專利名稱：振動式測量變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有連接系統(tǒng)的振動式測量變送器，該連接系統(tǒng) 包括特別是由金屬制成的第一部件，以及同第一部件相連的特別是同 樣也為金屬的第二部件。
背景技術(shù)：
在工業(yè)測量和自動化技術(shù)領(lǐng)域，對于高精度采集管線中，特別是 管道中的流動介質(zhì)的流程測量參數(shù)，特別是流體動力學(xué)的和/或流變學(xué) 的測量參數(shù)的采集，經(jīng)常采用帶有振動式測量變送器的在線測量儀， 該在線測量儀具有至少一個與導(dǎo)引介質(zhì)的管道可通訊連接的，在工作 中振動的測量管。該種振動式測量變送器的結(jié)構(gòu)、工作方式及應(yīng)用領(lǐng)域在US-A 41 27 028， US-A 45 24 610， US-A 47 68 384， US-A 47 93 191，US-A48 23 614，US-A 52 53 533，US-A 56 10 342，US-A 57 96 011， US-A 57 05 754， US-A 60 06 609， US-A 60 47 457， US-A 61 68 069， US-B 63 14 820， US-B 63 52 196， US-B 63 74 478， US-B 63 97 685， US-B 64 50 042, US國B 64 87 917， US-B 65 16 674， US-B 65 19 828， US-B 65 23 421， US-B 65 98 281， US-B 66 66 098， US-B 66 98 644， US-B 67 11 958， US-A 67 69 163， US-B 68 51 323， WO-A 03/048693， WO-A 05/050144或者本國還未公布的申請DE 102004048765.0中做了 詳細(xì)描述。公知地將振動式測量變送器同相連接的測量儀電子系統(tǒng)相配合， 用于在至少一個測量管中的瞬時介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生相當(dāng)于要測量的流程測量 參數(shù)的反作用力，比如與質(zhì)量流量相對應(yīng)的科氏力，與密度相對應(yīng)的 慣性力或與粘度有對應(yīng)的摩擦力等，并且由此衍生出相當(dāng)于流程測量 參數(shù)的比如與各自質(zhì)量流量，各自粘度和/或各自介質(zhì)密度相對應(yīng)的測
量信號。因此測量變送器的至少一個測量管一般來說是介質(zhì)密閉的， 特別是氣密的，并且大部分時候?qū)⑵浔热缃柚鄳?yīng)的法蘭連接而放入 連續(xù)分布的，導(dǎo)引介質(zhì)的管道。為了將該至少一個測量管可擺動式固 定，此外還提供了相對十分抗彎的管狀或框架結(jié)構(gòu)的，例如鋼制的支 撐件。該支撐件的進(jìn)口和出口側(cè)同各自的測量管比如可直接固定地機(jī) 械耦合。這類測量變送器中普遍的且也可以由前述的現(xiàn)有技術(shù)中得知， 該支撐件可以利用相應(yīng)的外部安裝的擋片，比如遮擋管道的擋板或側(cè) 板，裝配成將測量變送器包圍的變送器殼體或者其本身也可作為測量 變送器的殼體。為了驅(qū)動該至少一個測量管，前述類型的測量變送器還包括，與 各自的測量儀器電子系統(tǒng)電連接的激勵裝置，該激勵裝置帶有對測量 管產(chǎn)生機(jī)械作用的，特別是電動式或電磁式的振蕩發(fā)生器。在工作中， 將測量儀器電子系統(tǒng)的激勵裝置根據(jù)相應(yīng)的激勵信號以合適的方式控 制為，使測量管至少產(chǎn)生特別是彎曲振蕩和/或扭轉(zhuǎn)振蕩的瞬時性振蕩。 此外還提供了輸出振蕩測量信號的傳感器裝置，將測量變送器用作科 氏質(zhì)量流量測量變送器時，該傳感器裝置包括至少兩個彼此相距，對 測量管的進(jìn)口側(cè)或者說出口側(cè)的振蕩作出反應(yīng)的傳感元件。除了可以同時測量多個特別是質(zhì)量流量、密度和/或粘度的流程參 數(shù)外，通過一個和多個同樣的測量設(shè)備，帶有振動式測量變送器的在 線測量儀還具有一個顯著的優(yōu)點(diǎn)是，在給定的工作范圍內(nèi)，在同等程 度的較低干擾靈敏度下，具有非常高的測量精度。由此可將這種測量 儀器應(yīng)用于實(shí)際上所有流體介質(zhì)中并且可以應(yīng)用于測量和自動化的大 量不同應(yīng)用領(lǐng)域中。在作為科氏質(zhì)量流量測量儀的所述在線測量儀器中，各自的測量 儀器的電子系統(tǒng)在工作中通過兩個測量元件給出的振蕩測量信號而確 定相位差并且測量儀器的電子系統(tǒng)將由此衍生的測量值信號輸出到輸 出端，該測量值信號顯示了同質(zhì)量流量時間分布相對應(yīng)的測量值。如
同通常的這類在線測量儀器，如果還需測量介質(zhì)密度，測量儀器電子 系統(tǒng)則根據(jù)振蕩測量信號還輸出測量管的瞬時振蕩頻率。另外根據(jù)保 持測量管振蕩所需的功率，特別是激勵裝置的激勵電流，例如還可以 測量介質(zhì)的粘度。為了使用測量變送器，特別是用于至少一個測量信號的再加工和 處理，如前所述，該測量變送器與相應(yīng)的測量儀器電子系統(tǒng)電連接。 在工業(yè)測量和自動化技術(shù)中，該測量儀器電子系統(tǒng)一般通過連接的數(shù) 據(jù)傳輸系統(tǒng)同其他的測量儀器和/或同遠(yuǎn)端的計(jì)算中心相連接，并且通 過例如數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線向它們傳輸測量信號。特別是經(jīng)常將串行總線系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)使用，比如PROFIBUS-PA 、 FOUNDATION FIELDBUS及相應(yīng)的傳輸協(xié)議。通過中心計(jì)算機(jī)可以對傳輸?shù)臏y量信 號進(jìn)行再加工并且作為相應(yīng)的測量結(jié)果顯示在比如顯示器上和/或轉(zhuǎn)化 為相應(yīng)的比如磁閥、泵電機(jī)等控制元件的控制信號。為了安裝測量儀 器電子系統(tǒng)，該在線測量儀器還包括電子系統(tǒng)殼體，比如在WO-A 00/36379中建議的，同測量變送器分開安裝并且只通過靈活導(dǎo)線相連 接或如在EP-A 1 296 128或WO-A 02/099363所述，直接安裝在測量變 送器上，特別是在所述的測量變送器殼體上。對于所述的測量變送器，在市場上主要有兩種形狀的測量管，即 一端基本上為直的測量管，另一端基本上為在管平面上折彎的測量管， 最常使用的主要為S型、U型或V型。特別是用于測量質(zhì)量流量的科 氏質(zhì)量流量測量變送器中，在兩種管型中，由于對稱的原因主要采用 兩個在靜止?fàn)顟B(tài)下彼此平行的并且同介質(zhì)流動方向平行的測量管。例 如US-A41 27 028， US-A 47 68 384， US-A 47 93 191， US-A 56 10 342， US-A 57 96 011或US-B 64 50 042所述。除了帶有雙測量管系統(tǒng)的測量變送器，長時間以來在市場上也有 單直型測量管或彎型測量管測量變送器。帶有單個測量管的振動式測 量變送器在US-A 45 24 610， US-A 48 23 614， US-A 52 53 533或US-A
60 06 609， US-A 60 47 458， US-A 61 68 069, US-B 63 14 820， US-B 63 97 685， US-B 64 87 917， US-B 65 16 674， US-B 66 66 098， US醫(yī)B 66 98 644， US-B 67 11 958， WO-A 03/048693或提到的本國申請 DE10354373.2中有所描述。每個所述的測量變送器包括帶有進(jìn)口端和 出口端、至少間歇性振蕩的、例如由鋼、鈦、鉭或鋯或相應(yīng)合金制成 的、用于導(dǎo)引測量介質(zhì)的測量管，其中用于使介質(zhì)穿流的測量管通過 匯入進(jìn)口端的第一管段和匯入出口端的第二管段與所接管道相通訊連 接，其中在工作中，測量管圍繞將兩個管段虛擬連接的振蕩軸而機(jī)械 振蕩并且?guī)в写蠖鄶?shù)非常抗彎的、管狀或框架結(jié)構(gòu)的、鋼制的、能對 測量管振蕩進(jìn)行支撐的支撐元件，所述支撐元件通過第一過渡件而固 定于第一管段和通過第二過渡件而固定于第二管段。對于上述情況，如果采用的測量變送器涉及具有一個單獨(dú)測量管 的測量變送器，則在測量變送器中提供了特別是懸掛在測量變送器殼 體內(nèi)、可振蕩的、固定在測量管上抗振蕩器，除了固定振蕩發(fā)生器和 傳感器元件外，所述抗振蕩器還可用于將振動的測量管同連接管道振 蕩去耦。可將一般由經(jīng)濟(jì)的鋼材料制成的抗振蕩器實(shí)施為同測量管同 軸的管型補(bǔ)償柱體或箱狀支撐架。這里還要對所述的單獨(dú)測量變送器 的總體特點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充，即直型測量管多由純鈦，高含量鈦的鈦合金， 純鋯或高含量鋯合金制成，所以相對于由不銹鋼制成的測量管，制成 直型測量管的長度一般可以較短，而彎型測量管大多數(shù)采用不銹鋼， 盡管其也可用鈦、鋯或合金。由此，例如使用鉭或鉭合金作為測量管 材料也很平常。因此，由前述的實(shí)施例不難看出，每個現(xiàn)有技術(shù)的測量變送器帶 有至少一個特別是雙金屬或多金屬的連接系統(tǒng)。該連接系統(tǒng)包括例如 為第一或第二端部件的第一部件，和沿連接系統(tǒng)虛擬縱軸至少部分穿 過第一部件而延伸的、例如為測量管的第二部件，其中一般來說，第 二部件以構(gòu)成為柱型表面的外表面與第一部件的內(nèi)表面相平面接觸， 所述內(nèi)表面由在第一部件內(nèi)部延伸的穿孔內(nèi)壁構(gòu)成。同樣的具有雙測
量管系統(tǒng)的測量變送器，特別如US-A 56 10 342中所述， 一般也帶有 多個這樣的特別是雙金屬的連接系統(tǒng)。除了由測量管和端部件構(gòu)成的 連接系統(tǒng)以外，還有其他的特別是雙金屬的連接系統(tǒng)，特別是測量管 和法蘭的連接或法蘭和測量變送器殼體的連接，可見US-B 61 68 069， US-B 63 52 196， US-B 66 98 644。其他這樣的連接系統(tǒng)，如US-A 60 47 457所述，在測量管的兩端間固定至少一個圓環(huán)形金屬體，其作為激勵 系統(tǒng)的一部分或者說與該激勵系統(tǒng)共同作用。由此，該金屬體也可作 為傳感系統(tǒng)的一部分或測量管和可能安裝的抗振器間的耦合器。在工業(yè)測量和自動化技術(shù)中使用的振動式測量變送器由于高測量 精度而須滿足非常高的要求，其一般落在測量值的0.1%和/或測量最終 值的0.01%范圍內(nèi)。因此要求較高的零點(diǎn)穩(wěn)定性以及輸出測量信號的極 高穩(wěn)定性，特別是在周圍環(huán)境，夾緊環(huán)境以及工作環(huán)境變化較大的時 候。如在US-A 56 10 342， US-A 60 47 457， US-A 61 68 069， US-B 65 19 828， US-B 65 98 281， US-B 66 98 644， US-B 67 69 163， WO-A 03/048693或本國申請DE102004048765.0或DE10354373.2中進(jìn)一步所 討論的，其中特別是交變強(qiáng)度的機(jī)械強(qiáng)度具有很重要的意義，因?yàn)榍?述測量變送器中的連接系統(tǒng)的單個部件以該機(jī)械強(qiáng)度而彼此固定。即 使前述連接系統(tǒng)在校正前的很小強(qiáng)度偏差都可能造成大的不可控制的 零點(diǎn)的波動和/或靈敏度的波動，由此造成實(shí)際測量信號的無效。通常 這種連接系統(tǒng)的松開現(xiàn)象所造成的零點(diǎn)錯誤，只能將在線測量裝置進(jìn) 行從新安裝而消除。對于零點(diǎn)穩(wěn)定性的特別的影響和/或測量變送器的 適用范圍，在US-A 56 10 342， US-A 60 47 457， US-A 61 68 069， US-B 65 98 281， US-B 66 34 241或WO-A 03/048693中詳細(xì)給出了，在外部 支撐件和可能存在的反振蕩器內(nèi)的測量管的固定方式和方法。傳統(tǒng)上，這樣的連接系統(tǒng)的元件至少部分地通過材料接合地焊接 而彼此固定。例如在US-A 48 23 614中的描述，測量管末端插入相應(yīng) 的端部件進(jìn)口側(cè)和端部件出口側(cè)的穿孔，并在穿孔通過正面和反面的 焊接而固定，參見幾個插圖的材料突起。端部件在其自身側(cè)在外部支
撐件內(nèi)固定。對于這種材料連接的連接系統(tǒng)的實(shí)施例也見US-B 61 68 069， US-B 63 52 196， US-B 65 19 828， US-B 65 23 421 ， US-B 65 98 281 ， US-B 66 98 644或US-B 67 69 163。特別對于上述情況，即第一部件作為構(gòu)成為第二部件的測量管和 構(gòu)成為第三部件的反振蕩器之間的耦合器，在測量變送器生產(chǎn)過程中 會經(jīng)常存在一個重要問題，即由于安裝方式和/或因?yàn)閷τ跍y量變送器 使用的要求，要將由不同金屬例如鋼和鈦制成的至少兩個部件抗振蕩 地聯(lián)結(jié)在一起。在雙金屬連接系統(tǒng)中，其中至少第一部件和第二部件 由不同金屬而制成，總是不能完全避免連接可能出現(xiàn)的松開。如US-A 60 47 457， US-B 61 68 069， US-B 63 52 196， US-B 65 98 281， US-B 66 34 241， US-B 65 23 421， US-B 66 98 281中，在這樣的雙金屬連接系 統(tǒng)中，由于焊接的缺陷而被迫使用烙接可能產(chǎn)生疲勞強(qiáng)度的問題，這 樣的問題一般可導(dǎo)致潤濕不夠或/和徑向上接縫處的變化的機(jī)械應(yīng)力。 后一問題特別是由于在生產(chǎn)和工作中部分熱膨脹差別很大的部件造成 的。這種材料接合焊接連接所造成的問題，在US-B 65 19 828或US-B 65 98 281中也被稱為接縫位置范圍內(nèi)的材料焊接的振蕩摩擦。能夠減小比如由科氏質(zhì)量流量測量變送器的測量管及測量管上固 定的金屬體構(gòu)成的連接系統(tǒng)松開的危險在于，根據(jù)US-B 66 98 644，在 部件側(cè)焊接連接內(nèi)附加壓力，這樣可穩(wěn)定部件間形成的較大面積的焊 接連接。另外一種改善連接系統(tǒng)耐久性的方法為，在形成壓力帶的情 況下將部件彼此固定。在US-A 56 10 342即WO-A 031048693中已經(jīng) 分別給出在端部件固定測量管的方法，其中將每個測量管的末端插入 相應(yīng)的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)端部件的穿孔內(nèi)并利用伸入末端的軋制工具， 特別是在沒有熱量輸入的情況下，同穿孔的內(nèi)壁壓緊，這樣就在第一 和第二部件間形成了高強(qiáng)度的摩擦連接。對于此方法適合的軋制工具 例如在US-A 40 90 382中關(guān)于安裝鍋爐或熱交換器工藝中有所描述。 另外一種借助高強(qiáng)度摩擦連接而形成連接系統(tǒng)的可能性在于，如US-A 60 47 457所述，在將第一部件推到或者說插到第二部件上之后，利用 擠壓工具從外部壓緊并且在部件材料重新結(jié)晶溫度下，特別是在室溫 下，使其塑性彈性混合變形。所用變形力的形成，是因?yàn)榈诙考?般沒有截面自恢復(fù)和/或壓縮特性，所以第二部件的原始內(nèi)徑在連接系統(tǒng)生產(chǎn)完畢后，實(shí)際上保持不變。適合擠壓的夾具實(shí)施例見US-A 37 45 633。替代這種塑性彈性擠壓例如也可以產(chǎn)生如下利用摩擦形成的連接 系統(tǒng)，如US-B 65 98 281或US-B 65 19 828所述，將第一部件熱縮在 第二部件上或通過彈性變形的夾具的中間層緊壓在第二部件上。此外在US-B 65 98 281或US-B 65 19 828中指出，由于振蕩摩擦， 即使純摩擦接合壓接也不總是能夠避免連接系統(tǒng)的松開。這樣的振蕩 摩擦將導(dǎo)致在連接系統(tǒng)的彼此接觸表面部分的材料腐蝕。如WO-A 03/048693中進(jìn)一步給出，由于前面所述連接系統(tǒng)部件通常不同的膨脹 關(guān)系，比如前面提到的端部件和在其內(nèi)分別夾緊固定的測量管管段， 可導(dǎo)致第一部件作用在第二部件上的夾緊力由于溫度的波動而降到規(guī) 定值以下，特別是比如在使用特別高溫的清潔液體循環(huán)清潔時所產(chǎn)生 的可能的溫度沖擊。這就又說明了，第一部件和第二部件由于熱膨脹 可能部分地失去由軋制，擠壓或熱縮而形成的機(jī)械連接，由此使連接 系統(tǒng)產(chǎn)生不允許的松托。其結(jié)果又可使連接系統(tǒng)的拉伸力降低并由此 壓帶而造成所需的高零點(diǎn)穩(wěn)定性不能得到保證。在上述連接系統(tǒng)中關(guān) 于克服部件間振蕩摩擦造成的缺陷，見US-B 65 98 281及US-B 65 19 828，將所屬部件在壓帶生產(chǎn)之后，特別是使用了作為中間層的填充材 料的情況下，額外地彼此材料接合連接，但是這樣又可能重新引起前 述的，與焊接連接相關(guān)的問題。為此在WO-A 03/048693中給出的一種 連接系統(tǒng)，通過在連接系統(tǒng)縱軸方向的第一部件的內(nèi)壁上模制凹槽而 獲得增大的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，該凹槽在形成周長方向上的有效形狀接合的情 況下，可以有效避免第一部件相對于第二部件的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然這里建議 的連接系統(tǒng)也可通過振蕩摩擦和/或熱膨脹而得到名義上減小的拉伸強(qiáng) 度。

發(fā)明內(nèi)容
由于振動式測量變送器中傳統(tǒng)使用的連接系統(tǒng)的疲勞強(qiáng)度的前述 缺點(diǎn)，所以本發(fā)明的目的在于進(jìn)一步改進(jìn)振動式測量變送器，使具有 不同物理和/或化學(xué)性質(zhì)的部件可持久并抗振蕩地彼此連接，從而能夠 采用由不同金屬構(gòu)成的部件制造具有高疲勞強(qiáng)度的振動式測量變送 器。本發(fā)明還要進(jìn)一步改進(jìn)前述連接系統(tǒng)，使其各部件間可持久并牢 固地特別通過焊接而材料接合地連接，特別是由雙金屬或多金屬構(gòu)成 的連接系統(tǒng)。為了達(dá)到本發(fā)明目的，而使用特別是科氏質(zhì)量流量測量變送器的 振動式測量變送器，即用于測量管道中流動介質(zhì)的測量儀器，其中的 測量變送器包括至少一個連接系統(tǒng)，該連接系統(tǒng)由至少一個特別是由 金屬制成的第一部件和至少一個特別是由金屬制成的第二部件構(gòu)成， 特別是為雙金屬或多金屬的連接系統(tǒng)。在本發(fā)明的測量變送器中，至 少將連接系統(tǒng)的第一部件構(gòu)成為由至少兩種材料，特別是至少兩種金 屬構(gòu)成的合成部件，這至少兩種材料通過至少一種物理和/或化學(xué)特性， 特別是材料密度、熔融溫度、熱膨脹系數(shù)，和/或彈性模量而區(qū)分。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第一實(shí)施例，第一部件的至少兩種彼 此區(qū)別的材料的每一種構(gòu)成該部件體積的至少1%，特別是分別多于10%。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第二實(shí)施例，第一部件至少由至少兩 種彼此不同的材料層狀形式構(gòu)成，并且材料中的每種的層厚至少為lmrm根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第三實(shí)施例，將合成部件的孔隙率選 定為小于10%，特別是基本上小于5%。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第四實(shí)施例，第一部件的至少兩種材 料中的至少一種應(yīng)該同第二部件的一種材料的至少一種物理和/或化學(xué)性質(zhì)基本一致。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第五實(shí)施例，第一部件的至少兩種材 料通過擴(kuò)散區(qū)至少部分地材料接合相互連接，所述擴(kuò)散區(qū)在第一部件 內(nèi)部至少分段式構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第六實(shí)施例，連接系統(tǒng)的至少第一部 件至少部分由燒結(jié)材料制成。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第七實(shí)施例，至少第一部件至少部分通過熱壓制造，特別是在工作壓力超過800 bar和/或工作溫度超過 700。C的情況下實(shí)施熱壓。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第八實(shí)施例，第一部件通過均衡熱壓 制造。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第九實(shí)施例，至少第一部件部分由澆 鑄，軋制和/或拉制材料制造。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第十實(shí)施例，至少一個部件至少部分 由至少一種金屬構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第十一實(shí)施例，不僅第一部件而且第 二部件分別至少部分由金屬構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第十二實(shí)施例，至少一個部件至少部 分由鋼制成，特別是不銹鋼。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第十三實(shí)施例，至少一個部件至少部 分由鈦制成，特別是鈦合金。
根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第十四實(shí)施例，至少一個部件至少部 分由鉭制成，特別是鉭合金。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第十五實(shí)施例，至少一個部件至少部 分由鋯制成，特別是鋯合金。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第十六實(shí)施例，第一部件的至少兩種 材料都為金屬。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第十七實(shí)施例，第一部件至少部分由 鋼和至少部分由鈦和/或鋯和/或鉭構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第十八實(shí)施例，連接系統(tǒng)的至少兩個 部件至少分段式，特別是通過焊接相互材料接合連接。在根據(jù)本發(fā)明 該實(shí)施例的改進(jìn)中，連接系統(tǒng)的至少兩個部件至少分段式通過擴(kuò)散區(qū) 相互連接。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第十九實(shí)施例，通過形成擴(kuò)散區(qū)而將 第一部件直接燒結(jié)在第二部件上。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第二十實(shí)施例，連接系統(tǒng)的至少兩個 部件至少分段式特別是通過塑料，彼此粘連。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第二十一實(shí)施例，連接系統(tǒng)的至少兩 個部件之一沿連接系統(tǒng)的虛擬縱軸至少部分地穿過另一個部件。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第二十二實(shí)施例，連接系統(tǒng)的至少兩 個部件之一至少分段式且至少部分地圍繞至少兩個部件中的另一部 件。
根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第二十三實(shí)施例，連接系統(tǒng)的至少兩 個部件之一以至少部分彎曲的、特別是構(gòu)成為柱體表面的外表面，與 連接系統(tǒng)的至少兩個部件的另一部件的內(nèi)表面至少部分平面接觸。根 據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的改進(jìn)，內(nèi)表面由穿孔內(nèi)壁構(gòu)成，所述穿孔至少在 各自部件的部分區(qū)域內(nèi)延伸。根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的另一改進(jìn)，連接 系統(tǒng)的至少兩個部件至少部分構(gòu)成作用于特別縱軸方向和/或第二部件 外表面圓周方向的壓帶。這樣在通過連接系統(tǒng)的兩個部件相互接觸的 表面而形成的連接系統(tǒng)的作用面上形成夾緊力，該夾緊力特別是徑向 對準(zhǔn)縱軸的法向力，這樣連接系統(tǒng)的至少兩個部件之一至少部分長久 彈性形變，特別是彈性塑性混合形變。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第二十四實(shí)施例，連接系統(tǒng)的至少一 個部件至少部分服從持久彈性、特別是塑性彈性混合形變。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第二十五實(shí)施例，連接系統(tǒng)的至少一 個部件為環(huán)形。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第二十六實(shí)施例，連接系統(tǒng)的至少一 個部件為套筒形。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第二十七實(shí)施例，連接系統(tǒng)的至少一 個部件為管形。根據(jù)本發(fā)明這一實(shí)施例的改進(jìn)，至少一個管形部件是 至少部分直的圓柱形管。根據(jù)本發(fā)明的測量變送器的第二十八實(shí)施例，連接系統(tǒng)的至少一 個部件構(gòu)造為測量變送器的測量管，所述測量管用于導(dǎo)引測量介質(zhì)， 并且在測量變送器的工作中實(shí)施振動，特別是至少間歇性地圍繞振蕩 軸的彎曲振蕩，所述振蕩軸沿連接系統(tǒng)的縱軸方向延伸和/或與連接系 統(tǒng)的縱軸方向一致。根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的改進(jìn)，第一部件為測量管 以及第二部件為固定在測量管上的特別是板式或者片式的金屬體。根 據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的另一改進(jìn),第一部件為固定在測量管上的特別是 板式或者片式的金屬體。在本發(fā)明測量變送器的一改進(jìn)中，連接系統(tǒng)還包括固定于第一部 件和/或第二部件的第三部件。根據(jù)本發(fā)明該改進(jìn)的第一實(shí)施例，所述 第一部件不僅與第二部件而且與第三部件分別至少分段式材料接合地 連接。根據(jù)本發(fā)明該改進(jìn)的第二實(shí)施例，第三部件的材料的至少一個 物理和/或化學(xué)特性區(qū)別于第二部件的材料，該特性特別是熔融溫度， 熱膨脹系數(shù)和/或彈性模量等。根據(jù)本發(fā)明該改進(jìn)的第三實(shí)施例，第三 部件與第一部件相距安裝和/或與第一部件基本相同。根據(jù)本發(fā)明該改 進(jìn)的第四實(shí)施例，連接系統(tǒng)的第一或第二部件構(gòu)造為測量變送器的測 量管，所述測量管用于導(dǎo)引測量介質(zhì)，并且在測量變送器的工作中振 動，特別是至少間歇性地圍繞振蕩軸彎曲振蕩，所述振蕩軸沿連接系 統(tǒng)的縱軸方向延伸和/或與連接系統(tǒng)的縱軸方向一致，并且第三部件構(gòu) 造為可振蕩地固定于測量管的支撐件和/或可振蕩地支撐測量管的測量 變送器支撐件。根據(jù)本發(fā)明該改進(jìn)的第五實(shí)施例，第三部件為測量變 送器的將測量管包圍的變送器殼體。根據(jù)本發(fā)明該改進(jìn)的第六實(shí)施例， 第三部件為測量變送器的將測量管包圍的反振蕩器，特別是圓柱形的 并與測量管基本同軸對準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明該改進(jìn)的第七實(shí)施例，將連接 系統(tǒng)三個部件的至少一個構(gòu)造為測量變送器的法蘭，其固定于測量管 的端部，用于將構(gòu)造為導(dǎo)管的管線與測量管相連接。本發(fā)明的基本構(gòu)思在于，將前述連接系統(tǒng)的部件之一構(gòu)造為特別 是經(jīng)燒結(jié)的合成部件。由此可簡單地使與其他部件接觸表面的物理和/ 或化學(xué)特性分別很好地匹配于另一部件接觸表面的物理和/化學(xué)特性， 所以在生產(chǎn)測量變送器時，也通過焊接將部件材料接合地相互連接而 無須其他措施。借此，由于采用部件的材料特性或者機(jī)械強(qiáng)度，不僅 可以提高連接系統(tǒng)的高要求，而且可以可靠再現(xiàn)所述連接系統(tǒng)。
相對于傳統(tǒng)測量變送器的另一優(yōu)點(diǎn)是，所述連接系統(tǒng)部分或者全 部通過材料接合制成，這樣不僅可顯著地簡化制造而且可以降低生產(chǎn) 成本。例如可將至少一個至少部分的合成部件在原位置上，也可以至 少在最終位置上直接燒結(jié)在另一部件上并且通過兩部件材料間構(gòu)成的 擴(kuò)散區(qū)而材料接合地連接。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于，所述連接系統(tǒng)特別是也適合于實(shí)心的和 比較剛性的部件(例如作為端部件或耦合器的金屬體)與可相對容易 變形的較薄壁部件的連接，例如與測量管的連接。其結(jié)果是，本發(fā)明 連接系統(tǒng)的拉伸強(qiáng)度在施加了多次振蕩負(fù)載后，相對于較高起始拉伸 強(qiáng)度仍能夠保持為開始時候的50%以上，以及對于長的使用壽命，無 須其他措施可使最小強(qiáng)度保持在前述測量變送器所需最小強(qiáng)度之上。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明以及具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例作進(jìn)一步說明。附圖中

圖1是在線測量儀的側(cè)視圖，圖2是用于圖1所示在線測量儀且特別構(gòu)造為科氏質(zhì)量流量測量 變送器的振動式測量變送器的縱向剖視圖，該測量變速器具有至少兩 個與連接系統(tǒng)相結(jié)合的部件，圖3是從前述連接系統(tǒng)取出的，另一振動式測量變送器的示意圖 和局部縱向剖視圖，圖4是用作圖2連接系統(tǒng)第一部件的圓環(huán)型金屬體的示意圖，其 固定在部分顯示的振動式測量變送器的圓柱型測量管上，作為圖2的連接系統(tǒng)的第二部件，圖5是適合構(gòu)成前述連接系統(tǒng)且由至少兩種材料構(gòu)成的合成部件的縱向剖視圖，圖6是生產(chǎn)前述合成部件的變體和替換的示意圖， 圖7是前述燒結(jié)合成部件的單獨(dú)生成步驟的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1示意了例如科氏質(zhì)量流量測量儀，密度測量儀，粘度測量儀 或者類似的具有振動式測量變送器的在線測量儀，用于測量管線內(nèi)介 質(zhì)的至少一個流體動力學(xué)的和/或流變學(xué)的測量參數(shù)。該在線測量儀包 括安裝在變送器殼體內(nèi)且用于收集測量參數(shù)的測量變送器100以及安 裝在電子系統(tǒng)殼體內(nèi)且用于控制測量變送器和對其測量信號進(jìn)行處理的測量儀器電子系統(tǒng)200。此外圖2或圖3顯示了相應(yīng)的振動式測量變送器100的實(shí)施例， 其例如用作科氏質(zhì)量流量測量變送器和/或密度測量變送器和/或粘度 測量變送器，提供該測量變送器以用于測量至少間歇性流動的介質(zhì)的 這種在線測量儀。在應(yīng)用中，在線測量儀被利用測量變送器100插入 由測量液體流過的管線中(未顯示)，所以測量變送器100在測量過 程中至少間隙地由測量介質(zhì)流過。當(dāng)然這里只顯示了所述測量變送器 的解釋本發(fā)明的主要結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)；剩下的和實(shí)現(xiàn)測量變送器或在線測量儀的全部功能所需的組件由于清晰原因沒有顯示。因?yàn)檫@種測量變送 器或者在線測量儀的結(jié)構(gòu)、工作方式及應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ诒绢I(lǐng)域技術(shù)人員 是熟知的，也可結(jié)合本文開始所述的現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明測量變送器100包括至少一個特別是為雙金屬材料或者多 金屬材料的連接系統(tǒng)，該連接系統(tǒng)由至少一個第一部件1和第二部件2 構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，將連接系統(tǒng)的至少這兩個部件構(gòu)造并 彼此固定為，兩個部件之一的內(nèi)部部件至少部分地沿連接系統(tǒng)的虛擬 縱軸L穿過另一個外部部件。內(nèi)部部件包括特別是構(gòu)造為圓柱表面的 至少部分彎曲的外表面，該外表面與外部部件1的內(nèi)表面以如下所述 方式平面接觸，即外部部件將內(nèi)部部件至少分段地且至少部分地包圍。 例如外部第一部件的內(nèi)表面可以通過穿孔的內(nèi)壁而構(gòu)成，該穿孔在外 部部件的至少一部分內(nèi)延伸，而內(nèi)部第二部件的外表面由第二部件的 外壁構(gòu)成。
在所述實(shí)施例中，連接系統(tǒng)通過測量變送器100的測量管以及測量變送器100的固定于此的其他部件構(gòu)成，測量變送器100的測量管 的實(shí)際作用為連接系統(tǒng)的內(nèi)部部件2，其他部件例如為固定在測量管上 或者固定在測量管末端延長上的前述形式的金屬體。測量管如前所述， 用于插入例如被液體或者氣體這樣的測量介質(zhì)流過的管線內(nèi)，并使其 與管線如此導(dǎo)液連接，S卩，在相應(yīng)測量變送器工作過程中，測量液體 也可以穿流過測量管。為此，提供了相應(yīng)的法蘭19， 20，這兩個法蘭 分別通過短管件與測量管或者與各自的端側(cè)延長的端部件相連接，并 且分別匯入所示唯一的測量管的入口側(cè)2+和出口側(cè)2#。測量變送器也 可以通過替代法蘭的其他通常固定工具與導(dǎo)管連接，例如通過熟知的 1^<:1^1^@連接或者通過擰緊連接。在所示實(shí)施例中，作為連接系統(tǒng)第 一工作面1B的第一部件1內(nèi)表面由貫穿第一端部件的穿孔1A的內(nèi)壁 構(gòu)成，而作為連接系統(tǒng)第二工作面2B的第二部件2外表面2B由測量 管的外壁構(gòu)成。如通常這種類型的測量變送器，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，兩個部 件l， 2中的至少一個，特別是測量管，至少部分地由至少一種金屬制 成，或者第一部件和第二部件分別至少部分地由金屬制成。至少一個 金屬部件的材料例如可以為特別是為不銹鋼的鋼，鈦，鉭，以及鋯或 者至少一種前述高抗腐的金屬制成的金屬合金。為了生成與液體的物理測量變量(例如質(zhì)量流量、密度和/或粘度) 相對應(yīng)并且描述該液體的反作用力，例如與質(zhì)量流量相關(guān)的科氏力或 者與粘度相關(guān)的摩擦力等，測量管被作用于其上的電機(jī)振蕩激勵器激 勵，以工作中至少間歇地振動。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，這樣激勵用 于導(dǎo)引介質(zhì)的測量管，使測量管至少間歇性地圍繞振蕩軸彎曲振蕩， 該振蕩軸將兩個管段虛擬連接且在前述連接系統(tǒng)的縱軸方向上延伸和/ 或與連接系統(tǒng)的縱軸相一致?？蓪F(xiàn)有技術(shù)中為此目的而由這種特別 是用作科氏質(zhì)量流量測量變送器的振動式測量變送器采用的各種振蕩 激勵器用作振蕩激勵器16。在工作中，利用振蕩激勵器16優(yōu)選將測量
管13激勵為這種彎曲振蕩，其振蕩頻率與其中引導(dǎo)液體的測量管的瞬 間機(jī)械固有頻率基本相等。為了采集測量管的振動和生成與此相對應(yīng) 的振動信號，可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式將相應(yīng)振蕩傳感器安 裝于測量管的附近。例如圖2中，為測量管進(jìn)口側(cè)或出口側(cè)的運(yùn)動而提供了第一和第二傳感器17， 18，這兩個傳感器各自從其中點(diǎn)到端部 件的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)等距離安裝。在圖2所示的實(shí)施例中，在測量管 上各個傳感器處還存在著近似環(huán)形或者環(huán)片形的金屬體，該金屬體與 傳感器17、 18共同作用并在圖3中顯示了放大的側(cè)視圖?？蓪F(xiàn)有技 術(shù)中為此目的由特別是用作科氏質(zhì)量流量測量變送器的振動式測量變 送器采用的各種傳感器用作傳感器17、 18，例如電動或者光學(xué)的路徑、 速度、或者加速傳感器。如圖2或者3還可看到，在孔3A中，測量管的特別是與第一管段 形狀基本一樣的第二管段插入了測量變送器100的第二端部件內(nèi)，其 中第二端部件形狀特別是與第一端部件基本一樣。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí) 施例，第二管段和第二端部件以相同于第一管段和第一端部件ll的方 式彼此相連接。此外，第一端部件和實(shí)際同樣作為連接系統(tǒng)部件的第 二端部件通過至少一個側(cè)面例如安裝或者焊接的支撐板或者基本成圓 柱形的支撐管4而配置成將至少一個測量管振蕩夾緊的支撐元件。也 可將該支撐元件視為連接系統(tǒng)的另一部件。例如也可取代圓柱形支撐 管而采用箱式部件作為支撐元件。這種支撐件的結(jié)構(gòu)和工作方式可由 前述的US-A 48 23 614， US-A 52 53 533， US-A 57 05 754, US-A 57 96 Oll，US-A 60 06 609，US-A 60 47 457，US-A 61 68 069，US-B 63 14 820， US-B 63 97 685， US-B 64 87 917， US-B 65 16 674， US-B 66 91 583， US-B 66 66 098， US-B 66 98 644， US-B 67 11 958， US-B 68 51 323， WO-A 03/048693得出。在這里還要提及，代替在實(shí)施例中作為端部件且套筒形或者管形 構(gòu)造的外部部件l，參見圖4，也可采用環(huán)形、板形或者片形的金屬體 作為連接系統(tǒng)的外部部件1。除了圖2、 3或4所示實(shí)施例中的基本上
成圓形外輪廓的部件1外，還可采用具有非圓形外輪廓的部件，例如六邊形螺母、四邊形片件或者如US-A 60 47 457中所示具有側(cè)凸肩等。 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，部件1為金屬體，該金屬體具有與作為測 量管構(gòu)成的內(nèi)部部件2的外表面2A相適配的穿孔和相應(yīng)的內(nèi)表面，并 且該金屬體通過構(gòu)成連接系統(tǒng)而相應(yīng)固定在測量管的外表面2A上。正 如已經(jīng)指出的，可將圖4中構(gòu)造為環(huán)形或者片形金屬體的部件1用作 前述振蕩傳感器或者振蕩激勵器的支撐，但是也可以如WO-A 03/027616中所述，用作壓力波動情況下穩(wěn)定測量管截面的加固元件。此外根據(jù)發(fā)明還將連接系統(tǒng)中的至少兩個部件中的至少一個，例 如測量管和/或前述的金屬體，構(gòu)造為由化學(xué)和/或物理不同材料構(gòu)成的 合成成形體。根據(jù)圖2、 3或5示意性所示，連接系統(tǒng)的至少一個部件， 例如外部部件1，由至少兩種至少在特別是物理的和/或化學(xué)材料性質(zhì) 上彼此不同的材料制成。至少一個區(qū)分材料的材料特性例如可以為每 一種材料的材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)、材料密度、熔融溫度、熱膨脹系數(shù)、抗斷 強(qiáng)度和/或彈性模量。也就是說，將合成部件1構(gòu)造為由至少兩種不同 化學(xué)材料構(gòu)成的多部件系統(tǒng)，和/或?qū)⒑铣刹考?構(gòu)造為由至少兩種內(nèi) 部結(jié)構(gòu)特別是微結(jié)構(gòu)不同的材料構(gòu)成的非均勻多相系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明 一實(shí)施例，合成部件l的材料的至少一種為金屬，例如鋼、鈦、鋯等， 或者為稀有金屬，例如鉭、金或鉑。在本發(fā)明這個實(shí)施例的改進(jìn)中， 合成部件的至少兩種彼此不同的材料中的每一種都為金屬。例如合成 部件1所采用的材料分別為不同類型的鋼。在圖2和圖3所示實(shí)施例的測量變送器100中，作為合成部件構(gòu) 成的連接系統(tǒng)外部部件1例如可以為封入測量管的變送器殼體的第一 端部件，并且具有穿孔1A，該外部部件將測量變送器測量管進(jìn)口側(cè)的 直的且基本上成圓柱形的第一管段包圍，所述測量管只部分地顯示于 圖中。同樣也可將前述的金屬體構(gòu)造為合成部件。也可將測量管自身 也就是第二部件2替代地或者補(bǔ)充地構(gòu)造為合成部件。
通過至少一個合成部件內(nèi)至少兩種不同材料(金屬)的結(jié)合，可 使合成部件的性質(zhì)很好地與其上固定的連接系統(tǒng)另一部件的化學(xué)和/或 物理性質(zhì)相匹配，以及以適當(dāng)?shù)姆绞脚c連接系統(tǒng)的其他可能部件的化 學(xué)和/或物理性質(zhì)相匹配。在部件1的至少兩種材料(這里為兩種金屬) 的適當(dāng)結(jié)合中，通過對于第二部件2材料的合適選擇，可以實(shí)現(xiàn)兩部
件1、 2間材料閉合的連接，特別是低溫焊接和/或高溫焊接，參見圖2、 3或5。例如如果兩個部件彼此接觸的作用面分別由為了接觸另一部件 材料而能夠高溫焊接或低溫焊接的材料制成，則可將部分由鋼制成的 部件與部分由鈦和/或鋯和/或鉭制成的部件低溫焊接或者高溫焊接。因 此，對根據(jù)發(fā)明的連接系統(tǒng)的部件所用材料的合適選取，可以簡單地 實(shí)現(xiàn)持續(xù)的高機(jī)械強(qiáng)度，特別是在受到由工作條件引起的中等頻繁或 者高頻繁變換的力的影響的情況下，因而本發(fā)明的連接系統(tǒng)非常適合 用于振動式測量變送器。由此，也可將由鈦制成的測量管在合成部件l 的中間層下無須其他措施與鋼制或者不銹鋼制的支撐管或者支撐箱實(shí) 行貫穿的材料接合的連接(見下述)。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，以如下 方式對合成部件1的至少兩種材料的至少一種進(jìn)行選擇，即，該材料 的至少一個物理和/或化學(xué)特性與其上固定的連接系統(tǒng)部件2的材料基 本相同。具有優(yōu)點(diǎn)地以如下方式對合成部件的至少一種材料進(jìn)行選擇，
即，該材料與固定于合成部件的連接系統(tǒng)另一部件的材料基本相同。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，為了實(shí)現(xiàn)合成部件材料間特別是在高機(jī)械 要求時的穩(wěn)定和持續(xù)的連接，以此而保證合成部件的高耐久性，如圖2、 3或5所示，合成部件1由至少兩種彼此不同的材料以層式構(gòu)成。至少 兩種材料的每一層優(yōu)選具有至少1 mm的層厚。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施 例，合成部件1的至少兩種彼此不同的材料的每一種構(gòu)成合成部件體 積的至少1%，特別是多于10%。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，第一部件1的至少兩種材料都為金屬。 根據(jù)這一實(shí)施例的改進(jìn)，部件1至少部分由鋼和至少部分由鈦和/或鋯 和/或鉭或者其他的特別是相對于鋼的稀有金屬制成。
根據(jù)本發(fā)明一改進(jìn)，連接系統(tǒng)的至少兩個部件1、 2至少分段地特 別是通過高溫焊接和/或低溫焊接而相互材料接合地連接。為了制造連
接系統(tǒng)，可將第一部件l (例如前述端部件)與第二部件2 (例如測量 管)以以下方式共同連接，即第二部件2在連接系統(tǒng)縱軸L方向上至 少部分地穿過第一部件1內(nèi)形成的穿孔1A。然后可將這兩個部件相互 高溫焊接和/或低溫焊接。根據(jù)本發(fā)明的另一改進(jìn)，連接系統(tǒng)的兩個部 件l、 2至少部分地通過擴(kuò)散區(qū)相互材料接合地連接，所述擴(kuò)散區(qū)沿兩 部件間的接觸部分例如通過擴(kuò)散焊接和/或燒結(jié)而構(gòu)成；如果需要，額 外的高溫焊接和/或低溫焊接可以進(jìn)一步改善連接系統(tǒng)的強(qiáng)度。
作為連接系統(tǒng)至少兩個部件的材料接合連接的替代和補(bǔ)充，根據(jù) 本發(fā)明的改進(jìn)，這兩個部件以及它們彼此接觸的表面可以這樣構(gòu)造和 成型，如US-B 65 98 281， US-B 65 19 828， US-A 56 10 324， WO-A 03/048693或開始所述德國申請DE 102004048765.0或DE 10354373.2
所述，通過形成摩擦連接和/或形狀連接而將兩個部件1、 2部分相互機(jī) 械牢固連接。此外將部件l、 2的表面這樣成型，使得在表面上產(chǎn)生的 摩擦連接也作用在第二部件2的外表面的圓周方向上。這在本發(fā)明連 接系統(tǒng)的這個實(shí)施例中是這樣實(shí)現(xiàn)的，S卩，在兩部件l、 2彼此接觸的 表面構(gòu)成的作用面1B、 2B上，壓緊力，特別是徑向?qū)?zhǔn)縱軸2的法向 力F使連接系統(tǒng)兩部件的至少一個至少部分地持續(xù)彈性形變。根據(jù)本 發(fā)明一實(shí)施例，該法向力至少部分是如下生成的，即，兩部件l、 2中 的至少一個混合彈性塑性形變，并且不僅具有通過相關(guān)部件的膨脹或
者壓縮造成的塑性形變區(qū)域，而且也具有由此得到的持續(xù)彈性形變區(qū) 域。由此，連接系統(tǒng)的兩個部件l、 2至少部分地構(gòu)成壓帶，該壓帶特 別是作用在縱軸L方向和/或第二部件2外表面的圓周方向上。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，部件1的至少兩種材料的至少一種是 燒結(jié)的，也就是說部件1至少部分由燒結(jié)材料構(gòu)成。由此在本實(shí)施例 中，合成部件1也為燒結(jié)部件或者部分經(jīng)燒結(jié)的部件。即使部件1內(nèi)
兩種材料的化學(xué)/物理特性不同，由于兩種材料的單晶和/或粒子間形成 的擴(kuò)散區(qū)DZ而在兩種材料間形成了持續(xù)高強(qiáng)度且至少部分材料接合
的連接，參見圖5和6。
這樣的結(jié)果是， 一方面可以實(shí)現(xiàn)第一部件化學(xué)/物理特性與連接的
第二部件2的最佳匹配。另一方面不僅可以實(shí)現(xiàn)第一部件而且也可以 實(shí)現(xiàn)連接系統(tǒng)本身的機(jī)械高度穩(wěn)定性。為了制造至少一個至少部分經(jīng) 燒結(jié)的部件1，以適當(dāng)方式將可傾倒的粒狀的和/或粉末狀的燒結(jié)原材 料放入燒結(jié)爐然后通過加熱而實(shí)現(xiàn)燒結(jié)，如果需要還可使用真空，參 見圖6。如圖6所示，可將各種能燒結(jié)的粉末和/或粒子用作生產(chǎn)部件1 的原材料，這些材料可以彼此分層和/或彼此混合和/或應(yīng)用于固體表 面。
例如可在合適的燒結(jié)爐或者壓熱器中實(shí)現(xiàn)燒結(jié)。根據(jù)本發(fā)明另一 實(shí)施例，燒結(jié)型模至少部分地由至少一個例如管式的半成品構(gòu)成，該 半成品例如作為單獨(dú)材料間和/或相位間擴(kuò)散的結(jié)果而在燒結(jié)后為第一 部件1的整體部分。相應(yīng)地，這個半成品也可至少部分地由至少一種 為部件提供的材料組成。為此而采用的半成品例如可以為拉伸的、軋 制的或澆注的半成品，所以至少在這種情況下，部件1也至少部分地 由澆注和/軋制和/拉伸材料構(gòu)成。同樣用作燒結(jié)型模的半成品也可以被 燒結(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，燒結(jié)型模至少部分地由至少部分預(yù)制 的第二部件2構(gòu)成。根據(jù)該實(shí)施例的改進(jìn)，第一部件1實(shí)際上直接燒 結(jié)在另一部件上。由此可使連接系統(tǒng)的兩部件1， 2特別是在接觸區(qū)域 以極簡單的方式彼此匹配。另一方面，還可以通過適當(dāng)選取單個部件1，
2或其生產(chǎn)所用的材料以及相應(yīng)校準(zhǔn)燒結(jié)過程，作為擴(kuò)散的結(jié)果，而在 形狀給定的第二部件2和第一部件1的燒結(jié)材料間的接觸區(qū)域內(nèi)，在 生產(chǎn)過程中就可以形成兩部件l， 2間的固定連接，并且已經(jīng)通過燒結(jié) 而至少部分地構(gòu)成連接系統(tǒng)。例如可優(yōu)選將至少一個至少部分經(jīng)燒結(jié)
的合成部件在原位置也至少在最終位置必要時還以最終形狀直接燒結(jié) 到另一部件上，并且與該部件通過在兩部件相互接觸的材料間構(gòu)成的 擴(kuò)散區(qū)而材料接合地連接。相應(yīng)地，不僅兩部件之一本身而且整個連 接系統(tǒng)都可以構(gòu)成為燒結(jié)成形體。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，至少第一部件1至少部分地通過熱壓 制造。部件的燒結(jié)至少部分地以均衡熱壓而實(shí)現(xiàn)(HIP-熱均衡壓力) 而且將部件1構(gòu)造為均衡熱壓件是具有優(yōu)點(diǎn)的。
根據(jù)該實(shí)施例的改進(jìn)，燒結(jié)在髙壓800 bar以上和/或高溫700°C以 上實(shí)現(xiàn)，其中將高壓和高溫在具體應(yīng)用中調(diào)節(jié)為，能夠?qū)崿F(xiàn)期望的合 成部件的密度和/或孔隙率。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，將合成部件的孔隙 率，也就是確定合成部件所有孔隙的體積，選定為小于10%，特別是 基本小于5%。
根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的改進(jìn)，在具有可調(diào)節(jié)空氣壓力的燒結(jié)爐內(nèi) 實(shí)現(xiàn)燒結(jié)，合成部件1的兩種材料首先被帶入該燒結(jié)爐的燃燒室(圖7， 701)。然后將該燃燒室排空，以便于之后填充惰性保護(hù)氣體，例如氬、 NH3裂解氣、甲烷、煤氣等，所以在燃燒室的空氣壓力為300bar或者 更高(圖7， 702)。通過將燃燒室加熱到超過700°C，則燃燒室內(nèi)的 空氣壓力會升高而超過800bar，例如大約1400 bar (圖7， 703)。將 燃燒室內(nèi)最后調(diào)節(jié)到的工作溫度和由此形成的空氣壓力盡量恒定地保 持在給定的特別是通過實(shí)驗(yàn)確定的保持時間內(nèi)，以使采用的材料最終 彼此很好地彼此黏附(圖7， 704)。在保持時間之后，以適當(dāng)方式將 工作壓力和工作溫度以相應(yīng)的確定時間分布降低(圖7， 705)。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，部件1采用的至少兩種材料特性基本相 同或者至少相似，例如前述的熔融溫度，抗斷強(qiáng)度和/或彈性模量。
在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，連接系統(tǒng)此外還包括至少一個第三部
件3，該第三部件特別是同樣材料接合地固定于第一部件1和/或第二部件2。例如如前所述，連接系統(tǒng)的部件l、 2之一可以為金屬體，將 該金屬體推上用作測量變送器測量管的另一部件并且固定在那里，如 圖5示意性所示，第三部件3構(gòu)造為測量變送器的支撐元件，例如支 撐管，該支撐元件利用用作第一耦合器的金屬體和必要時還利用與第 一耦合器相距固定于測量管的第二耦合器與測量管相耦合，參見所述 US-B 68 51 323， US-B 65 19 828或者US-B 65 98 281， US-A 60 47 457。 根據(jù)本發(fā)明該改進(jìn)的一優(yōu)選實(shí)施例，如前所述，測量管通常情況下由 鈦，鉭或鋯制成，而支撐元件通常由鋼或者不銹鋼制成。此外合成元 件1部分由鋼制成，在適當(dāng)情況下由鈦、鉭或鋯或者至少由一種可與 測量管材料接合地連接的材料制成，所以合成部件1不僅可與這里作 為測量管構(gòu)成的第二部件也可以與這里作為支撐管構(gòu)成的第三部件3 高溫焊接和/或低溫焊接。所以第三部件3 —方面由區(qū)別于第二部件2 材料的材料構(gòu)成，所述第三部件材料以至少一種物理和/或化學(xué)特性， 特別是熔融溫度、熱膨脹系數(shù)和/或彈性系統(tǒng)等區(qū)別于第二部件的材料。 由此，第三部件3也同樣可由一種材料構(gòu)成，所述材料的至少一種物 理特性和/或化學(xué)特性，特別是熔融溫度、熱膨脹系數(shù)和/或彈性系統(tǒng)等， 至少與第二部件2的材料相同，所以通過彼此相同的材料可材料接合 地與第二部件連接。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明該改進(jìn)的另一實(shí)施例，第一 部件1不僅與第二部件2而且也與第三部件3分別至少分段式材料接 合地連接，例如通過低溫焊接或高溫焊接。還要提及的是，特別是在測量變送器100內(nèi)僅使用唯一的測量管 時，前述的支撐元件不僅可用作測量管、激勵系統(tǒng)以及傳感器系統(tǒng)的 支撐，也可用作測量管的反振蕩器，以此補(bǔ)償或者至少減少工作中可 能出現(xiàn)的干擾振蕩。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明該改進(jìn)的一實(shí)施例，第三部 件3構(gòu)造為測量變送器的反振蕩器，其包圍測量管，特別是圓柱形且 基本與測量管同軸對準(zhǔn)。根據(jù)前述改進(jìn)的另一實(shí)施例，將第三部件3 構(gòu)造為前述測量變送器100的變送器殼體，其端側(cè)固定于測量管且包 圍測量管。也可將前述的第二耦合器或者前述的法蘭分別作為連接系
統(tǒng)的第三部件3，在這種情況種，與第一部件l相距安置并且與第一部 件l基本相同構(gòu)造。由前述的所有不難得出，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)特別是在于，本發(fā)明也適 合于振動式測量變送器部件的使用，這些部件由各種材料制成，并且 這些材料以材料方式彼此區(qū)分，在傳統(tǒng)方式中不能夠或者只能夠以非 常復(fù)雜的制造工藝將這些材料相互焊接或者以其他方式相互材料接合 地連接。所以比較于傳統(tǒng)振動式測量變送器，使用本發(fā)明可以顯著改 善連接系統(tǒng)的拉伸強(qiáng)度以及連接系統(tǒng)的耐久性。除了可將連接系統(tǒng)的拉伸強(qiáng)度最大化以外，而且還可以提高振動 阻抗和對于測量管的最大可能或允許的振蕩循環(huán)次數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的知識和現(xiàn)有技術(shù)的背景知識，特別是US-A 56 10 342， US-A 60 47 457， US-A 61 68 069， US-B 65 19 828，或者WO-A 03/048693，對于本領(lǐng)域 技術(shù)人員不難確定對于各種應(yīng)用合適的部件材料以及最佳參數(shù)，這些 參數(shù)關(guān)于連接系統(tǒng)部件的實(shí)際尺寸或者關(guān)于生產(chǎn)所用工具和機(jī)器的設(shè) 置。同樣對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也不難得出，根據(jù)連接系統(tǒng)的持久性的 具體要求而調(diào)整根據(jù)本發(fā)明的方法并且關(guān)于制造工藝而優(yōu)化該方法。
權(quán)利要求
1.振動式測量變送器，特別是科氏質(zhì)量流量測量變送器，用于測量管道中流動的介質(zhì)的測量儀器，該測量變送器包括至少一個連接系統(tǒng)(1，2)，該連接系統(tǒng)由至少一個特別是由金屬制成的第一部件(1)和至少一個特別是由金屬制成的第二部件(2)構(gòu)成，特別是為雙金屬或多金屬的連接系統(tǒng)，其中，至少將連接系統(tǒng)的第一部件(1)構(gòu)成為由至少兩種材料特別是至少兩種金屬構(gòu)成的合成部件，這至少兩種材料通過至少一種物理和/或化學(xué)特性，特別是材料密度、熔融溫度、熱膨脹系數(shù)，和/或彈性模量而區(qū)分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量變送器，其中，第一部件(1)的 至少兩種彼此區(qū)別的材料的每一種構(gòu)成該部件體積的至少1%，特別是 分別多于10%。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，第一部件(l) 至少由至少兩種彼此不同的材料層狀形式構(gòu)成，并且兩種材料中的每 種的層厚至少為lmm。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，將合成部件 的孔隙率選定為小于10%，特別是基本上小于5%。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，第一部件(l) 的至少兩種材料中的至少一種應(yīng)該同第二部件(2)的一種材料的至少 一種物理和/或化學(xué)性質(zhì)基本一致。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，第一部件(l) 的至少兩種材料通過擴(kuò)散區(qū)至少部分材料接合地相互連接，所述擴(kuò)散 區(qū)在第一部件(1)內(nèi)部至少分段式構(gòu)成。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng)的 至少第一部件(1)至少部分由燒結(jié)材料制成。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，至少第一部 件(1)至少部分通過熱壓制造，特別是在工作壓力超過800 bar和/或 工作溫度超過700°C的情況下。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的測量變送器，其中，第一部件(1)通 過均衡熱壓制造。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，至少第一 部件(1)部分由澆鑄和/或軋制和/或拉制材料制造。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，部件(1， 2)中的至少一個至少部分由至少一種金屬構(gòu)成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的測量變送器，其中，不僅第一部件而 且第二部件分別至少部分由金屬構(gòu)成。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，至少一個 部件至少部分由鋼制成，特別是不銹鋼。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，至少一個 部件至少部分由鈦制成，特別是鈦合金。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，至少一個 部件至少部分由鉭制成，特別是鉭合金。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，至少一個 部件至少部分由鋯制成，特別是鋯合金。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，第一部件 (1)的至少兩種材料都為金屬。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，第一部件(1)至少部分由鋼且至少部分由鈦和/或鋯和/或鉭構(gòu)成。
19. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng) 的兩個部件(1， 2)至少分段式，特別是通過高溫焊接和/或低溫焊接 而相互材料接合地連接。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng)的兩個 部件(1， 2)至少分段式通過低溫和/或高溫焊接相互連接。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng) 的兩個部件(1， 2)至少分段式通過擴(kuò)散區(qū)相互連接。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的測量變送器，其中，通過形成擴(kuò)散區(qū)， 第一部件(1)直接燒結(jié)在第二部件(2)上。
23. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng) 的兩個部件(1， 2)至少分段式特別是通過塑料彼此粘連。
24. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng) 的兩個部件之一沿連接系統(tǒng)的虛擬縱軸(L)至少部分地穿過另一個部 件(1)。
25. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng) 的至少兩個部件(1， 2)之一至少分段式且至少部分地圍繞至少兩個 部件(1， 2)中的另一部件。
26. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng) 的至少兩個部件(1， 2)之一以至少部分彎曲的、特別是構(gòu)成為柱體 表面的外表面，與連接系統(tǒng)的至少兩個部件(1， 2)的另一部件的內(nèi) 表面平面接觸。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的測量變送器，其中，所述內(nèi)表面由至 少在各部件(1, 2)的部分區(qū)域內(nèi)延伸的穿孔的內(nèi)壁構(gòu)成。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng) 的兩個部件(1， 2)至少部分構(gòu)成特別是作用于縱軸方向和/或第二部 件(2)外表面圓周方向的壓帶。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26至28之一所述的測量變送器，其中，在通 過連接系統(tǒng)的兩個部件(1， 2)的相互接觸的表面而形成的連接系統(tǒng) 的作用面上形成夾緊力，該夾緊力特別是徑向?qū)?zhǔn)縱軸的法向力，這 樣連接系統(tǒng)的兩個部件(1， 2)中的至少一個至少部分持久彈性形變， 特別是彈性塑性混合形變。
30. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，兩個部件 (1， 2)中的至少一個部件至少部分持久彈性形變，特別是塑性彈性混合形變。
31. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng) 的至少一個部件U， 2)為環(huán)形。
32. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng) 的至少一個部件(i， 2)為套筒形。
33. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng) 的至少一個部件a， 2)為管形。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的測量變送器，其中，至少一個部件(l， 2)是至少部分直的圓柱形管。
35. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng) 還包括第三部件(3)，其固定于第一部件(1)和/或第二部件(2)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的測量變送器，其中，第一部件(1) 不僅與第二部件(2)而且與第三部件(3)分別至少分段式材料接合 地連接。
37. 根據(jù)權(quán)利要求35或36所述的測量變送器，其中，第三部件 (3)的材料至少從特別是熔融溫度、熱膨脹系數(shù)和/或彈性模量等物理和/或化學(xué)特性區(qū)別于第二部件(2)的材料。
38. 根據(jù)權(quán)利要求35至37之一所述的測量變送器，其中，第三 部件(3)與第一部件(1)相距安裝和/或與第一部件(1)基本相同。
39. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng) 的一個部件(1， 2)構(gòu)造為測量變送器的測量管，用于導(dǎo)引測量介質(zhì)， 并且在測量變送器的工作中振動，特別是至少間歇性地圍繞振蕩軸彎 曲振蕩，所述振蕩軸沿連接系統(tǒng)的縱軸方向延伸和/或與連接系統(tǒng)的縱 軸方向一致。
40. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的測量變送器，其中，第一部件(1) 為測量管，以及第二部件(2)為固定在測量管上的特別是板式或者片 式的金屬體。
41. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的測量變送器，其中，第二部件(2)為測量管以及第一部件(1)為固定在測量管上的特別是板式或者片式 的金屬體。
42. 根據(jù)權(quán)利要求1至37所述的測量變送器，其中，連接系統(tǒng)的 部件(1， 2)之一構(gòu)造為測量變送器的測量管，其用于導(dǎo)引測量介質(zhì)， 并且在測量變送器的工作中振動，特別是至少間歇性地圍繞振蕩軸彎 曲振蕩，所述振蕩軸沿連接系統(tǒng)的縱軸方向延伸和/或與連接系統(tǒng)的縱 軸方向一致，并且第三部件(3)構(gòu)造為可振蕩地固定于測量管的和/ 或可振蕩地支撐測量管的測量變送器支撐件。
43. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的測量變送器，其中，第三部件(3) 為測量變送器的包圍測量管的變送器殼體。
44. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的測量變送器，其中，第三部件(3) 為測量變送器的反振蕩器，其包圍測量管、特別是圓柱形并與測量管 基本同軸。
45. 根據(jù)權(quán)利要求39至44之一所述的測量變送器，其中，連接 系統(tǒng)的至少一個部件(1， 2， 3)構(gòu)造為測量變送器的法蘭，其固定于 測量管的端部且用于將構(gòu)造為導(dǎo)管的管線與測量管相連接。
全文摘要
測量變送器，包括至少一個連接系統(tǒng)(1，2)，該連接系統(tǒng)通過至少兩個特別是由金屬制成的部件(1，2)構(gòu)成。至少將連接系統(tǒng)的第一部件(1)構(gòu)造為由至少兩種材料制成的合成成形體，這兩種材料的至少一個物理和/或化學(xué)特性彼此不同，特別是材料密度，熔融溫度，熱膨脹系數(shù)和/或彈性模量等。通過采用至少一個合成部件，可以使連接系統(tǒng)的至少兩個部件長久而且可靠地材料接合，特別是通過焊接連接；特別是適用于連接系統(tǒng)為雙金屬或者多金屬的情況。
文檔編號G01F15/18GK101128721SQ200680006247
公開日2008年2月20日 申請日期2006年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月25日
發(fā)明者恩尼奧·比托, 沃爾夫?qū)さ吕漳? 雷納·洛倫茨 申請人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司