该技术已申请专利。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。

1.本发明涉及一种电子振动测量系统，其由振动型换能器和与其电连接的测量系统电子单元形成，特别是科里奥利质量流量测量设备或科里奥利质量流量/密度测量设备，用于测量和/或监测流动的被测物质(特别是气体、液体或分散体)的至少一个被测变量。被测变量可以是相应被测物质的时变流动参数，例如质量流量、体积流量或流率和/或时变物质参数，例如，密度和/或粘度。这种测量系统，通常被设计为紧凑设计的在线测量设备，长期以来是已知的，并且已经在工业用途中证明其自身，特别是在自动化生产-工程生产或过程系统的管制和监测领域中，或者在货物运输的转运站领域中，其也可能经受校准。所讨论类型的电子振动测量系统的示例例如描述于ep-a 317 340、ep-a 816 807、jp-a 8-136311、jp-a 9-015015、de-a 10 2019 124709、us-a 2005/0125167、us-a 2006/0000293、us-a 2006/0112774、us-a2006/0266129、us a 2007/0062308、us-a 2007/0113678、us-a2007/0119264、us-a 2007/0119265、us a 2007/0151370、us-a2007/0151371、us-a 2007/0186685、us-a 2008/0034893、us a2008/0041168、us-a 2008/0141789、us-a 2010/0011882、us-a2010/0050783、us a 2010/0101333、us-a 2010/0139417、us-a2010/0236338、us-a 2010/0242623、us a 2010/0242624、us-a2010/0251830、us-a 2011/0167907、us-a 2012/0123705、us a2014/0352454、us-a 2016/0033314、us-a 2016/0349091、us-a2016/0123836、us a 2016/0138997、us-a 2017/0030870、us-a2017/0356777、us-a 2019/0003875、us-a 2020/0132529、us-a 2020/0393278、us a 46 80 974、us-a 47 38 144、us-a 47 68 384、us-a 47 77 833、us-a 47 93 191、us a 48 01 897、us-a 48 23 614、us-a 48 31 885、us-a 48 79 911、us-a 50 09 109、us a 50 24 104、us-a 50 27 662、us-a 50 50 439、us-a 52 91 792、us-a 53 59 881、us-a 53 98 554、us a 54 76 013、us-a 55 31 126、us-a 56 02 345、us-a 56 91 485、us-a 57 28 952、us a 57 34 112、us-a 57 96 010、us-a 57 96 011、us-a 57 96 012、us-a 58 04 741、us a 58 31 178、us-a 58 61 561、us-a 58 69 770、us-a 59 26 096、us-a 59 45 609、us a 59 79 246、us-a 60 47 457、us-a 60 73 495、us-a 60 92 429、us-a 63 11 136、us a 2010/0011882、us-a 2010/0139416、us-b 62 23605、us-b 63 11 136、us b 63 30 832,us-b 63 97 685、us-b 65 13 393、us-b 65 57 422、us-b 66 51 513、us b 66 66 098、us-b 66 91 583、us-b 68 40 109、us-b 68 68 740、us-b 68 83 387、us b 70 17 424、us-b 70 40 179、us-b 70 73 396、us-b 70 77 014、us-b 70 80 564、us b 71 34 348、us-b 72 99 699、us-b 73 05 892、us-b 73 60 451、us-b 73 92 709、us b 74 06 878、us-b 75 62 586、wo-a 00/14485、wo-a 01/02816、wo-a 03/021205、wo a 2004/072588、wo-a2005/040734、wo-a 2005/050145、wo-a 2006/036139、wo a2007/097760、wo-a 2008/013545、wo-a 2008/077574、wo-a2009/136943、wo a 2011/019345、wo-a 2013/002759、wo-a2013/009307、wo-a 2017/019016、wo a 2017/069749、wo-a2019/017891、wo-a 2019/081169、wo-a 2019/081170、wo-a 2020/259762、wo-a 2020/126285、wo a 87/06691、wo-a93/01472、wo-a 95/16897、wo-a 95/29386、wo-a 96/05484、wo a96/08697、wo-a 97/26508、wo-a 99/
39164、wo-a 99/40394或wo-a99/440184中并且申请人已经长时间生产并作为科里奥利质量流量测量设备或作为科里奥利质量流量/密度测量设备，例如以商品名“promass g 100”、“promass o 100”、“promass e 200”、“promass f 300”、“promass x 500”、“cngmass”、“lpgmass”或“dosimass”(https://www.endress.com/de/search？filter.text＝promass)广告。


背景技术：

2.其中示出的测量系统的换能器中的每一个包括：至少一个管组件；激励器组件；以及传感器组件，其中该至少一个管组件用于传导流动的被测物质，该激励器组件用于将电功率转换成用于激励和维持管组件的强制机械振动的机械功率，该传感器组件用于检测管组件的机械振动并用于提供分别表示管组件的振动运动的振动信号。激励器组件和传感器组件分别电耦合到测量系统电子单元，该测量系统电子单元又用于控制换能器，特别是其激励器组件，并且接收和评估从其提供的测量信号，特别是从其传感器组件提供的振动信号，特别是用于确定表示至少一个被测变量的测量值。为了防止外部影响，管组件与激励器组件和传感器组件一起被容纳在通常为金属的换能器保护壳体内，并且测量系统电子单元被容纳在例如同样为金属的电子保护壳体内；后者也可以直接保持在上述换能器保护壳体上，形成例如紧凑设计的科里奥利质量流量测量设备或科里奥利质量流量/密度测量设备。在wo-a 96/08697或wo-a 2019/017891中所示的测量系统的情况下，换能器保护壳体和管组件特别地再次可拆卸地彼此连接，例如，以便使得能够随后插入管组件或在现场用完好的管组件替换有缺陷或磨损的管组件。
3.上述管组件各自设置成集成到生产线的过程中，并且各自具有至少一个管，例如，恰好一个管或恰好两个管或恰好四个管，这些管组件在每种情况下从相应的第一管端延伸一定的管长度到相应的第二管端，并且具有由通常为金属的管壁包围并从第一管端延伸到第二管端的管腔。由于测量原理，至少截面弯曲和/或至少截面直的管被配置用以至少在从第一管端到第二管端的流动方向上流过有经由连接的生产线再次进给或排出的被测材料，并且同时被允许振动，例如，为了产生质量流量相关的科里奥利力、取决于被测物质的密度的惯性力和/或取决于被测物质的粘度的摩擦力，例如，以便围绕静态静止位置执行弯曲振动。市售(标准)测量系统的管通常具有彼此正交的对称的至少两个平面，并且可以例如具有u形或v形或矩形或三角形形状，并且甚至更罕见地也具有ω或螺旋形形状。此外，其相应的管壁通常由钢(例如，不锈钢、双相钢或超双相钢)，由钛合金、锆合金(例如，锆合金)和/或钽合金组成。这种管的管长度可以在大约100mm和2,000mm之间的范围内，并且这种管的口径(内管直径)可以在大约0.1mm和大约100mm之间的范围内，通常使得相应的管具有在大约0.08和0.25之间的范围内的口径与管长度比。
4.在具有单个管的换能器的情况下，单个管通常经由通向入口侧的基本上直的连接管件以及经由通向出口侧的基本上直的连接管件与上述生产线连通。此外，具有单个管的这种换能器的管组件分别包括至少一个单件或多部件(例如，管状、盒状或板状)的反向振荡器，其在入口侧上耦合到管以形成第一耦合区域，并且其在出口侧上耦合到管以形成第二耦合区域，并且其基本上静止在操作中或与管反向地振荡，即，以相同的频率和相位相反。通过管和反向振荡器形成的这种换能器的管组件通常通过上述两个连接管件可振动地
保持在上述换能器保护壳体中，在操作期间管经由上述两个连接管件与生产线连通。在例如us-a 52 91 792、us-a 57 96 010、us-a 59 45 609、us-b 70 77014、us-a 2007/0119264、wo-a 01/02816或还有wo-a 99/40394中所示的具有单个基本上直管的(标准)换能器的情况下，后者和反向振荡器彼此基本上同轴地对准，这在常规换能器中是非常常见的。相对成本高效的钢种，诸如建筑钢或机械加工钢，通常用作反向振荡器的材料，特别是当钛、钽或锆用于管时也是如此。在具有两个或更多个管的换能器的情况下，相应的管组件通常分别具有入口侧分流器和出口侧分流器，其中该入口侧分流器在管和入口侧连接凸缘之间延伸，该出口侧分流器在管和出口侧连接凸缘之间延伸，并且管组件能够经由出口侧分流器集成到生产线中。在us-a 2012/0123705、us-a 56 02345、us-a 59 26 096、wo-a 2009/136943、wo-a 87/06691、wo-a96/05484、wo-a 96/08697、wo-a 97/26508、wo-a 99/39164或wo-a2019/017891中所示的管组件分别具有两个管，即结构上相同且彼此平行的第一管和第二管，以及第一或入口侧分流器，在此用作管线分支单元，具有恰好两个流动开口和第二或出口侧分流器，其在结构上与第一分流器相同，并且在此用作管线合并单元，其正好具有两个流动开口，而在us-a 56 02 345、wo-a 96/08697或us-a 2017/0356777或wo-a 2019/081169或wo-a 2019/081170或所提及的专利申请pct/ep2019/082044中所示的管组件分别具有第一或入口侧分流器，在此用作管线分支单元，具有恰好两个流动开口，第二或出口侧分流器，其在结构上与第一分流器相同，在此用作管线合并单元，具有恰好两个流动开口，以及两个管，即第一管和第二管。此外，上述两个或四个管中的每一个分别连接到第一分流器和第二分流器中的每一个，使得第一管以其第一端通向第一分流器的第一流动开口，并且以其第二端通向第二分流器的第一流动开口，第二管以其第一端通向第一分流器的第二流动开口，并且以其第二端通向第二分流器的第二流动开口，或者第一管以其第一端通向第一分流器的第一流动开口并且以其第二端通向第二分流器的第一流动开口，第二管以其第一端通向第一分流器的第二流动开口并且以其第二端通向第二分流器的第二流动开口，第三管以其第一端通向第一分流器的第三流动开口，以其第二端通向第二分流器的第三流动开口，第四管以其第一端通向第一分流器的第四流动开口，以及以其第二端通向第二分流器的第四流动开口。此外，市售换能器的分流器通常被设计为上述换能器保护壳体的整体部件。
5.为了产生受待测量的被测变量影响或相应地与其对应的振动信号，换能器的至少一个管在测量系统的操作期间通过激励器组件被主动激励，以便以适于测量相应的被测变量或适于产生上述科里奥利力、惯性力或摩擦力的振动形式(有时也称为驱动模式或有用模式)振动以及通过传感器组件同时检测对应的振动响应(即，至少一个管的所得振动运动)。
6.为了激励至少一个管的机械振动，激励器组件具有至少一个机电振动激励器，通常即电动力学振动激励器，该至少一个机电振动激励器部分地机械连接到管，并且被配置用以将具有时变电流的电功率提供为机械功率，使得时变驱动力在通过机械连接到其上的管上的振动激励器形成的驱动点处作用在管上。在上述情况下，其中管组件具有至少一个另外的(第二)管，该至少一个振动激励器还能够部分地固定到其上，使得振动激励器差分地作用在两个管上。对于上述另一种情况，其中，管组件具有反向振荡器，振动激励器能够部分地固定在其上，使得振动激励器差分地作用在管和反向振荡器上。然而，振动激励器也
可以例如部分地附接到上述换能器保护壳体。在常规(标准)测量系统的换能器的情况下，该至少一个振动激励器通常还被设计和布置成使得由此产生的驱动力实际上仅作用在相应管上的点处，或者由此产生的驱动力的作用线基本上垂直于驱动横截面区域(即，管的截面区域)的法线，该管的截面区域被穿过上述驱动点的假想圆周线包围。在市售(标准)测量系统的(标准)换能器的情况下，激励器组件，诸如尤其也在us-a 56 02 345、us-a 57 96 010、us-b 68 40 109、us-b 70 77 014或us-b 70 17 424、us-a 2014/0352454、wo-a93/01472、wo-a 2005/050145、wo-a 2013/002759、wo-a 2011/019345中示出的，通常还被设计成使得每个管(部分地)连接到恰好一个振动激励器，使得除了(一个)振动激励器之外，激励器组件不具有连接到相应管的任何其它振动激励器。特别是对于这种(标准)情况，振动激励器通常是电动力学类型的，即，通过振动线圈形成，例如，使得：其磁电枢机械地连接到至少一个管以形成驱动点，并且其被电枢的磁场淹没的空气线圈电连接到测量系统电子单元，并且机械地连接到管组件的另一个管或反向振荡器或机械地连接到换能器保护壳体。然而，电子振动测量系统也例如从wo-a 2017/069749、wo-a2017/019016、wo-a 2006/036139、us-a 59 26 096、wo-a 99/28708、wo-a 99/44018、wo-a 99/02945、us-a 2020/0132529、us-a 48 31 885、us-b 65 57 422、us-a 60 92 429或us-a 48 23 614已知，其中，激励器组件具有两个或更多个振动激励器，该两个或更多个振动激励器分别连接到相应管组件的管中的同一个管和/或通过一个或多个压电元件形成。
7.为了检测至少一个管的振动，传感器组件具有至少两个(例如电动力学或光学)振动传感器，其中，第一振动传感器在流动方向上距振动激励器一定距离处被定位在管上的入口侧上，并且通常在结构上与第一振动传感器相同的第二振动传感器在流动方向上距振动激励器一定距离被定位在管上的出口侧上。此外，该至少两个振动传感器中的每一个被配置用以检测管的振动运动并将它们转换成第一或第二振动信号，其是电的或光学的并且表示所述振动运动
‑‑
所述振动信号具有例如，利用取决于管的振动的电压。在电动力学振动传感器的情况下，它们能够分别例如通过电连接到测量系统电子单元的柱塞线圈形成，例如，即，使得：其磁电枢机械地连接到至少一个管，并且其被电枢的磁场淹没的空气线圈电连接到测量系统电子单元，并且机械地连接到另一个管或管组件的反向振荡器或传感器保护壳体。
8.上述测量系统中的每一个的测量系统电子单元还被配置用以在操作期间根据待激励的有用模式激励至少一个振动激励器，即，通过至少一个电驱动信号将电功率馈送到所述至少一个振动激励器中，所述至少一个电驱动信号具有例如关于(ac)频率、相位角和幅度受控的时变电流，使得管利用由驱动信号指定的一个或多个振动频率执行强制机械振动，即例如弯曲振动，并且通常即对应于至少一个管的一个或多个共振频率；例如，这也具有恒定受控的振动幅度。特别地，测量系统电子单元被配置用以至少间歇地为振动激励器提供具有(ac)频率的正弦(有用)电流的上述驱动信号，使得至少一个管至少部分地或主要地以有用频率(即，对应于上述(ac)频率的(振动)频率)执行有用振动，即，由(激励的)振动激励器强制的机械振动。为此目的，驱动信号可以被形成为谐波正弦信号，即，恰好具有所述一个(ac)频率并因此不包含除(有用)电流外的任何其它频谱电流分量的正弦信号，或者例如也形成为多频信号，即，包含具有不同(ac)频率的若干信号分量的信号。作为至少一个管的有用振动的上述激励的结果，由传感器组件提供的第一和第二振动信号中的每一个分
别还包含一个或多个正弦信号分量，其分别具有与管的振动运动的振动频率相对应的一个频率，具体地，使得第一和第二振动信号中的每一个分别具有至少一个有用信号分量，即，具有与有用频率相对应的(信号)频率的正弦信号分量。
9.在所讨论类型的测量系统的情况下，通常将管中固有的并且分别具有相关联的共振频率的多个自然振动模式中的一个或多个用作有用模式，特别地，即，该多个自然振动模式中的一个或多个是管能够执行分别具有奇数个振动波腹和对应的偶数个振动节点的振动运动的一个或多个对称振动模式。特别是由于它们特别适合于测量流动的被测物质的质量流量和密度以及粘度，在这种测量系统中，特别是在可市售的标准测量系统的情况下，优选使用一种或多种自然对称弯曲振动模式作为有用模式，即，特别地，使得流过至少一个管的具有非零质量流量的被测物质中的有用振动引起科里奥利力。在具有一个或多个弯曲管的换能器的情况下，这种对称弯曲振动模式以及因此的这种奇数阶弯曲振动模式通常被选择为有用模式，其中，相应的管围绕假想的第一振动轴振荡，该假想的第一振动轴以悬臂的方式假想地连接第一管端和第二管端，该悬臂仅在一端处围绕静态静止位置被夹持(平面外模式)，而在具有一个或多个直管的换能器的情况下，通常将这样的对称弯曲振动模式选择作为有用模式，其中，相应的管围绕假想的振动轴振荡，该假想的振动轴与其主惯性轴之一(纵轴)重合并且假想地以围绕静态静止位置的夹紧绳的方式连接第一管端和第二管端(平面内模式)。在可销售的测量系统中，特别是使用一阶(弯曲)振动模式，有时也被称为基本振动模式或f1模式，其中，管的振动运动分别恰好具有一个振动波腹和两个振动节点，因此是对称的，并且更罕见的是，使用更高奇数阶(弯曲)振动模式，例如三阶(弯曲)振动模式(f3模式)，其中，管的振动运动因此分别恰好具有三个振动波腹和四个振动节点，更高奇数阶(弯曲)振动模式已经被确立为有用模式。(共振)频率距离(即f1模式的共振频率和相邻的二阶(弯曲)振动模式(f2模式)的共振频率之间的或f2模式的共振频率和f3模式的共振频率之间的差)通常在每种情况下在可市售测量系统中为几个100hz和几个1000hz之间的数量级。
10.尤其是为了有效激发有用模式的目的，测量系统电子单元特别地还被配置用以相应地调整确定有用频率的(ac)频率，使得有用频率最终尽可能精确地对应于(对称)奇数阶振动模式中的一个的共振频率，即，特别是一阶振动模式(f1模式)的共振频率(f1)或三阶振动模式(f3模式)的共振频率(f3)，或者偏离要调整的相应的共振频率小于所述共振频率的1％和/或小于1hz，并且因此偏离管的任何其它自然振动模式的共振频率大于所述共振频率的5％和/或大于10hz，或者，测量系统电子单元因此还被配置用以遵循共振频率的变化，例如，由于在管中传导的被测物质的密度的变化，以及驱动信号的(ac)频率的变化，使得激发的有用振动主要是至少一个管的共振振动。为了调整(ac)频率，相应测量系统的测量系统电子单元(例如，分别如us-a2016/0349091、us-a 2017/0030870、us-a 58 31 178和us-a 48 01 897中所示)可以例如具有锁相环路(pll)，并且可选地还具有数字锁相环路。
11.作为以上述方式激励的至少一个管的有用振动的结果，在流过的被测物质中引起科里奥利力(其尤其也取决于质量流量)，使得有用振动与科里奥利振动叠加，即，具有有用频率的附加强制振动，其对应于自然振动模式，有时也称为科里奥利模式，其阶数与有用模式的阶数相比分别增加1；这特别地使得振动信号的有用信号分量也取决于被测物质的质量流量，即，分别具有取决于在至少一个管中传导的被测物质的质量流量的(测量)相位角
或随着所述质量流量的遵循有用信号分量的(测量)相位差的变化而变化，其中所述有用信号分量的(测量)相位差的变化，即第一振动信号的有用信号分量的(测量)相位角与第二振动信号的有用信号分量的(测量)相位角之间的(归一化为有用频率的)差。在可市售(标准)测量系统的情况下，当基本振动模式被用作有用模式时，二阶反对称振动模式通常被用作科里奥利模式，或者当三阶振动模式被用作有用节点时，四阶反对称振动模式通常被用作科里奥利模式。
12.上述测量系统中的每一个的测量系统电子单元还对应地被配置用以基于上述振动信号中的一个或多个来确定表示待测量的被测物质的相应流动参数的一个或多个测量值，即，在测量系统被设计为科里奥利质量流量测量设备或科里奥利质量流量/密度测量设备的情况下，例如，基于在科里奥利模式下由管的振动引起的有用信号分量的上述(测量)相位差，并且基于在测量系统电子单元中配置的相位差与测量值特性函数，生成表示质量流量的(质量流量)测量值。相位差与质量流量测量值特性曲线函数可以例如是具有(标度)零点和斜率的(线性)参数函数，其中该(标度)零点对应于当被测物质静止或质量流量为零时可测量的有用信号分量的(测量)相位差，该斜率对应于(测量)灵敏度或与质量流量的变化相关的有用信号分量的(测量)相位差的变化。如已经提到的，由于用作有用模式的振动模式的共振频率特别地取决于被测物质的瞬时密度，所以除了质量流量之外，分别流过的被测物质的密度另外还通过这样的测量系统基于驱动信号的(ac)频率和/或基于振动信号的有用信号分量的(信号)频率直接测量。因此，所讨论类型的测量系统的测量系统电子单元通常还被配置用以基于驱动信号的上述(ac)频率和/或基于至少一个振动信号的上述有用信号分量的信号频率，例如通过使用在测量系统电子单元中对应配置的有用频率与测量值特性曲线函数，生成表示密度的(密度)测量值。此外，还可以通过所讨论类型的电子振动测量系统，例如，基于用于维持有用振动所需的激励能量或激励功率和/或基于有用振动的由振动能量的损耗产生的阻尼，或者通过使用在测量系统电子单元中对应配置的阻尼与测量值特性曲线函数，直接测量流过的被测物质的粘度。此外，通过这种电子振动测量系统能够容易地确定从上述流动和/或物质参数导出的其它被测量的变量，诸如雷诺数。
13.对于上述(标准)情况，其中，一个或多个自然对称(弯曲)振动模式或奇数阶(弯曲)振动模式(将会)被用作相应测量系统中的有用模式，并且其中每个管(或每个管对)正好提供单个振动激励器，振动激励器通常被定位和对准，使得上述驱动横截面区域(标称地)位于管长度的一半的区域中，并因此处于上述对称振动模式中的每一个的相应最大幅度或对应的有用振动的最大幅度，然而处于管中同样固有的不对称(偶数阶)(弯曲)振动模式的振动节点处。由于换能器生产中的各种制造公差，例如，在振动激励器和/或振动传感器在至少一个管上的定位期间和/或还在所述至少一个管本身的制造期间，然而，通常假设以这种方式提供的换能器在每种情况下具有驱动偏移，该驱动偏移被测量为管的驱动横截面区域与所述至少一个管的指定参考横截面区域，即，位于有用振动的振动运动的最大幅度处并且略微不同于零的参考横截面区域之间的最小距离。在完全对称的管的情况下，参考横截面区域也对应于管的对称平面，或者所述至少一个管的所述对称平面和与其正交的另一对称平面之间的相交线，或者所述至少一个管的垂直于管在有用模式下的振动运动的振动方向的主惯性轴位于上述参考横截面区域内。在可市售(标准)测量系统的情况下，驱动偏移可以绝对地是高达5mm或管长度的0.5％的数量级，但是通常通常小于2mm或小于管
长度的0.2％。
14.除了有用的振动之外，上述驱动偏移尤其还导致相等频率的管的这种干涉振动，其对应于即使当管没有被流体流过时或者在管中的质量流量为零的情况下也会强制的二阶振动模式(f2模式)并因此对应于上述科里奥利模式。因此，振动信号的有用信号分量尤其还可以分别具有附加的(干涉)相位角，使得除了相应的(测量)相位差之外，在振动信号的有用信号分量之间存在独立于质量流量的相等频率的(干涉)相位差，因此，在质量流量为零的情况下，振动信号具有与两个振动信号的有用信号分量之间的(归一化到有用频率的)相位差相对应的非零系统相位误差或零点误差；这尤其还使得相位误差还取决于被测物质的一个或多个物质参数，尤其还取决于其粘度。对上述相位误差的补偿通常在相应测量系统的(湿)校准的过程中发生，例如借助于一种或多种校准流体的一个或多个指定的(参考)质量流量，在每种情况下，所述质量流量例如是恒定的或偶尔也为零，所述校准流体尽可能稳定地保持在(参考)温度和/或(参考)压力下，诸如20℃(室温)和1巴(大气压)下的水或空气，也可能是油，并且(顺序地)分别通过换能器传导，同时在每种情况下以上述方式激励至少一个管以有用的振动进行振动。基于振动信号，能够因此确定在表示参考质量流量的相应(数字)参考相位差值中的相应参考相位差(即，两个振动信号中的每一个的有用信号分量的(参考)相位角之间的差)，并且通过使用参考相位差值，此后能够例如通过补偿计算来计算对应地补偿(干涉)相位差的(阻尼)校正值；例如使得(阻尼)校正值对应于相位差与测量值特性曲线函数的上述(标度)零点，和/或测量系统电子单元最终通过相位差与测量值特性曲线函数，基于相应的参考相位差或相应的参考相位差值来确定质量流量测量值，所述质量流量测量值表示用于至少一种校准流体(例如20℃和1巴的水)的相应参考质量流量并且其各自具有小于所述参考质量流量的0.1％和/或小于0.05kg/h的测量偏差。考虑超过此的(干涉)相位差的依赖性，例如对相应校准流体的上述物质参数(尤其是其粘度)的依赖性，需要在对应变化的参考条件下进行进一步测量。因此，例如，在us-b 65 13393、us-a 2020/0393278、us-a 20190003875或wo-a 2020/259762中所示的测量系统中，基于先前确定的粘度值来补偿(干涉)相位差对被测物质的粘度的依赖性，例如还使用用于(阻尼)校正值的数据字段，其示出了流动参数对粘度的依赖性并且通过复杂的单独测量和插值方法来确定。


技术实现要素：

15.因此，一方面，需要进一步改善所讨论类型的电子振动测量系统的测量精度，或者改善鲁棒性或稳定性，利用该鲁棒性或稳定性，即使在相应的被测物质的波动性质或物质参数(即，特别是其粘度)的情况下，也可以在这种测量系统的操作期间确定至少一个流动参数的测量值，另一方面，降低了用于在测量值的确定(尤其是在通过上述相位差与测量值特性曲线函数的(质量流量)测量值的确定)中检测和考虑(干涉)相位差的进一步依赖性的技术复杂性。
16.考虑到这一点，因此本发明的一个目的是通过对应地考虑驱动偏移或其关于可实现的(测量)精度和鲁棒性的时变来进一步改进所讨论类型的电子振动测量系统，利用该电子振动测量系统在操作期间确定测量值；这尤其是在这样的电子振动测量系统在原位(即，在相应的测量点处直接在现场)的第一次或重复校准的情况下，和/或在具有局部可更换的
管组件的电子振动测量系统的情况下，和/或在使用为常规电子振动测量系统建立的(标准)换能器的情况下，和/或同样广泛地保留用于相应的测量系统电子单元的已证实的技术和架构的情况下。此外，本发明的另一个目的是提供一种电子振动测量系统，其使得可以在操作期间或在校准期间考虑上述驱动偏移，并且与之相关联，由驱动偏移引起的(干涉)相位角或由测量系统确定的测量值对被测物质的变化的物质参数的对应交叉敏感性被减小。
17.为了实现该目的，本发明包括一种电子振动测量系统，例如科里奥利质量流量测量设备或科里奥利质量流量/密度测量设备，
[0018]-例如被设计为在线测量设备和/或紧凑设计的测量设备的测量系统被配置用以测量例如在管线和/或软管管线中流动的流体被测物质，例如气体、液体或分散体的至少一个流动参数，即例如，质量流量和/或体积流量和/或流率；
[0019]-以及所述测量系统包括：
[0020]
‑‑
(振动型)换能器
[0021]
‑‑‑
具有用于传导所述流动的被测物质的管组件，
[0022]
‑‑‑
具有用于将电功率转换成用于激励和维持所述管组件的强制机械振动的机械功率的激励器组件，
[0023]
‑‑‑
以及具有传感器组件，所述传感器组件用于检测所述管组件的机械振动并且用于提供分别表示所述管组件的振动运动的振
[0024]
动信号；
[0025]
‑‑
以及测量系统电子单元，所述测量系统电子单元电连接到所述换能器，即例如，电连接到其激励器组件和其传感器组件两者，和/或通过电连接线，例如通过至少一个微处理器形成和/或布置在电子保护壳体中，其中，所述测量系统电子单元被配置用以至少间歇地将电驱动信号馈送到所述振动激励器中；
[0026]-其中，所述管组件具有至少一个管(111)，所述至少一个管(111)例如是至少部分弯曲的和/或至少部分直的和/或第一管，
[0027]
‑‑
所述管从第一管端延伸到第二管端，其中管长度例如大于100mm，并且具有管腔，所述管腔由管壁(例如金属管壁)包围，并且从所述第一管端延伸到所述第二管端，
[0028]
‑‑
以及所述管被配置用以由所述被测物质至少在从所述第一管端到所述第二管端的流动方向上流过，并且同时被允许振动，
[0029]
‑‑
并且其中，所述管组件中固有的是分别具有相关联的(模态)阻尼和由此(共)确定的相关联的共振频率的多个振动模式(自然振动形式)，在所述模式中，所述至少一个管能够执行分别具有一个或多个振动波腹和两个或更多个振动节点的(阻尼)振动运动，使得：
[0030]
‑‑
在基本振动模式，即一阶振动模式(f1模式)，即例如一阶弯曲振动模式下管的振动运动恰好具有一个振动波腹和两个振动节点，
[0031]
‑‑
以及所述管在谐波模式，即二阶或更高阶振动模式(f2模式、f3模式、...fx模式)，即例如二阶或更高阶弯曲振动模式下的振动运动具有两个或更多个振动波腹和三个或更多个振动节点；
[0032]-其中，所述激励器组件具有至少一个例如单个和/或电动力学振动激励器，
[0033]
‑‑
所述振动激励器机械地连接到所述至少一个管；
[0034]
‑‑
并且所述振动激励器被配置用以将具有时变电流的电功率转换成机械功率，使得通过所述振动激励器在与其机械连接的管上形成的驱动点处，时变驱动力作用在所述管上，例如使得所述驱动力的作用线垂直于所述管的驱动横截面区域的法线，
[0035]
‑‑
其中，所述振动激励器被定位和对准，使得例如用完整或原始换能器确定的由穿过所述驱动点的所述管的假想圆周线围绕的所述管的驱动横截面区域与所述至少一个管的特定参考横截面区域之间的驱动偏移，即最小距离不大于3mm(例如，小于2mm)和/或小于所述管长度的0.5％(即，例如小于所述管长度的0.2％)，其中，振动运动的在(偏离所述一阶振动模式的)(二阶或更高阶)振动模式中所述至少一个管的所述振动运动的两个振动波腹之间的并且例如(标称地)位于所述管长度的一半处的振动节点位于所述参考横截面区域内，
[0036]-其中，所述传感器组件具有第一振动传感器，例如电动力学或光电第一振动传感器，
[0037]
‑‑
所述第一振动传感器例如在所述流动方向上，在距所述振动激励器大于10mm和/或大于所述管长度的五分之一的距离处定位在管上，即，例如至少部分地机械连接到所述管，
[0038]
‑‑
并且所述第一振动传感器被配置用以检测所述至少一个管的振动运动并且将它们转换成表示所述振动运动的第一振动信号，例如电或光学第一振动信号，例如使得所述第一振动信号包含一个或多个正弦信号分量，所述一个或多个正弦信号分量分别具有与所述管的振动运动的振动频率相对应的频率；
[0039]-并且其中，所述传感器组件具有至少一个第二振动传感器，例如电动力学或光电第二振动传感器，
[0040]
‑‑
所述第二振动传感器例如在所述流动方向上，在距所述振动激励器大于10mm和/或大于所述管长度的五分之一的距离处和/或在所述流动方向上距所述第一振动传感器的距离处定位在管上，即例如，至少部分地机械连接到所述管，
[0041]
‑‑
以及所述第二振动传感器被配置用以检测所述至少一个管的振动运动并将它们转换成表示所述振动运动的第二振动信号，例如电或光学第二振动信号，例如使得所述第二振动信号包含一个或多个正弦信号分量，所述一个或多个正弦信号分量分别具有与所述管的振动运动的振动频率相对应的频率；
[0042]-其中，所述测量系统电子单元被配置用以将所述电驱动信号馈送到所述振动激励器中；
[0043]
‑‑
至少间歇地利用具有第一(ac)频率和第一(电流)幅度(例如指定和/或可变幅度)的正弦第一(有用)电流分量来激发第一有用振动，即由(激励的)振动激励器强制的并且具有第一有用频率(即对应于所述第一(ac)频率的(振动)频率)的所述至少一个管的机械振动，使得：
[0044]
‑‑‑
所述第一(ac)频率与奇数阶(对称)振动模式(即，例如，所述基本振动模式(f1模式))的共振频率偏离小于所述共振频率的1％和/或小于1hz，即，例如，对应于所述奇数阶振动模式的共振频率，和/或使得第二有用振动适于在流过所述至少一个管的具有非零质量流量的被测物质中引起科里奥利力，其中，所述共振频率对应于或取决于所述奇数阶振动模式的相关联的第一模态阻尼，
[0045]
‑‑‑
并且通过所述第一和第二振动传感器生成的所述第一或第二振动信号各自具有第一有用信号分量，即，具有对应于所述第一有用频率的(信号)频率的正弦信号分量，即，例如，也在每种情况下具有取决于流过所述至少一个管的被测物质的质量流量的相位角，
[0046]
‑‑
并且例如与所述第一(有用)电流分量同时地，至少间歇地利用具有第二(ac)频率和第二(电流)幅度(例如指定和/或可变幅度)的正弦第二(有用)电流分量，来生成第二有用振动，即由(激励的)振动激励器强制的并具有第二有用频率(即对应于所述第二(ac)频率的(振动)频率)的所述管的机械振动，使得，
[0047]
‑‑‑
所述第二(ac)频率与偶数阶(非对称)振动模式(即，例如所述二阶振动模式(f2模式))的共振频率偏离小于所述共振频率的1％，例如小于0.1％和/或小于1hz，例如小于0.1hz，即，例如对应于所述偶数阶振动模式的共振频率，其中，所述共振频率对应于或取决于所述偶数阶振动模式的相关联的第二模态阻尼，
[0048]
‑‑‑
并且通过所述第一和所述第二振动传感器生成的所述第一或第二振动信号各自具有第二有用信号分量，即，具有对应于所述第二有用频率的(信号)频率的正弦信号分量，
[0049]-并且其中，所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一有用信号分量，例如基于所述第一振动信号的所述第一有用信号分量的相位角与所述第二振动信号的所述第一有用信号分量的相位角之间的差，并且基于所述第二有用信号分量和/或所述第二(有用)电流分量中的至少一个来确定表示所述被测物质的至少一个流动参数的测量值，即，例如，表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值。
[0050]
根据本发明的第一实施例，此外规定所述第一有用频率与所述基本振动模式的共振频率偏离小于所述共振频率的1％和/或小于1hz，即，特别地，对应于一阶振动模式的共振频率。
[0051]
根据本发明的第二实施例，此外规定所述第一有用频率与所述至少一个管中固有的三阶振动模式(即，特别是三阶弯曲振动模式)的共振频率偏离小于所述共振频率的1％，和/或小于1hz，即，特别地对应于所述共振频率，在所述三阶振动模式中，所述管的振动运动正好具有三个振动波腹和二个振动节点。使得例如，在所述三阶振动模式中所述至少一个管的振动运动的第一振动节点位于所述第一管端中，并且所述三阶振动模式的第二振动节点位于所述第二管端中。
[0052]
根据本发明的第三实施例，此外规定所述第二有用频率与所述至少一个管中固有的二阶振动模式(f2模式)(即，特别地二阶弯曲振动模式)的共振频率偏离小于所述共振频率的1％，和/或小于1hz，即，特别地，对应于所述共振频率，在所述二阶振动模式中，所述管的振动运动正好具有两个振动波腹和三个振动节点。
[0053]
根据本发明的第四实施例，此外规定所述第二有用频率与所述至少一个管中固有的二阶振动模式(f2模式)(即，特别地二阶弯曲振动模式)的共振频率偏离小于所述共振频率的1％，和/或小于1hz，即，特别地，对应于所述共振频率，在所述二阶振动模式中，所述管的振动运动正好具有两个振动波腹和三个振动节点，并且在所述二阶振动模式中所述至少一个管的振动运动的第一振动节点位于所述第一管端中，并且所述至少一个管在所述二阶振动模式下的振动运动的第二振动节点位于所述第二管端中。
[0054]
根据本发明的第五实施例，此外规定所述第二有用频率与所述至少一个管中固有的二阶振动模式(f2模式)(即，特别地二阶弯曲振动模式)的共振频率偏离小于所述共振频率的1％，和/或小于1hz，即，特别地，对应于所述共振频率，在所述二阶振动模式中，所述管的振动运动正好具有两个振动波腹和三个振动节点，并且所述振动运动的在所述二阶振动模式中所述至少一个管的振动运动的两个振动波腹之间形成的特别是位于所述管长度的一半处的振动节点位于所述参考横截面区域内。
[0055]
根据本发明的第六实施例，此外规定所述第二有用频率与所述至少一个管中固有的二阶振动模式(f2模式)(即，特别地二阶弯曲振动模式)的共振频率偏离小于所述共振频率的1％，和/或小于1hz，即，特别地，对应于所述共振频率，在所述二阶振动模式中，所述管的振动运动正好具有两个振动波腹和三个振动节点，并且所述至少一个管的垂直于所述管在所述二阶振动模式下的振动运动的振动方向的主惯性轴位于所述至少一个管的参考横截面区域内。
[0056]
根据本发明的第七实施例，此外规定所述驱动偏移对应于所述管的驱动横截面区域的区域质心(中心点)与所述至少一个管的参考横截面区域的区域质心(中心点)之间的距离。
[0057]
根据本发明的第八实施例，此外规定所述驱动力的作用线垂直于所述管的驱动横截面区域的法线。
[0058]
根据本发明的第九实施例，此外规定所述至少一个管的两个相互正交的对称平面的相交线在所述参考横截面区域内。
[0059]
根据本发明的第十实施例，此外规定所述至少一个管的垂直于所述驱动力的主惯性轴在所述至少一个管的所述参考横截面区域内。
[0060]
根据本发明的第十一实施例，此外规定所述驱动偏移由所述激励器组件的生产期间的制造公差产生，即，特别地，由所述振动激励器在所述至少一个管上的定位的公差和/或由所述管组件在所述换能器保护壳体内的定位的公差产生。
[0061]
根据本发明的第十二实施例，此外规定所述驱动偏移由所述管组件的生产(即，特别是所述至少一个管的制造)期间的制造公差产生。
[0062]
根据本发明的第十三实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以至少间歇地与所述第一(有用)电流分量同时提供所述驱动信号)的第二有用电流，例如使得所述第一(有用)电流分量的幅度被调整为不小于所述第二(有用)电流分量的幅度和/或使得所述第二(有用)电流分量的幅度被调整为大于所述第一(有用)电流分量的幅度的40％，特别地不小于所述第一(有用)电流分量的幅度的50％。
[0063]
根据本发明的第十四实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以根据所述第一(ac)频率调整所述第二(ac)频率，特别地使得所述第二(ac)频率在频率设置间隔内，所述频率设置间隔的间隔上限和/或间隔下限和/或中心频率对应于所述第一(ac)频率的指定倍数，即，特别地，对应于所述第一(ac)频率的大于所述第一(ac)频率的230％和/或小于所述第一(ac)频率的300％的倍数。
[0064]
根据本发明的第十五实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以将所述驱动信号的所述第一和第二(有用)电流特别是在不小于所述第一(有用)电流分量的两个振动周期和/或大于10ms的时间间隔内同时馈送到所述振动激励器中。
[0065]
根据本发明的第十六实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以在馈送所述第一(有用)电流分量期间接通所述第二(有用)电流分量，即，特别地，在不小于所述第一(有用)电流分量的两个振动周期和/或大于1s的时间间隔之后再次断开所述第二(有用)电流分量。
[0066]
根据本发明的第十七实施例，此外规定所述测量系统电子单元具有用于调整所述第一(ac)频率的第一锁相环路，特别是数字第一锁相环路，以及所述测量系统电子单元具有用于调整所述第二(ac)频率的第二锁相环路，特别是数字第二锁相环路。此外，所述测量系统电子单元可以另外被配置用以通过所述第一锁相环路的至少一个输出信号，特别是所述第一锁相环路的环路滤波器的输出信号和/或基于所述第一(ac)频率来调整所述第二锁相环路的捕获范围。
[0067]
根据本发明的第十八实施例，此外规定所述测量系统还包括支撑框架，特别是金属支撑框架和/或被设计为换能器保护壳体的支撑框架，其中，所述支撑框架和所述管组件彼此紧固，特别是以可拆卸的方式紧固，并且其中，所述激励器组件(即，特别是所述至少一个振动激励器)和/或所述传感器组件(即，特别是所述第一和第二振动传感器)被部分地附接到所述支撑框架。
[0068]
根据本发明的第十九实施例，此外规定所述测量系统还包括用于所述测量系统电子单元的电子保护壳体，所述保护壳体特别地紧固到所述换能器的支撑框架或换能器保护壳体和/或是金属的。
[0069]
根据本发明的第二十实施例，此外规定除了所述振动激励器之外，所述换能器不具有机械地连接到所述至少一个管的任何另外的振动激励器。
[0070]
根据本发明的第二十一实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号中的至少一个的所述第一有用信号分量和/或所述驱动信号的所述第一(有用)电流分量来确定至少一个第一质量值，特别是数字第一质量值，其中，所述第一质量值表示所述第一模态阻尼的量度，即，特别是所述第一有用振动的质量或所述第一有用振动的阻尼比，或者取决于所述第一模态阻尼，并且所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号中的至少一个的第二有用信号分量和/或所述驱动信号的第二(有用)电流分量来确定至少一个第二质量值，特别是数字第二质量值，其中，所述第二质量值表示第二模态阻尼的量度，即，特别是所述第二有用振动的质量或所述第二有用振动的阻尼比，或者取决于所述第二模态阻尼。
[0071]
根据本发明的第二十二实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以基于测量相位差(即，所述第一振动信号的第一有用信号分量的相位角与所述第二振动信号的第一有用信号分量的相位角之间的差)来确定至少临时地表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，至少临时地表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，并且所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号和/或所述驱动信号，特别是基于至少一个第一有用信号分量和至少一个第二有用信号分量和/或基于所述第一和第二(有用)电流分量来确定用于所述测量相位差和/或基于所述测量相位差临时确定的测量值的至少一个(阻尼)校正值，特别是数字(阻尼)校正值。
[0072]
根据本发明的第二十三实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以基于测量相位差(即，所述第一振动信号的第一有用信号分量的相位角与所述第二振动信号的
第一有用信号分量的相位角之间的差)来确定至少临时地表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，至少临时地表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，并且所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号和/或所述驱动信号，特别是基于至少一个第一有用信号分量和至少一个第二有用信号分量和/或基于所述第一和第二(有用)电流分量来确定用于所述测量相位差或基于所述测量相位差临时确定的测量值的至少一个(阻尼)校正值，特别是数字(阻尼)校正值，使得(阻尼)校正值对应于所述第一和第二模态阻尼，或者是所述第一和第二模态阻尼的函数，和/或从所述测量相位差或从基于所述测量相位差临时确定的测量值中减去所述(阻尼)校正值，和/或(阻尼)校正值对应于驱动偏移，即，特别地，取决于所述驱动偏移和/或是所述驱动偏移的量度。
[0073]
根据本发明的第二十四实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以基于测量相位差(即，所述第一振动信号的第一有用信号分量的相位角与所述第二振动信号的第一有用信号分量的相位角之间的差)来确定至少临时地表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，至少临时地表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，并且所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号和/或所述驱动信号，特别是基于至少一个第一有用信号分量和至少一个第二有用信号分量和/或基于所述第一和第二(有用)电流分量来确定用于所述测量相位差或基于所述测量相位差临时确定的测量值的至少一个(阻尼)校正值，特别是数字(阻尼)校正值，使得(阻尼)校正值对应于所述第一和第二模态阻尼，或者是所述第一和第二模态阻尼的函数，特别地，使得所述(阻尼)校正值对应于所述第二有用振动的质量(1/d2)或所述第二有用振动的阻尼比的倒数和所述第一有用振动的阻尼比的二次幂或所述第一有用振动的质量(1/d1)的倒数的函数
[0074]
根据本发明的第二十五实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以基于测量相位差(即，所述第一振动信号的第一有用信号分量的相位角与所述第二振动信号的第一有用信号分量的相位角之间的差)来确定至少临时地表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，至少临时地表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，并且所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号和/或所述驱动信号，特别是基于至少一个第一有用信号分量和至少一个第二有用信号分量和/或基于所述第一和第二(有用)电流分量来确定用于所述测量相位差的至少一个(阻尼)校正值，特别是数字(阻尼)校正值，或基于所述测量相位差临时确定的测量值，使得所述(阻尼)校正值对应于所述第一有用振动的质量(1/d1)或所述第二有用振动的质量(1/d2)的二次幂的乘积或所述第一有用振动的阻尼比的倒数与所述第二有用振动的阻尼比的倒数的二次幂的乘积的函数。
[0075]
根据本发明的第二十六实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以基于测量相位差(即，所述第一振动信号的第一有用信号分量的相位角与所述第二振动信号的第一有用信号分量的相位角之间的差)来确定至少临时地表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，至少临时地表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，并且所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号和/或所述驱动信号，特别是基于至少一个第一有用信号分量和至少一个第二有用信号分量和/或基于
所述第一和第二(有用)电流分量来确定用于所述测量相位差或基于所述测量相位差临时确定的测量值的至少一个(阻尼)校正值，特别是数字(阻尼)校正值，使得所述(阻尼)校正值的量随着第一模态阻尼(d1)的增加而减小和/或随着第二模态阻尼(d2)的增加而增加。
[0076]
根据本发明的第二十七实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以基于测量相位差(即，所述第一振动信号的第一有用信号分量的相位角与所述第二振动信号的第一有用信号分量的相位角之间的差)来确定至少临时地表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，至少临时地表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，并且所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号和/或所述驱动信号，特别是基于至少一个第一有用信号分量和至少一个第二有用信号分量和/或基于所述第一和第二(有用)电流分量来确定用于所述测量相位差或基于所述测量相位差临时确定的测量值的至少一个(阻尼)校正值，特别是数字(阻尼)校正值，使得所述(阻尼)校正值与所述第一模态阻尼(d1)的二次幂(d12)与所述第二模态阻尼(d2)的比率(d12/d2)成比例。
[0077]
根据本发明的第二十八实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以基于测量相位差(即，所述第一振动信号的第一有用信号分量的相位角与所述第二振动信号的第一有用信号分量的相位角之间的差)来确定至少临时地表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，至少临时地表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，并且所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号和/或所述驱动信号，特别是基于至少一个第一有用信号分量和至少一个第二有用信号分量和/或基于所述第一和第二(有用)电流分量来确定用于所述测量相位差或基于所述测量相位差临时确定的测量值的至少一个(阻尼)校正值，特别是数字(阻尼)校正值，使得所述测量系统电子单元被配置用以存储所述(阻尼)校正值，特别是存储在非易失性数据存储器中和/或使得所述(阻尼)校正值被存储为特定于所述测量系统的参考值，和/或被包含在所述测量系统的测量函数中，所述测量系统根据所述测量函数将待测量的至少一个流动参数转换成相应的测量值。
[0078]
根据本发明的第二十九实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以基于测量相位差(即，所述第一振动信号的第一有用信号分量的相位角与所述第二振动信号的第一有用信号分量的相位角之间的差)来确定至少临时地表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，至少临时地表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，并且所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号和/或所述驱动信号，特别是基于至少一个第一有用信号分量和至少一个第二有用信号分量和/或基于所述第一和第二(有用)电流分量来确定用于所述测量相位差或基于所述测量相位差临时确定的测量值的至少一个(阻尼)校正值，特别是数字(阻尼)校正值，使得所述测量系统电子单元被配置用以将所述(阻尼)校正值与预先(特别是在参考条件下和/或在所述测量系统的启动期间和/或在所述测量系统的(重新)校准期间和/或利用结构上相同的其它测量系统)确定的初始(阻尼)校正值进行比较，并且被特别地存储在所述测量系统电子单元中和/或被用作参考值。
[0079]
根据本发明的第三十实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以基于测量相位差(即，所述第一振动信号的第一有用信号分量的相位角与所述第二振动信号的第
一有用信号分量的相位角之间的差)来确定至少临时地表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，至少临时地表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，并且所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号和/或所述驱动信号，特别是基于至少一个第一有用信号分量和至少一个第二有用信号分量和/或基于所述第一和第二(有用)电流分量来确定用于所述测量相位差或基于所述测量相位差临时确定的测量值的至少一个(阻尼)校正值，特别是数字(阻尼)校正值，使得所述测量系统电子单元被配置用以将所述(阻尼)校正值与为其指定并且特别是表示超出规格的换能器和/或不允许的大驱动偏移的至少一个阈值进行比较；和/或所述测量系统电子单元被配置用以通过所述第一和第二振动信号中的至少一个和/或所述驱动信号，特别是通过使用所述(阻尼)校正值来确定所述驱动偏移的程度，和/或执行所述测量系统的检查。
[0080]
根据本发明的第三十一实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以基于测量相位差(即，所述第一振动信号的第一有用信号分量的相位角与所述第二振动信号的第一有用信号分量的相位角之间的差)来确定至少临时地表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，至少临时地表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，此外规定测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号中的至少一个的第一有用信号分量和/或所述驱动信号的第一(有用)电流分量来确定至少一个第一质量值，特别是数字第一质量值，其中，所述第一质量值表示第一模态阻尼的量度，即，特别是所述第一有用振动的质量或所述第一有用振动的阻尼比，或者取决于所述第一模态阻尼，并且所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和第二振动信号中的至少一个的第二有用信号分量和/或所述驱动信号的第二(有用)电流分量来确定至少一个第二质量值，特别是数字第二质量值，其中，所述第二质量值表示第二模态阻尼的量度，即，特别是所述第二有用振动的质量或所述第二有用振动的阻尼比，或者取决于所述第二模态阻尼，其中，所述测量系统电子单元被配置用以通过第一和第二质量值，确定至少一个用于测量相位差或基于所述测量相位差临时确定的测量值的至少一个(尤其是数字)(阻尼)校正值，使得(阻尼)校正值对应于第二有用振动的质量(1/d2)或第二有用振动的阻尼比率的倒数与第一有用振动的阻尼比率的二次幂或第一有用振动的质量(1/d1)的倒数的函数。
[0081]
根据本发明的第三十二实施例，此外规定所述第一和第二振动信号的所述第一有用信号分量遵循在所述管道中传导的所述被测物质的质量流量随所述第一有用信号分量的(测量)相位差的变化而变化，即，所述第一振动信号的所述第一有用信号分量的相位角与所述第二振动信号的所述第一有用信号分量的相位角之间的差；以及所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一有用信号分量的(测量)相位差来生成表示所述质量流量的质量流量测量值。
[0082]
根据本发明的第三十三实施例，此外规定在所述测量系统电子单元中，配置相位差与测量值特性曲线函数，根据所述相位差与测量值特性曲线函数，所述测量系统电子单元基于所述测量相位差能够确定表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，特别地，使得在所述相位差与质量流量测量值特性曲线函数中考虑所述第一和第二模态阻尼，或者在所述相位差与质量流量测量值特性曲线函数中包含所述(阻尼)校正值。
[0083]
根据本发明的第三十四实施例，此外规定在所述测量系统电子单元中，配置相位
差与测量值特性曲线函数，根据所述相位差与测量值特性曲线函数，所述测量系统电子单元基于所述测量相位差能够确定表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，特别地，使得在所述相位差与质量流量测量值特性曲线函数中考虑所述第一和第二模态阻尼，或者在所述相位差与质量流量测量值特性曲线函数中包含所述(阻尼)校正值，使得在所述相位差与质量流量测量值特性曲线函数中考虑所述第一和第二模态阻尼，或者将所述(阻尼)校正值包含在所述相位差与质量流量测量值特性曲线函数中，特别地，使得所述相位差与质量流量测量值特性曲线函数包含所述第一模态阻尼的二次幂与所述第二模态阻尼的倒数的乘积，和/或所述第一有用振动的质量的倒数的二次幂与所述第二有用振动的质量的乘积。
[0084]
根据本发明的第三十五实施例，此外规定在所述测量系统电子单元中，配置相位差与测量值特性曲线函数，根据所述相位差与测量值特性曲线函数，所述测量系统电子单元基于所述测量相位差能够确定表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，特别地，使得在所述相位差与质量流量测量值特性曲线函数中考虑所述第一和第二模态阻尼，或者在所述相位差与质量流量测量值特性曲线函数中包含所述(阻尼)校正值，使得所述测量系统电子单元被配置用以通过所述第一和第二振动信号和/或所述驱动信号中的至少一个，特别是通过使用所述(阻尼)校正值来检查所述相位差与测量值特性曲线函数。
[0085]
根据本发明的第三十六实施例，此外规定在所述测量系统电子单元中，配置相位差与测量值特性曲线函数，根据所述相位差与测量值特性曲线函数，所述测量系统电子单元基于所述测量相位差能够确定表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值，特别地，使得在所述相位差与质量流量测量值特性曲线函数中考虑所述第一和第二模态阻尼，或者在所述相位差与质量流量测量值特性曲线函数中包含所述(阻尼)校正值，和/或测量系统电子单元还被配置用以特别是在集成在管线系统中的换能器中，通过使用(阻尼)校正值，和/或通过电连接到所述换能器的测量系统电子单元来执行测量系统的(自)诊断和/或(重新)校准。
[0086]
根据本发明的第三十七实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以基于所述第一和所述第二振动信号中的至少一个来确定第一速度值，所述第一速度值表示第一振动速度，即，执行所述第一有用振动的所述至少一个管的振动运动的速度，特别地，将所述第一速度值存储在非易失性数据存储器中。
[0087]
根据本发明的第三十八实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以确定至少一个第二速度值，所述至少一个第二速度值表示第二振动速度，即，执行所述第二有用振动的所述至少一个管的振动运动的速度，特别地，将所述至少一个第二速度值存储在非易失性数据存储器中。
[0088]
根据本发明的第三十九实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以确定表示所述第一(有用)电流分量的至少一个第一电流测量值，特别是数字第一电流测量值，特别是所述第一(有用)电流分量的(电流)幅度或所述第一(有用)电流分量的有效值，特别是将所述至少一个第一电流测量值存储在非易失性数据存储器中。
[0089]
根据本发明的第四十实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以确定表示所述第二(有用)电流分量的至少一个第二电流测量值，特别是数字第二电流测量值，特
别是所述第二(有用)电流分量的幅度或所述第二(有用)电流分量的有效值，特别是将所述至少一个第二电流测量值存储在非易失性数据存储器中。
[0090]
根据本发明的第四十一实施例，此外规定在所述测量系统电子单元中，配置相位差与测量值特性曲线函数，根据所述相位差与测量值特性曲线函数，所述测量系统电子单元基于所述测量相位差能够确定表示所述被测物质的所述至少一个流动参数的测量值，即，特别地，表示所述被测物质的质量流量的质量流量测量值。此外，所述测量系统电子单元还被配置用以基于所述第一和所述第二振动信号中的至少一个来确定第一速度值，所述第一速度值表示第一振动速度，即，执行所述第一有用振动的所述至少一个管的振动运动的速度，以及至少一个第二速度值，所述至少一个第二速度值表示第二振动速度，即，执行所述第二有用振动的所述至少一个管的振动运动的速度，特别地，将它们存储在非易失性数据存储器中，以及基于所述驱动信号来确定表示所述第一(有用)电流分量的至少一个第一电流测量值，特别是数字第一电流测量值，特别是所述第一(有用)电流分量的(电流)幅度或所述第一(有用)电流分量的有效值，以及表示所述第二(有用)电流分量的至少一个第二电流测量值，特别是数字第二电流测量值，特别是所述第二(有用)电流分量的(电流)幅度或所述第二(有用)电流分量的有效值，特别地，将它们存储在非易失性数据存储器中，以及通过所述第一和第二速度值以及所述第一和第二电流测量值来确定用于测量相位差或基于所述测量相位差临时确定的测量值的至少一个(阻尼)校正值，特别是数字(阻尼)校正值，特别是作为所述第一振动速度、所述第二(有用)电流分量(en2)的(电流)幅度的二次幂、所述第一(有用)电流分量(en1)的(电流)幅度的倒数以及所述第二振动速度的二次幂的倒数的函数。
[0091]
根据本发明的第四十二实施例，此外规定所述测量系统电子单元具有非易失性数据存储器(eeprom)，所述非易失性数据存储器被配置用以保存数字数据，即，特别是第一质量值和/或(阻尼)校正值，特别是在没有施加的操作电压的情况下也保存数字数据。
[0092]
根据本发明的第四十三实施例，此外规定所述振动激励器由振动线圈形成，所述振动线圈特别地具有空气线圈和电枢。
[0093]
根据本发明的第四十四实施例，此外规定所述第一和第二振动传感器中的每一个分别通过柱塞线圈形成，所述柱塞线圈特别地具有空气线圈和电枢。
[0094]
根据本发明的第四十五实施例，此外规定所述振动激励器具有磁电枢和线圈，所述磁电枢特别地通过永磁体形成，并且所述线圈被所述电枢的磁场淹没，即，所述线圈特别地是空气线圈；这例如使得所述磁电枢机械地连接到所述至少一个管以形成所述驱动点；和/或所述线圈电连接到所述测量系统电子单元，并且被配置用以接收所述驱动信号并传导其第一和第二(有用)电流。
[0095]
根据本发明的第四十六实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以遵循所述管中传导的所述被测物质的密度随所述驱动信号的所述第一(ac)频率的变化而变化，并且所述测量系统电子单元被配置用以基于所述驱动信号的所述第一(ac)频率和/或基于所述振动信号中的至少一个的所述第一有用信号分量的信号频率来生成表示所述密度的密度测量值。
[0096]
根据本发明的第四十七实施例，此外规定所述测量系统电子单元被配置用以在特别是持续超过10ms和/或时间有限的和/或利用具有第二(ac)频率的正弦曲线循环启动的
测试间隔期间为所述驱动信号(e1)提供所述第二(有用)电流分量(en2)，例如，使得所述测试间隔在每种情况下持续长于100ms(毫秒)，特别是不小于1s(秒)；和/或所述测量系统电子单元被配置用以自动地，特别是以时间控制的方式，特别是重复地开始和/或结束所述测试间隔；和/或所述测量系统电子单元被配置用以接收和执行使所述测试间隔开始的一个或多个命令。
[0097]
根据本发明的第四十八实施例，此外规定所述管壁由钢、特别是不锈钢、双相钢或超级双相钢，由钛合金和/或锆合金，特别是锆合金和/或钽合金组成。
[0098]
根据本发明的第四十九实施例，此外规定所述管具有大于0.1mm，即特别是大于0.5mm的口径(内管径)，例如使得所述管具有大于0.08，特别地大于0.1和/或小于0.25，特别地小于0.2的口径与管长度比；和/或所述管的管长度大于200mm，特别是大于500mm，和/或小于2,000mm，特别是小于1,500mm；和/或，所述管具有大于10mm，即特别是大于15mm的口径。
[0099]
根据本发明的第五十实施例，此外规定除了所述振动激励器之外，所述激励器组件不具有连接到所述管的另外的振动激励器。
[0100]
根据本发明的第五十一实施例，此外规定所述振动激励器被定位和对准，使得所述驱动偏移小于0.5mm，即特别地为零，或者使得所述管的驱动横截面区域的区域质心对应于所述驱动参考点或与所述驱动参考点重合。
[0101]
根据本发明的第五十二实施例，此外规定所述管的一阶振动模式和二阶振动模式中的每一个分别具有位于所述至少一个管的第一管端的第一振动节点和位于所述至少一个管的第二管端的第二振动节点。
[0102]
根据本发明的第五十三实施例，此外规定所述管是部分弯曲的，特别是呈圆弧和/或v形的形状，特别是使得所述管具有中心顶点弧段和/或使得所述至少一个管的正好一个主惯性轴在所述至少一个管的参考横截面区域内。
[0103]
根据本发明的第五十四实施例，此外规定所述管是部分直的，特别是在整个管长度上是直的，特别是使得所述至少一个管的三个主惯性轴在所述至少一个管的参考横截面区域内，和/或质心在所述至少一个管的参考横截面区域内。
[0104]
根据本发明的第五十五实施例，此外规定所述管组件具有至少一个第二管，所述至少一个第二管特别地是至少部分弯曲的和/或至少部分直的，和/或在结构上与所述第一管相同和/或至少部分地平行于所述第一管。进一步发展该实施例，此外规定所述振动激励器部分地机械连接到所述第一管并且部分地机械连接到所述第二管两者；和/或所述振动激励器被配置用以差分地作用在所述第一和第二管上，特别是使得所述第一和第二管同时执行相等频率的相反的强制机械振动；和/或所述振动激励器被配置用以将具有时变电流的电功率转换成机械功率，使得时变驱动力通过所述振动激励器在与其机械连接的所述第二管上形成的驱动点处作用在所述第二管上，特别是与通过所述振动激励器在与其机械连接的所述第一管上形成的驱动点处作用在所述第一管上的驱动力同时和/或相反地作用在所述第二管上；和/或所述振动激励器被配置用以将通过所述电驱动信号馈送的电功率同时转换成所述第一和第二管的强制机械振动，特别是使得所述第一和第二管同时以所述第一有用频率和/或所述第二有用频率执行强制机械振动。
[0105]
本发明的基本思想在于，在所讨论类型的电子振动测量系统的操作期间，尤其是
为了补偿取决于相应被测物质的可变物质参数的测量误差，除了根据奇数阶(弯曲)振动模式的典型激励的有用振动之外，还通过(布置在至少一个管的中心的)至少一个振动激励器，根据偶数阶振动模式及因此(标称地)具有位于振动激励器或其紧邻处的振动节点的至少一个管的这种固有振动模式(即，例如，二阶(弯曲)振动模式(f2模式)和/或四阶(弯曲)振动模式(f4模式))至少间歇地主动激励有用振动，即例如弯曲振动。
[0106]
本发明还尤其基于以下令人惊奇的发现：由于在原始或完好的换能器的情况下通常非常低但通常也是非零的驱动偏移，对应于在对所述振动模式的相应共振频率(即，例如二阶(弯曲)振动模式(f2模式)的共振频率(f2))的主动激励中的偶数阶振动模式的上述有用振动具有相当小的但通常足够可良好测量的幅度，或者因此也具有良好可测量的(模态)阻尼；特别地，这也达到这样的程度：基于两个激发的有用振动的相应模态阻尼，可以在操作期间，例如也在测量系统的(自)调整(“自动调零”)的过程中，利用根据本发明的测量系统来确定前述驱动偏移或被测物质的一个或多个物质参数对由此引起的相应测量误差的影响，和/或使得以对应的方式，在测量值的确定中考虑驱动偏移的影响。此外，还已经认识到，还可以基于一个或多个这种主动激励的偶数阶(弯曲)振动模式(即例如f2模式)与一个或多个及时或同时主动激励的奇数阶振动模式(即例如典型激励的一阶(弯曲)振动模式(f1模式)或三阶(弯曲)振动模式(f3模式))的组合，或者基于相应的驱动信号和至少一个对应的振动信号，以“运行中”的方式，即，在相应测量系统的正在进行的操作期间，至少近似地以(阻尼)校正值的形式，还定量地确定上述相位误差，这通常在常规测量系统中作为取决于被测物质的一个或多个物质参数的系统(测量)偏差发生；例如，这也是为了在相位误差变化的情况下对应地更新(阻尼)校正值，例如由于改变被测物质的物质参数，尤其是粘度。
[0107]
另外，已经认识到，相反地，在使用相应的测量系统期间，例如，由于管或由其形成的换能器的几何或机械性质相对于原始驱动偏移(即，例如，对于测量系统的(第一)校准有效的驱动偏移)的变化，与最靠近振动激励器的上述振动节点的位移相关联的驱动偏移的变化还具有与相应的初始测量的阻尼相比，相同激励中的有用振动的模态阻尼尤其能够改变；这特别使得当驱动偏移增加时，奇数阶(弯曲)弯曲模式(f1模式)的模态阻尼增加，或者偶数阶(弯曲)弯曲模式(f2模式)的模态阻尼减小。因此，基于根据偶数阶振动模式的有用振动，另外还能够非常容易地执行例如在检查测量系统的功能或验证测量系统(“合格/失败”)的意义内的(自)诊断。为了测量系统的这种(自)诊断的目的，在测量系统的操作期间，可以有利地非常容易地循环地确定由根据偶数阶振动模式的有用振动的主动激励产生的振动响应或表征它们的(系统)参数，以及可能还有与由根据奇数阶振动模式的有用振动产生的振动响应，并且将其与对应的参考振动响应(“指纹”)或其参考值进行比较，例如，使得在偏差增加或偏差超过指定公差量度的情况下，根据对应的参考值，检测也可能报告测量系统的故障的存在；这也有利地与实际测量操作同时进行，而不会显著影响实际测量操作或不必为此目的更长持续时间地中断测量操作。
[0108]
本发明的另一个优点在于实现了根据相位误差和上述(自)诊断的发明的补偿或校正，甚至主要地并且还可能排他地使用用于常规电子振动测量系统的经证实的设计，并且尤其用于迄今为止安装在其中的换能器，同时同样主要保留已建立的测量系统电子单元的经证实的技术和架构；例如，使得，也可以通过相应的测量系统电子单元的相应重新编程
来改装传统的并且可能也已经安装的测量系统。
附图说明
[0109]
在下文中，基于附图的图中所示的示例性实施例来更详细地解释本发明及其有利的实施例。在所有图中以相同的附图标记提供相同或相同作用或相同功能的部件；为了清楚的原因，或者如果由于其它原因看起来是明智的，在随后的图中省略了前面提到的附图标记。另外的有利实施例或改进，特别是最初仅单独解释的本发明的部分方面的组合此外由附图的图和/或权利要求本身产生。
[0110]
附图详细示出了：
[0111]
图1是电子振动测量系统的示例性实施例的透视侧视图；
[0112]
图2以框图的方式示出了适用于根据图1的电子振动测量系统的振动型换能器以及与其电耦合的测量系统电子单元的示例性实施例的示意图；
[0113]
图3以框图的方式示出了适用于根据图1的电子振动测量系统的振动型换能器以及与其电耦合的测量系统电子单元的另一示例性实施例的示意图；
[0114]
图4a是适用于根据图1的电子振动测量系统的振动型换能器的管组件的示意图，其中，管被激励以振动到第一有用振动；
[0115]
图4b是由于有用振动而在根据图4的管组件中激励的并且取决于质量流量的管的科里奥利振动的示意图；
[0116]
图5是根据图4的管组件的管中固有的一阶、二阶或三阶振动模式的示意图；
[0117]
图6、图7是根据图4的管组件的示意图，其中，管被激励到第二有用振动。
具体实施方式
[0118]
图1或图2和图3示意性地示出了用于电子振动测量系统的示例性实施例或实施例变型，该电子振动测量系统被用于测量和/或监测流体(例如，至少间歇地流动和/或至少间歇地两相或多相或不均匀的)被测物质fl的至少一个被测变量，特别是时变的被测变量，其中，被测变量可以例如是被测物质fl的流动参数，诸如质量流量体积流量和/或流率，或者例如物质参数，诸如密度ρ和/或粘度η。测量系统特别地被提供或配置用以集成到传导被用作被测物质(即，例如气体、液体或分散体)的流体fl的生产线的过程中，并且在操作期间由经由生产线供应或排出的流体fl至少间歇地流过。此外，提供测量系统以确定(即，特别是计算和/或输出)(按时间顺序连续地)量化至少一个物理被测变量的测量值xm以及可选地数字测量值。生产线可以例如是可能也是延伸的和/或分支的管线系统和/或管道管线或软管管线的部件，即例如填充设备或加燃料装置的管道管线，或者例如也是生物技术设施中的软管管线。
[0119]
如分别在图1、图2和图3中所示，或者从它们的组合中显而易见的，测量系统包括振动型换能器10，即具有管组件、激励器组件(31)以及传感器组件(41、42)的换能器，其中该管组件是通过用于传导被测物质的至少一个(第一)或若干个管形成，该激励器组件(31)用于转换电功率以激励和维持至少一个管的强制机械振动，该传感器组件(41、42)用于检测管组件的机械振动并用于提供相应地表示管组件(即，特别是其一个或多个管)的振动运动的振动信号(s1、s2)(例如电或光学振动信号)。此外，测量系统还包括测量系统电子单元
1cpf1(基金会现场总线)、iec 61784-1cpf3(profibus),iec 61158或iec 61784-1cpf9(hart)。为了在现场可视化由测量系统内部生成的测量值(xm)和/或由测量系统内部生成的状态消息(诸如错误消息或警报)，测量系统还可以具有显示和操作元件hmi，诸如lcd、oled或tft显示器，其位于对应地设置在其中的窗口后面的上述电子壳体200中，该hmi还至少间歇地与测量系统电子单元20和对应的输入键盘和/或触摸屏通信。
[0122]
在测量系统电子单元20中(即，例如，在测量系统电子单元20的上述微处理器或数字信号处理器中的一个或多个中)的测量系统的操作期间执行的程序代码能够分别持久地存储在例如测量系统电子单元20的一个或多个非易失性数据存储器(eeprom)中，即，即使在没有施加操作电压的情况下也存储数字数据的存储器，并且当所述测量系统电子单元启动时，可以被加载到在测量系统电子单元20中或在上述测量和评估电路dsv中提供(例如集成到微处理器中)的易失性数据存储器(ram)中。为了在微处理器或数字信号处理器中进行处理，当然首先通过对应的模数转换器(a/d)(即，例如，通过分别适当地数字化在此为电的振动测量信号s1、s2中的每一个的相应信号电压，作为比较，在这方面，例如，上述us-b 63 11 136)，将振动测量信号s1、s2转换成对应的数字信号。因此，能够在测量系统电子单元20中(即例如在上述测量和评估电路dsv中)提供用于振动测量信号s1、s2的对应的模数转换器和/或至少一个非易失性电子数据存储器eeprom，其被配置用以存储数字数据，即例如甚至在没有施加的操作电压的情况下也存储数字数据。
[0123]
根据本发明的另一实施方式，测量系统还包括支撑框架100，特别是抗弯曲和/或抗扭转支撑框架，其中，也如图1、图2或图3中示意性地示出的，所述支撑框架100和管组件例如通过材料结合或者尤其如在上述wo-a 2019/017891中所示可拆卸地彼此紧固。为了防止换能器或其部件免受有害的环境影响，以避免振动管发出不期望的声音，或者收集从防漏管组件逸出的被测物质，如在所讨论类型的电子振动测量系统中相当惯常的，上述支撑框架100还可以被设计为与激励器组件和传感器组件一起围绕管组件的换能器保护壳体，例如，使得所述换能器保护壳体是金属的和/或具有大于管组件的至少一个管的最大压缩强度和/或大于50巴的压缩强度。激励器组件和/或传感器组件还能够部分地附接到支撑框架或附接到换能器保护壳体。在测量系统电子单元20容纳在电子保护壳体200内的上述情况下，电子保护壳体200例如也可以紧固到上述支撑框架或紧固到换能器的换能器保护壳体的外部，也如图1、图2和图3中示意性地示出或从它们的组合中容易看出。
[0124]
管组件的至少一个管可以是至少部分直的，即，特别是中空圆柱形的，和/或至少部分地是弯曲的，例如，使得所述管具有中心顶点弧段，即，特别是基本上为v形或具有v形轮廓，和/或使得管最终具有位于单个(管)平面中的管状形状。如图2所示，至少一个管从第一管端延伸到第二管端，管长度对应于管的假想中心线的长度，例如大于100mm，并且管具有管腔，该管腔由管壁包围并从第一管端延伸到第二管端。根据本发明的另一实施例，管的管长度大于200mm，例如也大于500mm，和/或小于2,000mm，例如也小于1,500mm。在至少部分弯曲的管的情况下，上述管长度对应于管的延伸或展开长度，并且管可以通过弯曲管状半成品来制造。根据本发明的另一实施例，该至少一个管的管壁由金属(即，例如钢，特别是不锈钢、双相钢或超双相钢、钛合金和/或锆合金，特别是锆合金，和/或钽合金和/或镍基合金)构成。此外，管组件的该至少一个管可以被设计成单件，例如，使得管无缝地生产或(至少在管壁由金属制成的情况下)具有单个焊缝。根据本发明的另一实施例，管组件的该至少
一个管具有大于0.1mm(即，例如也大于0.5mm)的口径(内管直径)，和/或该至少一个管的管壁具有不小于0.5mm(例如也大于1.5mm)的最小壁厚，并且这特别地使得管壁的壁厚基本上是均匀的。根据本发明的另一实施例，管具有大于0.08、特别是大于0.1和/或小于0.25，特别是小于0.2的口径与管长度比。顺便提及，然而，管组件的该至少一个管或每个管也可以呈现常规(标准)电子振动测量系统中惯用的任何其它几何形状和/或尺寸，即例如1mm、2mm、5mm、10mm、15mm或甚至更大，和/或可以由用于此目的惯用的其它材料制成。
[0125]
根据本发明的另一实施例，换能器10的管组件具有至少一个第二管112，如图3中示意性地示出的。管112可以是至少部分弯曲的和/或至少部分直的。此外，如图3所示，管112也可以例如在结构上与管111相同地设计和/或至少部分地平行于管111布置。类似于管111，管112同样以管长度从第一管端延伸到第二管端，并且类似于管111，管112同样具有管腔，该管腔由管壁(例如金属管壁)包围，并且从第一管端延伸到第二管端。此外，管112同样被设计成特别是与第一管同时由被测物质或其部分体积至少在从第一管端到第二管端的流动方向上流过，并且同时被允许振动。此外，管组件还可以具有第一和/或入口侧分流器21和第二和/或出口侧分流器22，其中该第一和/或入口侧分流器21例如在此用作管线分支单元，并且具有至少两个流动开口，该第二和/或出口侧分流器22例如在结构上与上述分流器21相同和/或用作管线合并单元，并且同样具有至少两个流动开口，因此管组件的管111、112的每一个能够相应地连接到第一和第二分流器的每一个，以便形成两个流体平行的流动通道，例如，使得管111以其第一管端通向第一分流器21的第一流动开口21a并且以其第二管端通向第二分流器的第一流动开口22a，以及第二管112以其第一管端通向第一分流器21的第二流动开口21b，并且以其第二管端通向第二分流器22的第二流动开口22b。管111的管长度可以例如等于管112的管长度。此外，管组件还可以具有另外的管，即，例如，两个另外的管，并且因此，也如尤其在上述us-a 56 02 345、wo-a 96/08697、us-a2017/0356777、wo-a 2019/081169或wo-a 2019/081170中所示，总共四个管。因此，分流器21和分流器22两者分别具有，特别是正好四个流动开口，并且管组件的每个管能够分别连接到分流器21、22中的每一个，以形成四个流体平行的流动路径。在管组件具有四个管的上述情况下，管也可以例如被设计成使得它们仅成对地在结构上相同，即，例如，管长度被选择为仅成对地具有相等的尺寸。此外，对于管组件具有两个或更多个管的情况，每个管的壁可以例如由相同的材料组成，这在所讨论类型的管组件或由其形成的换能器或测量系统的情况下是非常惯常的；例如，这也使得管组件的每个管的管壁的壁厚等于另一个管或每个其它管的壁厚，和/或使得管组件的每个管的口径(即内径)等于另一个管或每个其它管的口径。
[0126]
如已经指出的，管组件或由其形成的换能器mw特别地设置成经由管组件或换能器mw的(例如，也由第一连接凸缘包围的)入口端10+和(例如，由第二连接凸缘包围的)对应出口端10#连接到上述生产线，并且在操作期间由被测物质fl流过。此外，密封表面可以分别形成在上述连接凸缘中的每一个处。在上述情况下，其中，管组件具有至少两个管和分别与其连接的两个分流器，管组件的入口端10+对应地通过分流器21形成，并且管组件的出口端10#对应地通过分流器22形成，因此，分流器21可以具有上述第一连接凸缘，并且分流器22可以具有上述第二连接凸缘。此外，管组件的至少一个管还可以被配置用以在其相应的管腔中传导被测物质fl或其部分体积，即，例如，用以执行强制机械振动，该强制机械振动特别地引起与至少一个被测变量相对应的测量效果和/或通过激励器组件在相关联的静态静
止位置周围被激励；这特别地使得管组件的该至少一个管被允许振动并且同时被测物质从其第一管端开始在其第二管端的方向上(流动方向)流过。如在所讨论类型的换能器的情况下所惯常的，上述强制机械振动可以是该至少一个管围绕管组件的假想振动轴(即，例如假想地连接第一管端和第二管端的振动轴)的至少部分强制弯曲振动。
[0127]
换能器10的上述激励器组件进而被特别地提供或配置用以将(从测量系统电子单元20)馈送到其的电功率转换成机械功率，使得如图4a所示或甚至从图2和图4a的组合中显而易见的，管组件的至少一个管111和/或其每个管围绕相应的静态静止位置执行至少间歇地强制机械振动，而传感器组件被提供或被配置用以检测管组件的机械振动，特别是通过激励器组件强制的机械振动，和/或该至少一个管的弯曲振动，并且提供第一振动信号s1和第二振动信号s2，其中，例如，电的振动信号s1、s2各自至少部分地表示管组件的一个或多个管的振动运动，例如分别通过对应于该至少一个管的振动运动(x
s1
、x
s2
)的相应可变电压。
[0128]
测量系统的激励器组件具有振动激励器31，例如电动力学振动激励器，其机械地连接到至少一个管，并且还被配置用以将具有时变电流的电功率转换成机械功率，使得如图2所示或从图2和图4a的组合中显而易见的，时变驱动力f
exc1
在驱动点处作用在管上，该驱动点通过所述振动激励器31在与其机械连接的管上形成。在这种情况下，穿过上述驱动点的管的假想圆周线包围管的截面区域，该截面区域在下文中也被称为管的驱动横截面区域。因此，测量系统电子单元20继而尤其还被配置用以通过具有时变电流的电驱动信号e1激励振动激励器31，即，将电功率馈送到振动激励器31中，使得该至少一个管以由驱动信号e1指定的一个或多个振动频率执行强制机械振动，即例如弯曲振动。根据本发明的另一实施例，振动激励器31被定位成使得如图4a所示，上述驱动力f
exc1
的作用线垂直于管的驱动横截面区域的法线。根据本发明的另一实施例，振动激励器31是电动力学型的，即，通过具有例如空气线圈和电枢的振动线圈形成，或者振动激励器31具有例如通过永磁体形成的磁电枢和被电枢的磁场淹没的线圈，即，例如空气线圈。例如，磁电枢可以例如机械地连接到至少一个管111以形成驱动点，和/或线圈可以例如电连接到测量系统电子单元20。根据本发明的另一实施例，此外规定除了振动激励器31之外，激励器组件没有连接到管111的另外的振动激励器，这例如在传统的电子振动(标准)测量系统中也是常见的。在管组件具有至少两个管的上述情况下，振动激励器31因此还可以被配置用以将通过电驱动信号e1馈送的电功率转换成第一和第二管111、112的强制机械振动；这特别使得振动激励器31差动地作用在该两个管111、112上，即，能够仅将反向的激励力引入到两个管111、112中，例如，使得第一和第二管111、112同时执行相同频率的相反的强制机械振动，即，特别是反向的强制机械振动。因此，振动激励器31可以机械地连接到例如管111和管112，即，例如，使得上述驱动力作用在管111和管112两者上。此外，振动激励器31还可以被配置用以将具有时变电流的电功率转换成机械功率，使得时变驱动力通过振动激励器31在与其机械连接的第二管112上形成的驱动点处作用在第二管上，即，例如，与通过所述振动激励器31在与其机械连接的管111上形成的驱动点处作用在管111上的驱动力同时和/或相反。在上述振动激励器31由电连接到测量系统电子单元的线圈形成的情况下，激励振动激励器31意味着线圈接收驱动信号e1，即其电流。
[0129]
如图2中示意性地所示，测量系统的传感器组件继而具有第一振动传感器41(特别
是电动力学或光学的第一振动传感器)和第二振动传感器42(特别是电动力学或光学的第二振动传感器)。振动传感器41、42中的每一个(其例如在结构上也是相同的)分别定位在管上，即，特别地分别至少部分地机械连接到管，并且还被配置用以检测(在选择点处的)至少管的振动运动(xs1；xs2)并将它们转换成表示所述振动运动的第一振动信号s1，例如电或光学第一振动信号，以及第二振动信号s2；这特别地使得第一和第二振动信号(s1、s2)中的每一个分别包含与管的振动运动的振动频率相对应的相应频率的一个或多个正弦信号分量。根据本发明的另一实施例，还提供了振动传感器41、42中的每一个分别定位在沿流动方向距振动激励器31一定距离处，特别是大于10mm和/或大于管长度的五分之一和/或相同的距离处；这特别使得振动传感器41、42(如在常规的电子振动(标准)测量系统中也是惯常的)在管上在流动方向上彼此相距一定距离地定位。根据本发明的另一实施例，第一和第二振动传感器41、42中的每一个分别通过具有例如空气线圈和电枢的柱塞线圈形成。在管组件具有至少两个管的上述情况下，振动传感器41、42中的每一个能够分别定位在第一管111和第二管112两者上，即，特别地部分地机械连接到第一管和部分地机械连接到第二管，并且振动传感器41、42中的每一个还可以被配置用以(尤其差分地)检测第一管和第二管两者的振动运动，即特别地反向的振动运动，并且将它们转换成第一或第二振动信号，使得每个振动信号表示第一管和第二管111、112的振动运动，特别是反向的振动运动(图3)；这特别在振动传感器41、42分别是以柱塞线圈的方式构造的电动力学振动传感器的上述情况下也是如此。在管组件具有两个管的上述情况下，根据本发明的另一实施例，第一和第二振动传感器中的每一个定位在第一管和第二管上，即，例如，部分地机械连接到第一管和部分地机械连接到第二管。此外，第一和第二振动传感器中的每一个被配置用以检测第一管和第二管两者的振动运动，即例如方向的振动运动，并将它们转换成相应的第一或第二振动信号，使得第一和第二振动信号中的每一个表示第一和第二管的振动运动。振动传感器能够特别地设计成使得管的振动运动，特别是反向的振动运动，可以随后被差分地检测到，和/或第一和第二振动信号中的每一个分别表示第一和第二管的反向的振动运动。
[0130]
至少一个管111或由其形成的管组件中固有的是自然地分别具有多个振动模式(自然振动形式)，其分别具有相关联的(模态)阻尼(d1、d2、
…
、dx)和由此(共)确定的相应的相关联的共振频率(f1、f2、
…
、fx)，并且其中，该至少一个管111能够执行分别具有一个或多个振动波腹(sb)和两个或更多个振动节点(sk)的振动运动，使得振动节点的数量比相关联的振动波腹的数量分别正好大一。同样如图5所示，该至少一个管111在基本振动模式(即，一阶振动模式(f1模式)，即，例如一阶弯曲振动模式)下的振动运动正好具有一个振动波腹，并且因此具有两个振动节点(f1模式：1sb,2sk)，而管111在谐波模式(偏离基本振动模式)，即，二阶或更高阶振动模式(f2模式、f3模式、f4模式、...、fx模式)，即，例如，二阶、三阶、四阶或更高阶弯曲振动模式的振动运动相应地具有两个或更多个振动波腹，对应地，具有三个或更多个振动节点(f2模式：2sb,3sk、f3模式：3sb,4sk、f4模式：4sb,5sk、...、fx模式：x sb,[x+1]sk)。在这种情况下，上述振动模式中的每一个，并且因此还有一阶、二阶或三阶振动模式(f1模式、f2模式、f3模式)，具有位于该至少一个管的第一管端的第一振动节点和位于该至少一个管的第二管端的第二振动节点(图5)。在上述情况下，其中，管组件具有两个或更多个管，并且在传统的电子振动(标准)测量系统中也是非常常见的，管组件还可以具有联接元件，该联接元件还用于调整管组件的振动性质，并且尤其还用于调谐上
述共振频率中的一个或多个；这特别地使得，也如图3所示，第一联接元件23(例如，板状第一联接元件)机械地连接到每个管，并且定位在距分流器22比距分流器21更远的距离处，并且使得至少一个第二联接元件24(例如，板状第二联接元件和/或在结构上与联接元件23相同的第二联接元件)机械地连接到其管中的每一个，并且定位在距分流器21比距分流器22更远的距离处。根据本发明的另一实施例，管组件还被设计成使得二阶振动模式(f2模式)(即，特别是二阶弯曲振动模式)的共振频率f2标称地偏离基本振动模式(f1模式)(即，特别是一阶弯曲振动模式)的共振频率f1，即，在原始或完整换能器的情况下，偏离超过共振频率f1的10％和/或超过100hz。
[0131]
在根据本发明的测量系统中，振动激励器31被定位和对准，使得如图4a或图6中示意性地所示，并且特别是在传统的电子振动(标准)测量系统中也是非常惯常的，驱动偏移δe(即管111的上述驱动横截面区域与至少一个管的指定参考横截面区域之间的最小距离)不大于3mm和/或小于管长度的0.5％，其中，参考横截面区域继而被选择或限定，即，例如，利用完好的或初始的换能器来确定，使得所述振动运动的(该至少一个管在谐波模式(即例如二阶振动模式)中的振动运动的两个振动波腹之间形成和/或(标称地)位于管长度的一半处的)振动节点位于参考横截面区域内。因此，驱动偏移δe实际上也对应于管的驱动横截面区域的区域质心(中心点)与该至少一个管的参考横截面区域的区域质心(中心点)之间的距离。例如，驱动偏移δe可以由在激励器组件的生产期间的制造公差产生，尤其是由将振动激励器定位在该至少一个管上的公差和/或由将管组件定位在换能器保护壳体内的公差和/或还由在管组件的生产(尤其是由该至少一个管的制造)期间的制造公差产生。此外，驱动偏移δe也可能随时间变化，例如由于管组件的机械性质的与磨损相关的不对称或不均匀变化。根据本发明的另一实施例，该至少一个管的参考横截面区域还被选择成使得所述管的垂直于上述驱动力的主惯性轴和/或所述管的两个相互正交的对称平面的相交线在参考横截面区域内。此外，根据本发明的另一实施例的管组件和激励器组件被设计成使得驱动偏移δe至少标称地或初始地，因此在完好的或初始的换能器中，以及在常规的电子振动(标准)测量系统中也是非常惯常的，仅略大于零，即小于2mm，例如也小于1mm，和/或小于管长度的0.2％。在上述情况下，其中，该至少一个管至少部分地弯曲，即，例如，至少部分地具有圆弧形状和/或基本上v形，该至少一个管111还可以进一步被设计，并且可以选择上述参考横截面区域，使得该至少一个管的正好一个主惯性轴在所述管的参考横截面区域内。对于该至少一个管在管的整个长度上是直的另一种情况，可以依次选择上述参考横截面区域，使得该至少一个管的三个主惯性轴中的每一个在该至少一个管的参考横截面区域内，或者质心在该至少一个管的参考横截面区域内。根据本发明的另一实施例，选择参考横截面区域使得所述振动运动的(至少一个管在上述二阶振动模式(即，特别是二阶弯曲振动模式)下的振动运动的两个振动波腹之间形成的)振动节点和/或垂直于管在所述二阶振动模式下的振动运动的振动方向的该至少一个管的主惯性轴在该至少一个管的参考横截面区域内。
[0132]
此外，根据本发明的测量系统的测量系统电子单元20特别地被配置用以至少间歇地，即例如在正常测量操作中或在测量间隔期间，馈送具有正弦第一(有用)电流分量en1的驱动信号e1，该正弦第一(有用)电流分量en1具有第一(ac)频率f
en1
和例如指定的和/或可变的第一(电流)幅度，以便由此以上述方式以第一有用频率f
n1
，即对应于(ac)频率f
en1
的
(振动)频率(f
n1
＝f
en1
)激励第一有用振动(由(通过有用电流分量en1激励的)振动激励器或由此产生的第一驱动力(分量)f
exc1
强制的，该至少一个管的机械振动)，并且作为结果，分别提供具有第一有用信号分量s1n1、s2n1的振动信号s1、s2，即分别具有对应于第一有用频率f
n1
的(信号)频率f
s1n1
或f
s2n1
(f
s1n1
＝f
s2n1
＝f
n1
)的正弦信号分量。此外，根据本发明的测量系统的测量系统电子单元20还被配置用以至少间歇地将具有正弦第二(有用)电流分量en2的驱动信号e1馈送到振动激励器31，该正弦第二(有用)电流分量en2具有第二(ac)频率f
en2
和例如指定的和/或可变的第二(电流)幅度，以便例如与(有用)电流分量en1同时地，以第二有用频率f
en2
，即对应于(ac)频率f
en2
的(振动)频率(f
n2
＝f
en2
)，产生第二有用振动(即，由(激励的)振动激励器31或由此产生的第二驱动力(分量)f
exc2
强制的，该管的机械振动)，以便由此以第二有用频率f
n2
，即对应于(ac)频率f
en1
的(振动)频率(f
n1
＝f
en1
)，激励第二有用振动(即，由(通过(有用)电流分量en2激励的)振动激励器或由此产生的第二驱动力(分量)f
exc2
强制的，该至少一个管的机械振动)，并且作为结果，分别提供具有第二有用信号分量s1n2、s2n2的振动信号s1、s2，即分别对应于第二有用频率f
n2
的(信号)频率f
s1n2
或f
s2n2
的正弦信号分量(f
s1n2
＝f
s2n2
＝f
n2
)。为了生成驱动信号e1，如在这样的测量系统中相当惯常的，测量系统电子单元20可以具有对应的驱动电路exc，该驱动电路exc例如通过用于确定相应的共振频率或调整当前所需的(ac)频率的一个或多个锁相环路(pll)形成。此外，测量系统电子单元20还可以被配置用以基于第一(ac)频率f
en1
或通过调整所述(ac)频率f
en1
的锁相环路(pll1)的至少一个输出信号(即，例如，所述锁相环路(pll1)的环路滤波器的输出信号)来调整锁相环路(pll2)的捕获范围，锁相环路(pll2)调整第二(ac)频率。此外，测量系统电子单元20还能够有利地被配置用以至少间歇地同时将第一和第二(可用)电流分量馈送到振动激励器31中，例如持续不小于第一(有用)电流分量的两个振动周期和/或大于10ms(毫秒)的时间间隔；这例如使得测量系统电子单元(20)被配置用以在馈送(有用)电流分量en1期间接通(有用)电流分量e1n2，或者在持续了不小于(有用)电流分量e1n1的两个振动周期和/或超过1s的时间间隔之后再次断开(有用)电流分量e1n2，和/或还使得(有用)电流分量e1n1的第一(电流)幅度不被调整为小于(有用)电流分量e1n2的第二(电流)幅度和/或第二(电流)幅度至少间歇地被调整为大于第一(电流)幅度的40％，例如不小于50％。
[0133]
根据本发明的测量系统的测量系统电子单元20还被配置用以调整(ac)频率f
en1
、f
en2
，使得(ac)频率f
en1
偏离对称振动模式并因此的奇数阶振动模式，即特别地，上述基本振动模式(f1模式)的共振频率f
2n+1
(n＝0；1；2；
…→
f1；f3；..)小于所述共振频率f
2n+1
的1％和/或小于1hz，并且(ac)频率f
en2
偏离非对称振动模式并因此的偶数阶振动模式，即特别地，上述二阶振动模式(f2模式)的共振频率f
2n+2
(n＝0；1；2；
…→
f2；f4；...)小于所述共振频率f
2n+2
的1％和/或小于1hz，例如，这使得激发的奇数阶振动模式的共振频率f
2n+1
的(ac)频率f
en1
和/或激发的偶数阶振动模式的共振频率f
2n+2
的(ac)频率f
en2
匹配，和/或使得第一有用振动适合于在流过该至少一个管的具有非零质量流量的被测物质中引起科里奥利力fc并且有用信号分量s1n1、s2n1各自具有取决于质量流量的相位角，或者遵循(测量)相位差的变化(即有用信号分量s1n1的相位角与有用信号分量s2n1的相位角之间的差的变化)的质量流量的变化，和/或使得驱动信号e1以及因此振动信号s1,s2分别遵循在管组件中传导的被测物质的密度随有用电流分量en1、en2中的至少一个的(ac)频率f
en1
、f
en2
或相应有用信号分量的(信号)频率的变化而变化。上述共振频率f
2n+1
以及因此的(ac)频率fen1
对应于相关联的第一模态阻尼d1，即(激励的)奇数阶振动模式或第一有用振动的阻尼，或者取决于其，并且共振频率f
2n+2
以及因此的(ac)频率f
en2
对应于相关联的第二模态阻尼d2，即(激励的)偶数阶振动模式或第二有用振动的阻尼，或者取决于其。有用电流分量en1的(ac)频率f
en1
以及因此的第一有用频率f
n1
能够例如对应于管组件的共振频率，该共振频率也可测量地取决于在管组件中传导的被测物质fl的密度，即例如管111的最低共振频率或基本振动模式(f1模式)的共振频率f1，并且有用电流分量en2的上述(ac)频率f
en2
以及因此的第二有用频率f
n2
能够例如对应于二阶振动模式(f2模式)的共振频率f2。因此，根据本发明的另一实施例的测量系统电子单元20还被配置用以调整(ac)频率f
en1
，使得所述(ac)频率或有用频率f
n1
偏离基本振动模式的共振频率f1小于所述共振频率f1的1％(|f
1-f
n1
|《0.01f1)和/或小于1hz(|f
1-f
n1
|《1hz)或对应于基本振动模式(f1模式)的共振频率f1，并且第一有用振动的振动运动最终对应于该至少一个管111的基本振动模式(f1模式)的振动运动。可替代地，测量系统电子单元还可以例如被配置用以调整第一(ac)频率f
en1
，使得所述(ac)频率f
en1
或有用频率f
n1
偏离三阶振动模式(f3模式)的共振频率f3小于所述共振频率f3的1％(|f3-f
n1
|《0.01f3)和/或小于1hz(|f3-f
n1
|《1hz)，即例如对应于三阶振动模式(f3模式)的共振频率f3，并且第一有用振动的振动运动因此最终对应于该至少一个管111的三阶振动模式(f3模式)的振动运动。根据本发明的另一实施例，测量系统电子单元20还被配置用以调整(ac)频率f
en2
，使得所述(ac)频率f
en2
或有用频率f
n2
偏离二阶振动模式(f2模式)的共振频率f2小于所述共振频率f2的1％(|f2-f
n2
|《0.01f1)和/或小于1hz(|f2-f
n2
|《1hz)或对应于所述共振频率f2，并且第二有用振动的振动运动因此最终对应于该至少一个管111的二阶振动模式(f2模式)的振动运动。
[0134]
上述(系统)参数，特别是共振频率(f
2n+1
、f
2n+2
)以及相应相关联的(模态)阻尼能够在操作期间通过测量系统电子单元20容易地直接确定，即，例如，基于振动信号s1、s2和/或驱动信号e1计算，并且可以提供用于进一步的计算，其例如以对应的数字测量数据的形式在测量系统电子器件中执行。因此，根据本发明的另一实施例的测量系统电子单元还被配置用以例如也为了确定表示被测物质的粘度的粘度测量值xη和/或表示被测物质的密度的密度测量值xρ的目的，基于振动信号(s1、s2)中的至少一个的第一有用信号分量(s1n1；s2n1)和/或驱动信号e1的(有用)电流分量en1，确定至少一个(例如数字)第一质量值xd1，以及基于振动信号s1、s2中的至少一个的第二有用信号分量(s1n2；s2n2)和/或驱动信号e1的(有用)电流分量en2，确定至少一个(例如数字)第二质量值xd2，使得质量值xd1取决于(模态)阻尼d1并且质量值xd2取决于(模态)阻尼d2，或者使得质量值xd1表示(即特别地量化)模态阻尼d1的量度，即例如第一有用振动的质量(1/d1)或第一有用振动的阻尼比，并且质量值xd2表示(即，特别地量化)(模态)阻尼d2的量度，即，例如，第二有用振动的质量(1/d2)或第二有用振动的阻尼比。众所周知，(模态)质量或阻尼能够在测量系统的操作期间基于相应(模态)振动运动的速度和分别驱动它们的驱动信号e1的有用电流分量而容易地确定，并且能够例如以对应的数字测量值的形式表示。为此目的，测量系统电子单元20还能够有利地被配置用以基于振动信号(s1、s2)中的至少一个来确定(数字)第一速度值，其表示第一振动速度，即执行第一有用振动的该至少一个管的振动运动的速度，以及至少一个(数字)第二速度值，其表示第二振动速度，即执行第二有用振动的该至少一个管的振动运动的速度，以存储表示(有用)电流分量en1的至少一个(数字)第一电流测量值，特别是(有用)电
流分量en1的(电流)幅度或(有用)电流分量en1的有效值，和/或表示(有用)电流分量en2的至少一个(数字)第二电流测量值，例如(有用)电流分量en2的幅度或(有用)电流分量en2的有效值，即例如也存储在上述非易失性数据存储器eeprom中。此外，测量系统电子单元还可以被配置用以基于振动信号(s1、s2)中的至少一个和/或基于驱动信号e1来确定表示有用频率fn1或共振频率f1的至少一个(数字)第一频率测量值x
f1
，以及表示有用频率fn2或共振频率f2的至少一个(数字)第二频率测量值x
f2
，并且相应地将它们存储在测量系统电子单元中以用于进一步的计算，例如还将它们存储在数据存储器eeprom中；例如，这也是为了基于这样的频率值来计算表示密度的密度测量值x
ρ
，例如根据测量系统电子单元的对应的共振频率与密度测量值的特性曲线函数。可替代地或附加地，测量系统电子单元20还可以被提供或配置用以基于振动信号s1、s2中的至少一个和/或驱动信号e1，例如也基于上述第一和/或第二质量值(xd1、xd2)，例如根据测量系统电子单元的阻尼与粘度测量值特性曲线函数，来生成粘度测量值xη，即表示被测物质fl的粘度η的测量值。振动信号s1、s2的处理以及可能还有上述驱动电路exc的控制(这在这种测量系统中是非常惯常的)也可以例如也通过上述测量和评估电路dsv进行，如也分别在图2或图3中示意性地所示的。为了进一步提高最终确定测量值xm的精度，如图2和图3中分别示意性地示出的并且在这种测量系统中非常惯用的，换能器还可以具有温度传感器71(71、72)，该温度传感器用于检测管组件内的温度并提供一个或多个对应的温度测量信号θ1(θ1、θ2)，并且分别例如直接附接到管组件的至少一个管，和/或应变传感器，所述应变传感器用于检测管组件内的机械应力并提供一个或多个对应的应变测量信号，并且分别例如直接附接到管组件的导管中的一个，并且测量系统电子单元还可以被配置用以接收和处理温度或应变测量信号，即，特别地也将它们用在确定测量值中。
[0135]
如已经指出的，测量系统电子单元20此外尤其还被提供或设计成接收和评估通过换能器10生成的振动信号s1、s2，即，特别地，用以确定和输出表示至少一个测量变量的测量值xm，其中，如已经提到的，振动信号s1、s2的第一有用信号分量s1n1；s2n1也可以分别具有附加的(干涉)相位角，尤其是由于上述驱动偏移δe；这特别地使得除了相应的(测量)相位差之外，在有用信号分量s1n1；s2n1之间还存在相等频率的(干涉)相位差，其取决于被测物质的一个或多个物质参数，特别是还取决于分别共同确定上述模态阻尼(d1、d2)的被测物质的粘度，并且仍然与质量流量无关，因此，在质量流量为零的情况下，振动信号s1、s2具有与该两个振动信号的有用信号分量之间的相位差相对应的非零系统相位误差或零点误差。为了使上述相位误差最小化，尤其还取决于第一和第二(模态)阻尼(d1、d2)或所产生的(干涉)相位差，根据本发明的测量系统的测量系统电子单元因此特别地还被配置用以基于第一(有用)电流分量en1和/或第一有用信号分量s1n1；s2n1两者(即，例如基于其(信号)频率)和/或基于有用信号分量s1n1；s2n1中的至少一个的幅度和/或基于有用信号分量s1n1或s2n1中的至少一个的相位角，以及第二(有用)电流分量en2和/或第二有用信号分量s1n2；s2n2中的至少一个，来确定表示被测物质的至少一个流动参数的测量值，即，例如，基于第一有用信号分量s1n1；s2n1的上述(测量)相位差和基于第一有用信号分量s1n1；s2n1中的至少一个的幅度和第二有用信号分量s1n2；s2n2中的至少一个的幅度，和/或基于第一和第二有用电流分量(e1n1、e1n2)，即，特别地，基于第一和第二电流幅度，来确定表示被测物质的质量流量的质量流量测量值xm。为此目的，在根据本发明的另一实
施例的测量系统电子单元中，至少一个相位差与测量值特性曲线函数，特别地，相位差与质量流量测量值特性曲线函数被配置(即，例如被编程)，根据该特性曲线函数，测量系统电子单元基于测量相位差(其可能尤其是在电动力学振动传感器的情况下，被归一化为有用频率fn1)，能够确定表示被测物质的至少一个流动参数的测量值xm，即特别地，表示被测物质的质量流量的质量流量测量值xm，其中，在该至少一个相位差与(质量流量)测量值特性曲线函数中考虑上述第一和第二模态阻尼(d1、d2)；这例如使得在相位差与(质量流量)测量值特性曲线函数中考虑第一模态阻尼d1的二次幂d12和第二模态阻尼d2的倒数1/d2的乘积，和/或使得相位差与质量流量测量值特性曲线函数对应于以下计算规则：
[0136][0137]
或者通过测量系统电子单元确定的质量流量测量值xm满足上述计算规则。第一模态阻尼和第二模态阻尼中的每一个(如(质量流量)测量值)能够在操作期间容易地循环地确定，也可能实时地确定，即，特别是通过测量系统电子单元基于相应的第一或第二电流幅度以及基于第一或第二有用信号分量中的至少一个数值地计算或数字地测量。上述计算规则的系数k11、k12和k2分别是测量系统特定的(校准)常数，其能够例如在基于计算机的(模拟)计算的基础上和/或基于对测量系统系列的几个样本执行的实验室测量，和/或通过在参考条件下对相应测量系统的单独校准，即，例如，在制造商处对相应测量系统的(湿)校准和/或现场对测量系统的(重新)校准的过程中，为相应测量系统预先确定。特别地也在常规电子振动测量系统中实现的系数k11对应于与在换能器中传导的校准流体(例如，温度为25℃的水)的(参考)质量流量的在上述相位差与质量流量测量值特性曲线函数的特性曲线函数的第一有用信号分量(s1n1；s2n1)斜率的相位差或该测量系统的(测量)灵敏度方面的变化相关的变化，并且特别地也在常规电子振动测量系统中实现的系数k12对应于(标度)零点，例如，静态零点，即，对应于用校准流体的零(参考)质量流量确定的(测量)相位差的校准常数，或动态零点。例如，还能够选择系数k11、k12，使得仅利用以下缩短的计算规则来分别临时确定参考质量流量的质量流量测量值
[0138][0139]
分别具有已经小于参考质量流量的0.2％和/或小于0.05kg/h的测量偏差。作为水的替代或补充，空气、油和/或醇(例如甘油)也可以例如用作多种校准流体中的一种。以对应的方式，测量系统电子单元20还可以特别地被配置用以在操作期间基于测量相位差(或归一化测量相位差)而不考虑第二有用振动或第二(有用)信号分量来初始地确定临时质量流量测量值并且此后例如基于对应修改的计算规则，利用当前确定的第一和第二模态阻尼(d1、d2)来对应地计算相应的质量流量测量值
[0140][0141]
上述临时质量流量测量值还可以例如对应于以常规方式计算的质量流量测量
值，即，以所讨论类型的常规测量系统的典型方式，尤其是从上述us-a 2006/0266129、us-a 2007/0113678、us-a 2010/0011882、us-a 2012/0123705、us-a 2017/0356777、us-a 56 02 345、us-a 59 26 096、us-b 63 11 136、wo-a 2009/136943、wo-a 2019/017891、wo-a 2019/081169、wo-a 2019/081170、wo-a 87/06691、wo-a 96/05484、wo-a 96/08697、wo-a 97/26508或wo-a 99/39164已知的类型，或者因此还能够基于在常规测量系统中已经实现的相位差与质量流量测量值特性曲线函数来容易地确定。
[0142]
根据本发明的另一实施例，测量系统电子单元20还被配置用以基于第一(有用)电流分量en1和/或第一有用信号分量s1n1；s2n1两者(即，例如基于其(信号)频率和/或基于有用信号分量s1n1；s2n1中的至少一个的幅度)以及第二(有用)电流分量en2和/或第二有用信号分量s1n2；s2n2中的至少一个(即，例如，基于其(信号)频率和/或基于有用信号分量s1n2；s2n2中的至少一个的幅度)，确定至少一个(阻尼)校正值d12，其用于例如考虑第一和第二模态阻尼(d1、d2)对至少一个临时质量流量测量值的贡献和/或对于(测量)相位差或对于由此确定的临时质量流量测量值来说为数字的，使得(阻尼)校正值δd12对应于第一和第二模态阻尼(d1、d2)，或者是第一和第二模态阻尼(d1、d2)的函数，因此在(阻尼)校正值δd12中考虑了第一和第二模态阻尼(d1、d2)；这特别地使得(阻尼)校正值的量随着模态阻尼d1的增加而增加和/或随着模态阻尼d2的增加而减小，和/或(阻尼)校正值δd12包含第一有用振动的质量(1/d1)的倒数的二次幂与第二有用振动的质量(1/d2)的乘积，和/或使得该至少一个(阻尼)校正值δd12与比率(d12/d2)成比例或满足以下计算规则：
[0143][0144]
和/或使得至少一个质量流量测量值xm满足以下计算规则：
[0145][0146]
此外，已经令人惊讶地发现，包含在用于计算质量流量测量值xm或(阻尼)校正值δd12的上述计算规则中的系数k2也能够有利地被设计为换能器类型特定或测量系统系列特定的校准常数，例如，使得系数k2能够基于通过换能器类型或测量系统系列的一个或几个样本执行的实验室测量来预先确定，并且对应地再次用于另外的测量系统中，它们各自通过相同类型的换能器形成或者属于相同(测量系统)系列，或者包含在所述测量系统的相应相位差与质量流量测量值特性曲线函数中。(阻尼)校正值δd12也能够例如在测量系统电子单元20中基于上述质量值xd1、xd2来计算，例如，使得(阻尼)校正值δd12通过质量值xd2和质量值xd1的倒数的二次幂的乘积形成(δd12～1/xd1
2 xd2)。可替代地或附加地，然而，(阻尼)校正值δd12也能够例如通过使用上述第一和第二速度值以及上述第一和第二电流测量值被确定作为第二振动速度、(有用)电流分量en1的(当前)幅度的二次幂、(有用)电流分量en2的(当前)幅度的倒数以及第一振动速度的二次幂的倒数的函数。
[0147]
根据另一实施例，测量系统电子单元还被配置用以存储至少一个(阻尼)校正值δd12或多个时间顺序确定的(阻尼)校正值，即，例如，在上述非易失性数据存储器eeprom中和/或以这种方式，将至少一个初始确定的(阻尼)校正值存储为测量系统特定的参考值。由
于第一和第二模态阻尼(d1、d2)或(阻尼)校正值δd12分别对应于上述驱动偏移δe或取决于上述驱动偏移δe，所以第一和第二模态阻尼(d1、d2)或(阻尼)校正值δd12也能够分别用作驱动偏移δe的量度或计算驱动偏移δe。例如，(阻尼)校正值δd12能够例如由测量系统的制造商在上述参考条件下通过校准流体初始或预先确定，并且能够存储在测量系统电子单元20中，例如存储在上述非易失性数据存储器(eeprom)中，以便之后例如在测量系统的启动期间和/或在测量系统的(重新)校准期间用作表示完好测量系统的参考值，该参考值能够分别与当前通过校准流体对应地确定的一个或多个(阻尼)校正值进行比较。能够以时间控制的方式和/或根据请求在测量系统上执行的(自)诊断的过程中早期检测换能器中的任何变化，其尤其还可能导致驱动偏移δe的变化，例如由于过载，诸如高(过量)温度或温度冲击、被测物质中的过高压力或压力波动、在生产线的一部分上施加在换能器上的过高夹持力和/或过强振动力、性质、在换能器中传导的被测物质的对于至少一个管的损坏(特别是腐蚀或磨蚀性质)，或者由于材料疲劳，因此，能够由测量系统电子单元20本身对应地报告给例如上述(测量)数据处理系统和/或在现场以声明为警报的系统状态或故障消息的形式。因此，根据本发明的另一实施例的测量系统电子单元20还被配置用以基于振动信号s1、s2和/或驱动信号e1(即，例如，基于至少一个第一有用信号分量(s1n1；s2n1)和至少一个第二有用信号分量(s1n2；s2n2)和/或基于第一和第二(有用)电流分量(en1、en2)或通过使用(阻尼)校正值δd12)来执行测量系统的(自)诊断，例如，也可以利用集成在上述生产线中的换能器从而现场地，即，在通过换能器或通过测量系统形成的测量点处，和/或在将换能器插入到换能器保护壳体中之后立即地执行，该换能器保护壳体也可能已经机械地连接到生产线系统。上述(自)诊断能够例如在测量系统或由其形成的测量点的启动期间、在(重新)校准的过程中和/或在(正常)测量操作期间间歇地执行。因此，随着时间而过快和/或连续地增加的(模态)阻尼d2，同时与基本上恒定或也减小的(模态)阻尼d1和/或在时间上极大地变化(例如，连续地增加或连续地减小)的第一和第二(模态)阻尼(d1、d2)或(阻尼)校正值δd12的比率d1/d2(d1/d2～xd2/xd1＝δd12/xd1)，同时与被测物质的基本上恒定的物质参数(密度ρ、粘度η、压力、温度、...)，能够例如用作用于换能器的故障的存在的指示符，和/或极大地波动或显著散布的(阻尼)校正值δd12能够被用作由被测物质本身(例如由被测物质中夹带的异物或气泡)引起的故障的存在的指示符。针对前述(系统)参数中的一个或多个(即特别是至少一个管的共振频率(f
2n+1
、f
2n+2
)和相关联的(模态)阻尼(即例如表示(模态)阻尼(d1、d2)的质量值(xd1、xd2)或(阻尼)校正值δd12)确定的(参数)测量值还可以进一步被用于循环地确定针对相应(系统)参数的散布量度。这样的散布量度能够例如是相应(系统)参数或分别确定的第一和第二质量值和/或(阻尼)校正值δd12的经验方差或跨度。所确定的散布量度同样能够用于(自)诊断，例如，使得如果相应的(系统)参数具有低散布量度，即低于对应指定的阈值的散布量度，则至多推断出换能器的(机械)故障，和/或具有高于对应指定的阈值的散布量度的(系统)参数不会触发任何这样的故障通知，即使其参数值与相应的参考值的比较最初将指示了这一点也是如此。此外，具有高于对应地指定的阈值的散布量度的(系统)参数可以用作强烈波动的物质参数的指示符，例如，由于被测物质中的异物和/或气泡的结果。此外，分别用测量系统电子单元20确定的散布量度也可以被输出，例如现场显示，和/或传递到上述(测量)数据处理系统。可替代地或附加地，针对上述(系统)参数中的一个或多个确定的参数值还能够进一步用于循环地确定随时
间的变化，即，例如，相应(系统)参数的变化趋势和/或变化的速率和/或变化率。所确定的时间变化同样可以用于(自)诊断，例如，使得在减小阻尼d2的情况下或在以在指定测量范围内的变化率增加的(阻尼)校正值δd2的变化的情况下，确定换能器的增加的故障，和/或输出表示故障增加的消息，特别是宣布为(故障)警报的消息。此外，利用测量系统电子单元20分别确定的时间变化或变化率或变化速度也能够被输出，例如，现场显示，和/或传递到上述(测量)数据处理系统。因此，测量系统电子单元20还能够被设计成将至少一个当前确定的(阻尼)校正值δd12和/或表示(阻尼)校正值δd12的当前变化率(δ/δt)或变化率(d/dt)的至少一个参数值和/或表示(阻尼)校正值δd12的当前(时间)散布的至少一个参数值与为此目的分别指定(例如基于一个或多个初始确定的(阻尼)校正值计算)的一个或多个阈值进行比较，所述阈值中的至少一个表示超出规格的换能器和/或不允许的大驱动偏移δe。可替代地或附加地，测量系统电子器件20还能够被配置用以至少定性地通过振动信号s1、s2中的至少一个和/或驱动信号e1，即例如还通过使用(阻尼)校正值δd12，来确定驱动偏移δe的程度，和/或例如还在现场自诊断的过程中执行测量系统的检查。
[0148]
测量系统的上述(自)诊断能够例如在为此目的对应预留的测试间隔期间执行，例如也是偶尔重复的测试间隔，或者分别持续超过10ms(毫秒)、有利地超过100ms并且特别是不小于1s(秒)的测试间隔。测试间隔可以是有时间限制的，例如分别小于1分钟，然而例如通过来自测量系统外部的命令和/或以自动方式(即，由测量系统电子单元本身以时间控制和/或事件控制的方式)循环开始。例如，测量系统电子单元能够被配置用以在被测物质fl被检测为以静止方式流动的情况下开始测试间隔，和/或在被测物质fl被检测为以非静止方式流动的情况下或在快速改变测量条件和/或快速改变测量变量的情况下结束测试间隔。因此，根据本发明的另一实施例的测量系统电子单元用于自动地开始和/或结束测试间隔和/或能够接收和执行使测试间隔开始的一个或多个命令。根据本发明的另一实施例，测量系统电子单元还被配置用以在正常测量操作期间或在第一有用振动的激励期间开始测试间隔，使得至少提供具有第二(有用)电流分量en2的驱动信号e1；例如，这使得驱动信号e1同时也至少间歇地包含第一(有用)电流分量en1，使得第二有用振动与第一有用振动被同时激发，并且因此第一和第二有用振动在测试间隔期间至少间歇地彼此叠加。