved measuring tube and at least in this respect in its mechanical structure as well as its operating principle is similar to that shown in the US-B 73 60 451 or the US-B 66 66 098 proposed or also the measuring transducers offered for sale by the applicant under the type designation "PROMASS H", "PROMASS P" or "PROMASS S" - for the implementation of the invention, measuring transducers with a straight and/or more than one measuring tube can of course also be used, comparable to those in the initially mentioned US-A 60 06 609 , US-B 65 13 393 , US-B 70 17 424 , US-B 68 40 109 , US-B 69 20 798 , US-A 57 96 011 , US-A 57 31 527 or US-A 56 02 345 shown or, for example, also the measuring transducers commercially offered by the applicant under the type designation "PROMASS I", "PROMASS M" or "PROMASS E" or "PROMASS F", each with two parallel measuring tubes. Accordingly, the measuring transducer can also have a single straight measuring tube or at least two measuring tubes for conveying the medium to be measured, which measuring tubes are mechanically coupled to one another, for example by means of an inlet-side flow divider and an outlet-side flow divider, possibly additionally by means of at least one inlet-side coupling element and at least one outlet-side coupling element, and/or are of identical construction and/or curved and/or parallel to one another, which, during operation, vibrate at least temporarily to generate the primary signals, for example at the same frequency on a common oscillation frequency, but in phase opposition to one another. According to a further development of the invention, the measuring transducer, as in 6 and 7 schematically shown, therefore, in addition to the first measuring tube 10, a second measuring tube 10', which is mechanically connected to the first measuring tube 10 by means of a first coupler element, for example a plate-shaped one, to form a first coupling zone on the inlet side and by means of a second coupler element, for example a plate-shaped one and/or identical in construction to the first coupler element, to form a second coupling zone on the outlet side. In this case too, the first coupling zone defines a first measuring tube end 11#, 11'# on the inlet side of each of the two measuring tubes 10, 10' and the second coupling zone defines a second measuring tube end 12#, 12'# on the outlet side of each of the two measuring tubes 10, 10'. Since, in the case that the inner part is formed by means of two measuring tubes, each of the two measuring tubes 10, 10', especially those which oscillate essentially in phase opposition to one another during operation and/or are parallel to one another and/or are of identical design and material, serves to guide the medium to be measured, each of the two measuring tubes, according to a further embodiment of this second variant of the measuring transducer according to the invention, opens on the inlet side into one of two spaced-apart flow openings of a first flow divider 15 serving to divide the inflowing medium into two partial flows, and on the outlet side into one of two spaced-apart flow openings of a second flow divider 16 serving to recombine the partial flows, so that both measuring tubes are simultaneously and parallelly flowed through by the medium during operation of the measuring system. In the 6 and 7 In the embodiment shown, the flow dividers are an integral part of the transducer housing in that an inlet-side first housing end defining the inlet end #111 of the transducer is formed by means of the first flow divider and an outlet-side second housing end defining the outlet end #112 of the transducer is formed by means of the second flow divider.

Wie aus der Zusammenschau der 4 und 5 bzw. 6 und 7 ohne weiteres ersichtlich, ist das wenigstens eine Meßrohr 10 jeweils so geformt, daß vorgenannte Mittellinie, wie bei Meßwandlern der in Rede stehenden Art durchaus üblich, in einer gedachten Rohrebene des Meßwandlers liegt. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird das wenigstens eine Meßrohr 10 im Betrieb dabei so vibrieren gelassen, daß es um eine Schwingungsachse, insb. in einem Biegeschwingungsmode, schwingt, die zu einer die beiden Meßrohrenden 11#, 12# imaginär verbindenden gedachten Verbindungsachse parallel oder koinzident ist. Das wenigstens eine Meßrohr 10 ist ferner so geformt und im Meßwandler angeordnete, daß vorgenannte Verbindungsachse im wesentlichen parallel zu einer Ein- und Auslaßende des Meßwandlers imaginär verbindenden gedachten Längsachse L des Meßwandlers verläuft, ggf. auch koinzidiert.As can be seen from the summary of the 4 and 5 or 6 and 7 As is readily apparent, the at least one measuring tube 10 is shaped such that the aforementioned center line lies in an imaginary tube plane of the measuring transducer, as is quite common with measuring transducers of the type in question. According to one embodiment of the invention, the at least one measuring tube 10 is vibrated during operation such that it oscillates about an axis of oscillation, in particular in a bending vibration mode, which is parallel or coincident with an imaginary connecting axis that imaginarily connects the two measuring tube ends 11#, 12#. The at least one measuring tube 10 is further shaped and arranged in the measuring transducer such that the aforementioned connecting axis runs essentially parallel to an imaginary longitudinal axis L of the measuring transducer that imaginarily connects the inlet and outlet ends of the measuring transducer, and possibly also coincides with them.

Das wenigstens eine, beispielsweise aus Edelstahl, Titan, Tantal bzw. Zirkonium oder einer Legierung davon hergestellte, Meßrohr 10 des Meßwandlers und insoweit auch eine innerhalb von Lumen verlaufende gedachte Mittellinie des Meßrohrs 10 kann z.B. im wesentlichen U-förmig oder, wie auch in der 4 und 5 bzw. 6 und 7 bzw. auch 8 gezeigt, im wesentlichen V-förmig ausgebildet sein. Da der Meßwandler für eine Vielzahl unterschiedlichster Anwendungen, insb. im Bereich der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik einsetzbar sein soll, ist ferner vorgesehen, daß das Meßrohr je nach Verwendung des Meßwandlers einen Durchmesser aufweist, der im Bereich zwischen etwa 1 mm und etwa 100 mm liegt.The at least one measuring tube 10 of the measuring transducer, made for example of stainless steel, titanium, tantalum or zirconium or an alloy thereof, and in this respect also an imaginary center line of the measuring tube 10 running within lumens, can be, for example, essentially U-shaped or, as also in the 4 and 5 or 6 and 7 or also 8 shown, be essentially V-shaped. Since the measuring transducer is intended to be usable for a wide variety of applications, particularly in the field of industrial measurement and automation technology, it is further provided that the measuring tube has a diameter ranging between approximately 1 mm and approximately 100 mm, depending on the use of the measuring transducer.

Zur Minimierung von auf das mittels eines einzigen Meßrohrs gebildeten Innenteils wirkenden Störeinflüssen wie auch zur Reduzierung von seitens des jeweiligen Meßwandlers an die angeschlossene Prozeßleitung insgesamt abgegebener Schwingungsenergie umfaßt das Innenteil des Meßwandlers gemäß dem in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel desweiteren einen mechanisch mit dem - hier einzigen gekrümmten - Meßrohr 10 gekoppelten, beispielsweise ähnlich wie das Meßrohr U- bzw. V-förmige ausgebildete, Gegenschwinger 20. Dieser ist, wie auch in 2 gezeigt, vom Meßrohr 10 seitlich beabstandet im Meßwandler angeordnet und unter Bildung einer - letztlich vorgenanntes erstes Meßrohrende 11# definierenden - ersten Kopplungszone einlaßseitig und der unter Bildung einer - letztlich vorgenanntes zweites Meßrohrende 12# definierenden - zweiten Kopplungszone auslaßseitig jeweils am Meßrohr 10 fixiert. Der - hier im wesentlichen parallel zum Meßrohr 10 verlaufende, ggf. auch koaxial zu diesem angeordnete - Gegenschwinger 20 ist aus einem zum Meßrohr hinsichtlich des Wärmeausdehnungsverhaltens kompatiblen Metall, wie etwa Stahl, Titan bzw. Zirkonium, hergestellt und kann dabei beispielsweise rohrförmig oder auch im wesentlichen kastenförmig auch ausgeführt sein. Wie in 2 dargestellt oder u.a. auch in der US-B 73 60 451 vorgeschlagen, kann der Gegenschwinger 20 beispielsweise mittels links- und rechtsseitig des Meßrohrs 10 angeordneten Platten oder auch links- und rechtsseitig des Meßrohrs 10 angeordneten Blindrohren gebildet sein. Alternativ dazu kann der Gegenschwinger 20 - wie etwa in der US-B 66 66 098 vorgeschlagen - auch mittels eines einzigen seitlich des Meßrohrs und parallel dazu verlaufenden Blindrohrs gebildet sein. Wie aus einer Zusammenschau der 2 und 3 ersichtlich, ist der Gegenschwinger 20 im hier gezeigten Ausführungsbeispiel mittels wenigstens eines einlaßseitigen ersten Kopplers 31 am ersten Meßrohrende 11# und mittels wenigstens eines auslaßseitigen, insb. zum Koppler 31 im wesentlichen identischen, zweiten Kopplers 32 am zweiten Meßrohrende 12# gehaltert. Als Koppler 31, 32 können hierbei z.B. einfache Knotenplatten dienen, die in entsprechender Weise einlaßseitig und auslaßseitig jeweils an Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 befestigt sind. Ferner kann - wie bei dem in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgeschlagen - ein mittels in Richtung der gedachten Längsachse L des Meßwandlers voneinander beabstandeten Knotenplatten zusammen mit überstehenden Enden des Gegenschwinger 20 einlaßseitig und auslaßseitig jeweils gebildeter, vollständig geschlossener Kasten oder ggf. auch teilweise offener Rahmen als Koppler 31 bzw. als Koppler 32 dienen. Wie in den 2 und 3 schematisch dargestellt, ist das Meßrohr 10 ferner über ein einlaßseitig im Bereich der ersten Kopplungszone einmündendes gerades erstes Verbindungsrohrstück 11 und über ein auslaßseitig im Bereich der zweiten Kopplungszone einmündendes, insb. zum ersten Verbindungsrohrstück 11 im wesentlichen identisches, gerades zweites Verbindungsrohrstück 12 entsprechend an die das Medium zu- bzw. abführende - hier nicht dargestellte - Prozeßleitung angeschlossen, wobei ein Einlaßende des einlaßseitigen Verbindungsrohrstück 11 praktisch das Einlaßende des Meßwandlers und ein Auslaßende des auslaßseitigen Verbindungsrohrstück 12 das Auslaßende des Meßwandlers bilden. In vorteilhafter Weise können das Meßrohr 10 und zusammen mit den beiden Verbindungsrohrstücken 11, 12 einstückig ausgeführt sein, so daß zu deren Herstellung z.B. ein einziges rohrförmiges Halbzeug aus einem für solche Meßwandler üblichen Material, wie z.B. Edelstahl, Titan, Zirkonium, Tantal oder entsprechenden Legierungen davon, dienen kann. Anstelle dessen, daß Meßrohr 10, Einlaßrohrstück 11 und Auslaßrohrstück 12 jeweils durch Segmente eines einzigen, einstückigen Rohres gebildet sind, können diese, falls erforderlich aber auch mittels einzelner, nachträglich zusammengefügter, z.B. zusammengeschweißter, Halbzeuge hergestellt werden. Im in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner vorgesehen, daß die beiden Verbindungsrohrstücke 11, 12, so zueinander sowie zu einer die beiden Kopplungszonen 11#, 12# imaginär verbindenden gedachten Längsachse L des Meßwandlers ausgerichtet sind, daß das hier mittels Gegenschwinger und Meßrohr gebildete Innenteil, einhergehend mit Verdrillungen der beiden Verbindungsrohrstücke 11, 12, um die Längsachse L pendeln kann. Dafür sind die beiden Verbindungsrohrstücke 11, 12 so zueinander auszurichten, daß die im wesentlichen geraden Rohrsegmente im wesentlichen parallel zur gedachten Längsachse L bzw. zur gedachten Schwingungsachse der Biegeschwingungen des Meßrohrs verlaufen daß die Rohrsegmente sowohl zur Längsachse L als auch zueinander im wesentlichen fluchten. Da die beiden Verbindungsrohrstücke 11, 12 im hier gezeigten Ausführungsbeispiel praktisch über ihre gesamte Länge hinweg im wesentlichen gerade ausgeführt sind, sind sie dementsprechend insgesamt zueinander sowie zur imaginären Längsachse L im wesentlichen fluchtend ausgerichtet. Wie aus den 2 und 3 weiterhin ersichtlich, ist das, insb. im Vergleich zum Meßrohr 10 biege- und torsionssteifes, Meßwandlergehäuse 100, insb. starr, an einem bezüglich der ersten Kopplungszone distalen Einlaßende des einlaßseitigen Verbindungsrohrstücks 11 sowie an einem bezüglich der ersten Kopplungszone distalen Auslaßende des auslaßseitigen Verbindungsrohrstück 12 fixiert. Insoweit ist also das gesamte - hier mittels Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 gebildete - Innenteil nicht nur vom Meßwandlergehäuse 100 vollständig umhüllt, sondern infolge seiner Eigenmasse und der Federwirkung beider Verbindungsrohrstücke 11, 12 im Meßwandler-Gehäuse 100 auch schwingfähig gehaltert.To minimize interferences acting on the inner part formed by a single measuring tube as well as to reduce the interferences from the respective measuring transducer to the connected Process line total vibration energy emitted includes the inner part of the transducer according to the 4 and 5 shown embodiment further comprises a counter-oscillator 20 which is mechanically coupled to the measuring tube 10 - here the only curved one - and which, for example, is U- or V-shaped similar to the measuring tube. This counter-oscillator is, as in 2 shown, arranged laterally spaced from the measuring tube 10 in the measuring transducer and fixed to the measuring tube 10 to form a first coupling zone on the inlet side, which ultimately defines the aforementioned first measuring tube end 11#, and a second coupling zone on the outlet side, which ultimately defines the aforementioned second measuring tube end 12#. The counteroscillator 20, which here runs essentially parallel to the measuring tube 10 and is possibly also arranged coaxially thereto, is made of a metal compatible with the measuring tube in terms of thermal expansion behavior, such as steel, titanium or zirconium, and can, for example, be tubular or essentially box-shaped. As in 2 shown or also in the US-B 73 60 451 As proposed, the counter-oscillator 20 can be formed, for example, by means of plates arranged on the left and right sides of the measuring tube 10 or also by means of blind tubes arranged on the left and right sides of the measuring tube 10. Alternatively, the counter-oscillator 20 - as in the US-B 66 66 098 proposed - can also be formed by means of a single blind tube running parallel to the measuring tube. As can be seen from a summary of the 2 and 3 As can be seen, the counteroscillator 20 in the embodiment shown here is mounted by means of at least one inlet-side first coupler 31 at the first measuring tube end 11# and by means of at least one outlet-side second coupler 32, which is essentially identical to the coupler 31, at the second measuring tube end 12#. Simple node plates can serve as couplers 31, 32, for example, which are fastened in a corresponding manner on the inlet side and outlet side to the measuring tube 10 and the counteroscillator 20. Furthermore, as in the 2 and 3 shown embodiment - a completely closed box or possibly also a partially open frame formed by means of node plates spaced apart in the direction of the imaginary longitudinal axis L of the transducer together with projecting ends of the counteroscillator 20 on the inlet side and outlet side respectively, serve as coupler 31 or as coupler 32. As in the 2 and 3 As shown schematically, the measuring tube 10 is further connected to the process line (not shown here) supplying or discharging the medium via a straight first connecting pipe section 11 opening into the region of the first coupling zone on the inlet side and a straight second connecting pipe section 12 opening into the region of the second coupling zone on the outlet side, in particular essentially identical to the first connecting pipe section 11, wherein an inlet end of the inlet-side connecting pipe section 11 practically forms the inlet end of the measuring transducer and an outlet end of the outlet-side connecting pipe section 12 forms the outlet end of the measuring transducer. Advantageously, the measuring tube 10 and together with the two connecting pipe sections 11, 12 can be designed as a single piece, so that for example a single tubular semi-finished product made of a material customary for such measuring transducers, such as stainless steel, titanium, zirconium, tantalum or corresponding alloys thereof, can be used for their production. Instead of the measuring tube 10, inlet pipe section 11 and outlet pipe section 12 each being formed by segments of a single, one-piece pipe, these can, if necessary, also be manufactured by means of individual, subsequently joined, e.g. welded, semi-finished products. 2 and 3 In the exemplary embodiment shown, it is further provided that the two connecting tube pieces 11, 12 are aligned with each other and with an imaginary longitudinal axis L of the measuring transducer that imaginarily connects the two coupling zones 11#, 12#, such that the inner part, formed here by means of counteroscillator and measuring tube, can oscillate around the longitudinal axis L, accompanied by twisting of the two connecting tube pieces 11, 12. For this purpose, the two connecting tube pieces 11, 12 are to be aligned with each other such that the essentially straight tube segments run essentially parallel to the imaginary longitudinal axis L or to the imaginary oscillation axis of the bending oscillations of the measuring tube, such that the tube segments are essentially aligned both with the longitudinal axis L and with each other. Since the two connecting tube pieces 11, 12 in the exemplary embodiment shown here are essentially straight over practically their entire length, they are accordingly essentially aligned with each other and with the imaginary longitudinal axis L. As can be seen from the 2 and 3 As can also be seen, the transducer housing 100, which is particularly rigid and flexurally and torsionally stiff compared to the measuring tube 10, is fixed to an inlet end of the inlet-side connecting pipe section 11, which is distal with respect to the first coupling zone, and to an outlet end of the outlet-side connecting pipe section 12, which is distal with respect to the first coupling zone. In this respect, the entire inner part—formed here by means of the measuring tube 10 and the counter-oscillator 20—is not only completely enclosed by the transducer housing 100, but is also held in the transducer housing 100 in a manner capable of oscillating due to its inherent mass and the spring action of both connecting pipe sections 11, 12.

Für den typischen Fall, daß der Meßwandler MW lösbaren mit der, beispielsweise als metallische Rohrleitung ausgebildeten, Prozeßleitung zu montieren ist, sind einlaßseitig des Meßwandlers einer erster Anschlußflansch 13 für den Anschluß an ein Medium dem Meßwandler zuführendes Leitungssegment der Prozeßleitung und auslaßseitig ein zweiter Anschlußflansch 14 für ein Medium vom Meßwandler abführendes Leitungssegment der Prozeßleitung vorgesehen. Die Anschlußflansche 13, 14 können dabei, wie bei Meßwandlern der beschriebenen Art durchaus üblich auch endseitig in das Meßwandlergehäuse 100 integriert sein. Falls erforderlich können die Verbindungsrohrstücke 11, 12 im übrigen aber auch direkt mit der Prozeßleitung, z.B. mittels Schweißen oder Hartlötung, verbunden werden. Im in 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind der erste Anschlußflansch 13 dem einlaßseitigen Verbindungsrohrstück 11 an dessen Einlaßende und der zweite Anschlußflansch 14 dem auslaßseitigen Verbindungsrohrstück 12 an dessen Auslaßende angeformt, während im in 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel die Anschlußflansche entsprechend mit den zugehörigen Strömungsteilern entsprechend verbunden sind.For the typical case that the measuring transducer MW is detachable with the, for example as metallic Pipeline, a first connection flange 13 is provided on the inlet side of the measuring transducer for connection to a line segment of the process line supplying the medium to the measuring transducer, and a second connection flange 14 is provided on the outlet side for a line segment of the process line discharging the medium from the measuring transducer. The connection flanges 13, 14 can also be integrated into the end of the measuring transducer housing 100, as is quite common with measuring transducers of the type described. If necessary, the connecting pipe sections 11, 12 can also be connected directly to the process line, e.g., by welding or brazing. 2 and 3 In the embodiment shown, the first connecting flange 13 is formed on the inlet-side connecting pipe section 11 at its inlet end and the second connecting flange 14 is formed on the outlet-side connecting pipe section 12 at its outlet end, while in 4 and 5 In the embodiment shown, the connecting flanges are connected accordingly to the associated flow dividers.

Zum aktiven Anregen mechanischer Schwingungen des wenigstens einen Meßrohrs (bzw. der Meßrohre), insb. auf einer oder mehreren von dessen natürlichen Eigenfrequenzen, umfaßt jeder der in den 4 bis 7 gezeigten Meßwandler ferner eine elektromechanische, insb. elektrodynamische, also mittels Tauchankerspulen gebildete, Erregeranordnung 40. Diese dient - angesteuert von einem von der Treiber-Schaltung der Umformer-Elektronik gelieferten und, gegebenenfalls im Zusammenspiel mit der Meß- und Auswerte-Schaltung, entsprechend konditionierten Erregersignal, z.B. mit einem geregelten Strom und/oder einer geregelten Spannung - jeweils dazu, mittels der Treiber-Schaltung eingespeiste elektrische Erregerenergie bzw. - leistung E_exc in eine auf das wenigstens eine Meßrohr 10, z.B. pulsförmig oder harmonisch, einwirkende und dieses in der vorbeschriebenen Weise auslenkende Erregerkraft F_exc umzuwandeln. Die Erregerkraft F_exc kann, wie bei derartigen Meßwandlern üblich, bidirektional oder unidirektional ausgebildet sein und in der dem Fachmann bekannten Weise z.B. mittels einer Strom- und/oder Spannungs-Regelschaltung, hinsichtlich ihrer Amplitude und, z.B. mittels einer Phasen-Regelschleife, hinsichtlich ihrer Frequenz eingestellt werden. Als Erregeranordnung 40 kann z.B. eine in konventioneller Weise mittels eines - beispielsweise einzigen - mittig, also im Bereich einer halben Schwinglänge, am jeweiligen Meßrohr angreifenden, elektrodynamischen Schwingungserregers 41 gebildete Erregeranordnung 40 dienen. Der Schwingungserreger 41 kann im Falle eines mittels Gegenschwinger und Meßrohr gebildeten Innenteils, wie in der 4 angedeutet, beispielsweise mittels einer am Gegenschwinger 20 befestigten zylindrischen Erregerspule, die im Betrieb von einem entsprechenden Erregerstrom durchflossen und damit einhergehend von einem entsprechenden Magnetfeld durchflutet ist, sowie einem in die Erregerspule zumindest teilweise eintauchenden dauermagnetischen Anker, der von außen, insb. mittig, am Meßrohr 10 fixiert ist, gebildet sein. Weitere - durchaus auch für das erfindungsgemäße Meßsystem geeignete - Erregeranordnungen für Schwingungen des wenigstens einen Meßrohrs sind z.B. in den eingangs erwähnten US-A 57 05 754 , US-A 55 31 126 , US-B 62 23 605 , US-B 66 66 098 oder US-B 73 60 451 gezeigt.For actively exciting mechanical vibrations of the at least one measuring tube (or the measuring tubes), in particular on one or more of its natural frequencies, each of the 4 to 7 The measuring transducer shown further comprises an electromechanical, in particular electrodynamic, excitation arrangement 40, i.e. formed by means of plunger coils. This excitation arrangement 40 serves - controlled by an excitation signal supplied by the driver circuit of the converter electronics and, if appropriate in interaction with the measuring and evaluation circuit, appropriately conditioned, e.g. with a regulated current and/or a regulated voltage - to convert electrical excitation energy or power E _exc fed in by means of the driver circuit into an excitation force F _exc acting on the at least one measuring tube 10, e.g. in a pulsed or harmonic manner, and deflecting the latter in the manner described above. The excitation force F _exc can, as is usual with such measuring transducers, be bidirectional or unidirectional and can be adjusted in a manner known to those skilled in the art, e.g. by means of a current and/or voltage control circuit, with regard to its amplitude and, e.g. by means of a phase-locked loop, with regard to its frequency. The exciter arrangement 40 can be, for example, an exciter arrangement 40 formed in a conventional manner by means of an electrodynamic vibration exciter 41 acting centrally, i.e. in the range of half the oscillation length, on the respective measuring tube. The vibration exciter 41 can, in the case of an inner part formed by means of a counter-oscillator and measuring tube, as in the 4 indicated, for example, by means of a cylindrical excitation coil attached to the counteroscillator 20, through which a corresponding excitation current flows during operation and is thus flooded by a corresponding magnetic field, as well as a permanent magnetic armature at least partially immersed in the excitation coil, which is fixed from the outside, in particular centrally, to the measuring tube 10. Further excitation arrangements for oscillations of the at least one measuring tube - which are also suitable for the measuring system according to the invention - are described, for example, in the initially mentioned US-A 57 05 754 , US-A 55 31 126 , US-B 62 23 605 , US-B 66 66 098 or US-B 73 60 451 shown.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Meßrohr 10 im Betrieb mittels der Erregeranordnung zumindest zeitweise in einem Nutzmode aktiv angeregt, in dem es, insb. überwiegend oder ausschließlich, Biegeschwingungen um die erwähnte gedachte Schwingungsachse ausführt, beispielsweise überwiegend mit genau einer natürlichen Eigenfrequenz (Resonanzfrequenz) des jeweiligen bzw. des damit jeweils gebildeten Innenteils des Meßwandlers, wie etwa jener, die einem Biegeschwingungsgrundmode entspricht, in dem das wenigstens eine Meßrohr genau einen Schwingungsbauch aufweist. Im besonderen ist hierbei ferner vorgesehen, daß das wenigstens eine Meßrohr 10, wie bei derartigen Meßwandlern mit gekrümmtem Meßrohr durchaus üblich, mittels der Erregeranordnung zu Biegeschwingungen bei einer Erregerfrequenz f_exc, so angeregt ist, daß es sich im Nutzmode, um die erwähnte gedachte Schwingungsachse - etwa nach Art eines einseitig eingespannten Auslegers - oszillierend, zumindest anteilig gemäß einer seiner natürlichen Biegeschwingungsformen ausbiegt. Die Biegeschwingungen des Meßrohrs weisen dabei im Bereich der das einlaßseitige Meßrohrende 11# definierenden einlaßseitigen Kopplungszone einen einlaßseitigen Schwingungsknoten und im Bereich der das auslaßseitige Meßrohrende 12# definierenden auslaßseitigen Kopplungszone einen auslaßseitigen Schwingungsknoten auf, so daß also das Meßrohr sich mit seiner Schwinglänge zwischen diesen beiden Schwingungsknoten im wesentlichen frei schwingend erstreckt. Falls erforderlich, kann das vibrierenden Meßrohr aber auch, wie beispielsweise in der US-B 70 77 014 oder der der JP-A 9-015015 vorgeschlagen, mittels entsprechend im Bereich der Schwinglänge am Meßrohr zusätzlich angreifender federelastischer und/oder elektromotorischer Koppelelemente in seinen Schwingungsbewegungen gezielt beeinflußt werden. Die Treiberschaltung kann z.B. als Phasen-Regelschleife (PLL) ausgebildet sein, die in der dem Fachmann bekannten Weise dazu verwendet wird, eine Erregerfrequenz, f_exc, des Erregersignals ständig auf die momentane Eigenfrequenz des gewünschten Nutzmodes abzugleichen. Der Aufbau und die Verwendung solcher Phasenregel-Schleifen zum aktiven Anregen von Meßrohren zu Schwingungen auf einer mechanischen Eigenfrequenzen ist z.B. in der US-A 48 01 897 ausführlich beschrieben. Selbstverständlich können auch andere für das Einstellen der Erregerenergie E_exc geeignete, dem Fachmann an und für sich bekannte Treiberschaltungen verwendet werden, beispielsweise auch gemäß der dem eingangs erwähnten Stand der Technik, etwa der eingangs erwähnten US-A 47 77 833 , US-A 48 01 897 , US-A 48 79 911 , US-A 50 09 109 , US-A 50 24 104 , US-A 50 50 439 , US-A 58 04 741 , US-A 58 69 770 , US-A 6073495 oder US-A 63 111 36 . Ferner sei hinsichtlich einer Verwendung solcher Treiberschaltungen für Meßwandler vom Vibrationstyp auf die mit Meßumformern der Serie „PROMASS 83“ bereitgestellte Umformer-Elektroniken verwiesen, wie sie von der Anmelderin beispielsweise in Verbindung mit Meßwandlern der Serie „PROMASS E“, „PROMASS F“, „PROMASS H“, „PROMASS I“, „PROMASS P“ oder „PROMASS S“ angeboten werden. Deren Treiberschaltung ist beispielsweise jeweils so ausgeführt, daß die lateralen Biegeschwingungen im Nutzmode auf eine konstante, also auch von der Dichte, ρ, weitgehend unabhängige Amplitude geregelt werden.According to a further embodiment of the invention, the at least one measuring tube 10 is actively excited during operation by means of the excitation arrangement at least temporarily in a useful mode in which it executes, in particular predominantly or exclusively, bending vibrations about the aforementioned imaginary axis of vibration, for example predominantly at exactly one natural natural frequency (resonance frequency) of the respective inner part of the measuring transducer or of the inner part formed thereby, such as that which corresponds to a fundamental bending vibration mode in which the at least one measuring tube has exactly one antinode. In particular, it is further provided that the at least one measuring tube 10, as is quite common in such measuring transducers with a curved measuring tube, is excited by means of the excitation arrangement to bending vibrations at an excitation frequency f _exc , such that in the useful mode, it oscillates about the aforementioned imaginary axis of vibration - for example in the manner of a cantilever clamped on one side - and bends at least partially according to one of its natural bending vibration modes. The bending vibrations of the measuring tube have an inlet-side vibration node in the area of the inlet-side coupling zone defining the inlet-side measuring tube end 11# and an outlet-side vibration node in the area of the outlet-side coupling zone defining the outlet-side measuring tube end 12#, so that the measuring tube extends with its vibration length between these two vibration nodes essentially freely vibrating. If necessary, the vibrating measuring tube can also, as for example in the US-B 70 77 014 or the JP-A 9-015015 It is proposed that the oscillation movements of the measuring tube be specifically influenced by means of spring-elastic and/or electromotive coupling elements that are additionally applied to the measuring tube in the range of the oscillation length. The driver circuit can be designed, for example, as a phase-locked loop (PLL), which is used in a manner known to those skilled in the art to constantly adjust an excitation frequency, f _exc , of the excitation signal to the current natural frequency of the desired useful mode. The construction and use of such phase-locked loops for actively exciting measuring tubes to oscillate on a mechanical natural frequency is e.g. in the US-A 48 01 897 described in detail. Of course, other driver circuits suitable for adjusting the excitation energy E _exc and known to the person skilled in the art can also be used, for example according to the state of the art mentioned at the beginning, such as the US-A 47 77 833 , US-A 48 01 897 , US-A 48 79 911 , US-A 50 09 109 , US-A 50 24 104 , US-A 50 50 439 , US-A 58 04 741 , US-A 58 69 770 , US-A 6073495 or US-A 63 111 36 Furthermore, with regard to the use of such driver circuits for vibration-type transducers, reference is made to the transducer electronics provided with transducers of the "PROMASS 83" series, as offered by the applicant, for example, in conjunction with transducers of the "PROMASS E", "PROMASS F", "PROMASS H", "PROMASS I", "PROMASS P" or "PROMASS S" series. Their driver circuit, for example, is designed in such a way that the lateral bending vibrations in the useful mode are controlled to a constant amplitude, which is also largely independent of the density, ρ.

Zum Vibrierenlassen des wenigsten einen Meßrohrs 10 wird die Erregeranordnung 40, wie bereits erwähnt, mittels eines gleichfalls oszillierenden Erregersignals von einstellbarer Erregerfrequenz, f_exc, gespeist, so daß die Erregerspule des - hier einzigen am Meßrohr 10 angreifenden Schwingungserregers - im Betrieb von einem in seiner Amplitude entsprechend geregelten Erregerstrom i_exc durchflossen ist, wodurch das zum Bewegen des Meßrohrs erforderliche Magnetfeld erzeugt wird. Das Treiber- oder auch Erregersignal bzw. dessen Erregerstrom i_exc kann z.B. harmonisch, mehrfrequent oder auch rechteckförmig sein. Die Erregerfrequenz, f_exc, des zum Aufrechterhalten der Biegeschwingungen des wenigstens einen Meßrohrs 10 erforderlichen Erregerstrom kann beim im Ausführungsbeispiel gezeigten Meßwandler in vorteilhafter Weise so gewählt und eingestellt sein, daß das lateral schwingende Meßrohr 10 zumindest überwiegend in einem Biegeschwingungsgrundmode mit einem einzigen Schwingungsbauch oszilliert. Demnach ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Erreger- oder auch Nutzmodefrequenz, f_exc, so eingestellt, daß sie möglichst genau einer Eigenfrequenz von Biegeschwingungen des Meßrohrs 10, insb. der des Biegeschwingungsgrundmodes, entspricht. Bei einer Verwendung eines aus Edelstahl, insb. Hastelloy, gefertigten Meßrohrs mit einem Kaliber von 29 mm, einer Wandstärke s von etwa 1,5 mm, einer Schwinglänge von etwa 420 mm und einer gesehnten Länge, gemessen zwischen den beiden Meßrohrenden, von 305 mm, würde die dem Biegeschwingungsgrundmode entsprechende Resonanzfrequenz desselben beispielsweise bei einer Dichte von praktisch Null, z.B. bei lediglich mit Luft gefülltem Meßrohr, in etwa 490 Hz betragen.To vibrate at least one measuring tube 10, the exciter arrangement 40, as already mentioned, is fed by a similarly oscillating exciter signal of adjustable excitation frequency, f _exc , so that the exciter coil of the vibration exciter—here the only one acting on the measuring tube 10—is traversed during operation by an excitation current i _exc whose amplitude is correspondingly regulated, thereby generating the magnetic field required to move the measuring tube. The driver or exciter signal, or its excitation current i _{exc ,} can be harmonic, multi-frequency, or rectangular, for example. The excitation frequency, f _exc , of the excitation current required to maintain the bending vibrations of the at least one measuring tube 10 can advantageously be selected and adjusted in the measuring transducer shown in the exemplary embodiment such that the laterally vibrating measuring tube 10 oscillates at least predominantly in a fundamental bending vibration mode with a single antinode. Accordingly, according to a further embodiment of the invention, the excitation or desired mode frequency, f _exc , is adjusted such that it corresponds as closely as possible to a natural frequency of bending vibrations of the measuring tube 10, in particular to that of the fundamental bending vibration mode. When using a measuring tube made of stainless steel, especially Hastelloy, with a caliber of 29 mm, a wall thickness s of about 1.5 mm, an oscillation length of about 420 mm and a chorded length, measured between the two measuring tube ends, of 305 mm, the resonance frequency corresponding to the fundamental bending vibration mode of the same would be approximately 490 Hz, for example at a density of practically zero, e.g. with the measuring tube filled only with air.

Im in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel mit mittels Meßrohr und Gegenschwinger gebildeten Innenteils führt das Meßrohr 10 die mittels der Erregeranordnung aktiv angeregten Biegeschwingungen überwiegend relativ zum Gegenschwinger 20 aus, insb. auf einer gemeinsamen Schwingfrequenz zueinander gegenphasig. Im Falle einer gleichzeitig, beispielsweise differentiell, sowohl auf Meßrohr als auch Gegenschwinger wirkenden Erregeranordnung wird dabei zwangsweise auch der Gegenschwinger 20 zu simultanen Auslegerschwingungen angeregt, und zwar so, daß erfrequenzgleich, jedoch zumindest anteilig außerphasig, insb. im wesentlichen gegenphasig, zum im Nutzmode schwingenden Meßrohr 10 oszilliert. Im besonderen sind Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 dabei ferner so aufeinander abgestimmt bzw. so angeregt, daß sie im Betrieb zumindest zeitweise und zumindest anteilig gegengleiche, also gleichfrequente, jedoch im wesentlichen gegenphasige, Biegeschwingungen um die Längsachse L ausführen. Die Biegeschwingungen können dabei so ausgebildete sein, daß sie von gleicher modaler Ordnung und somit zumindest bei ruhendem Fluid im wesentlichen gleichförmig sind; im anderen Fall der Verwendung zweier Meßrohre sind diese, wie bei Meßwandlern der in Rede stehenden Art üblich, mittels der, insb. differentiell zwischen beiden Meßrohre 10, 10' wirkenden, Erregeranordnung aktiv so angeregt, daß sie im Betrieb zumindest zeitweise gegengleiche Biegeschwingungen um die Längsachse L ausführen. Anders gesagt, die beiden Meßrohre 10, 10' bzw. Meßrohr 10 und Gegenschwinger 20 bewegen sich dann jeweils nach der Art von gegeneinander schwingenden Stimmgabelzinken. Für diesen Fall ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der wenigstens einen elektro-mechanischen Schwingungserreger dafür ausgelegt, gegengleiche Vibrationen des ersten Meßrohrs und des zweiten Meßrohrs, insb. Biegeschwingungen jedes der Meßrohre um eine das jeweilige erste Meßrohrende und das jeweilige zweite Meßrohrende imaginär verbindende gedachte Schwingungsachse, anzuregen bzw. aufrechtzuerhalten.In the 4 and 5 In the exemplary embodiment shown, with an inner part formed by a measuring tube and a counteroscillator, the measuring tube 10 executes the bending vibrations actively excited by the excitation arrangement predominantly relative to the counteroscillator 20, in particular in antiphase to one another at a common oscillation frequency. In the case of an excitation arrangement acting simultaneously, for example differentially, on both the measuring tube and the counteroscillator, the counteroscillator 20 is also necessarily excited to simultaneous cantilever vibrations, in such a way that it oscillates at the same frequency but at least partially out of phase, in particular essentially in antiphase, to the measuring tube 10 oscillating in the useful mode. In particular, the measuring tube 10 and the counteroscillator 20 are further coordinated or excited in such a way that, during operation, they execute at least temporarily and at least partially anti-equivalent, i.e., same-frequency, but essentially anti-phase, bending vibrations about the longitudinal axis L. The bending vibrations can be designed such that they are of the same modal order and thus essentially uniform, at least when the fluid is at rest; in the other case of using two measuring tubes, these are actively excited, as is usual with measuring transducers of the type in question, by means of the excitation arrangement, which acts particularly differentially between the two measuring tubes 10, 10', so that during operation they at least temporarily execute counter-equivalent bending vibrations about the longitudinal axis L. In other words, the two measuring tubes 10, 10' or measuring tube 10 and counter-oscillator 20 then each move in the manner of tuning fork tines vibrating against each other. For this case, according to a further embodiment of the invention, the at least one electro-mechanical vibration exciter is designed to excite or maintain opposing vibrations of the first measuring tube and the second measuring tube, in particular bending vibrations of each of the measuring tubes about an imaginary vibration axis imaginarily connecting the respective first measuring tube end and the respective second measuring tube end.

Für den betriebsmäßig vorgesehenen Fall, daß das Medium in der Prozeßleitung strömt und somit der Massedurchfluß m von Null verschieden ist, werden mittels des in oben beschriebener Weise vibrierenden Meßrohrs 10 im hindurchströmenden Medium auch Corioliskräfte induziert. Diese wiederum wirken auf das Meßrohr 10 zurück und bewirken so eine zusätzliche, sensorisch erfaßbare Verformung desselben, und zwar im wesentlichen gemäß einer weiteren natürlichen Eigenschwingungsform von höherer modaler Ordnung als der Nutzmode. Eine momentane Ausprägung dieses sogenannten, dem angeregten Nutzmode gleichfrequent überlagerten Coriolismodes ist dabei, insb. hinsichtlich ihrer Amplituden, auch vom momentanen Massedurchfluß m abhängig. Als Coriolismode kann, wie bei derartigen Meßwandlern mit gekrümmtem Meßrohr üblich, z.B. die Eigenschwingungsform des anti-symmetrischen Twistmodes dienen, also jene, bei der das Meßrohr 10, wie bereits erwähnt, auch Drehschwingungen um eine senkrecht zur Biegschwingungsachse ausgerichteten gedachten Drehschwingungsachse ausführt, die die Mittelinie des Meßrohrs 10 im Bereich der halben Schwingungslänge imaginär schneidet.In the operational case where the medium flows in the process line and thus the mass flow m is different from zero, Coriolis forces are also induced in the flowing medium by means of the measuring tube 10 vibrating in the manner described above. These forces, in turn, act back on the measuring tube 10 and thus cause an additional, sensor-detectable deformation of the same, essentially according to another natural mode of vibration of a higher modal order than the useful mode. A momentary manifestation of this The so-called Coriolis mode, which is superimposed on the excited useful mode at the same frequency, is also dependent on the instantaneous mass flow m, particularly with regard to its amplitudes. As is usual with such measuring transducers with a curved measuring tube, the natural oscillation form of the anti-symmetric twist mode can serve as the Coriolis mode, i.e. the one in which the measuring tube 10, as already mentioned, also performs torsional oscillations about an imaginary torsional oscillation axis oriented perpendicular to the bending oscillation axis, which imaginarily intersects the center line of the measuring tube 10 in the region of half the oscillation length.

Zum Erfassen von Schwingungen, insb. Biegeschwingungen, des wenigstens einen Meßrohrs 10, insb. auch denen im Coriolismode, weist der Meßwandler ferner jeweils eine entsprechende Sensoranordnung 50 auf. Diese umfaßt, wie auch in den 4 bis 7 schematische dargestellt, einen vom wenigstens einen Schwingungserreger beabstandet am wenigstens einen Meßrohr 10 angeordneten, beispielsweise elektrodynamischen, ersten Schwingungssensor 51, der ein Vibrationen des Meßrohrs 10 repräsentierendes erstes Primärsignal s₁ des Meßwandlers liefert, beispielsweise einer mit den Schwingungen korrespondierende Spannung oder einem mit den Schwingungen korrespondierenden Strom, sowie einen vom ersten Schwingungssensor 52 beabstandet am wenigstens einen Meßrohr 10 angeordneten, insb. elektrodynamischen, zweiten Schwingungssensor 52, der ein Vibrationen des Meßrohrs 10 repräsentierendes zweites Primärsignal s₂ des Meßwandlers liefert. Eine Länge des sich zwischen den beiden, beispielsweise baugleichen, Schwingungssensoren erstreckenden, insb. im wesentlichen freischwingend vibrierenden, Bereichs des zugehörigen wenigstens einen Meßrohrs entspricht hierbei einer Meßlänge des jeweiligen Meßwandlers. Jedes der - typischerweise breitbandigen - Primärsignale s₁, s₂ des Meßwandlers MW weist dabei jeweils eine mit dem Nutzmode korrespondierende Signalkomponente mit einer der momentanen Schwingfrequenz, f_exc, des im aktiv angeregten Nutzmode schwingenden wenigstens einen Meßrohrs 10 entsprechenden Signalfrequenz und einer vom aktuellen Massendurchfluß des im wenigstens einen Meßrohr 10 strömenden Medium abhängigen Phasenverschiebung relativ zu dem, beispielsweise mittels PLL-Schaltung in Abhängigkeit von einer zwischen wenigstens einem der Schwingungsmeßsignale s₁, s₂ und dem Erregerstrom in der Erregeranordnung existierenden Phasendifferenz generierten, Erregersignal i_exc auf. Selbst im Falle der Verwendung eines eher breitbandigen Erregersignals i_exc kann infolge der zumeist sehr hohen Schwingungsgüte des Meßwandlers MW davon ausgegangen werden, daß die mit dem Nutzmode korrespondierende Signalkomponente jedes der Primärsignale andere, insb. mit allfälligen externen Störungen korrespondierende und/oder als Rauschen einzustufende, Signalkomponenten überwiegt und insoweit auch zumindest innerhalb eines einer Bandbreite des Nutzmodes entsprechenden Frequenzbereichs dominierend ist.To detect vibrations, especially bending vibrations, of the at least one measuring tube 10, especially those in the Coriolis mode, the measuring transducer further comprises a corresponding sensor arrangement 50. This comprises, as in the 4 to 7 schematically shown, a first vibration sensor 51, for example an electrodynamic one, arranged at a distance from the at least one vibration exciter on at least one measuring tube 10, which delivers a first primary signal s ₁ of the measuring transducer representing vibrations of the measuring tube 10, for example a voltage corresponding to the vibrations or a current corresponding to the vibrations, and a second vibration sensor 52, in particular an electrodynamic one, arranged at a distance from the first vibration sensor 52 on at least one measuring tube 10, which delivers a second primary signal s ₂ of the measuring transducer representing vibrations of the measuring tube 10. A length of the region of the associated at least one measuring tube extending between the two, for example identical, vibration sensors, in particular essentially freely vibrating, corresponds to a measuring length of the respective measuring transducer. Each of the - typically broadband - primary signals s ₁ , s ₂ of the measuring transducer MW has a signal component corresponding to the useful mode with a signal frequency corresponding to the instantaneous oscillation frequency, f _exc , of the at least one measuring tube 10 oscillating in the actively excited useful mode and a phase shift dependent on the instantaneous mass flow of the medium flowing in the at least one measuring tube 10 relative to the excitation signal i _exc generated, for example, by means of a PLL circuit as a function of a phase difference existing between at least one of the oscillation measurement signals s ₁ , s ₂ and the excitation current in the excitation arrangement. Even in the case of using a rather broadband excitation signal i _exc , due to the usually very high oscillation quality of the measuring transducer MW, it can be assumed that the signal component of each of the primary signals corresponding to the wanted mode outweighs other signal components, in particular those corresponding to any external interference and/or which can be classified as noise, and is therefore dominant at least within a frequency range corresponding to a bandwidth of the wanted mode.

In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen sind jeweils der erste Schwingungssensor 51 einlaßseitig und der zweite Schwingungssensor 52 auslaßseitig am wenigstens einen Meßrohr 10 angeordnet, insb. vom wenigstens einen Schwingungserreger bzw. von der Mitte des Meßrohrs 10 gleichweit beabstandet wie der erste Schwingungssensor. Wie bei derartigen, in als Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät ausgebildeten Meßsystemen verwendeten, Meßwandlern vom Vibrationstyp durchaus üblich, sind der erste Schwingungssensor 51 und der zweite Schwingungssensor 52 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ferner jeweils auf einer vom Schwingungserreger 41 eingenommenen Seite des Meßrohrs im Meßwandler angeordnet. Desweiteren kann auch der zweite Schwingungssensor 52 auf der vom ersten Schwingungssensor 51 eingenommenen Seite des Meßrohrs im Meßwandler angeordnet sein. Die Schwingungssensoren der Sensoranordnung können in vorteilhafter Weise zudem so ausgebildet sein, daß sie Primärsignale gleichen Typs liefern, beispielsweise jeweils eine Signalspannung bzw. einen Signalstrom. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind sowohl der erste Schwingungssensor als auch der zweite Schwingungssensor ferner jeweils so im Meßwandler MW plaziert, daß jeder der Schwingungssensoren zumindest überwiegend Vibrationen des wenigstens einen Meßrohrs 10 erfaßt. Für den oben beschriebenen Fall, daß das Innenteil mittels eines Meßrohrs und eines mit diesem gekoppelten Gegenschwingers gebildet ist, sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sowohl der erste Schwingungssensor als auch der zweite Schwingungssensor so ausgebildet und so im Meßwandler plaziert, daß jeder der Schwingungssensoren überwiegend Schwingungen des Meßrohrs relativ zum Gegenschwinger, beispielsweise differentiell, erfassen, daß also sowohl das erste Primärsignal s₁ als auch das zweite Primärsignal s₂, insb. gegengleiche, Schwingungsbewegungen des wenigstens einen Meßrohrs 10 relativ zum Gegenschwinger 20 repräsentieren. Für den anderen beschriebenen Fall, daß das Innenteil mittels zweier, insb. im Betrieb gegengleich schwingender, Meßrohre gebildet ist, sind nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sowohl der erste Schwingungssensor als auch der zweite Schwingungssensor so ausgebildet und so im Meßwandler plaziert, daß jeder der Schwingungssensoren überwiegend Schwingungen des ersten Meßrohrs 10 relativ zum zweiten Meßrohr 10', beispielsweise differentiell, erfassen, daß also sowohl das erste Primärsignal s₁ als auch das zweite Primärsignal s₂, insb. gegengleiche, Schwingungsbewegungen der zwei Meßrohre relativ zueinander repräsentieren, insb. derart daß - wie bei konventionellen Meßwandlern üblich - das mittels des ersten Schwingungssensors erzeugte erste Primärsignal einlaßseitige Vibrationen des ersten Meßrohrs relativ zum zweiten Meßrohr und das mittels des zweiten Schwingungssensors erzeugte zweite Primärsignal auslaßseitige Vibrationen des ersten Meßrohrs relativ zum zweiten Meßrohr repräsentieren. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Sensoranordnung genau zwei Schwingungssensoren, also zusätzlich zum ersten und zweiten Schwingungssensor keine weiteren Schwingungssensoren, aufweist und insoweit hinsichtlich der verwendeten Komponenten einer konventionellen Sensoranordnung entspricht.In the exemplary embodiments shown here, the first vibration sensor 51 is arranged on the inlet side and the second vibration sensor 52 is arranged on the outlet side of at least one measuring tube 10, in particular at the same distance from the at least one vibration exciter or from the center of the measuring tube 10 as the first vibration sensor. As is quite common with such vibration-type measuring transducers used in measuring systems designed as Coriolis mass flow meters, the first vibration sensor 51 and the second vibration sensor 52 are, according to one embodiment of the invention, each arranged on a side of the measuring tube occupied by the vibration exciter 41 in the measuring transducer. Furthermore, the second vibration sensor 52 can also be arranged on the side of the measuring tube occupied by the first vibration sensor 51 in the measuring transducer. The vibration sensors of the sensor arrangement can also advantageously be designed such that they supply primary signals of the same type, for example, a signal voltage or a signal current. According to a further embodiment of the invention, both the first vibration sensor and the second vibration sensor are each placed in the measuring transducer MW in such a way that each of the vibration sensors at least predominantly detects vibrations of the at least one measuring tube 10. For the case described above, in which the inner part is formed by means of a measuring tube and a counter-oscillator coupled thereto, according to a further embodiment of the invention, both the first vibration sensor and the second vibration sensor are designed and placed in the measuring transducer in such a way that each of the vibration sensors predominantly detects vibrations of the measuring tube relative to the counter-oscillator, for example differentially, so that both the first primary signal s ₁ and the second primary signal s ₂ represent, in particular, counter-equivalent vibrational movements of the at least one measuring tube 10 relative to the counter-oscillator 20. For the other described case, in which the inner part is formed by means of two measuring tubes, in particular those which oscillate in opposite directions during operation, according to another embodiment of the invention both the first vibration sensor and the second vibration sensor are designed and placed in the measuring transducer in such a way that each of the vibration sensors predominantly detects vibrations of the first measuring tube 10 relative to the second measuring tube 10', for example differentially, so that both the first primary signal s ₁ and the second primary signal s ₂ detect, in particular, opposite, vibration movements of the represent two measuring tubes relative to one another, in particular such that - as is usual with conventional measuring transducers - the first primary signal generated by the first vibration sensor represents inlet-side vibrations of the first measuring tube relative to the second measuring tube, and the second primary signal generated by the second vibration sensor represents outlet-side vibrations of the first measuring tube relative to the second measuring tube. According to a further embodiment of the invention, it is further provided that the sensor arrangement has exactly two vibration sensors, i.e., no further vibration sensors in addition to the first and second vibration sensors, and in this respect corresponds to a conventional sensor arrangement with regard to the components used.

Die von der Sensoranordnung gelieferten, als Primärsignale des Meßwandlers dienenden Schwingungsmeßsignale s₁, s₂, die jeweils eine Signalkomponente mit einer momentanen Schwingfrequenz, f_exc, des im aktiv angeregten Nutzmode schwingenden wenigstens einen Meßrohrs 10 entsprechende Signalfrequenz aufweisen, sind, wie auch in 3 gezeigt, der Umformer-Elektronik ME und daselbst dann der darin vorgesehenen Meß- und Auswerteschaltung µC zugeführt, wo sie mittels einer entsprechenden Eingangsschaltung FE zunächst vorverarbeitet, insb. vorverstärkt, gefiltert und digitalisiert werden, um anschließend geeignet ausgewertet werden zu können. Als Eingangsschaltung FE wie auch als Meß- und Auswerteschaltung µC können hierbei in herkömmlichen Coriolis-Massedurchfluß-Meßgeräten zwecks Konvertierung der Primärsignale verwendete bzw. Ermittlung von Massendurchflußraten und/oder totalisierten Massendurchflüssen etc. bereits eingesetzte und etablierte Schaltungstechnologien angewendet werden, beispielsweise auch solche gemäß den eingangs erwähnten Stand der Technik. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Meß- und Auswerteschaltung µC dementsprechend auch mittels eines in der Umformer-Elektronik ME vorgesehenen, beispielsweise mittels eines digitalen Signalprozessors (DSP) realisierten, Mikrocomputers und mittels in diesen entsprechend implementierter und darin ablaufender Programm-Codes realisiert. Die Programm-Codes können z.B. in einem nicht-flüchtigen Datenspeicher EEPROM des Mikrocomputers persistent gespeichert sein und beim Starten desselben in einen, z.B. im Mikrocomputer integrierten, flüchtigen Datenspeicher RAM geladen werden. Für derartige Anwendungen geeignete Prozessoren sind z.B. solche vom Typ TMS320VC33, wie sie von der Firma Texas Instruments Inc. am Markt angeboten werden. Es versteht sich dabei praktisch von selbst, daß die Primärsignale s₁, s₂ wie bereits angedeutet, für eine Verarbeitung im Mikrocomputer mittels entsprechender Analogzu-digital-Wandler A/D der Umformer-Elektronik ME in entsprechende Digitalsignale umzuwandeln sind, vgl. hierzu beispielsweise die eingangs erwähnten US-B 63 11 136 oder US-A 60 73 495 oder auch vorgenannten Meßumformer der Serie „PROMASS 83“.The vibration measurement signals s ₁ , s ₂ supplied by the sensor arrangement and serving as primary signals of the measuring transducer, each of which has a signal component with a momentary vibration frequency, f _exc , of the signal frequency corresponding to the at least one measuring tube 10 vibrating in the actively excited useful mode, are, as also in 3 shown, the converter electronics ME and then fed to the measuring and evaluation circuit µC provided therein, where they are first preprocessed, in particular pre-amplified, filtered and digitized, by means of a corresponding input circuit FE in order to then be suitably evaluated. Already used and established circuit technologies used in conventional Coriolis mass flow meters for the purpose of converting the primary signals or determining mass flow rates and/or totalized mass flow rates, etc., can be used as the input circuit FE and as the measuring and evaluation circuit µC, for example also those according to the prior art mentioned at the beginning. According to a further embodiment of the invention, the measuring and evaluation circuit µC is accordingly also realized by means of a microcomputer provided in the converter electronics ME, for example realized by means of a digital signal processor (DSP), and by means of program codes implemented accordingly and running therein. The program codes can be stored persistently, for example, in a non-volatile data memory (EEPROM) of the microcomputer and loaded into a volatile data memory (RAM) integrated in the microcomputer when the microcomputer is started. Suitable processors for such applications include those of the TMS320VC33 type, as marketed by Texas Instruments Inc. It practically goes without saying that the primary signals s ₁ , s ₂ , as already indicated, must be converted into corresponding digital signals for processing in the microcomputer by means of corresponding analog-to-digital converters (A/D) of the converter electronics ME. See, for example, the aforementioned US-B 63 11 136 or US-A 60 73 495 or the aforementioned measuring transducers of the “PROMASS 83” series.

Beim erfindungsgemäßen Meßsystem dient die Umformer-Elektronik ME im besonderen dazu, mittels des ersten Primärsignals und mittels des zweiten Primärsignals sowie unter Berücksichtigung einer für das strömende Medium ermittelten Reynoldszahl eine zwischen zwei vorgegebenen, beispielsweise auch innerhalb des Meßwandlers lokalisierten, Referenzpunkten im strömenden Medium auftretende Druckdifferenz zu messen, wie z.B. einen seitens des Meßwandlers selbst im strömenden Medium provozierten Druckabfall. Dafür generiert die Umformer-Elektronik mittels des ersten und zweiten Primärsignals sowie unter Verwendung eines intern, etwa im flüchtigen Datenspeicher RAM, vorgehaltenen Reynoldszahl-Meßwerts X_Re, der eine Reynoldszahl, Re, für im Meßwandler strömendes Medium repräsentiert, im Betrieb wiederkehrend einen Druckdifferenz-Meßwert X_Δp, der vorgenannte Druckdifferenz entsprechend repräsentiert, beispielsweise derart, daß ein erster der beiden Referenzpunkte einlaßseitig und ein zweiter der beiden Referenzpunkte auslaßseitig im Meßwandler lokalisiert sind und insoweit eine über dem Meßwandler insgesamt abfallende Druckdifferenz, Δp_tota, ermittelt wird. Der Reynoldszahl-Meßwert X_Re wird im Betrieb mittels des Treibersignals, beispielsweise auch mittels wenigstens eines der Primärsignale, generiert , beispielsweise nach einem der in der eingangs erwähnten US-B 65 13 393 beschriebenen Verfahren direkt in der Umformer-Elektronik ME.In the measuring system according to the invention, the converter electronics ME serves in particular to measure, by means of the first primary signal and by means of the second primary signal and taking into account a Reynolds number determined for the flowing medium, a pressure difference occurring in the flowing medium between two predetermined reference points, for example also located within the measuring transducer, such as a pressure drop provoked by the measuring transducer itself in the flowing medium. For this purpose, the converter electronics generates, by means of the first and second primary signals and by using a Reynolds number measured value X _Re , which is stored internally, for example in the volatile data memory RAM and represents a Reynolds number, Re, for the medium flowing in the measuring transducer, a pressure difference measured value X _Δp , which represents the aforementioned pressure difference, for example in such a way that a first of the two reference points is located on the inlet side and a second of the two reference points is located on the outlet side in the measuring transducer and in this way a pressure difference falling overall across the measuring transducer, Δp _tota , is determined. The Reynolds number measured value X _Re is generated during operation by means of the driver signal, for example also by means of at least one of the primary signals, for example according to one of the methods mentioned at the beginning. US-B 65 13 393 described process directly in the converter electronics ME.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ermittelt die Umformer-Elektronik den Druckdifferenz-Meßwert unter Verwendung des Reynoldszahl-Meßwerts X_Re sowie eines gleichfalls Meßsystem intern, beispielsweise wiederum im flüchtigen Datenspeicher RAM, vorgehaltenen Strömungsenergie-Meßwerts X_Ekin, der eine von einer Dichte, ρ, und einer Strömungsgeschwindigkeit, U, des im Meßwandler strömenden Mediums abhängige kinetische Energie, ρU², von im Meßwandler strömendem Medium repräsentiert. Dafür ist in der Umformer-Elektronik ferner ein entsprechender Rechenalgorithmus implementiert, der den Druckdifferenz-Meßwert basierend auf der, in 8 exemplarisch dargestellten, Beziehung $X_{Δ p} = (K_{ς,1} + K_{ς, 2} \cdot X_{Re}^{K_{ς,3}}) \cdot X_{Ekin}$

generiert, worin K_ζ,1, K_ζ,2, K_ζ,3, vorab experimentell, etwa im Zuge einer Kalibrierung des Meßsystems und/oder mittels computergestützter Berechnungen, z.B. mittels FEM bzw. CFD, ermittelte, insb. in der Umformer-Elektronik als Festwerte vorgehaltene, Meßsystemparameter sind, die letztlich auch den jeweiligen Ort der der zu ermittelnden Druckdifferenz zugrundeliegenden Referenzpunkte definieren. Die mittels dieser Meßsystemparameter gebildete Funktion, von der ein durch experimentelle Untersuchungen ermitteltes Beispiel in 9 gezeigt ist, stellt quasi eine zwischen der momentanen bzw. aktuell gültigen Reynoldszahl Re des strömenden Mediums und einem davon abhängigen, auf die momentane kinetische Energie, ρU², des im Meßwandler strömenden Mediums bezogenen spezifischen Druckabfall vermittelnde Druckabfall-Kennlinie des Meßsystems dar, deren daraus intern der Umformer-Elektronik generierte, im weiteren als Druckabfall-Koeffizienten X_ζ, bezeichneten Funktionswerte

K_{ς} = K_{ς,1} + X_{ς,2} \cdot X_{Re}^{K_{ς,3}}

lediglich von der momentanen Reynoldszahl abhängig sind. Die die Druckabfall-Kennlinie definierenden Meßsystemparameter K_ζ,1, K_ζ,2, K_ζ,3 können beispielsweise so gewählt sein, daß ein erster der Referenzpunkte im - hier durch das erste Gehäuseende des Meßwandler-Gehäuses gebildeten - Einlaßende #111 des Meßwandlers lokalisiert ist, und daß ein zweiter der Referenzpunkte im - hier durch das zweite Gehäuseende des Meßwandler-Gehäuses gebildeten - Auslaßende #112 des Meßwandlers lokalisiert ist, so daß also der Druckdifferenz-Meßwert X_Δp im Ergebnis eine vom Einlaßende bis hin zum Auslaßende im strömenden Medium insgesamt auftretende Druckdifferenz, Δp_total, repräsentiert, vgl. 9 und 11. Die Meßsystemparameter und insoweit die Referenzpunkte können beispielsweise aber auch so gewählt sein, daß der Druckdifferenz-Meßwert X_Δp, wie in 10 dargestellt, einen maximalen Druckabfall, Δp_max, im innerhalb des Meßwandlers strömenden Medium repräsentiert. Dieser maximale Druckabfall, Δp_max, tritt, wie auch aus den in 12 exemplarisch für Meßwandler der in Rede stehenden Art dargestellten Druckverlustprofilen ersichtlich, zwischen dem durch das erste Gehäuseende gebildeten Einlaßende #111 des Meßwandlers und einem stromaufwärts des durch das zweiten Gehäuseende gebildeten Auslaßende #112 des Meßwandlers lokalisierten Bereich von erhöhter Turbulenz auf. Unter Berücksichtigung der Druckabfall-Kennlinie bzw. des Druckabfall-Koeffizienten X_ζ läßt sich der zur Ermittlung des den Druckdifferenz-Meßwerts vorgeschlagene funktionale Zusammenhang desweiteren zu der Beziehung X_Δp = X_ζ ·X_Ekin vereinfachen.According to a further embodiment of the invention, the transducer electronics determines the pressure difference measured value using the Reynolds number measured value X _Re as well as a flow energy measured value X _Ekin which is also stored internally in the measuring system, for example in the volatile data memory RAM, and which represents a kinetic energy, ρU ² , of the medium flowing in the measuring transducer, which is dependent on a density, ρ, and a flow velocity, U, of the medium flowing in the measuring transducer. For this purpose, a corresponding calculation algorithm is also implemented in the transducer electronics, which calculates the pressure difference measured value based on the 8 relationship shown as an example

X_{Δ p} = (K_{ς,1} + K_{ς, 2} \cdot X_{Re}^{K_{ς,3}}) \cdot X_{Ekin}

generated, where K _ζ,1 , K _ζ,2 , K _ζ,3 , are measuring system parameters determined in advance experimentally, for example in the course of a calibration of the measuring system and/or by means of computer-aided calculations, e.g. by means of FEM or CFD, and especially held as fixed values in the transmitter electronics, which ultimately also determine the respective location of the pressure difference to be determined. Define reference points. The function formed by these measurement system parameters, an example of which was determined by experimental investigations, is 9 is shown, represents a pressure drop characteristic of the measuring system mediating between the current or currently valid Reynolds number Re of the flowing medium and a dependent specific pressure drop related to the current kinetic energy, ρU ² , of the medium flowing in the measuring transducer, the function values of which are generated internally in the converter electronics and are referred to as pressure drop coefficients X _ζ .

K_{ς} = K_{ς,1} + X_{ς,2} \cdot X_{Re}^{K_{ς,3}}

are dependent only on the instantaneous Reynolds number. The measuring system parameters K _ζ,1 , K _ζ,2 , K _ζ,3 which define the pressure drop characteristic curve can, for example, be selected such that a first of the reference points is located in the inlet end #111 of the measuring transducer - formed here by the first end of the transducer housing - and that a second of the reference points is located in the outlet end #112 of the measuring transducer - formed here by the second end of the transducer housing, so that the pressure difference measured value X _Δp ultimately represents a total pressure difference, Δp _total , occurring in the flowing medium from the inlet end to the outlet end, cf. 9 and 11 . The measuring system parameters and thus the reference points can also be selected so that the pressure difference measured value X _Δp , as in 10 represents a maximum pressure drop, Δp _max , in the medium flowing inside the transducer. This maximum pressure drop, Δp _max , occurs, as can be seen from the 12 As can be seen from the pressure loss profiles presented as examples for transducers of the type in question, there is an area of increased turbulence between the inlet end #111 of the transducer formed by the first housing end and an area of increased turbulence located upstream of the outlet end #112 of the transducer formed by the second housing end. Taking into account the pressure drop characteristic curve or the pressure drop coefficient X _ζ , the functional relationship proposed for determining the pressure difference measured value can be further simplified to the relationship X _Δp = X _ζ ·X _Ekin .

Die Meß- und Auswerteschaltung µC dient gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im ferner dazu, zwecks Ermittlung des Druckdifferenz-Meßwerts X_Δp, insb. auch zur Ermittlung des dafür benötigten Strömungsenergie-Meßwerts X_Ekin, und/oder des dafür benötigten Reynoldszahl-Meßwerts X_Re, unter Verwendung der von der Sensoranordnung 50 gelieferten Primärsignale s₁, s₂, beispielsweise anhand einer zwischen den bei anteilig in Nutz- und Coriolismode schwingendem Meßrohr 10 generierten Primärsignalen s₁, s₂ des ersten und zweiten Schwingungssensors 51, 52 detektierten Phasendifferenz, wiederkehrend einen Massendurchfluß-Meßwert X_m zu ermitteln, der
die zu messenden Massendurchflußrate, m , des durch den Meßwandler geführten Mediums möglichst genau repräsentiert. Dafür erzeugt die Meß- und Auswerte-Schaltung gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im Betrieb wiederkehrend einen Phasendifferenz-Meßwert X_Δφ, der die zwischen dem ersten Primärsignal s₁ und dem zweiten Primärsignal s₂ existierenden Phasendifferenz, Δφ, momentan repräsentiert. Die Berechnung des Massendurchfluß-Meßwert X_m kann, unter Verwendung eines gleichfalls in der Umformer-Elektronik vorgehaltenen, eine Schwingungsfrequenz von Vibrationen, beispielsweise den oben erwähnten lateralen Biegeschwingungen des wenigstens einen Meßrohrs 10 im Nutzmode, repräsentierenden Frequenz-Meßwerts X_f somit beispielsweise basierend auf dem bekannten Zusammenhang: $X_{m} = K_{m} \cdot \frac{X_{Δ φ}}{X_{f}}$

erfolgen, worin K_m ein vorab experimentell, z.B. im Zuge einer Kalibrierung des Meßsystems und/oder mittels computergestützter Berechnungen, ermittelter, z.B. im nichtflüchtigen Datenspeicher, als Festwerte intern vorgehaltener Meßsystemparameter ist, der zwischen dem hier mittels des Phasendifferenz-Meßwerts X_Δφ und des Frequenz-Meßwerts X_f gebildten Quotienten und
der zu messenden Massendurchflußrate, m , entsprechend vermittelt. Der Frequenz-Meßwert X_f selbst kann auf einfache Weise z.B. anhand von den von der Sensoranordnung gelieferten Primärsignale oder auh anhand des wenigstens einen die Erregeranordnung speisenden Treibersignals in dem Fachmann bekannter Weise ermittelt werden.According to a further embodiment of the invention, the measuring and evaluation circuit µC further serves to determine the pressure difference measured value X _Δp , in particular also to determine the flow energy measured value X _Ekin required for this purpose, and/or the Reynolds number measured value X _Re required for this purpose, using the primary signals s ₁ , s ₂ supplied by the sensor arrangement 50, for example on the basis of a phase difference detected between the primary signals s ₁ , s ₂ of the first and

second vibration sensors

51, 52 generated when the measuring tube 10 is oscillating in the useful and Coriolis modes, to repeatedly determine a mass flow measured value X _m , which
represents the mass flow rate to be measured, m , of the medium guided through the measuring transducer as accurately as possible. For this purpose, according to a further embodiment of the invention, the measuring and evaluation circuit repeatedly generates a phase difference measured value X _{Δφ during operation,} which momentarily represents the phase difference, Δφ, existing between the first primary signal s ₁ and the second primary signal s ₂ . The calculation of the mass flow measured value X _m can, using a frequency measured value X f , which is also stored in the converter electronics and represents an oscillation frequency of vibrations, for example the above-mentioned lateral bending vibrations of the at least one measuring tube 10 in the useful mode, _thus , for example, based on the known relationship:

X_{m} = K_{m} \cdot \frac{X_{Δ φ}}{X_{f}}

where K _m is a measurement system parameter determined beforehand experimentally, e.g. during calibration of the measurement system and/or by means of computer-aided calculations, e.g. stored internally as fixed values in the non-volatile data memory, which is between the quotient formed here by means of the phase difference measurement value X _Δφ and the frequency measurement value X _f and
the mass flow rate to be measured, m , is conveyed accordingly. The frequency measurement value X _f itself can be determined in a simple manner, for example, based on the primary signals supplied by the sensor arrangement or also based on the at least one driver signal feeding the excitation arrangement, in a manner known to those skilled in the art.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß die Umformer-Elektronik, beispielsweise im flüchtigen Datenspeicher RAM, einen Dichte-Meßwert X_ρ, der eine zu messende Dichte, ρ, des Mediums momentan repräsentiert, und/oder einen Viskositäts-Meßwert X_η, der eine Viskosität des Mediums momentan repräsentiert, vorhält. Basierend auf dem Massendurchfluß-Meßwert X_m und dem Dichte-Meßwert X_ρ kann somit nämlich mittels der Umformer-Elektronik der zur Ermittlung des Druckdifferenz-Meßwerts X_Δp benötigte Strömungsenergie-Meßwert X_Ekin intern ermittelt werden, etwa mittels Umsetzung der Beziehung $X_{Ekin} = K_{Ekin} \cdot \frac{{(X_{m})}^{2}}{X_{ρ}},$

während unter Verwendung des Massendurchfluß-Meßwerts X_m und des Viskositäts-Meßwert X_η, auf einfache Weise der zur Ermittlung des Druckdifferenz-Meßwerts X_Δp benötigte Reynoldszahl-Meßwert X_Re in der Umformer-Eletronik ermittelt werden kann, etwa basierend auf der Beziehung

X_{Re} = K_{Re} \cdot \frac{X_{m}}{X_{η}} .

X_Re Die entsprechenden Meßsystemparameter K_Ekin bzw. K_Re sind im wesentlichen vom effektiven Strömungsquerschnitt des Meßwandlers abhängig und können vorab ohne weiteres, z.B. wiederum im Zuge einer Kalibrierung des Meßsystems und/oder mittels computergestützter Berechnungen, experimentell ermittelt und in der Umformer-Elektronik als meßsystemspezifische Festwerte abgelegt werden.According to a further embodiment, it is further provided that the converter electronics, for example in the volatile data memory RAM, stores a density measurement value X _ρ , which currently represents a density to be measured, ρ, of the medium, and/or a viscosity measurement value X _η , which currently represents a viscosity of the medium. Based on the mass flow measurement value X _m and the density measurement value X _ρ , the flow energy measurement value X Ekin required to determine the pressure difference measurement value X _Δp can _thus be determined internally by means of the converter electronics, for example by implementing the relationship

X_{Ekin} = K_{Ekin} \cdot \frac{{(X_{m})}^{2}}{X_{ρ}},

while using the mass flow measurement value X _m and the viscosity measurement value X _η , the Reynolds number measurement value X _{Re required to determine the pressure difference measurement value X Δp} _can be easily determined in the transmitter electronics, for example based on the Relationship

X_{Re} = K_{Re} \cdot \frac{X_{m}}{X_{η}} .

X _Re The corresponding measuring system parameters K _Ekin and K _Re are essentially dependent on the effective flow cross-section of the measuring transducer and can be easily determined experimentally in advance, e.g. again during calibration of the measuring system and/or by means of computer-aided calculations, and stored in the converter electronics as measuring system-specific fixed values.

Unter Berücksichtigung der vorgenannten funktionalen Zusammenhänge kann der Druckdifferenz-Meßwert X_Δp auch basierend auf einer der folgenden Beziehungen ermittelt werden: $X_{Δ p} = X_{ξ} \cdot K_{Ekin} \cdot \frac{(X_{m})}{X_{ρ}},$

X_{Δ p} = (K_{ς,1} + K_{ς,2} \cdot X_{Re}^{K_{ς,3}}) \cdot K_{Ekin} \cdot \frac{(X_{m})}{X_{ρ}},

X_{Δ p} = [K_{ς,1} + K_{ς,2} \cdot {(K_{Re} \cdot \frac{X_{m}}{X_{η}})}^{K_{ς,3}}] \cdot X_{Ekin}, oder

X_{Δ p} = [K_{ς,1} + K_{ς,2} \cdot {(K_{Re} \cdot \frac{X_{m}}{X_{η}})}^{K_{ς,3}}] \cdot X_{Ekin} \cdot \frac{{(X_{m})}^{2}}{X_{ρ}} .

Taking into account the above functional relationships, the pressure difference measured value X _Δp can also be determined based on one of the following relationships:

X_{Δ p} = X_{ξ} \cdot K_{Ekin} \cdot \frac{(X_{m})}{X_{ρ}},

X_{Δ p} = (K_{ς,1} + K_{ς,2} \cdot X_{Re}^{K_{ς,3}}) \cdot K_{Ekin} \cdot \frac{(X_{m})}{X_{ρ}},

X_{Δ p} = [K_{ς,1} + K_{ς,2} \cdot {(K_{Re} \cdot \frac{X_{m}}{X_{η}})}^{K_{ς,3}}] \cdot X_{Ekin}, oder

X_{Δ p} = [K_{ς,1} + K_{ς,2} \cdot {(K_{Re} \cdot \frac{X_{m}}{X_{η}})}^{K_{ς,3}}] \cdot X_{Ekin} \cdot \frac{{(X_{m})}^{2}}{X_{ρ}} .

Die vorgenannten, für die für die Ermittlung des Druckdifferenz-Meßwerts benötigten Meßsystemparameter K_ζ,1, K_ζ,2, K_ζ,3 bzw. K_Ekin oder K_Re jeweils erforderlichen definierten Strömungen mit bekannter Reynoldszahlen, Re, bekannter kinetischer Energie, ρU², und bekannter Druckverlaufs können ausreichend präzise auf entsprechenden Kalibrieranlagen ohne weiteres realisiert werden, beispielsweise mittels hinsichtlich der Strömungseigenschaften bekannter Kalibriermedien, wie z.B. Wasser, Glycerin etc., die mittels entsprechend gesteuerten Pumpen dem jeweils zu kalibrierenden Meßsystem als eingeprägte Strömung zu geführt werden. Alternativ oder in Ergänzung dazu können die für die Ermittlung der Meßsystemparameter benötigten Strömungsparameter, wie die Reynoldszahl, die kinetische Energie, die Druckdifferenz etc., beispielsweise auch mittels eines Druckdifferenz-Meßsystem meßtechnisch ermittelt werden, das zusammen mit dem zu kalibrierenden Meßsystem eines der in der eingangs erwähnten US-B 74 06 878 vorgeschlagenen Meßsysteme bildet und das zum Zwecke einer Naß-Kalibrierung mit Strömungen mit entsprechend variierten Massendurchflußraten, Dichten und Viskositäten beaufschlagt wird.The aforementioned defined flows with known Reynolds numbers, Re, known kinetic energy, ρU ² , and known pressure curves required for the measurement system parameters K _ζ,1 , K _ζ,2 , K _ζ,3 or K _Ekin or K _Re, which are required for the determination of the pressure difference measured value, can be easily realized with sufficient precision on appropriate calibration systems, for example by means of calibration media known with regard to the flow properties, such as water, glycerol, etc., which are fed to the measuring system to be calibrated as an impressed flow by means of appropriately controlled pumps. Alternatively or in addition to this, the flow parameters required for the determination of the measuring system parameters, such as the Reynolds number, the kinetic energy, the pressure difference, etc., can also be determined metrologically, for example, by means of a pressure difference measuring system which, together with the measuring system to be calibrated, represents one of the US-B 74 06 878 proposed measuring systems and which is subjected to flows with correspondingly varied mass flow rates, densities and viscosities for the purpose of wet calibration.

Unter Verwendung des Druckdifferenz-Meßwerts X_Δp ist es nunmehr möglich, die in gewissem Maße auch von den Druckverhältnissen im strömenden Medium beeinflußte Phasendifferenz zwischen den Primärsignalen s₁, s₂ oder auch die ebenfalls beeinflußte Schwingungsfrequenz zwecks Erhöhung der Meßgenauigkeit von Massendurchfluß- und/oder Dichte-Meßwert im Betrieb entsprechend zu korrigieren. Zudem ist es aber auch möglich, unter Verwendung des Druckdifferenz-Meßwerts X_Δp das Meßsystem bzw. ein daran angeschlossenes Rohrleitungssystem auf für den Betrieb kritische Zustände hin zu überwachen, etwa das Ausmaß eines durch den Meßwandler selbst zwangsläufig provozierten Druckabfalls im strömenden Medium und/oder das damit einhergehende Risiko von zumeist schädlicher Kavitation im strömenden Medium infolge einer zu hohen Druckabsenkung.Using the pressure difference measured value X _Δp , it is now possible to correct the phase difference between the primary signals s ₁ , s ₂ , which is also influenced to a certain extent by the pressure conditions in the flowing medium, or the oscillation frequency, which is also influenced, in order to increase the measurement accuracy of the mass flow and/or density measured value during operation. Furthermore, using the pressure difference measured value X _Δp , it is also possible to monitor the measuring system or a connected piping system for conditions that are critical to operation, such as the extent of a pressure drop in the flowing medium inevitably provoked by the measuring transducer itself and/or the associated risk of usually harmful cavitation in the flowing medium due to an excessive pressure drop.

Daher ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Umformer-Elektronik ferner dafür ausgelegt unter Verwendung des Druckdifferenz-Meßwerts X_Δp einen Alarm zu generieren, der ein Überschreiten einer vorab definierten, maximal zulässigen Absenkung eines statischen Drucks im durch den Meßwandler strömenden Medium bzw. einen durch den Meßwandler provozierten, zu hohen Druckabfall im Medium, beispielsweise im Umfeld des Meßsystems visuell und/oder akustisch wahrnehmbar, signalisiert. Der Alarm kann z.B. durch das erwähnte Anzeige- und Bedienelement HMI vor Ort zur Anzeige und/oder von einem mittels des Meßsystems gesteuerten Signalhorns zu Gehör gebracht werden.Therefore, according to a further embodiment of the invention, the transducer electronics are further configured to generate an alarm using the pressure difference measured value X _Δp. This alarm signals an exceedance of a predefined, maximum permissible reduction in static pressure in the medium flowing through the transducer or an excessive pressure drop in the medium caused by the transducer, for example, visually and/or acoustically perceptible in the vicinity of the measuring system. The alarm can be displayed on-site, for example, via the aforementioned HMI display and control element, and/or audibly triggered by a signal horn controlled by the measuring system.

Alternativ oder in Ergänzung dazu ist die Umformer-Elektronik gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dafür ausgelegt, anhand des Druckdifferenz-Meßwerts sowie eines intern vorgehaltenen ersten Druck-Meßwerts X_p1, der einen im strömenden Medium herrschenden, beispielsweise mittels einer das strömende Medium fördernden Pumpe eingeprägten und/oder mittels Ventils eingestellten und/oder mittels eines zusätzlichen Drucksensors gemessenen und/oder mittels der Umformer-Elektronik anhand wenigstens eines der Primärsignale ermittelten und/oder statischen, ersten Druck, p_Ref, repräsentiert, einen zweiten Druck-Meßwert X_p2, mit X_p2 = X_p1 - X_Δp zu generieren, der einen statischen zweiten Druck, p_krit, innerhalb des strömenden Mediums repräsentiert, beispielsweise also einen Druck am Ort des auslaßseitigen Referenzpunkt - hier also dem zweiten der beiden Referenzpunkte, die die durch den Druckdifferenz-Meßwert repräsentierte Druckdifferenz definieren. Für den erwähnten Fall, daß einer der beiden Referenzpunkte, durch entsprechende Wahl der Meßsystemparameter für den Druckabfall-Koeffizienten bzw. die Druckabfall-Kennlinie, an den vorab genau ermittelten Ort minimalen Drucks (Δp = Δp_max) innerhalb des im Meßwandler strömenden Medium, gelegt ist kann basierend auf dem zweiten Druck-Meßwert X_p2 kann so beispielsweise im Betrieb des Meßsystems festgestellt werden, ob innerhalb des Meßwandlers oder ggf. auch unmittelbar im stromabwärts desselben liegenden Auslaufbereich der angeschlossenen Rohrleitung mit einem unzulässig niedrigen statischen Druck im strömenden Medium zu rechnen ist. Daher ist die Umformer-Elektronik nach einer weiteren Ausgestaltung dafür ausgelegt, unter Verwendung des zweiten Druck-Meßwerts X_p2 ggf. einen Alarm zu generieren, der ein Unterschreiten eines vorab definierten, minimal zulässigen statischen Drucks im Medium und/oder der ein, z.B. sich erst anbahnendes, Auftreten von Kavitation im Medium entsprechend signalisiert, etwa in visuell und/oder akustisch wahrnehmbarer Weise.Alternatively or in addition to this, the transmitter electronics according to a further embodiment of the invention is designed to generate a second pressure measurement value X _p2 , with X _p2 = X p1 - X _Δp , which represents a static second pressure, p _crit , within _the flowing medium, for example a pressure at the location of the outlet-side reference point - in _this _case the second of the two reference points that define the pressure difference represented by the pressure difference measurement value. In the case mentioned above, that one of the two reference points is to be set to the previously determined location of minimum pressure (Δp = Δp _max ) within the in the medium flowing through the measuring transducer, it can be determined, for example, on the basis of the second pressure measurement value X _p2 during operation of the measuring system whether an inadmissibly low static pressure in the flowing medium is to be expected within the measuring transducer or possibly also directly downstream of it in the outlet area of the connected pipeline. Therefore, according to a further embodiment, the transmitter electronics is designed to generate an alarm using the second pressure measurement value X _p2 if necessary, which signals a drop below a previously defined, minimum permissible static pressure in the medium and/or an impending occurrence of cavitation in the medium, for example in a visually and/or acoustically perceptible manner.

Der erste Druck-Meßwerts X_p1 kann beispielsweise im Betrieb vom erwähnten übergeordneten Datenverarbeitungssystem aus an die Umformer-Elektronik und/oder von einem direkt an die Umformer-Elektronik angeschlossenen, insoweit mit zum Meßsystem zugehörigen Drucksensor an diese übermittelt und daselbst im erwähnten flüchtigen Datenspeicher RAM und/oder im nichtflüchtigen Datenspeicher EEPROM gespeichert werden. Daher umfaßt das Meßsystem gemäß einer Weiterbildung ferner einen im Betrieb mit der Umformer-Elektronik, beispielsweise über eine direkte Punkt-zu-Punkt Verbindung und/oder drahtlos per Funk, kommunizierenden Drucksensor zum Erfassen eines, beispielsweise stromaufwärts eines Einlaßendes des Meßwandlers oder stromabwärts eines Auslaßendes des Meßwandlers, im in einer das Medium führenden Rohrleitung herrschenden statischen Drucks. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann der Druck-Meßwert X_p1 aber auch, beispielsweise unter Anwendung von dem Fachmann u.a. aus den eingangs erwähnten US-B 68 68 740 , US-A 57 34 112 , US-A 55 76 500 , US-A 2008/0034893 oder WO-A 95/29386 , WO-A 95/16897 bekannten Druckmeßverfahren, mittels der Umformer-Elektronik direkt anhand der Primärsignale ermittelt werden. Für den Fall, daß der erste Druck-Meßwert X_p1 nicht genau jenen Druck im Medium repräsentiert, der einem der beiden, dem Druckdifferenz-Meßwerts zugrundeliegenden Referenzpunkten entspricht, etwa weil der den Druck-Meßwert X_p1 liefernde Drucksensor bzw. weil die den Druck-Meßwert X_p1 liefernde Pumpe mit Steuerung vom Einlaßende des Meßwandlers weiter entfernt ist, ist der Druck-Meßwert X_p1 selbstverständlich auf den Referenzpunkt entsprechend umzurechnen, etwa durch entsprechenden Abzug bzw. Zuschlag eines zwischen der mit dem Druck-Meßwert X_p1 korrespondierenden Meßstelle und dem durch die Kalibration des Meßsystems definierten Referenzpunkt auftretenden bekannten Druckabfalls, bzw. ist die dem oben erwähnte Druckabfall-Koeffizient zugrundeliegenden Druckabfall-Kennlinie durch Auswahl geeigneter Meßsystemparameter entsprechend anzupassen.The first pressure measurement value X _p1 can, for example, be transmitted during operation from the aforementioned higher-level data processing system to the converter electronics and/or from a pressure sensor directly connected to the converter electronics and thus belonging to the measuring system, and stored there in the aforementioned volatile data memory RAM and/or in the non-volatile data memory EEPROM. Therefore, according to a further development, the measuring system further comprises a pressure sensor that communicates with the converter electronics during operation, for example via a direct point-to-point connection and/or wirelessly via radio, for detecting a static pressure prevailing in a pipeline carrying the medium, for example upstream of an inlet end of the measuring transducer or downstream of an outlet end of the measuring transducer. Alternatively or in addition to this, the pressure measurement value X _p1 can also, for example using the knowledge of the person skilled in the art, inter alia, from the methods mentioned above US-B 68 68 740 , US-A 57 34 112 , US-A 55 76 500 , US-A 2008/0034893 or WO-A 95/29386 , WO-A 95/16897 known pressure measuring methods, can be determined directly from the primary signals using the transducer electronics. In the event that the first measured pressure value X _p1 does not exactly represent the pressure in the medium that corresponds to one of the two reference points on which the pressure difference measured value is based, for example because the pressure sensor supplying the measured pressure value X _p1 or because the pump with control supplying the measured pressure value X _p1 is further away from the inlet end of the measuring transducer, the measured pressure value X _p1 must of course be converted accordingly to the reference point, for example by deducting or adding a known pressure drop occurring between the measuring point corresponding to the measured pressure value X _p1 and the reference point defined by the calibration of the measuring system, or the pressure drop characteristic curve underlying the above-mentioned pressure drop coefficient must be adjusted accordingly by selecting suitable measuring system parameters.

Die Meß- und Auswerte-Schaltung des erfindungsgemäßen Meßsystems dient gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner dazu, abgleitet von der durch den Frequenz-Meßwert X_f momentan repräsentierten Schwingungsfrequenz in dem Fachmann an und für sich bekannter Weise zusätzlich auch den zur Ermittlung des Druckdifferenz-Meßwerts benötigten Dichte-Meßwert X_ρ zu generieren, beispielsweise basierend auf der Beziehung: $X_{ρ} = K_{ρ,1} + \frac{K_{ρ, 2}}{X_{f}^{2}},$

worin K_ρ,1, K_ρ,2, vorab experimentell ermittelte, beispielsweise im nichtflüchtigen Datenspeicher RAM, als Festwerte intern vorgehaltene Meßsystemparameter sind, die zwischen der durch den Frequenz-Meßwert X_f repräsentierten Schwingungsfrequenz und der zu messenden Dichte, p, entsprechend vermitteln.According to a further embodiment of the invention, the measuring and evaluation circuit of the measuring system according to the invention also serves to generate, in a manner known per se to the person skilled in the art, the density measurement value X _ρ required to determine the pressure difference measurement value, derived from the oscillation frequency currently represented by the frequency measurement value X _f , for example based on the relationship:

X_{ρ} = K_{ρ,1} + \frac{K_{ρ, 2}}{X_{f}^{2}},

where K _ρ,1 , K _ρ,2 , are previously experimentally determined measuring system parameters, for example in the non-volatile data memory RAM, held internally as fixed values, which mediate between the oscillation frequency represented by the frequency measurement value X _f and the density to be measured, p.

Alternativ oder in Ergänzung dazu kann die Auswerteschaltung wie bei In-Line-Meßgeräten der in Rede stehenden Art durchaus üblich ggf. auch dazu verwendet werden, den zur Ermittlung des Druckdifferenz-Meßwerts benötigten Viskositäts-Meßwert X_η zu ermitteln, vgl. hierzu auch die eingangs erwähnten US-B 72 84 449 , US-B 70 17 424 , US-B 69 10 366 , US-B 68 40 109 , US-A 55 76 500 oder US-B 66 51 513 . Zur Ermittlung der zum Bestimmen der Viskosität erforderlichen Erregerenergie oder Erregerleistung bzw. Dämpfung eignet sich dabei beispielsweise das von Treiberschaltung der Umformer-Elektronik gelieferte Erregersignal, insb. eine Amplitude und Frequenz von dessen den Nutzmode treibender Stromanteil oder auch eine Amplitude des gesamten, ggf. auch auf eine anhand wenigstens eines der Primärsignale ermittelte Schwingungsamplitude normierten Erregerstroms. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann aber auch ein dem Einstellen des Treibersignals bzw. des Erregerstroms dienendes internes Steuersignal oder, beispielsweise im Falle einer Anregung der Vibrationen des wenigstens einen Meßrohrs mit einem Erregerstrom von fest vorgegebener bzw. auf konstant geregelter Amplitude, auch wenigstens eines der Primärsignale, insb. eine Amplitude davon, als ein Maß der für die Ermittlung des Viskositäts-Meßwerts erforderlichen Erregerenergie oder Erregerleistung bzw. Dämpfung dienen.Alternatively or in addition, the evaluation circuit can also be used, as is common practice with in-line measuring devices of the type in question, to determine the viscosity value X _η required to determine the pressure difference value, see also the above-mentioned US-B 72 84 449 , US-B 70 17 424 , US-B 69 10 366 , US-B 68 40 109 , US-A 55 76 500 or US-B 66 51 513 . To determine the excitation energy or excitation power or damping required to determine the viscosity, the excitation signal supplied by the driver circuit of the converter electronics is suitable, for example, in particular an amplitude and frequency of its current component driving the useful mode or also an amplitude of the entire excitation current, possibly also normalized to an oscillation amplitude determined on the basis of at least one of the primary signals. Alternatively or in addition to this, an internal control signal serving to adjust the driver signal or the excitation current or, for example in the case of excitation of the vibrations of at least one measuring tube with an excitation current of fixed or constantly regulated amplitude, at least one of the primary signals, in particular an amplitude thereof, can also serve as a measure of the excitation energy or excitation power or damping required to determine the viscosity measured value.

Die vorgenannten, insb. auch die dem Erzeugen des Druckdifferenz-Meßwerts X_Δp bzw. anderer der vorgenannten Meßwerte jeweils dienenden, Rechenfunktionen können z.B. mittels des oben erwähnten Mikrocomputers der Auswerte-Schaltung µC oder beispielsweise auch einem darin entsprechend vorgesehenen digitalen Signalprozessors DSP sehr einfach realisiert sein. Das Erstellen und Implementieren von entsprechenden Algorithmen, die mit den vorbeschriebenen Formeln korrespondierenden oder beispielsweise auch die Funktionsweise der erwähnten Amplituden- bzw. Frequenzregelschaltung für die Erregeranordnung nachbilden, sowie deren Übersetzung in der Umformer-Elektronik entsprechend ausführbare Programm-Codes ist dem Fachmann an und für sich geläufig und bedarf daher - jedenfalls in Kenntnis der vorliegenden Erfindung - keiner detailierteren Erläuterung. Selbstverständlich können vorgenannte Formeln bzw. andere mit der Umformer-Elektronik realisierte Funktionalitäten des Meßsystems auch ohne weiteres ganz oder teilweise mittels entsprechender diskret aufgebauter und/oder hybriden, also gemischt analog-digitalen, Rechenschaltungen in der Umformer-Elektronik ME realisiert werden.The above-mentioned calculation functions, in particular those used to generate the pressure difference measured value X _Δp or other of the above-mentioned measured values, can be carried out, for example, by means of the above-mentioned microcomputer of the evaluation circuit µC or, for example, a digital signal processor (DSP) provided therein. The creation and implementation of corresponding algorithms corresponding to the formulas described above or, for example, emulating the functionality of the aforementioned amplitude or frequency control circuit for the excitation arrangement, as well as their translation into correspondingly executable program codes in the converter electronics, is familiar to the person skilled in the art and therefore requires no detailed explanation - at least with knowledge of the present invention. Of course, the aforementioned formulas or other functionalities of the measuring system implemented with the converter electronics can also be easily implemented in whole or in part by means of corresponding discretely constructed and/or hybrid, i.e., mixed analog-digital, computing circuits in the converter electronics ME.

Claims

Measuring system, in particular a compact measuring device and/or Coriolis mass flow meter, for flowing media, in particular in pipelines, which measuring system comprises: - a vibration-type measuring transducer (MW) through which a medium, in particular a gas and/or a liquid, a paste or a powder or another flowable material, flows during operation, for generating primary signals corresponding to parameters of the flowing medium, in particular a mass flow rate, a density and/or a viscosity, as well as converter electronics (ME) electrically coupled to the measuring transducer for controlling the measuring transducer and for evaluating primary signals supplied by the measuring transducer, - wherein the measuring transducer -- at least one measuring tube (10; 10') for guiding flowing medium, -- at least one electromechanical, in particular electrodynamic, vibration exciter for exciting and/or maintaining Vibrations of the at least one measuring tube, in particular bending vibrations of the at least one measuring tube about an imaginary vibration axis imaginarily connecting an inlet-side first measuring tube end of the measuring tube and an outlet-side second measuring tube end of the measuring tube with a natural resonance frequency of the measuring transducer, -- a, in particular electrodynamic, first vibration sensor (51) for detecting, in particular inlet-side, vibrations of at least the at least one measuring tube and for generating a first primary signal (s ₁ ) of the measuring transducer representing, in particular inlet-side vibrations of at least the at least one measuring tube, and -- a, in particular electrodynamic, second vibration sensor (52) for detecting, in particular outlet-side, vibrations of at least the at least one measuring tube and for generating a second primary signal (s ₂ ) of the measuring transducer representing, in particular outlet-side vibrations of at least the at least one measuring tube; and - wherein the converter electronics -- supplies at least one drive signal (i _exc ) for the vibration exciter causing vibrations, in particular bending vibrations, of the at least one measuring tube, and -- by means of the first primary signal and by means of the second primary signal and using a Reynolds number measured value generated during operation by means of the drive signal and representing a Reynolds number, Re, for the medium flowing in the measuring transducer, generates a pressure difference measured value (X _Δp ) which represents a pressure difference occurring between two predetermined reference points in the flowing medium, in particular those located within the measuring transducer, in particular in such a way that a first of the two reference points is located on the inlet side and a second of the two reference points is located on the outlet side in the measuring transducer.

Measuring system according to the preceding claim, wherein the transducer electronics generates the pressure difference measured value (X _Δp ) using a viscosity measured value (X _η ), which is stored internally, in particular in a volatile data memory, and is generated during operation by means of the driver signal and/or by means of at least one of the primary signals, and which represents a viscosity, η, of the medium flowing in the measuring transducer.

Measuring system according to Claim 2 , where the converter electronics generates the Reynolds number measurement using the viscosity measurement (X _η ).

Measuring system according to one of the preceding claims, wherein the transducer electronics generates a mass flow measurement value (X _m ) for determining the pressure difference measurement value (X _Δp ) by means of the first primary signal and by means of the second primary signal, which mass flow rate represents a mass flow rate, ṁ, of medium flowing in the measuring transducer.

Measuring system according to one of the preceding claims, wherein the transducer electronics generates the pressure difference measured value (X _Δp ) using a density measured value (X _ρ ), in particular one stored internally in a volatile data memory provided in the transducer electronics and/or generated during operation by means of the driver signal and/or by means of at least one of the primary signals, which represents a density, ρ, of medium flowing in the measuring transducer.

Measuring system according to one of the preceding claims, wherein the transducer electronics generates a flow energy measurement value (X _Ekin ) for determining the pressure difference measurement value (X _Δp ) by means of the first primary signal and by means of the second primary signal, which represents a kinetic energy, ρU ² , of the medium flowing in the measuring transducer, which is dependent on a density, ρ, and a flow velocity, U, of the medium flowing in the measuring transducer.

Measuring system according to Claims 4 , 5 and 6 , in which measuring system the transmitter electronics calculates the pressure difference measured value based on the relationship:

X_{Δ p} = (K_{ς,1} + K_{ς,2} \cdot X_{Re}^{K_{ς,3}}) \cdot K_{Ekin} \cdot \frac{{(X_{m})}^{2}}{X_{ρ}}

generated, where K _ζ,1 , K _ζ,2 , K _ζ,3 , K _Ekin are measuring system parameters determined in advance experimentally, in particular during calibration of the measuring system and/or by means of computer-aided calculations, and in particular stored internally as fixed values in a non-volatile data memory provided in the converter electronics.

Measuring system according to one of the preceding claims, which, in order to generate a pressure measurement value (X _p1 ) representing a static pressure prevailing in the flowing medium, further comprises a pressure sensor which serves to detect a static pressure prevailing in a pipe carrying the medium, in particular upstream of an inlet end of the measuring transducer or downstream of an outlet end of the measuring transducer, and which communicates with the converter electronics during operation.

Measuring system according to one of the preceding claims, - wherein the transducer electronics generate an alarm using the pressure difference measured value, which signals, in particular visually and/or acoustically, an exceedance of a predefined, maximum permissible reduction in static pressure in the medium flowing through the transducer; and/or - wherein the transducer electronics generate an alarm using the pressure difference measured value, which signals, in particular visually and/or acoustically, an excessive pressure drop in the medium caused by the transducer; and/or - wherein the transducer electronics generate the Reynolds number measured value using the first primary signal and/or the second primary signal.

Method for measuring a pressure difference occurring within a flowing medium using a measuring system according to one of the Claims 1 - 9 , which method comprises the following steps: - allowing the medium to flow through at least one measuring tube; - generating a Reynolds number measured value representing a Reynolds number, Re, for the flowing medium, and - using the Reynolds number measured value to generate a pressure difference measured value representing a pressure difference occurring between two reference points in the flowing medium, in particular those located within the measuring transducer.