DE3000198C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Wer­ tes einer Fluidvariablen nach dem Gattungsbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Bei einer derartigen, aus der US 35 85 843 bekannten Vorrich­ tung ist das Schwingrohr beidseitig festgeklemmt, so daß es Biegeschwingungen ausführen kann, um beispielsweise die Dichte des hindurchgeleiteten Fluides zu messen.

Bei Meßvorrichtungen mit Schwingrohren, die Biegeschwingungen ausführen, ist es jedoch notwendig, die Reaktionen an den Schwingungsknoten der Schwingrohre auszugleichen. Zu diesem Zweck werden komplizierte Konstruktionen verwandt. Bei einer derartigen Konstruktion, die aus der GB-PS 11 58 790 bekannt ist, erfolgt dieser Ausgleich durch die Verwendung von schwin­ genden Zwillingsrohren, die miteinander neben den Knoten in Verbindung stehen und extrem genau aufeinander abgestimmt sein müssen, wenn die Meßvorrichtung zufriedenstellend arbeiten soll.

Bei einer anderen Konstruktion, die in der GB-PS 14 32 165 dargestellt ist, wird nur ein einziges Schwingrohr verwandt, wobei jedoch eine Masse mit dem Schwingrohr an jedem Knoten­ punkt über eine freitragende Armeinrichtung verbunden ist, die die Reaktion an dem jeweiligen Knotenpunkt ausgleicht. Eine derartige Konstruktion bringt jedoch eine komplizierte Abstimmung auf nur eine Frequenz mit sich.

Aus der US 32 98 211 ist eine weitere Dichte-Meßvorrichtung mit einem Schwingrohr bekannt, das über flexible Faltenbalge mit seiner Halterung verbunden ist. Das Rohr wird über einen mechanischen Schwinger zu Schwingungen angeregt. Bei dieser bekannten Dichte-Meßvorrichtung wird die Kraft gemessen, die benötigt wird, um eine Schwingung mit konstanter Amplitude und konstanter Frequenz beizubehalten.

Schließlich ist aus der US 34 44 723 eine Dichte-Meßvorrich­ tung mit einer Treiber- und Abnehmerspulenanordnung zu ent­ nehmen, die an einer Metallplattform angebracht ist, die ihrer­ seits über elastische Metallträger an stegartigen Halterungen angebracht ist, die dazu dienen, zwei Rohre zu halten.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demgegen­ über darin, die Vorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 so auszubilden, daß eine Messung mit hoher Genauigkeit ohne Einfluß anderer Parameter und ohne Einfluß aus Reaktionen an den Schwingungsknotenpunkten erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Ausbildung gelöst, die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist sichergestellt, daß das Schwingrohr reine Biegeschwingungen ausführt, wobei auf­ grund der Tatsache, daß die Verbindungselemente der Haltekon­ struktion eine hohe Steifigkeit haben, die wenigstens doppelt so groß wie die des Schwingrohres ist, gewährleistet ist, daß die natürliche Resonanzfrequenz der Haltekonstruktion sich stark von der Resonanzfrequenz des Schwingrohres unterscheidet, was die Meßgenauigkeit erhöht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist darüber hinaus in ihrem Aufbau einfach und mit geringen Kosten verbunden, wobei die Messung beispielsweise der Dichte eines Fluides mit hoher Genauigkeit möglich ist, ohne daß eine hochgenaue Bearbeitung des Schwingrohres oder eine komplizierte Konstruktion zum Aus­ gleich der Reaktionen an den Knotenpunkten benötigt wird.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Pa­ tentansprüche 2 bis 12.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung be­ vorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vor­ richtung näher erläutert.

Fig. 1 bis 3 zeigen in schematischen Querschnittsansichten drei verschiedene Ausführungsbeispiele der er­ findungsgemäßen Vorrichtung zum Messen des Wertes einer Fluidvariablen.

Fig. 4 zeigt in einer gebrochenen Querschnittsansicht einen Teil eines Ausführungsbeispiels der er­ findungsgemäßen Vorrichtung zum Messen des Wertes einer Fluidvariablen.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zum Messen des Wertes der Dichte eines Fluides dargestellt. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt ein langgestrecktes schlankes schwingendes Rohr 10, das aus einem magnetisierbaren oder aus einem nicht magneti­ sierbaren Material, wie beispielsweise Glas oder Edelstahl bestehen kann. Obwohl das schwingende Rohr 10 gewöhnlich zylindrisch ausgebildet sein dürfte, ist diese Ausbildung nicht von wesentlicher Bedeutung, da das schwingende Rohr erforderlichenfalls auch einen rechteckigen Querschnitt haben kann, während seine Mittellinie nicht notwendigerweise linear verläuft.

Das schwingende Rohr 10 ist starr an Knotenpunkten 11, 12 an einer Haltekonstruktion 13 befestigt, deren Steifigkeit wenigstens 40% größer als die des schwingenden Rohres 10 ist. Die Steifigkeit der Haltekonstruktion 13 ist somit vorzugsweise zweimal so groß wie die des schwingenden Rohres 10 und kann insbesondere das 10- oder mehrfache der Steifigkeit des schwingenden Rohres betragen. Diese Konstruktion stellt sicher, daß dann, wenn in der im folgenden beschriebenen Weise das schwingende Rohr 10 in Schwingung versetzt wird, das Rohr eingeklemmte Biegeschwingungen ausführt.

Die Haltekonstruktion 13 umfaßt im Abstand voneinander ange­ ordnete Rahmenelemente 14, 15, von denen jedes starr am schwingenden Rohr 10 an einem jeweiligen Knotenpunkt befestigt ist. Die Rahmenelemente 14, 15 sind starr über eine Vielzahl, beispielsweise über zwei Rohrverbindungselemente 16 miteinander verbunden, von denen jedes je nach Wunsch aus einer, zwei oder mehreren Versteifungsstreben bestehen kann. Die Verbindungs­ elemente 16 können entweder an den Rahmenelementen 14, 15 starr befestigt sein oder in einem Stück damit ausgebildet sein. Die Steifigkeit jedes Verbindungselementes 16 ist wenigstens zweimal so groß wie die des schwingenden Rohres 10 und kann das 10- oder mehrfache der Steifigkeit des schwingenden Rohres 10 betragen.

Die Haltekonstruktion 13 umfaßt gleichfalls Arme 20, 21, die von den jeweiligen Verbindungselementen 16 ausgehen und jeweils eine Antriebswicklung 22 und eine Aufnahmewicklung 23 tragen. Die Antriebswicklung 22 und die Aufnahmewicklung 23 bilden einen Teil eines nicht dargestellten Rückkopplungsoszillators, der das schwingende Rohr 10 im auf seiner Eigenfrequenz schwingenden Zustand hält. Obwohl aus Gründen der Deutlichkeit der Darstellung die Antriebswicklung 22 und die Aufnahmewicklung 23 im Abstand vom schwingenden Rohr 10 angeordnet dargestellt sind, wird in der Praxis der Abstand dazwischen so klein wie möglich gehalten. Die Erregung der Antriebswicklung 22 über eine nicht dargestellte Einrichtung bewirkt, daß das schwingende Rohr 10 eingeklemmte Biegeschwingungen ausführt, wie es durch eine strichpunktierte Linie 24 dargestellt ist, wobei diese Schwingung entweder durch den direkten magnetischen Einfluß auf das schwingende Rohr 10, falls dieses aus einem magnetisierbaren Material besteht, oder durch den magnetischen Effekt auf ein magnetisierbares Element hervorgerufen wird, das vom schwingenden Rohr 10 getragen wird, wie es im folgenden näher beschrieben wird.

Das schwingende Rohr 10 kann auch mechanisch, beispielsweise über eine piezoelektrische oder eine magnetostriktive Ein­ richtung, akustisch, beispielsweise über eine Schallwelle von einem Lautsprecher, oder elektrostatisch angeregt werden.

Die Schwingungen des schwingenden Rohres 10, die durch die Dichte des hindurchgehenden Fluides beeinflußt werden, werden durch die Aufnahmewicklung 23 aufgenommen, von der Signale einem Meßgerät 25 zugeführt werden, das die Dichte des Fluides anzeigt oder einen Prozeß in Abhängigkeit vom Wert dieser Dichte steuert.

Die Haltekonstruktion 13 und das schwingende Rohr 10, das in die Haltekonstruktion 13 geklemmt ist, sind in einer Stütz­ einrichtung 26 mit Wandelementen 27, 28, 29 und 30 angebracht. Die gegenüberliegenden Enden des schwingenden Rohres 10 sind jeweils über einen flexiblen Faltenbalg 33, 34 mit Rohren 35, 36 verbunden, die jeweils durch die Wandelemente 28, 30 der Stützeinrichtung 26 führen.

Stoßfänger 40 sind zwischen dem Wandelement 27 der Stütz­ einrichtung 26 und den Rahmenelementen 14, 15 der Halte­ konstruktion 13 angeordnet, während Stoßfänger 41 zwischen den Rahmenelementen 14, 15 der Haltekonstruktion 13 und dem Wandelement 29 der Stützeinrichtung 26 angeordnet sind. Durch die Faltenbalge 33, 34 und die Stoßfänger 40, 41 ist die Haltekonstruktion 13 gegenüber der Stützeinrichtung 26 derart isoliert, daß eine Schwingungsübertragung dazwischen im wesentlichen verhindert ist.

Es versteht sich somit, daß sowohl das schwingende Rohr 10 als auch die Haltekonstruktion 13 über jeweilige Isolatorein­ richtungen, die von den Faltenbalgen 33, 34 und den Stoß­ fängern 40, 41 gebildet sind, mit der Stützeinrichtung 26 ver­ bunden sind, wobei die Stoßfänger unter einem rechten Winkel zum schwingenden Rohr 10 angeordnet sind. Die von den Falten­ balgen 33, 34 gebildete Isolatoreinrichtung erlaubt eine axiale Dehnung ohne Kompression des schwingenden Rohres 10, was wünschenswert ist, da die axiale Kompression die schein­ bare Dichte erhöhen wird, wenn der Druck des Fluides zunimmt.

Die in Fig. 1 dargestellte Konstruktion bietet gegenüber den bekannten Konstruktionen wesentliche Vorteile. Da das schwingen­ de Rohr 10 eingeklemmte Biegeschwingungen ausführt, hat die Viskosität des durch das schwingende Rohr 10 hindurchgehenden Fluides eine sehr geringe Dämpfungswirkung auf die Schwingung des Rohres. Das schwingende Rohr 10 kann darüber hinaus von einem Rohr gebildet sein, dessen Querschnittsform nicht von Bedeutung ist und das daher weder eine Präzisionsbearbeitung noch eine Abstimmung auf ein ähnliches Rohr, ein Ausgleichge­ wicht, einen Gegenhebel oder Kragarm oder ähnliches benötigt.

Das schwingende Rohr 10 kann weiterhin aus Materialien, wie Edelstahl, Glas oder Keramik, d. h. aus Materialien bestehen, die gewöhnlich bei einem Dichtemeßgerät nicht verwandt werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in der Tat aus verschiedenen ungleichen Materialien hergestellt sein und dennoch eine automatische Temperaturkorrektur ohne Ver­ wendung spezieller Materialien, wie sie unter der Handelsbe­ zeichnung "Ni-Span-C" erhältlich sind, bewirken.

Die Haltekonstruktion 13 bildet eine steife Konstruktion, die die Knotenpunkte der Biegeschwingung bestimmt, so daß die Verwendung der Haltekonstruktion 13, die sehr einfach herzu­ stellen ist, die Notwendigkeit vermeidet, komplizierte Kon­ struktionen, beispielsweise Zwillingsrohrkonstruktionen und Kragarmmassensysteme zu verwenden, wie sie oben beschrieben wurde, um Reaktionen an den Knotenpunkten auszugleichen. Da die Haltekonstruktion 13 wesentlich steifer als das schwingende Rohr 10 ist, werden Schwingungen mit nur sehr kleiner Amplitude vom schwingenden Rohr 10 auf die Haltekonstruktion 13 übertragen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion sind darüber hinaus sowohl die Antriebswicklung 22 als auch die Aufnahmewicklung 23 auf den Armen 20, 21 jeweils der Haltekonstruktion 13 ange­ bracht und somit auf der gleichen steifen Konstruktion ange­ bracht, die das schwingende Rohr 10 hält. Darin ist ein wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu sehen, da eine derartige Anordnung sicherstellt, daß das gesamte System abgeglichen ist. Nach dem Dritten Newtonschen Gesetz hat somit die Antriebskraft am schwingenden Rohr 10 gleiche und entgegengesetzte Reaktionen an der Antriebseinrichtung, die die Antriebswicklung 22 umfaßt. Die Reaktionen an den Knotenpunkten 11 und 12 sind folglich ausgeglichen. Die in Fig. 1 dargestellte Konstruktion erlaubt es daher, ein ein­ ziges schwingendes Rohr zu verwenden, das in einer besonders einfachen und daher mit geringen Kosten verbundenen Weise abgeglichen ist.

Die Faltenbalge 33, 34 dienen dazu, das schwingende Rohr 10 von irgendeinem Rohrleitungsnetz zu isolieren, das das zu prüfende Fluid zu und von der in Fig. 1 dargestellten Konstruk­ tion führt, um dadurch eine Energieübertragung dazwischen zu verhindern. Das schwingende Rohr 10 ist gleichfalls effektiv gegenüber der Stützeinrichtung 26 durch die Stoßfänger 40, 41 isoliert, die als Stoßaufnahmebefestigungen wirken, so daß Schwingungen der Anlage ihr Betriebsverhalten als Dichte­ meßvorrichtung nicht beeinflussen.

In Fig. 2 ist eine Vorrichtung dargestellt, die grundsätzlich der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ähnlich ist, so daß sie aus diesem Grunde nicht noch einmal im einzelnen beschrieben wird und gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bezeichnen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Konstruktion sind jedoch die Verbindungselemente 16 in Fig. 1 durch steife rohrförmige Ver­ bindungselemente 44 ersetzt, die starr an den Rahmenelementen 14, 15 befestigt sind. Das schwingende Rohr 10 besteht darüber hinaus aus einem Rohrstück 45, das weitere Teile 46, 47 auf­ weist, die jeweils durch ein jeweiliges rohrförmiges Ver­ bindungselement 44 verlaufen und in Wärmeaustauschbeziehung dazu stehen.

Der rohrförmige Teil 46 steht über einen flexiblen Faltenbalg 50 mit einem Rohr 51 in Verbindung, das durch das Wandelement 28 der Stützeinrichtung 26 führt, während der rohrförmige Teil 47 über einen flexiblen Faltenbalg 51 mit einem Rohr 52 verbunden ist, das durch das Wandelement 30 der Stütz­ einrichtung 26 führt.

Die in Fig. 2 dargestellte Konstruktion dient dazu, den Ein­ fluß der Temperatur auf den Wert der Fluiddichte zu kompen­ sieren. Die Anordnung ist daher derart, daß das Fluid, dessen Dichte zu messen ist, während es durch den schwingenden Rohr­ teil 10 geht, in einer Wärmeaustauschbeziehung mit der Halte­ konstruktion 13 steht, so daß im wesentlichen kein Temperatur­ unterschied zwischen der Haltekonstruktion 13 und dem schwingen­ den Rohr 10 auftritt. Wenn dieser Temperaturausgleich nicht vorgesehen ist, wird eine Ausdehnung des schwingenden Rohres 10 bei Zunahme der Temperatur relativ zu den steifen rohr­ förmigen Verbindungselementen 44 zu Druckbeanspruchungen im schwingenden Rohr 10 führen, was zur Folge hat, daß die Schwingungsfrequenz des schwingenden Rohres 10 abnehmen wird. Auch der Elastizitätsmodul nimmt mit steigender Temperatur ab, was wiederum zu einer Abnahme der Schwingungsfrequenz des Rohres führt und dann, wenn keine Temperaturkompensation vorgesehen ist, einen Fehler in der Dichtemessung zur Folge hätte.

Der Effekt der axialen Ausdehnung wird durch die in Fig. 2 dargestellte Konstruktion vermindert. Eine Zunahme der axialen Ausdehnung des schwingenden Rohres 10 ist über die Falten­ balge 50, 51 möglich. Wenn jedoch die rohrförmigen Verbindungs­ elemente 44 eine andere Temperatur als das schwingende Rohr 10 haben, wird das die Änderung weiter beeinflussen.

Zusätzlich zu dem Temperaturausgleich, der dadurch erzielt wird, daß das Fluid durch die Rohrabschnitte 46, 47 in Wärmeaustauschbeziehung mit der Haltekonstruktion 13 geht oder statt dessen kann die Temperatur des Fluides, das durch das schwingende Rohr 10 gehen soll, mit Hilfe wenigstens eines temperaturempfindlichen Elementes 53, beispielsweise eines PRT gemessen werden, wobei sowohl die Aufnahmewicklung 23 als auch das temperaturempfindliche Element 53 mit dem Meßgerät 25 verbunden sind, so daß dessen Anzeige auf die Temperaturablesung durch das temperaturempfindliche Element 53 ansprechend justiert wird.

Zusätzlich oder statt dessen können die Verbindungselemente 16 bei der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion oder die Verbindungselemente 44 bei der in Fig. 2 dargestellten Kon­ struktion aus einem Material bestehen, das einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Material des schwingenden Rohres 10 hat, so daß bei einem Temperatur­ anstieg die sich daraus ergebende Vorspannung des schwingen­ den Rohres 10 die Abnahme des Elastizitätsmoduls des Rohr­ materials kompensiert.

Die Temperaturkompensation kann somit dadurch bewirkt werden, daß Edelstahl für das schwingende Rohr 10 verwandt wird, und daß eine Aluminiumlegierung für die Verbindungselemente 16 verwandt wird.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das grundsätzlich dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungs­ beispiel ähnlich ist, so daß es aus diesem Grunde nicht nochmals im einzelnen beschrieben wird, wobei gleiche Bezugs­ zeichen gleiche Bauteile bezeichnen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Konstruktion erstreckt sich jedoch ein Zylinder 54, der mit dem Rohrabschnitt 47 in Ver­ bindung steht, zwischen den Rahmenelementen 14 und 15 und ist der Zylinder 54 damit entweder über eine Kolbenzylinder­ einrichtung 56 oder über einen Faltenbalg 57 verbunden. Der einfachheithalber sind in Fig. 3 eine Kolbenzylinderein­ richtung 56 auf der rechten Seite und ein Faltenbalg 57 auf der linken Seite dargestellt. In der Praxis ist die Vorrichtung jedoch entweder auf beiden gegenüberliegenden Seiten mit zwei Kolbenzylindereinrichtungen 56 oder mit zwei Faltenbalgen 57 versehen.

Wenn Kolbenzylindereinrichtungen 56 vorgesehen sind, steht jedes Rahmenelement 14, 15 mit einem Kolben 58 in Verbindung, der gleitend verschiebbar im Zylinder 54 angeordnet ist. Das durch das schwingende Rohr 10 hindurchgehende Fluid wirkt daher auf den Kopf des Kolbens 58, so daß die am Kolben und daher am schwingenden Rohr 10 liegende Last vom Fluiddruck abhängt. Es wird somit eine Druckkompensation dadurch erreicht, daß an das schwingende Rohr 10 eine Zugspannung gelegt wird, die sich mit dem Druck ändert.

Wenn die Faltenbalge 57 vorgesehen sind, ist in ähnlicher Weise jeweils ein Faltenbalg 57 zwischen jedem Rahmenelement 14 und 15 und dem Zylinder 54 vorgesehen, wobei das Innere jeden Faltenbalges 57 mit dem Inneren des schwingenden Rohres 10 in Verbindung steht. Die Faltenbalge 57 werden daher den Einfluß des Druckes kompensieren.

Wenn das schwingende Rohr 10 einem erhöhten Innendruck ausge­ setzt wird, dehnt es sich radial aufgrund der Umfangsspannung aus und zieht es sich axial aufgrund der Poisson'schen Konstanten zusammen. Die resultierende Kompressionskraft setzt die Schwingungsfrequenz herab. Die Einflüsse eines in dieser Weise erhöhten Innendruckes auf die Schwingungsfrequenz werden jedoch durch die in Fig. 3 dargestellte Konstruktion vermindert, da die Kopflast, die am schwingenden Rohr 10 durch die Kolben­ zylinderanordnungen 56 oder die Faltenbalge 57 gelegt wird, dem schwingenden Rohr 10 eine Zugspannung geben. Wenn somit der Druck des Fluids im schwingenden Rohr 10 zunimmt, was dazu führt, daß dessen Schwingungsfrequenz absinkt, nimmt auch der Fluiddruck in den Faltenbalgen 57 zu, so daß die Zugspannung zunimmt, die dem schwingenden Rohr 10 ge­ geben wird, und in dieser Weise eine Kompensationswirkung ausgeübt wird.

Eine weitere Möglichkeit, eine Druckkompensation zu erzielen, besteht darin, die Stützeinrichtung 26 als dicht verschlossenes Gehäuse auszubilden, in dem die Haltekonstruktion 13 und das schwingende Rohr 10 angebracht sind, und sowohl das Innere als auch das Äußere des schwingenden Rohres 10 dem Druck des Fluides auszusetzen, dessen Dichte zu messen ist.

Wenn ein derartiges dicht verschlossenes Gehäuse verwandt wird und das Fluid nur durch das Innere des schwingenden Rohres 10 geht, ist es wünschenswert, dafür zu sorgen, daß das dicht verschlossene Gehäuse entweder trockene Luft enthält, um eine Kondensation am schwingenden Rohr 10 zu vermeiden oder daß das dicht verschlossene Gehäuse mit einem Inertgas gefüllt oder evakuiert ist, um eine absolute Bezugsdichte zu liefern.

In Fig. 4 ist ein Teil eines Ausführungsbeispiels der er­ findungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei dem das schwingende Rohr 10 aus einem nicht magnetischen Material, wie beispielsweise einem rostfreien Stahl oder Glas, be­ steht. Damit die Antriebswicklung 22 das schwingende Rohr 10 in Schwingung versetzen kann und die Aufnahmewicklung 21 die Schwingungen des schwingenden Rohres 10 aufnehmen kann, ist das schwingende Rohr 10 mit zwei diametral im Abstand voneinander angeordneten magnetischen Scheiben 60 versehen, die neben den Wicklungen 21, 22 angeordnet sind, oder sind zwei diametral im Abstand voneinander angeordnete Elemente 61 vorgesehen, die aus in einem Epoxyharzmaterial dispergierter Eisenspäne bestehen. Der Einfachheit halber ist in Fig. 4 das schwingende Rohr 10 mit einer Scheibe 60 und einem Element 61 dargestellt.

Wenn das schwingende Rohr 10 aus nicht rostendem Stahl be­ steht, kann die magnetische Scheibe 60 daran geschweißt sein, während dann, wenn das schwingende Rohr 10 aus Glas besteht, die Elemente 61 daran geheftet oder geklebt sein können.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung die Verwendung eines breiten Bereiches ver­ schiedener Materialien bei der Herstellung des schwingenden Rohres 10 erlaubt und daß daher dieses aus einem Material bestehen kann, das sich für die Verwendung mit einem korrodierenden Fluid eignet.

Obwohl im Obigen ein elektromagnetisches Antriebssystem beschrieben wurde, kann das schwingende Rohr 10 auch mechanisch, pneumatisch, akustisch, elektrostatisch, piezo­ elektrisch oder magnetostriktiv angetrieben werden.

Es ist im vorliegenden Zusammenhang üblich, elektromagnetische Antriebseinrichtungen zu verwenden, was jedoch normalerweise die Anwendungsmöglichkeiten der Vorrichtung auf die Ver­ wendung eines magnetischen schwingenden Rohres beschränkt. Im Fall der vorliegenden Erfindung besteht daher keine der­ artige Beschränkung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterliegt keinen Hysterese­ verlusten und kann leicht so ausgebildet werden, daß sie sehr leicht zu reinigen ist. Selbst bei der in Fig. 2 darge­ stellten Konstruktion können die Rohrteile 10, 46, 47 trennbar ausgebildet sein, um eine Reinigung zu ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich somit zur Ver­ wendung bei Fluiden aller Art einschließlich bei schlamm­ förmigen Fluiden, d. h. Fluiden, die Feststoff enthalten, sie ist jedoch insbesondere für sehr viskose Fluide geeignet.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Messen des Wertes einer Fluidvariablen mit

• - einem Schwingrohr, durch das der Fluid, dessen Variable zu messen ist, geleitet werden kann und das starr an Knoten­ punkten zum Ausführen einer Biegeschwingung in einer Halte­ konstruktion gehalten ist, die eine Steifigkeit hat, die um wenigstens 40% größer als die Steifigkeit des Schwingrohres ist,
• - einer Treibereinrichtung, die so arbeitet, daß sie die Biege­ schwingung des Schwingrohres hervorruft, und
• - einer Abnehmereinrichtung, die auf die Schwingung des Schwing­ rohres anspricht und ein dementsprechendes Signal erzeugt, wobei die Treibereinrichtung und die Abnehmereinrichtung starr an der Haltekonstruktion gehalten sind, und eine Stütz­ einrichtung vorgesehen ist, die die Haltekonstruktion über Isolatoreinrichtungen stützt, die eine axiale Dehnung des Schwingrohres zusammen mit der starr daran gehaltenen Halte­ konstruktion ohne Kompression des Schwingrohres zulassen,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Haltekonstruktion (13) zwei beabstandete Rahmenelemente (14, 15), die starr am Schwingrohr (10) an dessen Knotenpunk­ ten befestigt sind, und eine Anzahl von Verbindungselementen (16) umfaßt, die zwischen den Rahmenelementen (14, 15) ver­ laufen und starr daran befestigt oder in einem Stück damit ausgebildet sind, wobei die Steifigkeit der Verbindungs­ elemente (16) wenigstens zweimal so groß wie die Steifig­ keit des Schwingrohres (10) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich­ net durch eine Spannung erzeugende Einrichtungen (56), die eine axiale Spannung im Schwingrohr (10) erzeugen und einen Kolben (58) umfassen, der an der Haltekonstruktion (13) befestigt und gleitend verschiebbar in einem Zylinder (54) angebracht ist, dessen Inneres mit dem Inneren des Schwing­ rohres in Verbindung steht und darüber mit dem zu messenden Fluid versorgt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatoreinrichtungen Faltenbalge (33, 34; 57) umfassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die das Innere der Faltenbalge (33, 34; 57) mit dem zu messenden Fluid versorgen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Faltenbalge (57) zwischen der Halte­ konstruktion (13) und der Stützeinrichtung (54) angeordnet sind, wobei das Innere der Faltenbalge (57) mit dem Inneren des Schwingrohres (10) in Verbindung steht.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatoreinrich­ tungen Stoßfänger (40, 41) umfassen, die zwischen der Halte­ konstruktion (13) und der Stützeinrichtung (26) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verbindungs­ element ein rohrförmiges Element (44) ist und das Schwing­ rohr (10) aus einem Rohrstück (45) besteht, das starr an den Rahmenelementen angebracht ist und dazwischen verläuft, wobei das Schwingrohr (10) mit weiteren Teilen (46, 47) durch das jeweilige rohrförmige Element (44) verläuft, mit dem es in einer Wärmeaustauschbeziehung steht.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine temperaturempfind­ liche Einrichtung (53) zum Messen der Temperatur des Fluides, wobei die Abnehmereinrichtung (23) mit einer Meßeinrichtung (25) verbunden ist, deren Anzeige durch die temperaturempfind­ liche Einrichtung (53) justiert wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungs­ elemente (16, 44) aus einem Material mit einem höheren Wärme­ ausdehnungskoeffizienten als dem des Schwingrohres (10) be­ stehen.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrich­ tung (26) ein dicht geschlossenes Gehäuse umfaßt, in dem die Haltekonstruktion (13) und das Schwingrohr (10) angebracht sind, wobei sowohl die Außenseite als auch die Innenseite des Schwingrohres (10) dem Druck des zu messenden Fluides ausgesetzt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das dicht geschlossene Gehäuse trockene Luft oder ein Inertgas enthält, oder evakuiert ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibereinrich­ tung eine elektromagnetische Treibereinrichtung ist, und daß das Schwingrohr (10), das aus einem nicht magnetischen Material besteht, ein magnetisierbares Element (60, 61) trägt, das neben der elektromagnetischen Treibereinrich­ tung angeordnet ist.