CN102348961A

CN102348961A - 用于管道中流动的介质的测量***

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Publication number: CN102348961A
Application number: CN2010800115753A
Authority: CN
Inventors: 马丁·安克林-伊姆霍夫; 恩尼奥·比托; 克里斯托夫·休伯; 迈克尔·基斯特; 阿尔弗雷德·里德
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2030-03-11
Also published as: CN102348963A; US20110146416A1; EP2406594A1; CA2754682A1; EP2406590B1; WO2010103079A1; EP2417425A1; WO2010103080A1; RU2492430C2; WO2010103075A1; US8347736B2; US20110259123A1; EP2406593A1; EP2406589A1; RU2011141118A; US8333121B2; EP2406590A1; US9052225B2; EP2417425B1; CN102348962B

Abstract

本发明的测量***包括：振动型测量换能器，所述振动型测量换能器在运行期间有介质流过，并用于根据流动介质的粘度和/或流动介质的雷诺数产生振荡信号；和电连接到所述测量换能器的变送器，所述变送器用于驱动所述测量换能器和评估所述测量换能器所传输的振荡信号。所述测量换能器包括：入口侧分流器(20₁)，所述入口侧分流器具有四个彼此隔开的流通口(20_1A、20_1B、20_1C、20_1D)；出口侧分流器(20₂)，所述出口侧分流器具有四个彼此隔开的流通口(20_2A、20_2B、20_2C、20_2D)；四个彼此平行的直测量管(18₁、18₂、18₃、18₄)，所述四个彼此平行的直测量管用于传送流动介质，并连接到所述分流器(20₁、20₂)，以形成具有用于平行流的至少四个流体通道的管装置；以及，电动激励机构(4)，所述电动激励机构用于激励和保持所述测量管(18₁、18₂)的机械振荡。所述四个测量管的每一个都以入口侧测量管端通向所述入口侧分流器(20₁)的流通口(20_1A)，以出口侧第二测量管端通向所述出口侧分流器(20₂)的流通口(20_2A)，第三测量管以入口侧测量管端通向所述入口侧分流器(20₁)的流通口(20_1C)，以出口侧第二测量管端通向所述出口侧分流器(20₂)的流通口(20_2C)，第四测量管以入口侧测量管端通向所述入口侧分流器(20₁)的流通口(20_1D)，以出口侧第二测量管端通向所述出口侧分流器(20₂)的流通口(20_2D)。所述变送器通过供往所述激励机构的电驱动信号将电激励功率馈送到所述激励机构，同时，所述激励机构将电激励功率至少部分地转化成所述第一测量管的扭转振荡(18₁)和所述第二测量管(18₂)的反向相等的扭转振荡，并且转化成所述第三测量管(18₃)和所述第四测量管(18₄)的反向相等的扭转振荡。

Description

用于管道中流动的介质的测量***

技术领域

本发明涉及一种用于测量在管道中流动的介质，尤其是水性液体、浆液、糊状物或其他流动性材料的粘度和/或雷诺数的测量***。该测量***包括振动型测量换能器以及与其相连的变送器。

背景技术

在用于测量诸如在管道中流动的介质的质量流量、密度和/或粘度的物理参数的过程测量和自动化技术领域，常常使用成形为具有紧凑型构造的在线测量装置的测量***。该测量***利用其中流过介质的振动型测量换能器和与换能器相连的变送器在介质中产生诸如与质量流量相对应的科里奥利力、与介质密度相对应的惯性力和/或与介质粘度相对应的摩擦力的反作用力，并且通过对这些力进行衍生，产生表示相应的介质质量流量、密度和/或粘度的测量信号。这样的测量换能器也部分地实施为多变量科里奥利质量流量/粘度计或科里奥利质量流量/密度/粘度计，并且在例如下列专利中有详细描述：EP-A 1 001 254、EP-A 553 939、US-A 4,793,191、US-A 2002/0157479、US-A2006/0150750、US-A 2007/0151368、US-A 2010/0050783、US-A5,370,002、US-A 5,602,345、US-A 5,796,011、US-B 6,308,580、US-B6,415,668、US-B 6,711,958、US-B 6,920,798、US-B 7,134,347、US-B7,392,709、WO-A 96/08697、WO-A 03/027616、WO-A 2008/059262、WO-A 2009/120222或WO-A 2009/120223。

每种测量换能器包括换能器壳体，该壳体由入口侧第一壳体端和出口侧第二壳体端形成，其中入口侧第一壳体端至少部分地由各自具有彼此隔开的圆柱形或圆锥形流通口的两个或四个第一分流器形成，出口侧第二壳体端至少部分地由各自具有彼此隔开的流通口的两个或四个第二分流器形成。就US-A 5,602,345、US-A 5,796,011、US-B7,350,421或US-A 2007/0151368中示出的至少一些测量换能器而言，换能器壳体包括壁很厚的圆柱形管段，圆柱形管段至少形成换能器壳体的中段。

为了传输至少有时流动的介质，测量换能器在每种情况下还包括用于平行流而相连的至少两个测量管(每一个为直的，或者每一个为相同弯曲的)，每一个测量管由金属，尤其是钢或钛，制成，并且置于换能器壳体内，同时用前述分流器可振荡地保持在换能器壳体内。具有相同构造的测量管中的第一个平行于另一个延伸，并且以入口侧第一测量管端通向入口侧第一分流器的第一流通口，以出口侧第二测量管端通向出口侧第二分流器的第一流通口。第二测量管以入口侧第一测量管端通向第一分流器的第二流通口，并且以出口侧第二测量管端通向第二分流器的第二流通口。在每种情况下，每个分流器另外各自包括具有密封面的法兰，用于将测量换能器不透液体地连接到管道的管段，该管道用来向测量换能器供应介质或从测量换能器带走介质。

前述类型的已知测量***的测量管在运行期间为了产生前述反作用力而被引起振动，并且由用来产生或保持测量管的机械振荡的激励机构以所谓的驱动模式或所需模式驱动，在这种情况下测量管关于假想振荡轴线的弯曲振荡，该假想振荡轴线假想地连接相应的第一测量管端和第二测量管端。特别是在成形为科里奥利质量流量和/或密度测量装置的测量***内的测量换能器的应用中，所需模式下的振荡发展为横向弯曲振荡，并且在介质流过测量管的情况下，由于在其中引发的科里奥利力，而承受在横向弯曲振荡之上叠加了所谓科里奥利模式的附加的等频率振荡。因此，对于直测量管，以这样的方式实施激励机构(此处往往为电动型)，使得：两个测量管在所需模式下至少部分地(但往往为绝大部分地)可以被有差别地激励为在共同的振荡平面内进行反相弯曲振荡；也就是说，通过刚好连接到两测量管的至少一个振荡激励器同时引入沿共同的作用线但作用在相反方向上的激励力，来进行反相弯曲振荡。除了别的以外，从所提及的US-A2006/0150750中可明显看出，基于两个测量管的反相弯曲振荡，除了质量流量和密度之外，例如基于从变送器馈送到激励机构的电激励功率，还可以探知在测量换能器内传输的介质的粘度，其中电激励功率用来克服尤其是由位于测量管内的介质引起的测量管振荡的衰减。

为了记录振动，尤其是被激励机构激励的测量管的振荡，并且为了产生用来表示振动的振荡测量信号，即测量换能器的主信号，测量换能器在每种情况下另外具有传感装置(多数情况下也为电动型)，该装置对测量管的相对运动做出反应。通常，传感装置由入口侧振荡传感器和出口侧振荡传感器形成，其中入口侧振荡传感器差分地记录测量管的振荡(因而仅记录测量管的相对运动)，出口侧振荡传感器也差分地记录测量管的振荡。每个通常构造相同的振荡传感器都由保持在第一测量管内的永磁体和保持在第二测量管内且被永磁体的磁场穿透的圆柱形线圈形成。

在操作中，由至少两个测量管形成的上述管装置，各自共同拥有激励机构和测量换能器的传感装置，由机电激励机构至少有时以所需模式激励，以便以至少一种主要的所需振荡频率进行机械振荡。在这种情况下，通常选择管装置的瞬时固有频率或共振频率作为以所需模式振荡的振荡频率，该频率又基本上取决于测量管的尺寸、形状和材料以及介质的瞬时密度。由于待测介质的密度存在波动，和/或由于介质在操作期间发生变化，故在测量换能器操作期间，所需振荡频率通常至少在标定的并且一定程度上预定的所需频带内是可变的，该频带相应地具有预定的频率下限和预定的频率上限。

为了限定测量管的自由振荡长度，并且与之相关地，为了调节所需频带，上述类型的测量换能器通常往往还包括至少一个入口侧耦合元件和至少一个出口侧耦合元件，其中，入口侧耦合元件用于形成用于两个测量管的反相振动(尤其是弯曲振荡)的入口侧振荡节点，并且附接到与两分流器隔开的两个测量管；出口侧耦合元件用于形成用于反相振动(尤其是测量管的弯曲振荡)的出口侧振荡节点，并且附接到与两分流器和入口侧耦合元件隔开的两个测量管。对于直测量管，在这种情况下，入口侧耦合元件和出口侧耦合元件(只要它们都属于该管装置)之间的最小距离对应于测量管的自由振荡长度。利用耦合元件，另外也可以在整体上以使得对于测量换能器的最低所需灵敏度将提供至少一个最小自由振荡长度，这样的方式来影响诸如测量换能器的灵敏度的管装置的振荡品质因数。

与此同时，振动型测量换能器领域的发展已经达到这样的状态，使得对于流体测量技术领域的广泛应用来说，从实用角度讲，所述类型的现代测量换能器可以满足在测量结果的精度和再现性方面的最高要求。因此，此类测量换能器在实践中用于质量流量从仅有几g/h(克/小时)直到几t/min(吨/分)、对于液体压力直到100巴甚至对于气体超过300巴的应用中。由于其应用面广，工业级振动型测量换能器具有在1mm和250mm之间的多种标称直径(对应于连接到测量换能器的管道的口径或在连接法兰处测量的测量换能器的口径)，并且分别专用于小于1巴的压力损失和2200t/h的最大标称质量流量。在这种情况下，测量管的口径在例如80mm和100mm之间的范围内。

如前所述，利用具有进行弯曲振荡的测量管的测量***，还可探知粘度，或者基于粘度事实上也利用弯曲振荡也可以测量随粘度变化的测量变量，例如雷诺数(另见US-A 2006/0150750)。然而，就该方法而言，尤其是由于所需振荡的幅度往往非常小，测量换能器的灵敏度与标称直径可具有一定相关性，事实上，采用这种方式灵敏度会随着标称直径的增加而降低。因此，测量精度也会随着标称直径的增加而降低，或者随着在信号处理技术和计算能力方面的要求不断提高，提出了相应的变送器。尽管如此，与此同时，还存在用于在质量流量很高并且相应地超过50mm的大管径的管道内测量粘度的测量换能器；在例如石化行业应用中或运输和处理石油、天然气、燃料等的领域中，在更大管径，例如100mm或以上，或质量流量1200t/h或以上的情况下，对于用于测量粘度的高精度、低压损的测量换能器，存在很大的兴趣。在本领域已知的已成熟的测量换能器概念，尤其是在EP-A 1 001254、EP-A 553 939、US-A 4,793,191、US-A 2002/0157479、US-A2007/0151368、US-A 5,370,002、US-A 5,796,011、US-B 6,308,580、US-B6,711,958、US-B 7,134,347、US-B 7,350,421或WO-A 03/027616中阐述的，相应地规模的增长的情况下，这导致几何尺寸(尤其是安装长度，该长度与两法兰的密封面之间的距离相对应，对于弯曲测量管来说，与测量换能器的最大横向膨胀相对应)将变得非常大，这尤其是由期望的振荡特性、所需负载容量，以及最大允许压力损失所导致的。与之相关，测量换能器的空载质量也会不可避免地增加，已经实现的大标称直径的常规测量换能器具有例如400kg的空载质量。对于具有两个弯曲测量管的测量换能器(例如，根据US-B 7,350,421或US-A5,796,011所述)，已经对将其标称直径放大至更大后的情况进行了研究。这些研究表明，例如，对于300mm以上的标称直径，尺寸放大后的常规测量换能器的空载质量将大大超过500kg，并具有3000mm以上的安装长度和1000mm以上的最大横向膨胀。因此，可以理解，出于技术可行性和经济上的考虑，在可预见的未来，还不会出现工业级、甚至可成批制造的具有标称直径大大超过300mm的常规设计和常规材料的测量换能器。

发明内容

因此，基于上述引用的现有技术，本发明的一个目的是提供一种测量换能器，该换能器适于精确测量粘度或雷诺数，并且在超过1200t/h的大质量流量，并且相应地，超过100mm的大标称直径的情况下具有较高精度，同时具有尽可能紧凑的构造。

为了实现此目的，本发明涉及一种用于在管道内流动的介质(例如，水性液体、浆液、糊状物或其他流动性材料)的测量***。该测量***(例如，实施为紧凑型测量装置和/或科里奥利质量流量/粘度测量装置)包括振动型测量换能器和电连接到测量换能器的变送器，其中在运行期间介质流过测量换能器，并且测量换能器用于根据流动介质的粘度和/或雷诺数产生振荡信号，变送器用于驱动测量换能器和评估测量换能器所传输的振荡信号。测量换能器包括：例如基本上管状和/或外部圆柱形的换能器壳体，其中，入口侧第一壳体端由入口侧第一分流器形成，入口侧第一分流器具有准确地四个例如圆柱形、锥形或圆锥形的流通口，这些流通口在每种情况下彼此隔开，出口侧第二壳体端由出口侧第二分流器形成，出口侧第二分流器具有准确地四个例如圆柱形、锥形或圆锥形的流通口，这些流通口在每种情况下彼此隔开；形成流体通道的准确地四个直测量管，所述直测量管布置用于平行的流，并连接到例如构造相同的用于引导流动介质的分流器，特别地，测量管仅通过所述分流器可振荡地保持在换能器壳体内，并且/或者构造相同并且/或者至少成对地相对于彼此平行；以及，机电激励机构，该激励机构用于激励和保持至少两个测量管的机械振荡，例如，扭转振荡或扭转/弯曲振荡。在四个测量管(尤其是就形状、变量和材料而言构造相同的测量管)中，第一测量管，例如圆柱形第一测量管以入口侧第一测量管端通向第一分流器的第一流通口，以出口侧第二测量管端通向第二分流器的第一流通口；第二测量管(例如圆柱形第二测量管)以入口侧第一测量管端通向第一分流器的第二流通口，以出口侧第二测量管端通向第二分流器的第二流通口；第三测量管(例如圆柱形第三测量管)以入口侧第一测量管端通向第一分流器的第三流通口，以出口侧第二测量管端通向第二分流器的第三流通口；第四测量管(例如圆柱形第四测量管)以入口侧第一测量管端通向第一分流器的第四流通口，以出口侧第二测量管端通向第二分流器的第四流通口。此外，变送器通过供往激励机构的可变的和/或至少有时周期性的第一电驱动信号(例如，具有与管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的至少一个信号频率的第一电驱动信号)将电激励功率(尤其是具有可变最大电压水平和/或可变最大电流水平的电激励功率)馈送到激励机构，同时，激励机构将电激励功率(尤其取决于第一驱动信号的电压水平和电流水平的)至少有时至少部分地转化成第一测量管的扭转振荡和与第一测量管的扭转振荡相反且相等(以下简称反向相等)的第二测量管的扭转振荡，并且转化成第三测量管的扭转振荡和与第三测量管的扭转振荡反向相等的第四测量管的扭转振荡。

根据本发明的第一实施例，另外提出的是，以这样的方式：同时地，第一测量管的中段关于与所述管段的横截面垂直的假想扭转振荡轴线进行旋转振荡，第二测量管的中段关于与所述管段的横截面垂直的假想扭转振荡轴线进行旋转振荡，第三测量管的中段关于与所述管段的横截面垂直的假想扭转振荡轴线进行旋转振荡，第四测量管的中段关于与所述管段的横截面垂直的假想扭转振荡轴线进行旋转振荡，和/或同时地，每个测量管以具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式进行扭转振荡，使得激励机构将电激励功率转化成第一测量管的扭转振荡，转化成与第一测量管的扭转振荡反向相等的第二测量管的扭转振荡，转化成第三测量管的扭转振荡，并且转化成与第三测量管的扭转振荡反向相等的第四测量管的扭转振荡。

根据本发明的第二实施例，另外提出的是，管装置被实施为具有：第一假想纵剖面，其中延伸着第一测量管的纵向轴线和第二测量管的纵向轴线，第一测量管的纵向轴线假想地连接所述第一测量管的第一末端和第二末端，第二测量管的纵向轴线假想地连接所述第二测量管的第一末端和第二末端，并且平行于第一测量管的纵向轴线延伸；以及第二假想纵剖面，第二假想纵剖面与第一假想纵剖面隔开且平行，并且其中延伸着第三测量管的纵向轴线和第四测量管的纵向轴线，第三测量管的纵向轴线假想地连接所述第三测量管的第一末端和第二末端，第四测量管的纵向轴线假想地连接所述第四测量管的第一末端和第二末端，并且平行于第一测量管的纵向轴线延伸。

根据本发明的第三实施例，另外提出的是，第一测量管具有这样的口径，该口径等于第二测量管的口径，例如也等于第三测量管的口径，并且等于第四测量管的口径。

根据本发明的第四实施例，另外提出的是，第一振荡激励器被实施和布置在测量换能器内，使得将由第一振荡激励器产生的激励力引入管装置的作用线具有距管装置的第一假想纵剖面的垂直距离，该距离大于第一测量管的口径的四分之一，尤其大于第一测量管的口径的35％，和/或小于第一测量管的口径的200％，尤其小于第一测量管的口径的100％。

根据本发明的第五实施例，另外提出的是，激励机构通过以下特征引起测量管的振荡，例如第一和第二测量管的反向相等扭转振荡或第一和第二测量管的反向相等弯曲/扭转振荡：由第一振荡激励器产生的作用在第一测量管上的激励力与由第一振荡激励器同时产生的作用在第二测量管上的激励力的作用相反，例如反向相等。

根据本发明的第六实施例，另外提出的是，激励机构例如与扭转振荡同时地导致：第一测量管关于其纵向轴线的弯曲振荡；第二测量管关于其纵向轴线的弯曲振荡，该弯曲振荡与第一测量管的弯曲振荡反向相等；第三测量管关于其纵向轴线的弯曲振荡；以及，第四测量管关于其纵向轴线的弯曲振荡，该弯曲振荡与第三测量管的弯曲振荡反向相等。

根据本发明的第七实施例，另外提出的是，管装置被实施为使得第一测量管的固有弯曲振荡的至少一个本征频率(例如以具有单个振荡波腹的弯曲振荡基谐模式)等于第一测量管的固有扭转振荡的本征频率(例如以具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式)，并且使得第二测量管的固有弯曲振荡的至少一个本征频率(例如以具有单个振荡波腹的弯曲振荡基谐模式)等于第二测量管的固有扭转振荡的本征频率(尤其是以具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式)。

根据本发明的第八实施例，另外提出的是，由激励机构激励的四个测量管中的每一个进行弯曲振荡(例如以具有单个振荡波腹的弯曲振荡基谐模式进行的弯曲振荡)，所述弯曲振荡在每种情况下与频率相等的扭转振荡(例如以具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式进行的扭转振荡)耦合。

根据本发明的第九实施例，另外提出的是，第一驱动信号包括具有互不相同的信号频率的多个信号分量，并且其中第一驱动信号的至少一个信号分量(例如在信号功率方面占优势的信号分量)具有与管装置的振荡的固有模式(例如管装置的固有扭转振荡模式，在该模式下四个测量管中的每一个都进行扭转振荡)的本征频率相对应的信号频率。

根据本发明的第十实施例，另外提出的是，基于在激励机构内转化(尤其是至少部分地转化成至少两个测量管的扭转振荡或至少部分地转化成至少两个测量管的扭转/弯曲振荡)的电激励功率(尤其是取决于第一驱动信号的电压水平和电流水平的电激励功率)，变送器产生表示流动介质的粘度的测量值和/或表示流动介质的雷诺数的测量值。

根据本发明的第十一实施例，另外提出的是，除了这四个测量管之外，测量换能器不具有用来传送流动介质并在运行期间振动的附加测量管。

根据本发明的第一发展形式，另外提出的是，激励机构具有至少一个第一振荡激励器(例如电动型第一振荡激励器)，该振荡激励器例如有差别地作用于至少两个测量管，以将提供给激励机构的电激励功率转化成变化的和/或周期性的机械激励力，例如，具有与管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的至少一个信号频率的力，以引起第一测量管的扭转振荡和与第一测量管的扭转振荡反向相等的第二测量管的扭转振荡。

根据本发明的第一发展形式的第一实施例，另外提出的是，第一振荡激励器具有永磁体和被永磁体的磁场穿透的圆柱形线圈，永磁体例如通过附接到第一测量管的耦合元件至少保持在第一测量管上，该耦合元件作为杠杆臂来产生作用在第一测量管上的扭矩；圆柱形线圈例如通过至少附接到第二测量管的耦合元件保持在第二测量管上，该耦合元件作为杠杆臂来产生作用在第二测量管上的扭矩。

根据本发明的第一发展形式的第二实施例，另外提出的是，第一驱动信号被供应给由第一驱动信号提供的可变的第一激励器电压驱动的第一振荡激励器(尤其是以使第一激励器电流流过其圆柱形线圈的方式)。

根据本发明的第一发展形式的第三实施例，另外提出的是，管装置被实施为具有：第一假想纵剖面，在第一假想纵剖面中延伸着第一测量管的纵向轴线和第二测量管的纵向轴线，第一测量管的纵向轴线假想地连接所述第一测量管的第一末端和第二末端，第二测量管的纵向轴线假想地连接所述第二测量管的第一末端和第二末端，并且平行于第一测量管的纵向轴线延伸；第二假想纵剖面，第二假想纵剖面与第一假想纵剖面隔开且平行，并且在第二假想纵剖面中延伸着第三测量管的纵向轴线和第四测量管的纵向轴线，第三测量管的纵向轴线假想地连接所述第三测量管的第一末端和第二末端，第四测量管的纵向轴线假想地连接所述第四测量管的第一末端和第二末端，并且平行于第一测量管的纵向轴线延伸；以及，位于第一假想纵剖面和第二假想纵剖面之间的第三假想纵剖面，即第三假想纵剖面分别与第一假想纵剖面和第二假想纵剖面隔开，并且分别与第一假想纵剖面和第二假想纵剖面平行；并且，第一振荡激励器将例如由第一驱动信号馈送的电激励功率转化成激励力(例如周期性激励力)，所述激励力用来激励测量管的振荡(例如，至少两个测量管的反向相等的扭转振荡或至少两个测量管的反向相等的扭转/弯曲振荡)，并沿作用线引入管装置，该作用线与第三假想纵剖面隔开且大致平行，例如也与第一假想纵剖面隔开，例如基本上横向于第一测量管的测量管纵向轴线和第二测量管的测量管纵向轴线延伸。

根据本发明的第二发展形式，另外提出的是，变送器也通过供应到激励机构的、可变的和/或至少有时周期性的第二电驱动信号将电激励功率馈送到激励机构，其中第二电驱动信号例如是具有与管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的至少一个信号频率的驱动信号；并且例如就至少一个信号频率而言与第一驱动信号相等的第二驱动信号，和/或相对于第一驱动信号相位偏移的第二驱动信号，例如也具有可变最大电压水平和/或可变最大电流水平的第二驱动信号。

根据本发明的第二发展形式的第一实施例，另外提出的是，激励机构也将通过第二驱动信号供应的电激励功率(尤其是也取决于第二驱动信号的电压水平和电流水平的功率)至少有时转化成例如与第一测量管的扭转振荡反向相等的第三测量管的扭转振荡和与第三测量管的扭转振荡(例如也与第二测量管的扭转振荡)反向相等的第四测量管的扭转振荡，例如，通过这样的方式：第三测量管的中段关于与所述管段的横截面垂直的假想扭转振荡轴线进行旋转振荡，第四测量管的中段关于与所述管段的横截面垂直的假想扭转振荡轴线进行旋转振荡，和/或四个测量管中的每一个以具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式进行反向相等的扭转振荡。

根据本发明的第二发展形式的第二实施例，另外提出的是，第二驱动信号包括具有彼此不同的信号频率的多个信号分量，并且第二驱动信号的至少一个信号分量(例如在信号功率方面占优势的信号分量)具有与管装置的振荡的固有模式(例如管装置的固有扭转振荡模式，在该模式下每个测量管进行反向相等的扭转振荡)的本征频率相对应的信号频率。根据本发明的第二发展形式的第三实施例，另外提出的是，第二驱动信号被供应给由第二驱动信号提供的可变的第二激励器电压驱动的激励机构的振荡激励器(例如以使第二激励器电流流过所述振荡激励器的圆柱形线圈的方式)。

根据本发明的第三发展形式，另外提出的是，激励机构还具有第二振荡激励器(例如电动型和/或与第一振荡激励器构造相同的振荡激励器)，该振荡激励器有差别地作用于至少两个测量管，以将供应到激励机构的电激励功率转化成可变的和/或周期性的机械激励力，例如，具有与管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的至少一个信号频率的激励力，以引起第三测量管的扭转振荡和与第三测量管的扭转振荡反向相等的第四测量管的扭转振荡。

根据本发明的第三发展形式的第一实施例，另外提出的是，第二振荡激励器由永磁体和被永磁体的磁场穿透的圆柱形线圈形成，永磁体例如通过附接到第三测量管的耦合元件保持在第三测量管上，该耦合元件作为杠杆臂来产生作用在第三测量管上的扭矩；圆柱形线圈例如通过附接到第四测量管的耦合元件保持在第四测量管上，该耦合元件作为杠杆臂来产生作用在第四测量管上的扭矩。

根据本发明的第三发展形式的第二实施例，另外提出的是，激励机构引起测量管的振荡，例如，第三和第四测量管的反向相等扭转振荡或第三和第四测量管的反向相等弯曲/扭转振荡；由第二振荡激励器产生且作用在第三测量管上的激励力与由第二振荡激励器同时产生且例如也反向相等地作用在第四测量管上的激励力相反。

根据本发明的第三发展形式的第三实施例，另外提出的是，激励机构通过以下特征产生测量管的反向相等的扭转振荡，例如也反向相等的弯曲/扭转振荡：

-由第一振荡激励器产生且作用于第一测量管的激励力与由第二振荡激励器同时产生且作用于第三测量管的激励力相反，并且

-由第一振荡激励器产生且作用于第二测量管的激励力与由第二振荡激励器同时产生且作用于第四测量管的激励力相反。

根据本发明的第四发展形式，测量换能器还包括传感装置，该传感装置例如由第一振荡传感器和构造相同的第二振荡传感器形成，用于例如差分地记录测量管的机械振荡(例如扭转振荡或扭转/弯曲振荡)，并产生表示测量管的机械振荡(例如扭转振荡或扭转/弯曲振荡)的至少一个第一振荡信号。

根据本发明的第四发展形式的第一实施例，提出的是，由传感装置传输的第一振荡信号至少部分地表示第一测量管的扭转振荡，例如，相对于反向相等的第二测量管的扭转振荡的第一测量管的扭转振荡。

根据本发明的第四发展形式的第二实施例，提出的是，通过第一振荡信号，例如基于第一振荡信号的信号电压和/或信号频率，变送器产生表示流动介质的粘度的测量值，和/或表示流动介质的雷诺数的测量值。

根据本发明的第四发展形式的第三实施例，传感装置包括至少第一振荡传感器，第一振荡传感器尤其为电动型和/或在入口侧置于测量换能器内，以用于例如差分地记录例如入口侧机械振荡，尤其是测量管的扭转振荡或扭转/弯曲振荡，并用于产生第一振荡信号。该实施例的另一个发展形式还提出：第一振荡传感器具有永磁体和被永磁体的磁场穿透的圆柱形线圈，永磁体尤其是通过耦合元件保持在第一测量管内，圆柱形线圈例如通过耦合元件保持在第二测量管内，以产生用于形成传感装置的第一振荡信号的电压。

根据本发明的第四发展形式的第四实施例，传感装置还包括四个例如电动型和/或构造相同的振荡传感器，和/或在每种情况下这样的振荡传感器：与第一振荡激励器等间距的振荡传感器，用于例如差分地记录测量管的机械振荡，尤其是扭转振荡或扭转/弯曲振荡，并用于产生表示测量管的机械振荡(尤其是扭转振荡或扭转/弯曲振荡)的至少一个振荡信号。进一步发展该实施例，还提出：四个振荡传感器中的每一个都具有永磁体和被永磁体的磁场穿透的圆柱形线圈，永磁体例如通过耦合元件保持在测量管中的至少一个内，圆柱形线圈例如通过耦合元件保持在其他测量管中的至少一个内，以产生用于形成传感装置的振荡信号的电压。

根据本发明的第五发展形式，测量换能器还包括：附接到第一测量管和第三测量管但除此之外不附接到其他测量管的第一类型的第一(尤其是板状)耦合元件，用于保持第一振荡激励器的部件(例如圆柱形线圈或永磁体)，并用于将第一振荡激励器产生的激励力引入第一测量管，和/或用于将第一振荡激励器产生的激励力转化成作用在第一测量管上的扭矩；以及附接到第二测量管和第三测量管但除此之外不附接到其他测量管的的第一类型(例如板状)的第二耦合元件和/或与第一类型的第一耦合元件构造相同的第一类型的第二耦合元件，用于保持第一振荡激励器的部件(尤其是圆柱形线圈或永磁体)，并将第一振荡激励器产生的激励力引入第二测量管，和/或用于将第一振荡激励器产生的激励力转化成作用在第二测量管上的扭矩和作用在第四测量管上的扭矩。

根据本发明的第五发展形式的第五实施例，提出的是，激励机构的振荡激励器在每种情况下都保持在两个第一类型的耦合元件内，这两个耦合元件彼此相对地设置，尤其使得保持在同一振荡激励器上的两个耦合元件之间的最小距离大于第一测量管的管外径的两倍。

根据本发明的第五发展形式的第六实施例，提出的是，第一振荡激励器的永磁体附接到第一类型的第一耦合元件，尤其是在从第一测量管移除的第一类型的第一耦合元件的远侧第一末端上；并且第一振荡激励器的圆柱形线圈附接到第一类型的第二耦合元件，例如在从第二测量管移除的第一类型的第二耦合元件的远侧第一末端上，尤其使得第一类型的第一耦合元件充当杠杆臂，该杠杆臂将第一振荡激励器产生的激励力至少部分地转化成引起第一测量管的扭转振荡的扭矩，并且使得第一类型的第二耦合元件充当杠杆臂，该杠杆臂将第一振荡激励器产生的激励力至少部分地转化成引起第二测量管的扭转振荡的扭矩。

根据本发明的第五发展形式的第七实施例，提出的是，第一类型的第一和第二耦合元件彼此相对地布置在测量换能器内。

根据本发明的第五发展形式的第八实施例，提出的是，第一类型的第一和第二耦合元件布置在测量换能器内，使得第一类型的第一耦合元件的质心和第一类型的第二耦合元件的质心都位于横截面内，在该横截面内延伸着第一振荡激励器产生的激励力的作用线和第二振荡激励器产生的激励力的作用线。

根据本发明的第六发展形式，测量换能器还包括换能器壳体，例如，基本上管状和/或外部圆柱形换能器壳体，其中，入口侧第一壳体端由第一分流器形成，并且出口侧第二壳体端由第二分流器形成。

与通常使用从中流过介质的单个直测量管或两个平行的弯曲测量管测量粘度的常规测量***不同，本发明的基本思想是：使用两个平行的直测量管，这两个直测量管中流过介质，并且在运行期间进行至少部分地或至少成对的反向相等的扭转振荡；能够在以下特点实现高精度的粘度测量：一方面，测量***整体上具有节约空间的构造，另一方面，在较宽的测量范围内具有可接受的压力损失，尤其是在远超过1200t/h的非常高的质量流量的情况下。

除了别的以外，本发明的测量换能器的优点还在于：可以应用或只需略微修改在例如所用材料、连接技术、制造步骤等方面被广泛采用的结构设计，从而整体制造成本也与常规测量换能器的非常接近。就此而言，由以下事实可以看到本发明的另一个优点：不但创造了提供相当紧凑的粘度测量***的机会，该测量***具有100mm以上的较大标称直径，尤其是120mm以上的较大标称直径，并具有可管理的几何尺寸和空载质量；而且可以以经济合理的方式来实现。因此，本发明的测量换能器尤其适合测量流动介质，该介质在具有大于100mm(尤其是150mm或以上)的口径的管道中传送。此外，该测量换能器也适于测量这样的质量流量：该质量流量至少有时大于1200t/h，尤其至少有时大于1400t/h，例如在测量石油、天然气或其他石化物质的应用中可以遇到的。

附图说明

下面将基于附图中给出的实施例的示例详细说明本发明及其其他有利的实施例。在所有附图中，相同的部件具有相同的附图标记；当为了避免附图混乱时或当为了让附图更清楚易懂时，在随后的附图中省去了已经提及的附图标记。根据附图及所附权利要求本身，其他有利的实施例或发展形式，特别是最初只单独说明的本发明的方面的组合，将变得显而易见。

附图中如下示出：

图1a、1b和1c是例如实施为具有紧凑构造的科里奥利质量流量/密度/粘度测量装置的测量***的局部透明的侧视图，图中示出了振动型测量换能器和与其连接的变送器；

图2以框图形式示意性地示出了变送器，变送器上连接有振动型测量换能器，以形成根据图1的测量***；

图3以局部剖面侧视图或透视侧视图方式示出了振动型测量换能器的一个实施例的示例，尤其是适合根据图1或2的测量***的示例；

图4、5、6以不同的侧视图示出了根据图3的测量换能器的管装置的投影。

具体实施方式

图1a、1b、1c和2示意性地示出了测量***1，尤其是实施为科里奥利质量流量/粘度和/或密度/粘度测量装置的测量***，该测量***用来记录在管道(未示出)中流动的介质的粘度η，并以瞬时表示所述粘度η的测量值X_η的形式表示，或表示所述粘度η衍生的测量变量，例如流体的雷诺数Re的测量值X_RE的形式表示。实践中，介质可以为任何可流动材料，例如水性的液体或类似油的液体、浆液、糊状物等。可替换的或者作为补充，在给定的情况下，也可以使用在线测量装置1来测量介质的密度rho和/或质量流量m。特别地，提供在线测量装置用于测量在具有大于100mm的口径(尤其是150mm或以上的口径)的管道内流动的介质，例如石油或其他石化物质。特别地，也提供在线测量装置用于测量前述类型的流动介质，该介质被驱使以大于1200t/h、尤其大于1500t/h的质量流量流动。此处以举例方式实施为具有紧凑构造的在线测量装置的测量***包括：通过入口端和出口端连接到处理管线的振动型测量换能器11，在运行期间，例如低粘度液体和/或高粘度糊状物的待测介质流过测量换能器；以及变送器12，变送器12通过例如多芯连接电缆或对应的单独的线电连接到测量换能器11，并且在运行期间经连接电缆从外部和/或通过内部蓄能装置供电，以用于驱动测量换能器和评估测量换能器所传输的振荡信号。

如图2中以框图形式示意性地示出的，变送器12包括：驱动电路Exc，其用来驱动测量换能器；和测量评估电路μC，其用来处理测量换能器11的主信号，并且由例如微型计算机形成，和/或在运行期间与驱动电路Exc通信。在运行期间，测量评估电路μC传输测量值，该测量值表示至少一种测量变量，例如粘度和/或雷诺数，以及在给定情况下，表示其他测量变量，例如流动介质的密度和/或瞬时或累计质量流量。在此处所示出的实施例的示例中，驱动电路Exc和评估电路μC，以及用于测量***运行的变送器的其他电子部件，例如，用于提供内部电压U_N的内部供电电路ESC，和/或用于连接到上级测量数据处理***和/或现场总线的通信电路COM另外容纳在器件壳体7₂内，器件壳体在这里为单个壳体，尤其是抗冲击和/或防爆和/或密封的壳体。为了观察到测量***内部产生的测量值和/或在给定情况下观察到测量***内部产生的状态报告，例如现场的错误报告或报警，测量***还可具有至少有时与变送器通信的显示器和交互元件HMI，例如，布置在器件壳体内部相应地设置的窗口之后的LCD、OLED或TFT显示器，以及相应的输入键盘和/或触摸屏。以有利的方式，例如，可(再)编程和/或可远程参数化的变送器12还可设计成：在在线测量装置运行期间，其可通过数据传输***(例如现场总线***和/或以通过无线电的无线方式)与其上级电子数据处理***(例如可编程逻辑控制器(PLC)、个人计算机和/或工作站)交换测量数据和/或其他操作数据，例如，用于控制在线测量装置的当前测量值或调谐值和/或诊断值。在这种情况下，变送器12可具有例如内部供电电路ESC，在运行期间通过前述现场总线***从设置在数据处理***内的外部电源向该电路供电。在本发明的一个实施例中，变送器还被实施为：使其可通过双线连接2L(例如作为4-20mA电流回路)与外部电子数据处理***电连接，并且因此可以向数据处理***发送测量值；此外，在给定情况下，也被至少部分地或专有地供以电能。对于具有连接到现场总线或其他通信***的能力的测量***，变送器12可具有相应的通信接口COM，以用来按照其中一种相关的工业标准进行数据通信。

分别作为图1a、1b、1c和2的补充，在图3、4、5和6中以不同的视图示出了测量换能器11，该测量换能器适于减轻本发明的测量***从而更加实用，并且在给定情况下还适用于质量流量和/或密度测量。测量换能器11在运行期间***管道(未示出)中，并且待测介质流过该测量换能器11。如上所述，测量换能器11用来在流经的介质内产生机械反作用力，尤其是取决于介质粘度的摩擦力，在给定情况下，也包括取决于质量流量的科里奥利力和/或取决于介质密度的惯性力，这些可由传感器测量尤其是可以记录的力反作用在测量换能器上，并且测量换能器11将这些力转化成相应的主信号(此处具体为振荡信号)。基于这些描述流动介质的反作用力或由其衍生所得，可以通过在变送器中相应实现的评估方法来测量换能器的主信号，例如，介质的粘度η、质量流量、密度，和/或由其衍生出的测量变量，例如雷诺数Re。

如从组合的附图中可直接明显看出的，测量换能器11包括换能器壳体7₁，这里该壳体基本上是管状的且外部呈圆柱形，并且除了别的功能以外，还用作支承框架。用来记录至少一个测量变量的测量换能器11的其他部件容纳在壳体中，以保护其不受外部环境的影响。在此处所示实施例的示例中，换能器壳体7₁的至少中段由直的，尤其是圆柱形的管形成，以便对于换能器壳体的制造，也可以使用低成本的焊接或铸造的标准管，例如铸钢或锻钢管。换能器壳体7₁的入口侧第一壳体端由入口侧第一分流器20₁形成，并且换能器壳体7₁的出口侧第二壳体端由出口侧第二分流器20₂形成。在此处所示实施例的示例中，由此形成壳体整体部件的两个分流器20₁、20₂中的每一个分别准确地包括两个流通口20_1A、20_1B和20_2A、20_2B，这两个流通口在每种情况下都彼此隔开，并且实施为例如圆柱形或圆锥形，或者在每种情况下实施为内锥体。此外，由例如钢制成的分流器20₁、20₂中的每一个分别设有法兰6₁或6₂(例如钢法兰)，用来将测量换能器11连接到用于向测量换能器供应介质的管道的管段，或从测量换能器移除介质的所述管道的管段。为了将测量换能器与管道在每种情况下相应的管段无泄漏地，尤其是不透液体地连接，每个法兰还包括对应的密封面6_1A或6_2A，每个密封面都尽可能平坦。因此，出于实用的目的，两个法兰的两密封面6_1A和6_2A之间的距离限定了测量换能器11的安装长度L₁₁。尤其就法兰的内径、其各自的密封面和用来容纳对应的连接螺栓的法兰孔而言，法兰被加工成合适的尺寸，以对应于为测量换能器11设定的标称直径D₁₁，并且对应于在给定情况下适合于在其中使用测量换能器的管道的口径的相关工业标准。由于测量换能器具有100mm或以上的相对较大的最终期望标称直径，根据本发明的一个实施例，其安装长度L₁₁达到800mm以上。但此外，规定测量换能器11的安装长度保持尽可能小，尤其小于3000mm。如分别从图1a、1b、1c和2可直接明显看出的，并且如此类测量换能器中所常见的，法兰6₁、6₂可以布置成尽量靠近分流器20₁、20₂的流通口，以便在分流器内提供尽可能短的入口区域或出口区域，从而整体上提供尽可能短的测量换能器安装长度L₁₁，尤其小于3000mm。根据本发明的另一个实施例，对于尽量紧凑且的测量换能器以及伴随的预期超过1200t/h的高质量流量，测量换能器的安装长度和标称直径在尺寸上设计成彼此匹配，使得定义为测量换能器的标称直径D₁₁与测量换能器的安装长度L₁₁之比的测量换能器的标称直径与安装长度的比率D₁₁/L₁₁小于0.3，尤其小于0.2和/或大于0.1。在测量换能器的另一个实施例中，换能器壳体具有基本上管状的中段。另外提出的是，设计换能器壳体的尺寸使得由最大壳体内径与测量换能器的标称直径之比所定义的壳体内径与测量换能器的标称直径的比率实际上大于0.9，但小于1.5，并尽量小于1.2。

就此处示出的实施例的示例而言，在入口侧和出口侧的中段上分别额外地邻接有同样为管状的换能器壳体末端段。在一个实施例的示例中，中段和两个末端段以及在入口区域和出口区域用对应的法兰连接的分流器都具有相同的内径，对于此例所示情形，换能器壳体还能够以有利的方式由单件(例如铸造或锻造管)形成，在其末端形成或焊接有法兰，并且其中分流器由板形成，尤其是与法兰保持一定间距并通过激光环形焊接到内壁和/或焊接到内壁的板，该板具有流通口。特别地，对于将所提及的壳体内径与测量换能器的标称直径的比率选为等于1的情形，要制造换能器壳体，例如可以使用这样的管：该管在口径、壁厚和材料方面与所连接的管道相对应，并且在一定范围内也在允许的操作压力方面相适应，并使得长度相应地匹配所选测量管长度。为了简化测量换能器或由之形成的整个在线测量装置的运输，如例如上文引用的US-B 07350421中提出的那样，可以提供附接在换能器壳体外部入口侧和出口侧的运输吊装孔。

为了传输至少有时流过管道和测量换能器的介质，本发明的测量换能器还包括可振荡地保持在换能器壳体10内的至少四个(在此处所示实施例的示例中，准确地四个)互相平行的直测量管18₁、18₂。在运行期间，测量管18₁、18₂在每种情况下与管道连通，并且至少有时被主动激励并以至少一种适于探知物理测量变量的振荡模式(所谓的驱动模式或所需模式)而导致振动。在至少四个测量管(此处为基本上圆柱形的测量管，这些测量管彼此平行，并且分别与上述换能器壳体的中间管段平行)中，第一测量管18₁以入口侧第一测量管端通向第一分流器20₁的第一流通口20_1A，以出口侧第二测量管端通向第二分流器20₂的第一流通口20_2A；并且第二测量管18₂以入口侧第一测量管端通向第一分流器20₁的第二流通口20_1B，以出口侧第二测量管端通向第二分流器20₂的第二流通口20_2B；第三测量管18₃以入口侧第一测量管端通向第一分流器20₁的第三流通口20_1C，以出口侧第二测量管端通向第二分流器20₂的第三流通口20_2C；并且第四测量管18₄以入口侧第一测量管端进通向第一分流器20₁的第四流通口20_1D，以出口侧第二测量管端通向第二分流器20₂的第四流通口20_2D。

因此，测量管18₁、18₂、18₃、18₄连接到分流器20₁、20₂，尤其是构造相同的分流器，用于实际上以使得测量管能够相对于彼此且相对于换能器壳体振动，尤其是弯曲振荡的方式形成具有至少四个平行的流体通道的管装置。就本发明的测量***而言，所述管装置还被实施为，使其具有：第一假想纵剖面，其中延伸着第一测量管的测量管纵向轴线和第二测量管的测量管纵向轴线，第一测量管的测量管纵向轴线假想地连接第一测量管的第一和第二测量管端，第二测量管的测量管纵向轴线假想地连接第二测量管的第一和第二测量管端，并且平行于第一测量管的测量管纵向轴线；以及与第一假想纵剖面隔开且平行的第二假想纵剖面，其中延伸着第三测量管的测量管纵向轴线和第四测量管的测量管纵向轴线，第三测量管的测量管纵向轴线假想地连接第三测量管的第一和第二测量管端，第四测量管的测量管纵向轴线假想地连接第四测量管的第一和第二测量管端，并且平行于第一测量管的测量管纵向轴线；以及第三假想纵剖面XZ₃，第三假想纵剖面在第一纵剖面XZ₁和第二纵剖面XZ₂之间，其分别与第一假想纵剖面和第二假想纵剖面隔开，并且分别平行于第一纵剖面和第二纵剖面。

特别地，另外提出的是，如在此类测量换能器的情况下很常见的，测量管18₁、18₂、18₃、18₄仅通过所述分流器20₁、20₂可振荡地保持在换能器壳体7₁内，因此除了电连接线之外，测量管与换能器壳体之间没有其他值得一提的机械连接。此外，根据本发明的另一个实施例，第一测量管具有这样的口径：例如该口径等于第二测量管的口径，以这种方式四个测量管都具有相同的口径。

如图1、3、4和5的组合所明确并直接示出的，并且如此类测量换能器的情况中常见的，测量管18₁、18₂、18₃、18₄或由其形成的测量换能器11的管装置被换能器壳体7₁所包围，在图示情况下，实际上被完全包围。因此，换能器壳体7₁不仅充当测量管18₁、18₂、18₃、18₄的支承框架或固定器，而且还用来保护布置在测量换能器的换能器壳体7₁内的这些和其他部件，以免受到外部环境(例如灰尘或水喷雾)的影响。此外，换能器壳体7₁还可以被这样实施和加工，使得在可能对测量管中的一个或多个造成损坏(例如形成贯穿裂缝或破裂)的情况下，，可以将流出的介质尽可能长时间地保持在换能器壳体7₁内部直至所需最大正压，其中，如上文引用的US-B 7,392,709中所述，可以通过相应的压力传感器和/或基于所提及的变送器在运行期间在内部产生的操作参数记录此类临界状态并发出信号。因此，换能器壳体7₁所用材料可以优选地为钢，例如结构钢或不锈钢，或者也可以是其他合适的高强度材料或通常适于此用途的高强度材料。

适用于测量管(此处为大小相同的测量管)的管壁的材料也优选地为钛、锆或钽。但此外，测量管18₁、18₂、18₃、18₄的材料实际上也可以是任何其他常用材料或至少合适的材料，尤其是具有尽可能小的热膨胀系数和尽可能高的屈服点的材料。因此，对于工业测量技术(尤其石化业)的多数应用而言，不锈钢(例如双相钢或超级双相钢)测量管将满足机械强度、耐化学性方面的要求以及热学要求，以使得在多种应用中，换能器壳体7₁、分流器20₁和20₂、以及测量管18₁、18₂、18₃、18₄的管壁各自可以由对于各自的情况足够高质量的钢制成，该材料可以尤其是在材料成本和制造成本方面，以及在测量换能器11运行期间的热膨胀行为方面有利的。根据一个实施例，本发明的测量管18₁、18₂、18₃、18₄还以有利的方式实施和安装在测量换能器11内，使得至少第一测量管18₁和第二测量管18₂的最小扭转振荡共振频率f_t18₁和f_t18₂彼此基本相等。此外，还可以有利的是构造并在测量换能器11内安装测量管18₁、18₂，使得至少第一测量管18₁和第二测量管18₂的最小弯曲振荡共振频率f_b18₁和f_b18₂彼此基本相等。此外，还实施管装置，使得至少第一测量管的固有弯曲振荡的一个本征频率或共振频率(例如以具有单个振荡波腹的弯曲振荡基谐模式)等于第一测量管的固有扭转振荡的本征频率(例如以具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式)，并且使得第二测量管的固有弯曲振荡的至少一个本征频率(例如以具有单个振荡波腹的弯曲振荡基谐模式)等于第二测量管的固有扭转振荡的本征频率(例如以具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式)。

如上所述，对于测量换能器11，测量(尤其是对流动介质的粘度和/或雷诺数的测量)所需的反作用力通过导致测量管18₁、18₂、18₃、18₄以所谓的所需模式或驱动模式振荡，从而在待测介质中产生作用。对于本发明的测量***，选择这样一种振荡模式作为所需模式：在该模式下，测量管18₁、18₂、18₃、18₄的每一个至少部分地关于各自相关的假想测量管纵向轴线，以相应的测量管本身的相应的固有扭转振荡共振频率进行扭转振荡，所述纵向轴线假想地连接于其具体测量管端。

为了激励管装置的机械振荡，从而激励测量管18₁、18₂、18₃、18₄的扭转振荡或扭转/弯曲振荡，测量换能器还包括激励机构5，激励机构5由(例如有差别地)作用在至少测量管18₁、18₂上(在给定情况下，还同时作用在第三和第四测量管上)的至少第一机电(例如电动)振荡激励器，以及作用在(例如有差别地)至少测量管18₃、18₄上(在给定情况下，还同时作用在第一和第二测量管上)的至少第一机电(例如电动)振荡激励器形成，并用来导致每个测量管至少有时可操作地以所需模式进行适当的机械振荡，即例如具有测量管的最小扭转振荡共振频率的扭转振荡，和/或扭转/弯曲振荡，所述机械振荡在每种情况下具有足够大的振荡幅度，以用于产生和记录介质中的上述反作用力，并相应地保持所述振荡。前述扭转/弯曲振荡可以是例如耦合振荡(因而是具有相等频率且彼此处于固定相位关系的振荡)，或者是具有不同扭转振荡频率和弯曲振荡频率的同时或间歇地进行的扭转振荡和弯曲振荡。因此，根据本发明的另一个实施例，激励机构也设计成引起从而主动地激励(在给定情况下，也与所提及的测量管18₁、18₂、18₃、18₄中的每一个的扭转振荡同时地)第一测量管关于其测量管纵向轴线的弯曲振荡；第二测量管关于其测量管纵向轴线的弯曲振荡，该弯曲振荡与第一测量管的弯曲振荡反向相等；以及，第三测量管关于其测量管纵向轴线的弯曲振荡；第四测量管关于其测量管纵向轴线的弯曲振荡，该弯曲振荡与第三测量管的弯曲振荡反向相等。

在这种情况下，激励机构的第一振荡激励器用来相应地将电激励功率P_exc转化成相应周期性的(在给定情况下也为谐波的)激励力F_exc1，其中电激励功率被变送器通过提供给激励机构的第一电驱动信号i_exc1馈送入激励机构，并且特别地为取决于第一驱动信号i_exc1的电压水平和电流水平的功率，而激励力则尽可能同时且均匀地，但以相反的方向作用在测量管18₁和18₂上，在给定情况下，也作用在第三和第四测量管上。此外，第二振荡激励器，例如电动型第二振荡激励器或与第一振荡激励器构造相同的第二振荡激励器，特别地用于将例如通过第一电驱动信号i_exc1馈送到激励机构的电激励功率转化成机械激励力F_exc2，该激励力使第四测量管同时产生扭转振荡。

对于本发明的测量***，由至少两个振荡激励器形成的激励机构(此处为分别布置在所提及的管装置的第三假想纵剖面上方和下方的振荡激励器，例如构造基本相同的振荡激励器)尤其被实施为，使其将如上所述馈送的电激励功率至少有时和/或至少部分地转化成第一测量管18₁的扭转振荡和与之反向相等的第二测量管18₂的扭转振荡，并且转化成第三测量管18₃的扭转振荡和与第三测量管18₃的扭转振荡反向相等的第四测量管18₄的扭转振荡(以激励模式或所需模式)。

另外，根据本发明的一个实施例提出，第一振荡激励器被构造为有差别地作用于第一和第二测量管的振荡激励器，也就是说，激励机构通过以下特征引起测量管的振荡，从而引起第一和第二两个测量管的反向相等的扭转振荡或第一和第二测量管的反向相等的弯曲/扭转振荡：由第一振荡激励器5₁产生且作用在第一测量管上的激励力与由第一振荡激励器同时产生且作用在第二测量管上的激励力相反，尤其是反向相等。另外，在这种情况下激励机构和至少一个驱动信号i_exc1可以以有利的方式来实施和彼此匹配，使得第一测量管18₁和第二测量管18₂在运行期间至少有时(例如，也与扭转振荡同时)被激励，以产生关于特定的假想测量管纵向轴线的反相弯曲振荡。作为其补充，第一振荡激励器另外被实施为电动型振荡激励器。因此，就本实施例而言，振荡激励器5₁包括保持在第一测量管18₁上的永磁体和保持在第二测量管18₂上且被永磁体的磁场穿透的圆柱形线圈；特别地，振荡激励器5₁被实施为插棒式线圈型装置，在这种情况下，圆柱形线圈与永磁体同轴布置，并且永磁体被实施为在所述圆柱形线圈内移动的***式电枢。另外，在这种情况下提出的是，由于第一激励器电流流过振荡激励器5₁的圆柱形线圈，其中圆柱形线圈由驱动信号所提供的可变的第一激励器电压来驱动，故第一驱动信号i_exc1被馈送至第一振荡激励器5₁，或者在所述振荡激励器内，送入相应地将在其中转化的电激励功率。

在本发明的另一个实施例中，第一振荡激励器5₁还被实施和设置在管装置上，使得由其产生的(此处为基本上平移的)激励力F_exc1沿着假想作用线引入管装置，该假想作用线与所提及的第三假想纵剖面隔开(此处也与第一和第二假想纵剖面隔开)，并且除了与作用原理相关的微小弯曲和与部件公差相关的微小偏移之外，假想作用线与第三假想纵剖面至少大致平行地(例如也基本上横向于第一测量管的测量管纵向轴线和第二测量管的测量管纵向轴线)延伸；因此，可以在每个测量管内产生关于相关的测量管纵向轴线的相应的扭矩M_t18₁和M_t18₂。特别地，在这种情况下，第一振荡激励器5₁被实施和布置在测量换能器内，使得将由第一振荡激励器产生的激励力引入管装置的作用线具有到管装置的第三假想纵剖面的垂直距离，该垂直距离大于第一测量管的口径的四分之三，尤其大于第一测量管的口径的100％，和/或小于第一测量管的口径的200％，例如也小于第一测量管的口径的150％。因此，如从图1a、1b、1c、3和4的组合中直接明显看到的，第一振荡激励器因而布置在测量换能器内背向管装置的第三假想纵剖面XZ₃的第二振荡激励器5₂的一侧(此处为上侧)，而且事实上在此处所示实施例的示例中，也位于背向管装置的第一假想纵剖面XZ₁的第二振荡激励器5₁的一侧(此处为上侧)。

在本发明的另一个实施例中，尤其是为了增加实际上以所需模式激励的振荡的稳健性或稳定性，和/或为了同时或可选地激励在每个测量管内的扭转振荡和弯曲振荡，第二振荡激励器还被实施和布置在管装置上，使得由其产生的激励力F_exc2沿假想作用线引入管装置，该作用线与所述第三假想纵剖面XZ₃隔开并与之至少大致平行地(例如也基本上横向于第三测量管的测量管纵向轴线和第四测量管的测量管纵向轴线)延伸，因此，可以在第三和第四测量管内产生关于相关的测量管纵向轴线的相应的扭矩M_t18₃和M_t18₄。如从图1a、1b、1c、3和4的组合中直接明显看到的，第二振荡激励器5₂因而布置在测量换能器内背向第一振荡激励器5₁的管装置的第三假想纵剖面XZ₃的一侧(此处为下侧)，此处另外地，也位于背向第一振荡激励器5₁的管装置的第二假想纵剖面XZ₂的一侧(此处为下侧)。特别地，根据另一个实施例，第一振荡激励器5₁和第二振荡激励器5₂还被实施和布置在测量换能器内，使得，如图1和4的组合中直接明显示出的，将由第一振荡激励器产生的激励力引入管装置的作用线具有到管装置的第三假想纵剖面的垂直距离，该垂直距离大于第一测量管的口径的四分之三，尤其大于第一测量管的口径的100％，和/或小于第一测量管的口径的200％，尤其为所述口径的150％的量级。在此处所示实施例的示例中，两个振荡激励器5₁、5₂还被布置在测量换能器内，使得布置在管装置的第一假想纵剖面XZ₁上方的第一振荡激励器和布置在管装置的第二假想纵剖面XZ₂下方的第二振荡激励器分别被定位成与第三假想纵剖面XZ₃等间距，从而也与管装置的质心等间距。然而，为了有差别地产生大的扭矩，例如也为了激励耦合的扭转/弯曲振荡，也可以将两个振荡激励器布置成与管装置的质心或第三假想纵剖面XZ₃之间的距离不同。

特别地，也为了实现相应的振荡激励器分别与测量管之间的前述间距，尤其是用于将至少一个振荡激励器产生的大致平移的激励力转化成相应的扭矩的间距，并且也为了将第一振荡激励器产生的激励力转移到第三和第四测量管上，或者将第二振荡激励器产生的激励力转移到第一和第二测量管上，根据本发明的另一个实施例，测量换能器还包括：第一类型的第一耦合元件25₁，例如，基本上板状的第一类型的第一耦合元件25₁，其同时附接到第一测量管和第三测量管，但除此之外不附接到其他测量管，用于保持第一振荡激励器的部件(例如圆柱形线圈或永磁体)，并用于将第一振荡激励器产生的激励力引入第一测量管，和/或用于将第一振荡激励器产生的激励力转化成作用在第一测量管上的扭矩M_t18₁以及作用在第三测量管上的扭矩M_t18₃；以及，第一类型的第二耦合元件25₂，例如，基本上板状的第一类型的第二耦合元件25₂和/或与第一类型的第一耦合元件25₁构造相同的第一类型的第二耦合元件25₂，其同时附接到第二测量管和第三测量管，但除此之外不附接到其他测量管，用于保持第一振荡激励器的部件(例如圆柱形线圈或永磁体)，并用于将第一振荡激励器产生的激励力引入第二测量管，和/或用于将第一振荡激励器产生的激励力转化成作用在第二测量管上的扭矩M_t18₂以及作用在第四测量管上的扭矩M_t18₄。如从图1a、1b、1c、3和4的组合中可直接明显看出的，第一类型的第一耦合元件25₁和第一类型的第二耦合元件25₂尽可能彼此相对地布置，但在测量换能器11内又以使得测量管能够进行相应的振荡运动的方式彼此间隔地布置，。此外，在此处示出的实施例的示例中，第一类型的第一和第二耦合元件(以及由它们保持的振荡激励器)分别布置在例如相应的测量管的自由振荡长度的一半的区域内。利用保持至少一个振荡激励器的两个第一类型的耦合元件25₁和25₂，可以以非常有效同样也非常简单的方式确保由振荡激励器5₁产生的激励力能够在测量管上产生等频率的扭转振荡和弯曲振荡，并且使这些振荡具有相对于彼此固定的相位关系。

另外，在本发明的另一个实施例中，尤其对于第一振荡激励器5₁为电动型的所述情况，通过第一类型耦合元件(此处也用作产生作用于第一测量管的扭矩的杠杆臂)，将充当振荡激励器的部件的永磁体保持到第一测量管，其中第一类型耦合元件例如在从第一测量管移除的第一类型的第一耦合元件25₁的远侧第一末端处附接到第一测量管。此外，也通过第一类型耦合元件(此处也用作产生分别作用于第二和第四测量管的扭矩的杠杆臂)，将圆柱形线圈保持到第二测量管，其中圆柱形线圈被所述永磁体的磁场穿透且充当振荡激励器的另一个部件，并且第一类型耦合元件在例如从第二测量管移除的第一类型的第二耦合元件25₂的远侧第一末端处附接到管装置的第二和第四测量管。

根据本发明的另一个实施例，至少一个驱动信号i_exc1还被实施为：其至少有时(因而至少超过一段足以探知至少一个粘度测量值的时间)周期性可变的和/或以与管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的至少一个信号频率，从而以具有为测量而选择的所需模式的扭转振荡的共振频率而可变的。此外，根据本发明的另一个实施例，由第二振荡激励器产生的激励力(此处为至少超过对于探知粘度测量值足够长的一段时间的周期性的激励力)以与至少管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的信号频率而可变。

在这种情况下，可以以本领域的技术人员本身知道的方式对至少一个驱动信号和用该信号产生的激励力F_exc1进行调谐，例如，通过设置在已提及的测量器件和处理器件内的电流和/或电压控制电路对振幅进行调谐，通过同样设置在变送器内的相位控制回路(PLL)对其频率进行调谐(参照例如US-A 4,801,897或US-B 6,311,136)，从而使驱动信号具有可变的最大电压水平和/或可变的最大电流水平，尤其是与实际所需激励功率相应地匹配的电压水平或电流水平。在这种情况下，第一驱动信号i_exc1也可以被实施为具有多个信号频率互不相同的信号分量，并且其中至少一个信号分量，例如一个信号分量在信号功率方面占优势。第一驱动信号i_exc1具有这样的信号频率：该信号频率对应于例如管装置的振荡的固有模式的本征频率，因而对应于所选的所需模式的本征频率，从而也对应于管装置的固有扭转振荡模式的本征频率，在该本征频率下，四个测量管都进行反向相等的扭转振荡。

根据本发明的发展形式，变送器还设计成通过可变的和/或至少有时周期性的第二电驱动信号i_exc2(例如，具有与管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的至少一个信号频率)向激励机构供应电激励功率，从而使激励机构至少有时将电激励功率转化成所提及的第一测量管的扭转振荡和与该振荡反向相等的第二测量管的扭转振荡，以及第三测量管的扭转振荡和与该振荡反向相等的第四测量管的扭转振荡，其中电激励功率在通过第二驱动信号馈送时随第二驱动信号的电压水平和电流水平变化。在这种情况下，第二驱动信号同样可以具有多个信号频率互不相同的信号分量，其中至少一个信号分量(例如信号功率占优势的信号分量)具有这样的信号频率：该信号频率对应于与管装置的振荡的固有模式的本征频率，尤其对应于管装置的固有扭转振荡模式的本征频率，在该本征频率下，测量管分别进行具有单个振荡波腹的扭转振荡。根据本发明的另一个实施例，第二电驱动信号i_exc2(尤其是与第一驱动信号同时产生的第二电驱动信号)在至少一个信号频率方面等于第一驱动信号，尤其是以这样的方式：第一驱动信号在电流水平方面占优势的信号分量具有与第二驱动信号在电流水平方面占优势的信号分量相同的频率。作为补充另外提出的是，至少有时将第二电驱动信号馈送到激励机构内，所述第二电驱动信号相对于第一驱动信号相位偏移，例如，相位角偏移量在90°至180°的范围内或准确地为180度；或者就其相对于彼此的相位关系而言，至少两个驱动信号至少有时被布置成：第一驱动信号的电流水平占优势的信号分量相对于第二驱动信号的最大电流水平优势的信号分量具有例如在90°至180°范围内或准确地180°的相位角，或者换言之，就信号功率占优势的信号分量而言相位偏移的。此外，可以非常有利地使第二电驱动信号可变，在给定情况下，使得第二电驱动信号在运行期间可以调节其最大电压水平和/或最大电流水平。对于驱动信号相对于彼此相位偏移的应用的替代或补充，根据本发明的另一个实施例，提出的是，以相对于第一驱动信号更小的最大电流水平，至少有时将第二电驱动信号供应到激励机构，然而，至少这两个驱动信号相对于彼此匹配，使得第一驱动信号的电流水平占优势的信号分量至少有时具有这样的信号功率：例如该信号功率比第二驱动信号的电流水平占优势的信号分量的信号功率大30％以上，使得由第一振荡激励器产生的激励力F_exc1至少有时具有与由第二振荡激励器产生的激励力F_exc2不同的大小，和/或通过第一振荡激励器最后同样在第一和第二测量管内产生的扭矩分别至少有时具有与通过第二振荡激励器同时在第三或第四测量管内产生的扭矩不同的大小。

根据本发明的另一个实施例，将管和作用在其上的激励机构具体化，并且将至少一个馈送的驱动信号i_exc1至少有时与管和激励机构相匹配，使得由激励机构激励的每个测量管在运行期间至少有时进行弯曲振荡，例如在具有单个振荡波腹的弯曲振荡基谐模式下的弯曲振荡，在给定情况下，也与主动激励的扭转振荡同时进行。在这种情况下，弯曲振荡可以例如与其等频率的扭转振荡耦合，例如，在具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式下的反向相等的扭转振荡。根据本发明的另一个实施例，测量管在运行期间被激励机构5激励，以至少部分地产生具有弯曲振荡频率的弯曲振荡，所述弯曲振荡频率约等于测量管或由其形成的管装置的瞬时机械共振频率，或者至少接近此类本征频率或共振频率。如熟知的，瞬时机械弯曲振荡共振频率一定程度上取决于测量管18₁、18₂的尺寸、形状和材料，但特别地也取决于流过测量管的介质的瞬时密度，并且在测量换能器运行期间可以在若干赫兹的所需频带内变化。对于把测量管激励至弯曲振荡共振频率的情况，一方面，根据瞬时激励的振荡频率，附带地可以容易地探知瞬时流过测量管的介质的平均密度。另一方面，通过这种方式，还可以将保持所激励的振荡瞬时需要的电力最小化。

特别地，由激励机构5驱动的测量管18₁、18₂、18₃、18₄另外产生振荡，该振荡至少有时具有基本相等的振荡频率，尤其是管装置的公共的固有机械本征频率。此处尤其适合的是每个测量管固有的弯曲振荡基谐模式的频率，并且在最小弯曲振荡共振频率下仅具有一个弯曲振荡波腹。例如，运行期间，可以用保持在测量管上的机电激励机构5对测量管进行激励，以产生弯曲振荡，尤其是具有由测量管形成的管装置的瞬时机械本征频率的弯曲振荡，在这种情况下，该弯曲振荡至少主要是在相应的振荡平面内横向偏离地进行，并且如图1、3、4和5的组合中显而易见的，具有彼此基本上相反的相位。这尤其是以这样的方式，使得每个测量管在运行期间同时进行振动，该振动在每种情况下至少有时和/或至少部分地被实施为关于测量管纵向轴线的弯曲振荡，所述纵向轴线假想地连接相应的测量管的第一测量管端和在每种情况下相关的第二测量管端，其中，在本发明的具有相互平行的测量管的测量***中，测量管的测量管纵向轴线与测量管一样彼此平行地延伸；此外，也与假想地连接两个分流器并延伸穿过管装置的质心的总测量换能器的假想纵向轴线基本上平行。换句话讲，如振动型测量换能器中所常见的，可以使测量管产生振荡，该振荡在每种情况下至少部分地以弯曲振荡模式和夹在两侧之间的弦的方式进行。由于介质流过被激励为产生弯曲振荡的测量管，在测量管内还产生取决于质量流量的科里奥利力，科里奥利力继而又使测量管产生额外的变形，这种变形对应于测量管较高的振荡模式(所谓的科里奥利模式)，并可以被传感器记录。以有利的方式，在这种情况下，由四个测量管18₁、18₂、18₃、18₄形成的管装置的振荡行为与激励机构和传感装置一起以及控制激励机构的驱动信号可以另外地彼此匹配，使得如上文指出的那样，至少测量管18₁、18₂、18₃、18₄的主动激励的振荡被实施为：使第一测量管18₁和第二测量管18₂进行彼此基本反相从而具有相反的相位偏移(例如180°)的反向相等的扭转振荡，以及相位基本上彼此相反的弯曲振荡；并且使第三测量管18₃和第四测量管18₄进行彼此基本反相从而具有相反的相位偏移(例如180°)的反向相等的扭转振荡，以及相位基本上彼此相反的弯曲振荡。

对于测量换能器具有第一类型的耦合元件25₁和25₂的所述情形，除了第一振荡激励器5₁之外，第二振荡激励器5₂也可以例如以适当的方式相应地保持在耦合元件上，使得如图1a、1b、1c或4所直接明显示出的，第一振荡激励器5₁和第二振荡激励器5₂之间的最小距离总计尽可能大于测量管18₁、18₂、18₃、18₄的管道外径的2.5倍，但最多为4倍，但至少为第一测量管18₁的管道外径。这样，总体上可以实现对换能器壳体7₁内部可用空间的优化利用，并可使振荡激励器5₁和5₂具有较高效率。在本发明的另一个实施例中，特别是对于第一振荡激励器和第二振荡激励器为电动型的所述情形，充当第二振荡激励器的部件的永磁体通过第一类型的第一耦合元件附接到第一和第三测量管，充当第二振荡激励器的另一个部件且被所述永磁体的磁场穿透的圆柱形线圈通过第一类型的第二耦合元件附接到第二和第四测量管。在这种情况下，以有利的方式，第一类型的第一耦合元件25₁和第二耦合元件25₂被布置在测量换能器内，使得第一类型的第一耦合元件25₁的质心以及第一类型的第二耦合元件25₂的质心位于管装置的假想横截面内，在该横截面内延伸着由第一振荡激励器产生的激励力的作用线，以及由第二振荡激励器产生的激励力的作用线。因此，在这种情况下，每个尤其是构造相同的振荡激励器5₁、5₂在每种情况下相同地保持在两个彼此相对的第一类型的耦合元件25₁和25₂上，使得测量换能器与在上文引用的WO-A 96/08697或US-A 2010/0050783中所示出的很相似，但除了别的以外，还具有以下主要区别：对于本发明的测量***的测量换能器来说，除了别的以外，相对于由第二振荡激励器产生的激励力F_exc2，由第一振荡激励器产生的激励力F_exc1至少部分地和/或至少有时相反地和/或以不同的强度作用在管装置上，从而主动激励测量管的扭转振荡。另外，在采用第二振荡激励器的情况下，根据本发明的另一个实施例，提出的是，由于第二激励器电流流过第二振荡激励器的圆柱形线圈，其中圆柱形线圈由第二驱动信号所提供的可变的第二激励器电压来驱动，故将第二驱动信号i_exc2馈送至第二振荡激励器，或者送入将在其中相应地转化的电激励功率。

如图1a、1b、1c、2、3和5中明显示出并且在所讨论的类型的测量换能器中常见的，在测量换能器11中另外设置有传感装置19，传感装置19由至少第一振荡传感器(例如电动型第一振荡传感器)形成，该传感器对例如入口侧或出口侧振动做出反应，特别是对由激励机构5激励的至少测量管18₁和18₂的反向相等的扭转振荡或扭转/弯曲振荡做出反应。由第一振荡传感器19₁形成的传感装置19(例如电动型)例如差分地记录测量管的机械振荡(尤其是扭转振荡或扭转/弯曲振荡)，并且为了表示测量管的机械振荡(尤其是扭转振荡，在给定情况下也为弯曲振荡)，产生至少一个振荡测量信号u_sens1，该信号至少部分地表示第一测量管18₁的扭转振荡，特别地还表示相对于第二测量管18₂的扭转振荡反向相等的第一测量管的激励的扭转振荡，并且就至少一个信号参数(例如，频率、信号幅度、从而信号电压和/或相对于至少一个驱动信号i_exc1的相位关系)而言，该信号受到将记录的测量变量(例如介质的粘度、密度和质量流量)的影响。

在本发明的另一个实施例中，传感装置由第一振荡传感器19₁(例如电动型第一振荡传感器)和第二振荡传感器19₂(例如电动型第二振荡传感器)形成，第一振荡传感器19₁差分地记录第一测量管18₁相对于第二测量管18₂的扭转振荡或扭转/弯曲振荡；第二振荡传感器差分地记录第一测量管18₁相对于第二测量管18₂的扭转振荡或扭转/弯曲振荡。这两个振荡传感器分别对测量管18₁和18₂的移动尤其是其与扭转振荡相关的扭曲或变形作出反应，但在给定情况下，还对测量管的横向偏移作出反应，并且传输第一振荡测量信号U_sens1或第二振荡测量信号U_sens2。传感装置还具有例如这样的特点：由传感装置19传输的至少两个振荡测量信号U_sens1、U_sens2具有相对于彼此的相位偏移，该相位偏移对应于或取决于流过测量管的介质的瞬时质量流量，并且所述至少两个振荡测量信号分别具有取决于在测量管中流动的介质的瞬时密度的信号频率。第一振荡传感器19₁可以布置在例如管装置的入口侧，第二振荡传感器可以布置在管装置的出口侧，例如使得这两个(例如彼此构造相同的)振荡传感器19₁、19₂(如在所讨论的类型的测量换能器中很常见的那样)在测量换能器11内与至少一个振荡激励器5₁基本等距，从而在每种情况下同样远地从所述振荡激励器5₁上移除。为了确保测量换能器具有尽可能高的灵敏度，特别是对于在给定情况下通过测量管的弯曲振荡来记录质量流量，根据本发明的另一个实施例，在这种情况下，测量管和振荡传感器布置在测量换能器内，使得与第一振荡传感器19₁和第二振荡传感器19₂之间的最小距离相对应的测量换能器的测量长度L₁₉总计超过500mm，尤其是超过600mm。

此外，传感装置19的振荡传感器可以与激励机构5的至少一个振荡激励器具有相同构造，至少是就以下方面而言：二者的作用原理相似，例如，同样为电动型，和/或通过充当杠杆臂的第一类型耦合元件分别保持在测量管上和从管装置的假想第一和第二纵剖面移除。因此，尤其是在所提及的至少一个振荡激励器通过两个第一类型的耦合元件25₁、25₂保持在至少两个测量管上的情况下，测量换能器另外包括：第一类型的第三耦合元件25₃(例如板状第三耦合元件)，其附接到第一测量管，尤其是只附接到第一测量管和/或除此之外不附接到其他测量管，用于保持第一振荡传感器的部件(例如，用于产生用来形成第一振荡信号的电压的圆柱形线圈或永磁体)，并用于将第一测量管进行的振荡运动传输至振荡传感器，尤其是用于将第一测量管进行的扭转振荡运动转化成随之变化的平移运动；第一类型的第四耦合元件25₄(例如板状第四耦合元件或与第一类型的第三耦合元件25₃构造相同的第四耦合元件)，其附接到第二测量管和/或除此之外不附接到其他测量管，用于保持第一振荡传感器的部件(例如圆柱形线圈或永磁体)，并用于将第二测量管进行的振荡运动传输至振荡传感器，或用于将第一测量管进行的扭转振荡运动转化成随之变化的平移运动；第一类型的第五耦合元件25₅(例如板状第五耦合元件)，其附接到第一测量管和/或除此之外不附接到其他测量管，用于保持第二振荡传感器的部件(例如，用于产生用来形成第二振荡信号的电压的圆柱形线圈或永磁体)，并用于将第一测量管进行的振荡运动传输至振荡传感器，或用于将第一测量管进行的扭转振荡运动转化成随之变化的平移运动；以及第一类型的第六耦合元件25₆(例如板状第六耦合元件或与第一类型的第五耦合元件25₅构造相同的第六耦合元件)，其附接到第二测量管，除此之外不附接到其他测量管，用于保持第二振荡传感器的部件(例如圆柱形线圈或永磁体)，并用于将第二测量管进行的振荡运动传输至振荡传感器，或用于将第一测量管进行的扭转振荡运动转化成随之变化的平移运动。

在本发明的进一步发展中，传感装置19另外由入口侧第三振荡传感器19₃和出口侧第四振荡传感器19₄形成，入口侧第三振荡传感器尤其是电动型第三振荡传感器和/或差分记录第一测量管18₃相对于第二测量管18₄的振荡的第三振荡传感器；出口侧第四振荡传感器尤其是电动型第四振荡传感器和/或差分记录第一测量管18₃相对于第二测量管18₄的振荡的第四振荡传感器。此外，为了进一步提高信号质量，并且为了简化接收测量信号的变送器12，就电动型振荡传感器而言，第一振荡传感器19₁和第三振荡传感器19₃可具有其各自的圆柱形线圈，这些圆柱形线圈彼此电气地串联，使得例如公共的振荡测量信号表示第一测量管18₁相对于第二测量管18₂的入口侧振荡。作为另外一种选择或除此之外，就电动型振荡传感器而言，第二振荡传感器19₂和第四振荡传感器19₄可具有其各自的圆柱形线圈，这些圆柱形线圈彼此电气地串联，使得振荡传感器19₂和19₄的公共的振荡测量信号表示第一测量管18₁相对于第二测量管18₂的出口侧振荡。另外，在这种情况下，传感装置被实施为19₁、19₂、19₃和19₄(例如彼此构造相同的振荡传感器)中的每一个分别保持在彼此相对布置的两个第一类型的耦合元件25₃和25₄以及25₅和25₆上。

此外，对于前述情形(在给定情况下，传感装置19的构造相同的振荡传感器用来有差分地且电动地记录测量管的振荡)，每个振荡传感器分别由永磁体和圆柱形线圈形成，其中，永磁体通过例如所提及的第一类型耦合元件中的一个保持在其中一个测量管上，圆柱形线圈被永磁体的磁场穿透，并且在每种情况下通过例如所提及的第一类型耦合元件中的一个保持在另一个测量管上。就四个振荡传感器19₁、19₂、19₃和19₄而言，这些振荡传感器可以例如以有利方式布置在测量换能器内，使得如图1a、1b、1c、4和6的组合中直接明显示出的，第一振荡传感器19₁和第三振荡传感器19₃之间的最小距离或第二振荡传感器19₂和第四振荡传感器19₄之间的最小距离分别大于第一测量管的管道外径的两倍。

此外，应当注意的是，虽然在实施例的示例中示出的传感装置19的振荡传感器在每种情况下为电动型，从而在每种情况下由附接到其中一个测量管的圆柱形电磁线圈和***其中且附接到位于相对位置的测量管的永磁体形成，但作为另外一种选择或补充，也可以用本领域的技术人员已知的其他振荡传感器(例如光电振荡传感器)来形成传感装置。此外，如在所讨论的类型的测量换能器中十分常见的，作为振荡传感器的补充，可以在测量换能器内设置其他传感器(尤其是辅助或扰动量记录传感器)，例如加速度传感器、压力传感器和/或温度传感器，利用这些传感器，例如可以监测并在给定情况下相应地补偿测量换能器的工作能力和/或测量换能器由于交叉灵敏度或外部扰动而对待记录的主要测量变量(尤其是粘度、密度，以及在给定情况下的质量流量)的灵敏度的变化。

如在此类测量换能器中常见的，特别是为了传输至少一个驱动信号i_exc1或至少一个振荡测量信号u_sens1，激励机构5和传感装置19另外以适当的方式(例如通过对应的电缆连接)分别耦合到均相应地设置在变送器内的驱动电路Exc和测量评估电路μC，驱动电路Exc和测量评估电路μC在运行期间也彼此相连，以用于数据通信。如上所述，一方面，驱动电路Exc用来产生例如在激励器电流和/或激励器电压方面受控的驱动信号i_exc1，并最终驱动激励机构5。另一方面，测量评估电路μC接收传感装置19的至少一个振荡测量信号u_sens1，并由该信号产生期望的测量值，从而产生表示流动介质的待测粘度η和/或雷诺数Re的值(X_η、X_Re)，或者诸如待测介质的质量流量、总质量流量和/或密度rho之类的测量值。由此得到的测量值在给定情况下可以例如通过所提及的显示器和操作元件HMI在现场显示，和/或以数字测量数据形式(在给定情况下，适当包封在相应的电报中)发送到上级测量***、数据处理***，然后在那里进行相应的进一步处理。在本发明的测量***的另一个实施例中，变送器尤其设计成基于在激励机构内转化的电激励功率产生表示流动介质的粘度的测量值和/或表示流动介质的雷诺数的测量值，所述电激励功率尤其是取决于第一驱动信号i_exc1(当然也是变送器“已知的”)的电压水平和电流水平的功率，因而是至少部分地转化成至少两个测量管的扭转振荡或至少部分地转化成至少两个测量管的扭转/弯曲振荡的那部分所述激励功率。为了进一步提高利用测量***测量粘度或雷诺数的精度，作为其补充提出的是，变送器利用第一振荡信号，尤其是基于第一振荡信号的信号电压和/或信号频率，产生表示流动介质的粘度的测量值和/或表示流动介质的雷诺数的测量值。对于激励机构如上所述由同时送入的两个驱动信号i_exc1和i_exc2(在给定情况下，这两个信号在信号幅度和/或相位关系方面彼此不同)操作的情形，或者对于传感装置传输表示测量管的振荡的两个或更多个振荡信号u_sens1和u_sens2的情形，当然，能够使得可辅助获得的有关管装置的当前振荡行为的信息(从而有关对所述振荡行为产生决定性影响的介质的信息)相应地参与来探知粘度或雷诺数或要探知的其他测量变量。

对于传感装置19具有四个振荡传感器的所述情形，为了充分达到所期望的测量精度，可以将单独的振荡传感器例如成对地连接到一起，以便相应地减少供应到变送器的振荡测量信号的数量以及相关联的进行处理所需的电路的范围。同样地，可以将在给定情况下的当前两个振荡激励器相应地连接到一起(例如通过串联两个圆柱形线圈)，并且相应地用单个振荡信号来操作。因此，也可以将本领域的技术人员熟知的驱动电路(尤其是采用一个通道、从而为激励机构准确地传输一个驱动信号的驱动电路)用作驱动激励机构的操作电路。然而，必要时，可以在单独的测量通道内对由两个或更多个振荡传感器传输的振荡测量信号分别地进行预处理和相应的数字化；同样地，必要时，可以利用单独产生或输出的驱动信号对在给定情况下的当前两个或更多个振荡激励器进行单独操作。

测量换能器与变送器的电连接可通过相应的连接线来实现，该连接线可以例如通过电缆从器件壳体7₂中引出，该电缆至少部分地在换能器壳体内穿过和导向。在这种情况下，连接线可以至少部分地实施为至少部分地包封在电绝缘物内的电线，例如，以双绞线、排线和/或同轴电缆形式存在的电线。替代地或作为其补充，连接线可以至少部分地由电路板(尤其是柔性电路板，在给定情况下为喷漆电路板)的导电迹线形成；关于这一点，可参照上文引用的US-B 6,711,958或US-A5,349,872。如上所述，所述模块化实施的变送器12可以容纳在例如单独的一体式或多部件式器件壳体7₂内，该器件壳体被布置成从测量换能器中移除或如图1a、1b和1c所示直接附接到例如在换能器壳体7₁外部的测量换能器1上，以形成单个紧凑型装置。因此，对于此处示出的实施例的示例的情况，在换能器壳体7₁上另外设置有用来保持器件壳体7₂的颈状过渡件7₃。在过渡件内，可以另外布置贯通件，例如由玻璃和/或塑性灌注剂形成的全封闭的和/或耐压型贯穿件，以用于测量换能器11(及其中布置的振荡激励器和传感器)和所述变送器12之间的电连接线。

如上文多次提及的，测量换能器11和本发明的测量***被设置为尤其用于在100mm或以上的大口径管道内在1200t/h以上的高质量流量下进行测量。考虑到这一点，根据本发明的另一个实施例，如上所述，测量换能器11的标称直径对应于将在其中使用测量换能器11的管道的口径，并且被选择为达到至少100mm，但尤其是大于120mm。另外，根据测量换能器的另一个实施例，提出的是，测量管18₁和18₂中的每一个都具有达到60mm以上的口径D₁₈，即管内径。特别地，测量管18₁和18₂还被实施为每一个都具有50mm以上(尤其是80mm以上)的口径D₁₈。作为另外一种选择或补充，根据本发明的另一个实施例，测量管18₁和18₂还被加工成分别具有至少800mm的测量管长度L₁₈。在此处示出的具有等长测量管18₁、18₂的实施例的示例中，测量管长度L₁₈分别对应于第一分流器20₁的第一流通口20_1A和第二分流器20₂的第一流通口20_2A之间的最小距离。特别地，在这种情况下，测量管18₁、18₂设计成使其测量管长度L₁₈分别大于1000mm。因此，这导致对于测量管18₁、18₂为钢的上述情形，在通常所用的壁厚为0.6mm以上的情况，两种测量管的质量分别为至少10kg，尤其是20kg以上。然而此外，希望将测量管18₁和18₂中的每一个的空载质量保持在40kg以下。

如上所述，对于本发明的测量换能器来说，测量管18₁和18₂中的每一个质量都远远超过10kg，在这种情况下，如从上文的尺寸规格可直接明显看出的，测量管可以容易地具有5L或以上的容量，鉴于上述情况，包括测量管18₁和18₂的管装置至少在高密度介质流过的情况下可以达到远远超过40kg的总质量。然而，尤其是在采用具有相对较大的口径D₁₈、较大壁厚和较大测量管长度L₁₈的测量管的情况下，由测量管18₁和18₂形成的管装置的质量也可以大于50kg或者在介质(如油或水)流过时至少60kg以上。因此，测量换能器的空载质量M₁₁总体上远远超过80kg，并且在标称直径D₁₁大致大于100mm的情况下甚至超过100kg。因此，对于本发明的测量换能器，测量换能器的总空载质量M₁₁与第一测量管的空载质量M₁₈的质量比率M₁₁/M₁₈可以容易地大于5，尤其大于10。

对于上述测量换能器空载质量M₁₁较高的情况来说，为了总体上尽量最优地使用施加到测量换能器上的材料，并且为了总体上尽量有效地利用通常也很昂贵的材料，根据另一个实施例，与其空载质量M₁₁相匹配的测量换能器的标称直径D₁₁的尺寸被加工为使得测量换能器11的质量与标称直径的比率M₁₁/D₁₁(由测量换能器11的空载质量M₁₁与测量换能器11的标称直径D₁₁的比值定义)小于1kg/mm，尤其尽可能小于0.8kg/mm。然而，为了确保测量换能器11具有足够高的稳定性，至少在使用上述常规材料的情况下，将测量换能器11的质量与标称直径的比率M₁₁/D₁₁尽量选择为大于0.3kg/mm。另外，为了进一步提高所安装材料的效率，根据本发明的另一个实施例，提出的是，将所述质量比率M₁₁/M₁₈保持为小于20。为了形成具有足够高的振荡品质因数和尽量小的压降的尽可能紧凑的测量换能器，根据本发明的另一个实施例，与上述测量换能器11的安装长度L₁₁相匹配的测量管的尺寸被加工为使得测量换能器的口径与安装长度的比率D₁₈/L₁₁(由至少第一测量管的口径D₁₈与测量换能器11的安装长度L₁₁的比值定义)大于0.02，尤其大于0.05和/或小于0.1。作为另外一种选择或补充，与测量上述换能器11的安装长度L₁₁相匹配的测量管18₁、18₂的尺寸被加工为使得测量管长度与测量换能器的安装长度的比率L₁₈/L₁₁(由至少第一测量管的测量管长度L₁₈与测量换能器的安装长度L₁₁的比值定义)大于0.5，尤其大于0.6和/或小于0.95，和/或使得测量换能器的振荡长度与测量管长度的比率L_18x/L₁₈(由第一测量管的自由振荡长度L_18x与第一测量管的测量管长度L₁₈的比值定义)大于0.55，尤其大于0.6和/或小于0.95，尤其小于0.9。

必要时，通过将测量管18₁、18₂在入口侧和出口侧分别使用充当所谓的节点板的耦合元件24₁和24₂(以下称为第二类型的耦合元件)彼此机械相连，可以将可能或至少潜在地由振动的测量管引起的机械应力和/或振动最小化，其中测量管尤其是指这样的测量管：其位于换能器壳体的入口侧或出口侧，并且以所提及的方式被加工成相对较大的尺寸。此外，利用这种第二类型的耦合元件，不论是通过其尺寸加工和/或在测量管上的定位，可以总体上有针对性地影响测量管的机械本征频率和由管装置以及设置在管装置上的测量换能器的其他部件形成的内部部件(例如振荡传感器和振荡激励器)的机械本征频率及振荡行为。充当节点板的第二类型的耦合元件可以例如为薄板或垫圈，尤其是用与测量管相同的材料制成的板或垫圈，其上面设有孔，这些孔分别与将要彼此连接的测量管的数量和外部尺寸相对应，并且在给定情况下被附加地切割到边缘，以便首先将垫圈紧贴地布置在相应的测量管18₁或18₂上，并且在给定情况下，随后再通过硬钎焊或焊接连接到相应的测量管。此外，为了更简单而精确地调节测量换能器的振荡行为，可以十分有利的是，当测量换能器(例如US-A 2006/0150750中所提出的)具有前述类型的其他耦合元件，例如，总体上4个、6个或8个这样的第二类型耦合元件，这些耦合元件用来形成用于第一测量管的振动(尤其是弯曲振荡)和与第一测量管的振动反相的第二测量管的振动(尤其是弯曲振荡)的入口侧或出口侧振荡节点。

为了形成具有在压降尽量小的情况下足够高的振荡品质因数和较高灵敏度的尽可能紧凑的测量换能器，根据本发明的另一个实施例，与上述自由振荡长度相匹配的测量管18₁和18₂的尺寸被加工成使得测量换能器的口径与振荡长度的比D₁₈/L_18x(由第一测量管的口径D₁₈与第一测量管的自由振荡长度L_18x的比值定义)大于0.07，尤其大于0.09和/或小于0.15。为此，作为替换或补充，根据本发明的另一个实施例，与测量换能器的上述安装长度L₁₁相匹配的测量管18₁和18₂的尺寸被加工成使得测量换能器的振荡长度和安装长度的比率L_18x/L₁₁(由第一测量管的自由振荡长度L_18x和测量换能器的安装长度L₁₁的比值定义)大于0.55，尤其大于0.6和/或小于0.9。根据本发明的另一个实施例，与自由振荡长度匹配的振荡传感器被布置在测量换能器内，使得测量换能器的测量长度和振荡长度的比率(由测量换能器的上述测量长度和第一测量管的自由振荡长度的比值定义)大于0.6，尤其大于0.65和/或小于0.95。根据本发明的另一个实施例，与测量换能器的安装长度匹配的振荡传感器被布置在测量换能器内，使得测量换能器的测量长度和安装长度的比率(由测量换能器的测量长度和安装长度的比值定义)大于0.3，尤其大于0.4和/或小于0.7。作为替换或补充，在本发明的另一个实施例中，与测量管匹配的振荡传感器被布置在测量换能器内，使得测量换能器的口径和测量长度的比率D₁₈/L₁₉(由第一测量管的口径D₁₈和测量换能器的测量长度L₁₉的比值定义)大于0.05，尤其大于0.09。在本发明的另一个实施例中，将上述测量长度L₁₉保持为小于1200mm。

与之前的单个直测量管不同，通过使用平行流向的两个测量管来记录测量变量或用于诊断测量装置的操作参数(例如粘度、雷诺数或振荡衰减，这些参数很大程度上取决于介质内的内部摩擦力，尤其是由于可产生的扭转振荡而引起的内部摩擦力)，有可能低成本地制造出上述类型的测量换能器，对于较大质量流量或远远超过100mm的较大标称直径来说，一方面可进行具有可接受压降(尤其是例如1巴或以下)的高精度测量，另一方面，将此类测量换能器的安装后的质量以及空载质量充分保持在极限范围内，使得虽然标称直径较大，但仍然能够始终以经济上合理的方式进行制造、运输、安装和运行。特别地通过实施在本发明中进一步发展的前述措施，对于较大的标称直径，也可以将所讨论类型的测量换能器单独或组合地实施和加工使得可以将测量换能器的质量比率保持为小于3，尤其是小于2.5，其中测量换能器的质量比率定义为：测量换能器的上述空载质量与管装置(由测量管形成)和保持在管装置上并且影响管装置的振荡行为的测量换能器其他部件的总质量的比率。

Claims

1.一种用于管道中流动的介质的测量***，所述介质尤其指水性液体、浆液、糊状物或其他可流动材料，所述测量***尤其指实施为紧凑型测量装置和/或科里奥利质量流量、粘度测量装置，包括：

-振动型测量换能器，所述振动型测量换能器在运行期间内部流过介质，并且用来根据所述流动介质的粘度和/或雷诺数产生振荡信号，其中所述测量换能器包括

--换能器壳体(7₁)，所述换能器壳体尤其指基本上管状和/或外部圆柱形换能器壳体，其中，入口侧第一壳体端由入口侧第一分流器(20₁)形成，所述入口侧第一分流器具有准确地四个相互隔开的流通口(20_1A、20_1B、20_1C、20_1D)，所述流通口尤其指圆柱形或圆锥形流通口，出口侧第二壳体端由出口侧第二分流器(20₂)形成，所述出口侧第二分流器具有准确地四个相互隔开的流通口(20_2A、20_2B、20_2C、20_2D)，所述流通口尤其指圆柱形或圆锥形的流通口；

-用于传送流动介质的准确的四个直测量管(18₁、18₂、18₃、18₄)，所述直测量管尤其指仅通过所述分流器(20₁、20₂)可振荡地保持在所述换能器壳体内的测量管和/或构造相同的测量管和/或至少成对地相对于彼此平行和/或构造相同的测量管，并连接到所述分流器(20₁、20₂)，以形成平行流的流体通道，其中

--第一测量管(18₁)尤其是圆柱形测量管，以入口侧第一测量管端通向所述第一分流器(20₁)的第一流通口(20_1A)，以出口侧第二测量管端通向所述第二分流器(20₂)的第一流通口(20_2A)，并且

--第二测量管(18₂)尤其是圆柱形测量管，以入口侧第一测量管端通向所述第一分流器(20₁)的第二流通口(20_1B)，以出口侧第二测量管端通向所述第二分流器(20₂)的第二流通口(20_2B)，

--第三测量管(18₃)尤其是圆柱形测量管，以入口侧第一测量管端通向所述第一分流器(20₁)的第三流通口(20_1C)，以出口侧第二测量管端通向所述第二分流器(20₂)的第三流通口(20_2C)，并且

--第四测量管(18₄)尤其是圆柱形测量管，以入口侧第一测量管端通向所述第一分流器(20₁)的第四流通口(20_1D)，以出口侧第二测量管端通向所述第二分流器(20₄)的第四流通口(20_2D)，和

--机电激励机构(4)，所述机电激励机构尤其指由电动型振荡激励器(5₁、5₂)形成的机电激励机构，用于激励和保持所述四个测量管(18₁、18₂、18₃、18₄)的机械振荡，尤其是扭转振荡或扭转/弯曲振荡；以及

-变送器，所述变送器与所述测量换能器电连接，用于驱动所述测量换能器和评估由所述测量换能器传输的振荡信号，

-其中，所述变送器通过供往所述激励机构的可变的和/或至少有时周期性的第一电驱动信号将电激励功率馈送到所述激励机构，所述第一电驱动信号尤其是指具有与所述管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的至少一个信号频率的第一电驱动信号，尤其是具有可变最大电压水平和/或可变最大电流水平的第一电驱动信号；并且

-其中，所述激励机构将所述电激励功率尤其是取决于所述第一驱动信号的电压水平和电流水平的电激励功率至少有时至少部分地转化成所述第一测量管(18₁)的扭转振荡和与所述第一测量管(18₁)的扭转振荡反向相等的所述第二测量管(18₂)的扭转振荡，并且转化成所述第三测量管(18₃)的扭转振荡和与所述第三测量管(18₃)的扭转振荡反向相等的所述第四测量管(18₄)的扭转振荡，尤其是以适当的方式，使得：所述第一测量管的中间管段关于与所述管段的横截面垂直的假想扭转振荡轴线进行旋转振荡，所述第二测量管的中间管段关于与所述管段的横截面垂直的假想扭转振荡轴线进行旋转振荡，所述第三测量管的中间管段关于与所述管段的横截面垂直的假想扭转振荡轴线进行旋转振荡，所述第四测量管的中间管段关于与所述管段的横截面垂直的假想扭转振荡轴线进行旋转振荡，和/或所述测量管中的每一个以具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式进行扭转振荡。

2.根据权利要求1所述的测量***，其中所述激励机构具有作用于所述至少两个测量管的至少一个第一振荡激励器，尤其是有差别地作用的第一振荡传感器，尤其是电动型第一振荡激励器，用于将送入所述激励机构的电激励功率转化成可变的和/或周期性的机械激励力，所述激励力引起所述第一测量管(18₁)的所述扭转振荡和与所述第一测量管(18₁)的所述扭转振荡反向相等的所述第二测量管(18₂)的所述扭转振荡，并且尤其是具有与所述管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的至少一个信号频率的力。

3.根据权利要求2所述的测量***，其中所述第一振荡激励器(19₁)具有：永磁体，所述永磁体保持在所述第一测量管(18₁)上，并且尤其通过耦合元件保持，所述耦合元件至少附接到所述第一测量管上，并且作为杠杆臂来产生作用在所述第一测量管上的扭矩；圆柱形线圈，所述圆柱形线圈被所述永磁体的磁场穿透，并且保持在所述第二测量管(18₂)上，尤其是通过耦合元件保持，所述耦合元件至少附接到所述第二测量管上，并且作为杠杆臂来产生作用在所述第二测量管上的扭矩。

4.根据权利要求2所述的测量***，其中所述第一驱动信号被馈送至所述第一振荡激励器(19₁)，尤其使得第一激励器电流流过由所述第一驱动信号提供的可变的第一激励器电压驱动的所述第一振荡激励器的圆柱形线圈。

5.根据权利要求2所述的测量***，

-其中，所述管装置具有第一假想纵剖面XZ₁，在所述第一假想纵剖面中延伸着所述第一测量管的测量管纵向轴线和所述第二测量管的测量管纵向轴线，所述第一测量管的所述测量管纵向轴线假想地连接所述第一测量管的第一和第二测量管端，所述第二测量管的所述测量管纵向轴线假想地连接所述第二测量管的第一和第二测量管端，并且平行于所述第一测量管的所述测量管纵向轴线，并且

-其中，所述管装置具有与所述第一假想纵剖面(XZ₁)隔开且平行的第二假想纵剖面(XZ₂)，在所述第二假想纵剖面中延伸着所述第三测量管的测量管纵向轴线和所述第四测量管的测量管纵向轴线，所述第三测量管的所述测量管纵向轴线假想地连接所述第三测量管的第一和第二测量管端，所述第四测量管的所述测量管纵向轴线假想地连接所述第四测量管的第一和第二测量管端，并且平行于所述第一测量管的所述测量管纵向轴线。

6.根据前述权利要求所述的测量***，

-其中所述管装置具有第三假想纵剖面(XZ₃)，所述第三假想纵剖面位于所述第一纵剖面(XZ₁)和所述第二纵剖面(XZ₂)之间，并且在每种情况下与所述第一假想纵剖面(XZ₁)和所述第二假想纵剖面(XZ₁)隔开，并且在每种情况下平行于所述第一和第二纵剖面(XZ₁、XZ₂)，

-其中第一振荡激励器(5₁、5₂)将在所述第一振荡激励器中转化的电激励功率转化成激励力，所述电激励功率尤其是由所述第一驱动信号馈送的电激励功率，所述激励力用来激励所述测量管的振荡，尤其是所述第一和第二测量管的反向相等的扭转振荡或反向相等的弯曲/扭转振荡，所述激励力尤其是周期性的激励力，并且沿作用线引入所述管装置，所述作用线与所述第三假想纵剖面(XZ₂)隔开且大致平行地延伸，尤其还与所述第一假想纵剖面隔开且大致平行地延伸，尤其还基本上横向于所述第一测量管的所述测量管纵向轴线和所述第二测量管的所述测量管纵向轴线。

7.根据权利要求1所述的测量***，其中所述激励机构尤其与所述测量管的所述扭转振荡同时地引起：所述第一测量管(18₁、18₂)关于其测量管纵向轴线的弯曲振荡；和所述第二测量管(18₁、18₂)关于其测量管纵向轴线的弯曲振荡，所述弯曲振荡与所述第一测量管(18₁、18₂)的弯曲振荡反向相等；以及所述第三测量管(18₁、18₂)关于其测量管纵向轴线的弯曲振荡；和所述第四测量管(18₁、18₂)关于其测量管纵向轴线的弯曲振荡，所述弯曲振荡与所述第三测量管(18₁、18₂)的弯曲振荡反向相等。

8.根据前述权利要求所述的测量***，其中所述管装置被实施为使得：所述第一测量管的固有弯曲振荡的至少一个本征频率等于所述第一测量管的固有扭转振荡的本征频率，所述固有弯曲振荡尤其是以具有单个振荡波腹的弯曲振荡基谐模式进行的固有弯曲振荡，所述固有扭转振荡尤其是以具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式进行的固有扭转振荡；并且使得所述第二测量管的固有弯曲振荡的至少一个本征频率等于所述第二测量管的固有扭转振荡的本征频率，所述固有弯曲振荡尤其是以具有单个振荡波腹的弯曲振荡基谐模式进行的固有弯曲振荡，所述固有扭转振荡尤其是以具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式进行的固有扭转振荡。

9.根据前述权利要求所述的测量***，其中由所述激励机构激励的所述测量管中的每一个进行反向相等的弯曲振荡，所述弯曲振荡尤其是以具有单个振荡波腹的弯曲振荡基谐模式进行的弯曲振荡，并且在每种情况下与频率相等的扭转振荡耦合，所述扭转振荡尤其是以具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式进行的扭转振荡。

10.根据权利要求1所述的测量***，其中所述第一测量管具有口径，所述口径等于所述第二测量管的口径，尤其也等于所述第三测量管的口径和所述第四测量管的口径。

11.根据前述权利要求与权利要求6的组合所述的测量***，其中所述第一振荡激励器(5₁、5₂)被实施和布置在所述测量换能器内，使得将由所述第一振荡激励器(5₁、5₂)产生的所述激励力引入所述管装置的所述作用线具有到所述管装置的所述第三假想纵剖面的垂直距离，所述垂直距离大于所述第一测量管的所述口径的四分之一，尤其大于所述第一测量管的所述口径的35％，和/或小于所述第一测量管的所述口径的200％，尤其小于所述第一测量管的所述口径的100％。

12.根据权利要求6所述的测量***，其中所述激励机构通过以下特征导致所述测量管的振荡，尤其是所述第一和第二测量管的反向相等的扭转振荡或所述第一和第二测量管的反向相等的弯曲/扭转振荡：由所述第一振荡激励器产生且作用在所述第一测量管上的激励力与由所述第一振荡激励器同时产生且作用在所述第二测量管上的激励力相反，尤其是反向相等。

13.根据权利要求1所述的测量***，其中所述第一驱动信号包括具有互不相同的信号频率的多个信号分量，并且其中，所述第一驱动信号的所述信号分量中的至少一个，尤其是在信号功率方面占优势的信号分量，具有与所述管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的信号频率，所述本征频率尤其是所述管装置的固有扭转振荡模式的本征频率，在所述固有扭转振荡模式下，所述四个测量管中的每一个进行反向相等的扭转振荡。

14.根据权利要求1所述的测量***，其中所述变送器通过供应到所述激励机构的、可变的和/或至少有时周期性的第二电驱动信号将电激励功率馈送到所述激励机构，所述第二电驱动信号尤其是具有与所述管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的至少一个信号频率的第二电驱动信号，尤其是就至少一个信号频率而言与所述第一驱动信号相等的第二电驱动信号，和/或相对于所述第一驱动信号相位偏移的第二电驱动信号，尤其是具有可变最大电压水平和/或可变最大电流水平的第二电驱动信号。

15.根据前述权利要求所述的测量***，其中所述激励机构也将通过所述第二驱动信号馈送的电激励功率至少有时转化成所述第三测量管(18₁)的扭转振荡和与所述第三测量管(18₁)的所述扭转振荡反向相等的所述第四测量管(18₂)的扭转振荡，所述电激励功率尤其是取决于所述第二驱动信号的电压水平和电流水平的电功率，所述第三测量管的所述扭转振荡尤其与所述第一测量管(18₁)的所述扭转振荡反向相等，所述第四测量管的所述扭转振荡尤其与所述第三测量管(18₁)的所述扭转振荡反向相等，并且尤其也与所述第二测量管(18₂)的所述扭转振荡反向相等，并且尤其以适当的方式，使得：所述第三测量管的中间管段关于与所述管段的横截面垂直的假想扭转振荡轴线进行旋转振荡，所述第四测量管的中间管段关于与所述管段的横截面垂直的假想扭转振荡轴线进行旋转振荡，和/或所述四个测量管中的每一个以具有单个振荡波腹的扭转振荡基谐模式进行扭转振荡。

16.根据权利要求14所述的测量***，其中所述第二驱动信号包括具有互不相同的信号频率的多个信号分量，并且其中，所述第二驱动信号的所述信号分量中的至少一个，尤其是在信号功率方面占优势的信号分量，具有与所述管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的信号频率，所述本征频率尤其是所述管装置的固有扭转振荡模式的本征频率，在所述固有扭转振荡模式下，所述至少两个测量管进行反向相等的扭转振荡。

17.根据权利要求5所述的测量***，其中所述激励机构还具有作用于所述第三和第四测量管的第二振荡激励器，尤其是有差别地作用的第二振荡传感器，尤其是电动型第二振荡激励器和/或具有与所述第一振荡激励器相同的构造的第二振荡激励器，用于将送入所述激励机构的电激励功率转化成可变的和/或周期性的机械激励力，所述激励力引起所述第三测量管(18₁)的所述扭转振荡和与所述第三测量管(18₁)的所述扭转振荡反向相等的所述第四测量管(18₂)的所述扭转振荡，并且尤其是具有与所述管装置的振荡的固有模式的本征频率相对应的至少一个信号频率的力。

18.根据权利要求17所述的测量***，其中所述第二振荡激励器(19₁)具有：永磁体，所述永磁体至少保持在所述第三测量管(18₁)上，并且尤其通过耦合元件保持，所述耦合元件至少附接到所述第三测量管上，并且作为杠杆臂来产生作用在所述第三测量管上的扭矩；圆柱形线圈，所述圆柱形线圈被所述永磁体的磁场穿透，并且至少保持在所述第四测量管(18₂)上，尤其是通过耦合元件保持的线圈，所述耦合元件至少附接到所述第四测量管上，并且作为杠杆臂来产生作用在所述第四测量管上的扭矩。

19.根据权利要求14和权利要求17的组合所述的测量***，其中所述第二驱动信号馈送至所述第二振荡激励器(19₂)，尤其使得第二激励器电流流过所述第二振荡激励器的圆柱形线圈，所述圆柱形线圈由所述第二驱动信号所提供的可变的第二激励器电压来驱动。

20.根据权利要求17所述的测量***，其中所述第二振荡激励器(5₂)布置在所述测量换能器内，并且在所述管装置的所述第三假想纵剖面背向所述第一振荡激励器的一侧上。

21.根据权利要求17所述的测量***，其中所述第二振荡激励器(5₁、5₂)将由所述第二驱动信号馈送且在所述第二振荡激励器中转化的电激励功率转化成激励力，所述激励力用来激励所述测量管的振荡，尤其是所述第三和第四测量管的反向相等的扭转振荡或反向相等的弯曲/扭转振荡，所述激励力尤其是周期性的激励力，并且沿作用线引入所述管装置，所述作用线与所述第三假想纵剖面隔开且至少大致平行地延伸，尤其还基本上横向于所述第三测量管的所述测量管纵向轴线和所述第四测量管的所述测量管纵向轴线。

22.根据前述权利要求和权利要求5的组合所述的测量***，其中所述管装置具有垂直于所述假想纵剖面的假想横截面，在所述第三假想横截面中延伸着由第一振荡激励器产生的所述激励力的所述作用线，以及由第二振荡激励器产生的所述激励力的所述作用线。

23.根据权利要求21所述的测量***，其中所述激励机构通过以下特征导致所述测量管的振荡，尤其是所述第三和第四测量管的反向相等扭转振荡或所述第三和第四测量管的反向相等弯曲/扭转振荡：由所述第二振荡激励器产生且作用在所述第三测量管上的激励力与由所述第二振荡激励器同时产生且作用在所述第四测量管上的激励力相反，尤其是反向相等。

24.根据前述权利要求所述的测量***，其中所述激励机构通过以下特征导致所述测量管的反向相等的扭转振荡，尤其是反向相等的弯曲/扭转振荡：

-由第一振荡激励器产生且作用于所述第一测量管的所述激励力与由第二振荡激励器同时产生且作用于所述第三测量管的所述激励力方向相反，并且

-由第一振荡激励器产生且作用于所述第二测量管的所述激励力与由第二振荡激励器同时产生且作用于所述第四测量管的所述激励力方向相反。

25.根据权利要求1所述的测量***，其中根据在所述激励机构内转化的电激励功率，尤其是取决于所述第一驱动信号的电压水平和电流水平的电激励功率，所述变送器产生表示所述流动介质的粘度的测量值和/或表示所述流动介质的雷诺数的测量值，其中在所述激励机构内的转化尤其是至少部分地转化成所述测量管的扭转振荡或至少部分地转化成所述测量管的扭转/弯曲振荡。

26.根据权利要求1所述的测量***，其中所述测量换能器还具有传感装置(5)，尤其是由第一振荡传感器(5₁)和与所述第一振荡传感器构造相同的第二振荡传感器(5₂)形成的传感装置，所述传感装置用于记录，尤其是差分地记录所述测量管(18₁、18₂、18₃、18₄)的机械振荡，尤其是扭转振荡或扭转/弯曲振荡，并且用于产生表示所述测量管的机械振荡的至少一个第一振荡信号，所述机械振荡尤其是扭转振荡或扭转/弯曲振荡。

27.根据前述权利要求所述的测量***，其中由所述传感装置传输的所述第一振荡信号至少部分地表示所述第一测量管(18₁)的扭转振荡，尤其是与所述第二测量管(18₁)的反向相等的扭转振荡相对的所述第一测量管(18₁)的扭转振荡。

28.根据权利要求25和26的组合所述的测量***，其中所述变送器利用所述第一振荡信号，尤其是基于所述第一振荡信号的信号电压和/或信号频率，产生表示所述流动介质的粘度的测量值和/或表示所述流动介质的雷诺数的测量值。

29.根据权利要求26所述的测量***，其中所述传感装置具有至少一个第一振荡传感器(5₁)，尤其是电动型第一振荡传感器和/或布置在所述测量换能器内的所述入口侧的第一振荡传感器，所述至少一个第一振荡传感器用于记录，尤其是差分地记录所述测量管(18₁、18₂、18₃、18₄)的机械振荡，尤其是入口侧机械振荡，尤其是扭转振荡或扭转/弯曲振荡，并用于产生所述第一振荡信号。

30.根据权利要求29所述的测量***，其中所述第一振荡传感器(19₁)具有：永磁体，所述永磁体尤其通过耦合元件保持在所述第一测量管(18₁)上；圆柱形线圈，所述圆柱形线圈被所述永磁体的所述磁场穿透，并且尤其通过耦合元件保持在所述第二测量管(18₂)上，并用于产生用来形成所述第一振荡信号的电压。

31.根据权利要求29所述的测量***，其中所述传感装置还具有第二振荡传感器(5₂)，尤其是电动型第二振荡传感器和/或与所述第一振荡传感器构造相同的第二振荡传感器和/或与所述第一振荡传感器距离所述第一振荡激励器的距离相等的第二振荡传感器和/或布置在所述测量换能器内所述管装置的所述假想纵剖面背向所述第一振荡传感器的一侧上的第二振荡传感器和/或布置在所述测量换能器内所述出口侧的第二振荡传感器，所述第二振荡传感器用于记录，尤其是差分地记录所述测量管(18₁、18₂、18₃、18₄)的机械振荡，尤其是出口侧机械振荡，尤其是扭转振荡或扭转/弯曲振荡，并用于产生所述至少一个第二振荡信号，所述至少一个第二振荡信号表示所述测量管的机械振荡，尤其是扭转振荡或扭转/弯曲振荡。

32.根据权利要求31所述的测量***，其中所述第二振荡传感器(19₂)具有：永磁体，所述永磁体尤其通过耦合元件保持在所述第一测量管(18₁)上；圆柱形线圈，所述圆柱形线圈被所述永磁体的所述磁场穿透，并且尤其通过耦合元件保持在所述第二测量管(18₂)上，并用于产生用来形成所述第二振荡信号的电压。

33.根据权利要求31所述的测量***，其中所述传感装置还具有：第三振荡传感器(5₂)，尤其是电动型第三振荡传感器和/或与所述第一振荡传感器构造相同的第三振荡传感器和/或与所述第一振荡传感器距离所述第一振荡激励器的距离相等的第三振荡传感器和/或布置在所述测量换能器内所述管装置的所述假想纵剖面背向所述第一振荡传感器的一侧上的第三振荡传感器，所述第三振荡传感器用于记录，尤其是差分地记录所述测量管(18₁、18₂、18₃、18₄)的机械振荡，尤其是出口侧机械振荡，尤其是扭转振荡或扭转/弯曲振荡；以及第四振荡传感器(5₂)，尤其是电动型第四振荡传感器和/或与所述第一振荡传感器构造相同的第四振荡传感器和/或与所述第一振荡传感器距离所述第一振荡激励器的距离相等的第四振荡传感器和/或布置在所述测量换能器内所述管装置的所述假想纵剖面背向所述第一振荡传感器的一侧上的第四振荡传感器，所述第四振荡传感器用于记录，尤其是差分地记录所述测量管(18₁、18₂、18₃、18₄)的机械振荡，尤其是出口侧机械振荡，尤其是扭转振荡或扭转/弯曲振荡。

34.根据权利要求33所述的测量***，

-其中所述第三振荡传感器(19₃)由永磁体和圆柱形线圈形成，所述永磁体尤其通过耦合元件保持在所述第一测量管(18₁)上，所述圆柱形线圈被所述永磁体的所述磁场穿透，并且尤其通过耦合元件保持在所述第二测量管(18₂)上，并且

-其中所述第四振荡传感器(19₄)由永磁体和圆柱形线圈形成，所述永磁体尤其通过耦合元件保持在所述第一测量管(18₁)上，所述圆柱形线圈被所述永磁体的所述磁场穿透，并且尤其通过耦合元件保持在所述第二测量管(18₄)上。

35.根据权利要求32和34所述的测量***，

-其中所述第一振荡传感器的所述圆柱形线圈和所述第三振荡传感器(19₁，19₃)的所述圆柱形线圈以串联方式电连接，并且

-其中所述第二振荡传感器的所述圆柱形线圈和所述第四振荡传感器(19₁，19₃)的所述圆柱形线圈以串联方式电连接。

36.根据权利要求25和31的组合所述的测量***，其中所述变送器利用所述第二振荡信号，尤其是基于所述第二振荡信号的信号电压和/或信号频率，产生表示所述流动介质的粘度的测量值和/或表示所述流动介质的雷诺数的测量值。

37.根据权利要求25和权利要求33的组合所述的测量***，其中所述变送器利用所述第三振荡信号，尤其是基于所述第三振荡信号的信号电压和/或信号频率，并且利用所述第四振荡信号，尤其是基于所述第四振荡信号的信号电压和/或信号频率，产生表示所述流动介质的粘度的测量值和/或表示所述流动介质的雷诺数的测量值。

38.根据权利要求2所述的测量***，还包括：

-第一类型的第一耦合元件(25₁)，尤其是板状第一耦合元件，所述第一耦合元件附接到所述第一测量管和所述第三测量管，但不附接到其他测量管，用于保持所述第一振荡激励器的部件，尤其是圆柱形线圈或永磁体，并用于将所述第一振荡激励器产生的激励力引入所述第一测量管，和/或用于将所述第一振荡激励器产生的激励力转化成作用在所述第一测量管上的扭矩和作用在所述第三测量管上的扭矩，以及

-第一类型的第二耦合元件(25₁)，尤其是板状第二耦合元件和/或与所述第一类型的第一耦合元件(25₁)构造相同和/或布置相对的第二耦合元件，所述第二耦合元件附接到所述第二测量管和所述第三测量管，但不附接到其他测量管，用于保持所述第一振荡激励器的部件，尤其是圆柱形线圈或永磁体，并用于将所述第一振荡激励器产生的激励力引入所述第二测量管，和/或用于将所述第一振荡激励器产生的激励力转化成作用在所述第二测量管上的扭矩和作用在所述第四测量管上的扭矩。

39.根据权利要求17所述的测量***，其中所述第一振荡激励器(5₁)和所述第二振荡激励器(5₂)分别保持在所述第一类型的第一和第二耦合元件(25₁、25₂)上，尤其使得所述第一和第二振荡激励器(5₁、5₂)之间的最小距离大于所述第一测量管(18₁)管道外径的两倍。

40.根据权利要求3或其从属权利要求所述的测量***，其中所述第一振荡激励器(19₁)的所述永磁体附接到所述第一类型的第一耦合元件(25₁)上，尤其是附接到从所述第一测量管移除的所述第一类型的第一耦合元件(25₁)的远侧第一末端上，并且所述第一振荡激励器(5₁)的所述圆柱形线圈附接到所述第一类型的第二耦合元件(25₂)上，尤其是附接到从所述第二测量管移除的所述第一类型的第二耦合元件(25₂)的远侧第一末端上，尤其使得所述第一类型的第一耦合元件(25₁)充当杠杆臂，所述杠杆臂将所述第一振荡激励器产生的激励力至少部分地转化成导致所述第一测量管的所述扭转振荡的扭矩，并且使得所述第一类型的第二耦合元件(25₂)充当杠杆臂，所述杠杆臂将所述第一振荡激励器产生的激励力至少部分地转化成导致所述第二测量管的所述扭转振荡的扭矩。

41.根据前述权利要求和权利要求18的组合所述的测量***，其中所述第二振荡激励器(5₂)的所述永磁体附接到所述第一类型的第一耦合元件(25₁)上，尤其是附接到从所述第一测量管移除的所述第一类型的第一耦合元件(25₁)的远侧第二末端上，并且所述第二振荡激励器(5₂)的所述圆柱形线圈附接到所述第一类型的第二耦合元件(25₂)上，尤其是附接到从所述第二测量管移除的所述第一类型的第二耦合元件(25₂)的远侧第二末端上，尤其使得所述第一类型的第一耦合元件(25₁)充当杠杆臂，所述杠杆臂将所述第二振荡激励器产生的激励力至少部分地转化成导致所述第一测量管的所述扭转振荡的扭矩，并且使得所述第一类型的第二耦合元件(25₂)充当杠杆臂，所述杠杆臂将所述第二振荡激励器产生的激励力至少部分地转化成导致所述第二测量管的所述扭转振荡的扭矩。

42.根据权利要求38和权利要求22的组合所述的测量***，其中所述第一类型的第一和第二耦合元件(25₁、25₂)布置在所述测量换能器内，使得所述第一类型的第一耦合元件(25₁、25₂)的质心和所述第一类型的第二耦合元件(25₁、25₂)的质心位于所述横截面内，在所述横截面内延伸着由所述第一振荡激励器产生的所述激励力的所述作用线，以及由所述第二振荡激励器产生的所述激励力的所述作用线。

43.根据权利要求1所述的测量***，其中所述测量换能器还包括换能器壳体(7₁)，尤其是基本上管状和/或外部圆柱形换能器壳体，其中，入口侧第一壳体端由所述第一分流器(20₁)形成，出口侧第二壳体端由所述第二分流器(20₂)形成。

44.根据权利要求1所述的测量***，其中除了所述四个测量管之外，所述测量换能器不具有用来传送流动介质和允许在运行期间振动的其他测量管。

45.根据权利要求1所述的测量***用于测量在处理管线中流动的介质的质量流量和/或密度和/或粘度和/或雷诺数的用途。