專利名稱：磁性裝置和帶有這種磁性裝置的振動(dòng)型測(cè)量變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別是適用于振蕩轉(zhuǎn)換器和/或適用于振動(dòng)型測(cè)量變換器的磁性裝置，該磁性裝置帶有提供磁場(chǎng)的永磁體、與該永磁體固定連接的保持裝置以及磁杯。此外，本發(fā)明還涉及一種用于在管道中流動(dòng)的介質(zhì)的、配設(shè)有至少一個(gè)這樣的磁性裝置的振動(dòng)型測(cè)量變換器。
背景技術(shù)：
在工業(yè)測(cè)量技術(shù)中，尤其是聯(lián)系到對(duì)自動(dòng)化技術(shù)過(guò)程的調(diào)節(jié)和監(jiān)測(cè)，為了確定在過(guò)程管線(例如管道)中流動(dòng)的介質(zhì)(例如液體和/或氣體)的特征性測(cè)量變量，經(jīng)常使用測(cè)量系統(tǒng)，這些測(cè)量系統(tǒng)借助振動(dòng)型測(cè)量變換器以及連接在該測(cè)量變換器上的往往安裝在單獨(dú)的電子器件殼體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)及評(píng)估電子器件，在流動(dòng)的介質(zhì)內(nèi)感應(yīng)出反應(yīng)力，例如科氏力，并且從這些反應(yīng)力推導(dǎo)生成合適地代表至少一個(gè)測(cè)量變量的測(cè)量信號(hào)，測(cè)量變量例如是質(zhì)量流量、密度、粘度或其它過(guò)程參數(shù)。這種通常借助在線測(cè)量?jī)x以緊湊的構(gòu)造方式用集成的測(cè)量變換器，如科氏質(zhì)量流量測(cè)量計(jì)構(gòu)成的測(cè)量系統(tǒng)很早就已公開(kāi)并且在工業(yè)應(yīng)用中業(yè)已經(jīng)受考驗(yàn)。這些帶振動(dòng)型測(cè)量變換器的測(cè)量系統(tǒng)的或該測(cè)量系統(tǒng)的單個(gè)的部件的例子例如在下列文檔中說(shuō)明WO-A 88/02475, WO-A 88/03642、WO-A 99 40 394、WO-A 08/059015、WO-A 08/013545、W0-A 07/043996、WO-A 01 02 816、W0-A 00/12971、W0-A 00
14485、US--B7392709、,US-B7360451’.US-B734CI 964、US-B7299 699、US-B7213469、US--B7080564、US-B7077014、US--B7073396、US-B7040179、US-B 7017424、US--B6920798、US-B6883387、US--B6860158、US-B6840109、US-B 6758102、US--B6691583、US-B6666098、US--B6651513、US-B6557422、US-B 6519828、US--B6397685、US-B6378364、US--B6330832、US-B6223605、US-B 6168069、US--A7337676、US-A6092429、US--A6047457、US-A5979246、US-A 5945609、US--A5796012、US-A5796011、US--A5796010、US-A5731527、US-A 5691485、US--A5610342、US-A5602345、US--A5531126、US-A5476013、US-A 5398554、US--A5301557、US-A5291792、US--A5287754、US-A4823614、US-A 4777833、US--A4738144、US-A20080250871、US-A 20080223150 或 US-A20080223149、US--A 2008,/0141789、US-A 2008/0047361,US--A2007/0186685、US-A2007/0151371、US--A 2007,/0151370、 US-A 2007/0119265、US--A2007/'0119264、US-A2006/0201260、
US-6311136、JP-A 9015015、JP-A 8-136311、EP-A 317 340 或未公開(kāi)的德文專利申請(qǐng)文本 102007062397。每個(gè)在此示出的測(cè)量變換器包括至少一個(gè)基本上筆直的或至少一個(gè)彎曲的測(cè)量管，用來(lái)導(dǎo)引待測(cè)量的，可能時(shí)也極冷或極熱的介質(zhì)。此外，每個(gè)在US-A 52 91 792、 US-A 59 45 609、US-B 70 77 014、US-A 2007/0119264 WO-A 01 02 816 或 W0-A 99 40 394中示出的測(cè)量變換器具有尤其是直接固定在入口管段和出口管段上的附加的轉(zhuǎn)換器殼體，其包圍測(cè)量管連同測(cè)量管上聯(lián)接的逆振蕩器以及設(shè)置的激勵(lì)及傳感器裝置；而例如在 US-A 48 23 614中示出的測(cè)量變換器中，轉(zhuǎn)換器殼體在一定程度上由逆振蕩器本身構(gòu)成，或換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)換器外殼和逆振蕩器是一個(gè)以及同一個(gè)結(jié)構(gòu)單元。在測(cè)量系統(tǒng)運(yùn)行中，至少一個(gè)測(cè)量管為了產(chǎn)生受流過(guò)的介質(zhì)影響的振蕩形式而在運(yùn)行時(shí)發(fā)生振動(dòng)。為了引起至少一個(gè)測(cè)量管的振蕩，振動(dòng)型測(cè)量變換器還具有在運(yùn)行中由所述驅(qū)動(dòng)電子器件產(chǎn)生的以及相應(yīng)地調(diào)節(jié)的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)例如來(lái)調(diào)節(jié)的電流和/或來(lái)調(diào)節(jié)的電壓來(lái)控制的激勵(lì)裝置。這種激勵(lì)裝置借助至少一個(gè)在運(yùn)行時(shí)被激勵(lì)電流流過(guò)的機(jī)電式，尤其是電力學(xué)的激振器，將測(cè)量管激勵(lì)到處于有效模式中的彎曲振蕩。此外，這類測(cè)量變換器還包括一種傳感器裝置，該傳感器裝置帶有尤其是電力學(xué)的振蕩傳感器，用于至少逐點(diǎn)地檢測(cè)至少一個(gè)測(cè)量管的入口側(cè)和出口側(cè)的振蕩，尤其是科氏模式下的振蕩，以及用于產(chǎn)生受到待檢測(cè)的過(guò)程參數(shù)，例如質(zhì)量流量或密度影響的電的傳感器信號(hào)。除用于檢測(cè)測(cè)量管的振動(dòng)的振蕩傳感器外，如在EP-A 831 306、US-A 57 36 653、US-A 53 81 697或 WO-A 01/02816中建議的那樣，測(cè)量變換器還可以具有另一些尤其是用于檢測(cè)次級(jí)測(cè)量變量(如溫度、加速度、膨脹、電壓等)的內(nèi)部件或布置在這些內(nèi)部件附近的傳感器，該內(nèi)部件總是借助測(cè)量管、逆振蕩器以及安裝在逆振蕩器上的激勵(lì)及傳感器裝置形成。作為激勵(lì)的振蕩形式，亦即所謂的有效模式，在帶有彎曲的，例如U形、V形或Ω 形的測(cè)量管的測(cè)量變換器中，通常選擇這樣一種本征振蕩形式，其中測(cè)量管至少部分地在最低自然諧振頻率中圍繞測(cè)量變換器的虛構(gòu)的縱軸線以在一端張緊的懸臂的方式擺動(dòng)，由此在流過(guò)的介質(zhì)中感應(yīng)出與質(zhì)量流量相關(guān)的科氏力。這些科氏力又導(dǎo)致，具有與按至少一種同樣是自然的第二振蕩形式，亦即科氏模式相同的頻率的彎曲振蕩，被疊合在有效模式的激勵(lì)的振蕩上，在測(cè)量管彎曲的情況下，也就是擺狀的懸臂振蕩。在帶彎曲的測(cè)量管的測(cè)量變換器中，這些通過(guò)科氏力引起的科氏模式下的懸臂振蕩通常對(duì)應(yīng)這樣一種本征振蕩形式，在該本征振蕩形式中，測(cè)量管也圍繞一條垂直于縱軸線定向的虛構(gòu)的豎軸線執(zhí)行轉(zhuǎn)動(dòng)振蕩。反之，在帶筆直的測(cè)量管的測(cè)量變換器中，為了生成與質(zhì)量流量相關(guān)的科氏力，通常選擇這樣一種有效模式，在該有效模式中，測(cè)量管至少部分基本上在唯一的虛構(gòu)的振蕩平面中執(zhí)行彎曲振蕩，從而使科氏模式下的振蕩相應(yīng)地設(shè)計(jì)成有相同振蕩頻率的、與有效模式振蕩共面的彎曲振蕩?；谟行Ｊ胶涂剖夏Ｊ降闹丿B，借助傳感器裝置在入口側(cè)和出口側(cè)檢測(cè)到的振動(dòng)的測(cè)量管的振蕩具有也與質(zhì)量流量相關(guān)的、能測(cè)量的相位差。通常，這種例如在科氏質(zhì)量流量測(cè)量中使用的測(cè)量變換器的測(cè)量管在運(yùn)行時(shí)被激發(fā)至為有效模式選擇的振蕩形式的即時(shí)自然諧振頻率，尤其是在恒定調(diào)節(jié)的振幅下。因?yàn)檫@種諧振頻率特別也與介質(zhì)的即時(shí)密度有關(guān)，所以借助市面上普遍使用的科氏質(zhì)量流量測(cè)量計(jì)，除質(zhì)量流量外還可以測(cè)量流動(dòng)的介質(zhì)的密度。此外，還可能的是，如在US-B 66 51 513或US-B 70 80 564中示出的那樣，借助振動(dòng)型測(cè)量變換器直接測(cè)量流過(guò)的介質(zhì)的粘度，例如基于一種引起振蕩所需的激勵(lì)功率。在有兩個(gè)測(cè)量管的測(cè)量變換器中，測(cè)量變換器大多經(jīng)由在測(cè)量管和入口側(cè)的連接凸緣之間延伸的入口側(cè)分配器部件以及經(jīng)由在測(cè)量管和出口側(cè)的連接凸緣之間延伸的出口側(cè)分配器部件連接到過(guò)程管線中。在有唯一一個(gè)測(cè)量管的測(cè)量變換器中，測(cè)量管大多經(jīng)由入口側(cè)匯入的基本上筆直的連接管段以及經(jīng)由在出口側(cè)匯入的基本上筆直的連接管段與過(guò)程管線聯(lián)通。此外，每個(gè)所示的帶唯一一個(gè)測(cè)量管的測(cè)量變換器還分別包括至少一個(gè)一件式或多件式構(gòu)成的、例如管形、盒形或板形的逆振蕩器，該逆振蕩器在形成第一聯(lián)接區(qū)的情況下在入口側(cè)聯(lián)接在測(cè)量管上，以及在形成第二聯(lián)接區(qū)的情況下在出口側(cè)聯(lián)接在測(cè)量管上，并且該逆振蕩器在運(yùn)行時(shí)基本上靜止或與測(cè)量管對(duì)等地，亦即同頻率以及反相地振動(dòng)。測(cè)量變換器的借助測(cè)量管和逆振蕩器形成的內(nèi)部件大多單獨(dú)借助兩個(gè)連接管段夾持在提供保護(hù)的測(cè)量變換器殼體中，尤其是以能實(shí)現(xiàn)內(nèi)部件相對(duì)測(cè)量管振蕩的方式，測(cè)量管經(jīng)由所述兩個(gè)連接管段在運(yùn)行時(shí)與過(guò)程管線聯(lián)通。在例如于 US-A 52 91 792,US-A 57 96 010,US-A 59 45 609,US-B 70 77 014、US-A 2007/0119264, WO-A 01 02 816 或 W0-A 99 40 394 中示出的、帶有唯一一個(gè)基本上筆直的測(cè)量管的測(cè)量變換器中，測(cè)量管和逆振蕩器如在傳統(tǒng)的測(cè)量變換器中那樣完全普遍的是，彼此基本上同軸地定向。在前述類型的市面上流通的測(cè)量變換器中，逆振蕩器也大多設(shè)計(jì)成基本上管形亦即設(shè)計(jì)為基本上筆直的空心圓柱形，該逆振蕩器這樣布置在測(cè)量變換器中，使測(cè)量管至少部分地被逆振蕩器包覆。尤其是在測(cè)量管也使用鈦、鉭或鋯時(shí)，大多使用成本較為低廉的鋼，如結(jié)構(gòu)鋼或易削鋼作為這類逆振蕩器的材料。前述類型的測(cè)量變換器的激勵(lì)裝置通常具有至少一個(gè)大多差動(dòng)地作用在至少一個(gè)測(cè)量管和可能時(shí)存在的逆振蕩器或可能時(shí)存在的另一個(gè)測(cè)量管上的、用作激振器的、大多電動(dòng)力的磁性裝置，而傳感器裝置則包括用作入口側(cè)的振蕩傳感器的、在入口側(cè)的、大多同樣是電動(dòng)學(xué)的磁性裝置以及至少一個(gè)與該磁性裝置基本上結(jié)構(gòu)相同的、用作出口側(cè)的振蕩傳感器的出口側(cè)的磁性裝置。通常，至少用作振蕩傳感器的磁性裝置基本上構(gòu)造相同。這些市面上流通的振動(dòng)型測(cè)量變換器的用作振蕩轉(zhuǎn)換器的磁性裝置，借助在帶測(cè)量管和與該測(cè)量管聯(lián)接的逆振蕩器的測(cè)量變換器中大多固定在逆振蕩器上的磁性線圈以及與至少一個(gè)磁性線圈交互作用的、特別是插入該磁性線圈的、用作電樞的、更確切地說(shuō)設(shè)計(jì)成細(xì)長(zhǎng)形的，尤其是桿形的永磁鐵形成，該永磁體相應(yīng)地固定在要運(yùn)動(dòng)的測(cè)量管上。這樣做的優(yōu)點(diǎn)例如在于，借助磁性裝置能夠在振動(dòng)的測(cè)量管和測(cè)量管的逆部分，亦即可能時(shí)存在的逆振蕩器或可能時(shí)存在的另外的測(cè)量管之間，差動(dòng)地檢測(cè)或生成振蕩運(yùn)動(dòng)。永磁體和用作激勵(lì)或傳感器線圈的磁性線圈在此通常這樣定向，使得這些磁性線圈基本上彼此同軸地延伸。此外，在傳統(tǒng)的測(cè)量變換器中，用作激振器的磁性裝置通常這樣設(shè)計(jì)并安放在測(cè)量變換器中， 使該磁性裝置基本上在中央作用在至少一個(gè)測(cè)量管上。在此，用作激振器的磁性裝置，如在 US-A 57 96 010,US-B 68 40 109,US-B 70 77 014 或 US-B 70 17 424 建議的測(cè)量變換器中所示，大多至少逐點(diǎn)地沿著測(cè)量管的虛構(gòu)的中央圓周線在外側(cè)固定在該測(cè)量管上。作為對(duì)借助在幾乎中央且直接作用到測(cè)量管上的磁性裝置形成的激振器的一種備選，如在US-B 65 57 422、US-A 60 92 429、或US-A 48 23 614中所建議的那樣，例如也可以使用借助兩個(gè)不是在測(cè)量管的中央，而是在入口側(cè)或出口側(cè)附近固定在測(cè)量管上的磁性裝置形成的激勵(lì)裝置，或如在US-B 62 23 605或US-A 55 31 1 中建議的那樣，例如也使用借助作用在可能存在的逆振蕩器和測(cè)量轉(zhuǎn)換器殼體之間作用的磁性裝置形成的激勵(lì)裝置。在前述類型的測(cè)量變換器中，如在US-A 60 47 457或US-B 69 20 798中提及的那樣，通常磁性線圈和用作振蕩轉(zhuǎn)換器(此時(shí)是激振器或振蕩傳感器)的磁性裝置的與之對(duì)應(yīng)的永磁體被夾持在安裝到測(cè)量管上的環(huán)形或圓盤形的、尤其是金屬的固定元件上，這些固定元件分別基本上沿著一條虛構(gòu)的圓周線固定地合抱測(cè)量管。各自的固定元件可以如在 US-A 60 47 457、US-B 72 99 699、US-A 2006/0201260, US-A 56 10 342 或 US-B 65 19 828中所建議的那樣，通過(guò)從外部壓入、通過(guò)液壓式按壓或從測(cè)量管內(nèi)部的滾壓、或通過(guò)熱壓配合，固定在測(cè)量管上，尤其是用這樣一種方式，即持續(xù)地承受彈性變形或混合式的塑性-彈性變形并且因而關(guān)于測(cè)量管永久地徑向預(yù)緊。
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在市面上流通的振動(dòng)型測(cè)量變換器中，如所指出的那樣，用作振蕩傳感器的磁性裝置通常至少基本上設(shè)計(jì)成與至少一個(gè)用作激振器的磁性裝置結(jié)構(gòu)相同，它們按照相同的作用原理工作。與此相應(yīng)，這種傳感器裝置的磁性裝置也大多分別借助至少一個(gè)提供磁場(chǎng)的桿形永磁體構(gòu)成，該永磁體通常固定在必要時(shí)存在的逆振蕩器上、大多暫時(shí)被可變磁場(chǎng)貫穿以及隨之而來(lái)地至少暫時(shí)被加載感應(yīng)的測(cè)量電壓以及固定在測(cè)量管上并與至少一個(gè)磁性線圈配合作用。所述線圈的每一個(gè)都借助至少一對(duì)電連接線與在線測(cè)量?jī)x的所述驅(qū)動(dòng)及評(píng)估電子器件連接，該驅(qū)動(dòng)及評(píng)估電子器件大多以盡可能短的路徑從線圈經(jīng)由逆振蕩器導(dǎo)引至轉(zhuǎn)換器殼體。在前述類型的磁性裝置中，為了將流經(jīng)線圈和永磁體的磁場(chǎng)均勻化以及為了避免干擾性的漏磁場(chǎng)，永磁體通常安放在至少部分地由導(dǎo)磁的材料制成的磁杯中并且因而夾持在杯底上，磁杯的基本上管形的尤其圓柱形的杯壁從杯底開(kāi)始延伸。通常永磁體基本上布置在杯底的中央并且大多固定在杯底上，使得永磁體和杯壁彼此基本上同軸延伸地定向。為了固定永磁體和磁杯，如在WO-A 88/0M75中指出的那樣，在前述類型的磁性裝置中也可以使用夾緊螺釘，該夾緊螺釘穿過(guò)設(shè)在永磁體中的鉆孔以及杯底中與前述鉆孔對(duì)應(yīng)的鉆孔，并且用相應(yīng)的鎖緊螺母擰緊。然而，這種夾緊螺釘，尤其是它的最終構(gòu)成永磁體自由端的各個(gè)螺釘頭，會(huì)以不期望的方式歪曲以及干擾磁性裝置中的磁場(chǎng)。為了避免這種對(duì)磁場(chǎng)的干擾，在市面上流通的振動(dòng)型測(cè)量變換器的磁性裝置中， 如TO-A 07/043996、WO-A 00/12971所指出的那樣，永磁體和杯底通常彼此材料接合地連接，亦即通過(guò)硬釬焊或熔焊，可能時(shí)也使用壓裝到永磁體上并在永磁體和釬料之間起緩沖的套筒。此外，還普遍的是，將永磁體粘接到杯底上。然而，如WO-A 00/U971或US-B 68 83 387所提到的那樣，前述類型的磁性裝置也會(huì)承受巨大的負(fù)荷，亦即由于很高的(> 200°C ) 或很低(< -50°C )的運(yùn)行溫度和/或由于高加速力(> 10G)，因此必須對(duì)特別在永磁體和杯底之間建立起來(lái)的材料接合的粘接連接或釬焊連接有很高的質(zhì)量要求，尤其是在運(yùn)行條件下的耐久性方面。但這種在永磁體和杯底之間的材料接合式連接的缺點(diǎn)在于，尤其是也由于永磁體在磁杯內(nèi)的安裝位置以及永磁體和磁杯特別小的尺寸，最終建立材料接合的材料(亦即釬料或粘接劑)的使用以及永磁體在磁杯內(nèi)部的高度精確的定向都伴隨著巨大的困難，因此耗費(fèi)巨大。此外，由于用于永磁體或杯底的材料往往很不相同，尤其是在較寬的熱和/或機(jī)械的負(fù)荷范圍上的可加工性和所需的耐久度方面迥異，實(shí)際上非常適用的釬料和粘接劑不是那么容易獲得或非常之昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)是，改善前述的適用于振動(dòng)型測(cè)量變換器的磁性裝置，使得一方面簡(jiǎn)化該磁性裝置的安裝，另一方面也可以進(jìn)一步延展這種磁性裝置的耐久度和它的工作溫度范圍。為解決該技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明在于一種特別是用于振蕩轉(zhuǎn)換器和/或用于振動(dòng)型測(cè)量變換器的磁性裝置，該磁性裝置包括-提供磁場(chǎng)的特別是桿形的永磁體，-與永磁體尤其通過(guò)摩擦配合和/或形狀配合和/或材料接合而固定連接的、特別設(shè)計(jì)成夾緊鉗的保持裝置，該保持裝置帶有朝向永磁體的、尤其是至少部分設(shè)計(jì)成外圓錐的保持頭用于夾持永磁體，還帶有固定在保持頭上的、尤其是具有外螺紋的和/或在連接在保持頭上的區(qū)段中有縱向切口的保持螺釘，以及-磁杯，該磁杯帶有杯底和從杯底延伸出來(lái)的、尤其是基本上圓柱形和/或管形的杯壁，-其中，保持裝置的保持頭至少局部容納在設(shè)在杯底中的、特別是至少部分設(shè)計(jì)為內(nèi)圓錐的穿孔，以及-其中，保持頭的外接觸面和穿孔的內(nèi)接觸面在形成磁杯和保持裝置之間的摩擦配合的情況下彼此觸碰，尤其通過(guò)拓寬穿孔和/或使杯底彈性變形的方式。此外，本發(fā)明還在于一種用于在管道中流動(dòng)的介質(zhì)的振動(dòng)型測(cè)量變換器，該測(cè)量變換器包括至少一個(gè)至少暫時(shí)振動(dòng)的測(cè)量管，用于導(dǎo)引待測(cè)量的介質(zhì)，以及至少一個(gè)特別是用作電力學(xué)的激振器或用作電力學(xué)的振蕩傳感器的、夾持在至少一個(gè)測(cè)量管上的、用于至少一個(gè)測(cè)量管的振動(dòng)的振蕩轉(zhuǎn)換器，其中，至少一個(gè)振蕩轉(zhuǎn)換器借助所述的磁性裝置構(gòu)成。按照本發(fā)明的磁性裝置的第一種設(shè)計(jì)方案，保持裝置的保持螺釘具有外螺紋，以及保持裝置的保持頭借助擰裝在保持螺釘上的鎖緊螺母保持壓靠到杯底上。本發(fā)明的這種設(shè)計(jì)方案的擴(kuò)展設(shè)計(jì)方案還規(guī)定，在鎖緊螺母和杯底之間安放尤其設(shè)計(jì)成彈簧圈或彈簧盤的彈簧元件。按照本發(fā)明的磁性裝置的第二種設(shè)計(jì)方案，保持頭借助至少兩個(gè)或多個(gè)分別設(shè)計(jì)成夾頭的頭部構(gòu)成。本發(fā)明的這種設(shè)計(jì)方案的擴(kuò)展設(shè)計(jì)方案還規(guī)定，永磁體用它的其中一個(gè)端部安放在至少兩個(gè)頭部之間，以及至少兩個(gè)頭部在形成永磁體和保持頭之間的摩擦配合的情況下，保持壓靠在永磁體上，所述摩擦配合特別是與鎖緊螺母和穿孔以及至少兩個(gè)頭部共同作用而強(qiáng)制得到的。按照本發(fā)明的磁性裝置的第三種設(shè)計(jì)方案，磁杯和保持裝置之間的摩擦配合通過(guò)磁杯在保持裝置上尤其是保持頭上的熱壓配合而建立。按照本發(fā)明的磁性裝置的第四種設(shè)計(jì)方案，永磁體和保持頭借助尤其是通過(guò)可再次拆卸的摩擦配合和/或借助形狀配合和/或借助尤其是通過(guò)釬焊連接或粘接建立的材料接合而彼此固定。按照本發(fā)明的磁性裝置的第五種設(shè)計(jì)方案，磁杯的杯壁具有至少一個(gè)切口，該切口尤其延伸至杯壁的相對(duì)杯底位于遠(yuǎn)端的邊緣。按本發(fā)明的磁性裝置的第六種設(shè)計(jì)方案，永磁體至少部分特別是大部分或全部由稀土，尤其是NdFeB、SmCo或類似物構(gòu)成；和/或永磁體至少部分特別是大部分或全部地由鐵氧體或AlNiCo構(gòu)成。按本發(fā)明的磁性裝置的第七種設(shè)計(jì)方案，磁杯至少部分尤其是大部分或全部由鋼，尤其是易削鋼或結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)成；和/或磁杯至少部分尤其是大部分或全部由鐵氧體構(gòu)成。按本發(fā)明的測(cè)量變換器的第一種設(shè)計(jì)方案，磁性裝置經(jīng)由保持頭與至少一個(gè)測(cè)量管機(jī)械地聯(lián)接。按本發(fā)明的測(cè)量變換器的第二種設(shè)計(jì)方案，至少一個(gè)振蕩轉(zhuǎn)換器還具有承受永磁體磁場(chǎng)的螺線管。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，即使在至少暫時(shí)高于200°C和/或至少暫時(shí)低于_50°C的極端工作溫度，也能在在線測(cè)量?jī)x中使用利用磁性裝置構(gòu)成的振動(dòng)型測(cè)量變換器，該在線測(cè)量?jī)x尤其是科氏質(zhì)量流量測(cè)量?jī)x、密度測(cè)量?jī)x、粘度測(cè)量?jī)x或類似物，用于測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)在管道中流動(dòng)的介質(zhì)的至少一個(gè)參數(shù)，尤其是質(zhì)量流量m、密度P和/或粘度η。此外， 前述類型的磁性裝置的結(jié)構(gòu)和安裝都得到了極大的簡(jiǎn)化并因而在總體上降低了振動(dòng)型測(cè)量變換器的制造成本。


接下來(lái)借助附圖所示實(shí)施例解釋本發(fā)明和其它的優(yōu)點(diǎn)。附圖中相同的部分用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注。倘若為清楚起見(jiàn)，可以在接下來(lái)的附圖中省去業(yè)已提及的附圖標(biāo)記。附圖中圖Ia用立體側(cè)視圖示意地示出了用于在管道中流動(dòng)的介質(zhì)的在線測(cè)量?jī)x；圖Ib用剖切的側(cè)視圖示意地示出了一種適用于按圖Ia的在線測(cè)量?jī)x的振動(dòng)型測(cè)
量變換器；圖2a、2b用剖切的側(cè)視圖Qa)以及用俯視圖Qb)示意地示出了一種用于按圖Ib 的測(cè)量變換器的磁性裝置；圖3a、3b以部分剖切的側(cè)視圖(3a)或俯視圖(3b)示意地示出了適用于按圖Ib 的測(cè)量變換器的磁性裝置的另一種變型；圖4以俯視圖示意地示出了適用于按圖Ib的測(cè)量變換器的磁性裝置的另一種變型；以及圖5以分解圖示意地示出了按本發(fā)明的磁性裝置。
具體實(shí)施例方式在圖Ia中示出一種可插入工業(yè)裝置的在此未示出的過(guò)程管線亦即管道中的測(cè)量系統(tǒng)，其例如作為科氏質(zhì)量流量測(cè)量?jī)x、密度測(cè)量?jī)x、粘度測(cè)量?jī)x、壓力測(cè)量?jī)x或類似物，該測(cè)量系統(tǒng)用于測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)在過(guò)程管線中流動(dòng)的例如高于200°C的熱介質(zhì)或低于-50°C 的冷介質(zhì)的至少一個(gè)物理測(cè)量變量，例如質(zhì)量流量、密度、粘度等。在此以緊湊的構(gòu)造方式設(shè)計(jì)成在線測(cè)量?jī)x的測(cè)量系統(tǒng)為此包括一個(gè)經(jīng)由入口端以及出口端連接在過(guò)程管線上的振動(dòng)型測(cè)量變換器，該測(cè)量變換器在運(yùn)行時(shí)相應(yīng)地被待測(cè)量的介質(zhì)流過(guò)，并且電連接在測(cè)量系統(tǒng)的用于控制測(cè)量變換器的驅(qū)動(dòng)電子器件上以及電連接在測(cè)量系統(tǒng)的處理測(cè)量變換器的初級(jí)信號(hào)且可能時(shí)在運(yùn)行中也與驅(qū)動(dòng)電子器件通信的評(píng)估電子器件上，該評(píng)估電子器件在運(yùn)行時(shí)提供至少一個(gè)代表測(cè)量變量的測(cè)量值。此外，驅(qū)動(dòng)電子器件及評(píng)估電子器件以及其他用來(lái)運(yùn)行測(cè)量系統(tǒng)的電子器件部件(如內(nèi)部供能電路和/或在上位測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上的接頭和/或用作總線的通信電路)進(jìn)一步被安裝在一個(gè)相應(yīng)的、尤其是防擊打和/ 或防爆設(shè)計(jì)的電子器件殼體200中。在圖Ib中極度簡(jiǎn)化地示意性示出了用于這種振動(dòng)型測(cè)量變換器的一個(gè)實(shí)施例。 測(cè)量變換器用于在流過(guò)的介質(zhì)中生成機(jī)械的反應(yīng)力，例如質(zhì)量流量相關(guān)的科氏力、密度相關(guān)的慣性力和/或粘度相關(guān)的摩擦力，這些力能被測(cè)量地、尤其是能被傳感器檢測(cè)地反作用到測(cè)量變換器上?；谶@些反應(yīng)力，能夠以技術(shù)人員公知的方式測(cè)量例如介質(zhì)的質(zhì)量流量m、密度P和/或粘度η。測(cè)量變換器為此包括轉(zhuǎn)換器殼體100以及設(shè)置在轉(zhuǎn)換器殼體 100內(nèi)的內(nèi)部件，該內(nèi)部件真正促成至少一個(gè)待測(cè)量參數(shù)的物理-電轉(zhuǎn)換。為了導(dǎo)引介質(zhì)，內(nèi)部件包括至少一個(gè)(在圖Ib所示實(shí)施例中是唯一的、基本上筆直的)測(cè)量管10，該測(cè)量管在運(yùn)行時(shí)發(fā)生振動(dòng)并且在此圍繞一靜態(tài)的靜止位置振動(dòng)地重復(fù)彈性變形。在該位置需要預(yù)先加以考慮以及詳細(xì)地指出的是，盡管在圖2所示的實(shí)施例中的測(cè)量變換器具有唯一的筆直的測(cè)量管并且至少就這點(diǎn)而言在其機(jī)械結(jié)構(gòu)上以及其工作原理上和那些在 EP-A 317 340、US-B 72 99 699、US-B 70 73 396、US-B 70 40 179、US-B 70 17 424、US-B 68 40 109、US-B 66 91 583、US-B 66 51 513、US-B 63 97 685、US-B 63 30 832,US-A 60 47 457,US-A 59 79 246,US-A 59 45 609,US-A 57 96 012,US-A 57 96 010,US-A 56 91 485,US-A 55 31 126,US-A 54 76 013,US-A 53 98 554,US-A 52 91 792、US-A 48 23 614中提到的相似，但為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，當(dāng)然也可以使用其它的振動(dòng)型測(cè)量變換器，尤其是帶有多于一個(gè)的測(cè)量管和/或彎曲的測(cè)量管。例如至少一個(gè)測(cè)量管以及測(cè)量管的因此也在其內(nèi)腔內(nèi)部延伸的虛構(gòu)的中心軸線在此至少分段地基本上設(shè)計(jì)成S形、 Ω 形或 U 形，或例如在 US-B 68 60 158、US-B 66 66 098、US-B 72 13 469 或 US-B 73 60 451中所指出的那樣，設(shè)計(jì)成至少分段地基本上呈V形。此外，其它適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的測(cè)量管形式的范例在本文開(kāi)頭所述的US-A 52 87 754、US-A 56 02 345, US-A 57 96 011、 US-6311136、US-B 67 58 102、US-A 57 31 527、US-A 53 01 557 或 US-B 69 20 798 中有記載。在測(cè)量變換器工作時(shí)，如在這樣的測(cè)量變換器中普遍地那樣，測(cè)量管10被激勵(lì)至在所謂有效模式下的彎曲振蕩(例如在基本上與自然諧振頻率相應(yīng)的激勵(lì)頻率fra。下)，從而使得測(cè)量管圍繞一條在此與測(cè)量變換器的將該測(cè)量變換器的入口端和出口端虛擬連接的虛構(gòu)縱軸線L基本上平行或重合的虛構(gòu)的彎曲振蕩軸線振動(dòng)且至少部分基本上按自然第一本征振蕩形式彎曲。在按運(yùn)行規(guī)定的情況下，即介質(zhì)在過(guò)程管線中流動(dòng)并且因而質(zhì)量流量m不為零時(shí)，借助以前述方式振動(dòng)的測(cè)量管10在流過(guò)的介質(zhì)中也感應(yīng)出科氏力。這些科氏力又反作用到測(cè)量管10上并且造成該測(cè)量管基本上按照自然第二本征振蕩形式的、 附加的、能被傳感器檢測(cè)到的變形。在此，這種所謂的同頻率地覆蓋激勵(lì)的有效模式的科氏模式的一種即時(shí)特征，尤其是在該科氏模式的振幅方面，也與即時(shí)的質(zhì)量流量m相關(guān)。正如在這樣的帶筆直的測(cè)量管的測(cè)量變換器中普遍的那樣，例如與有效模式基本共面的反對(duì)稱的彎曲振蕩模式的本征振動(dòng)形式可以作為第二本征振蕩形式。此外，為了最小化作用到測(cè)量管10上的干擾影響，以及也為了減小測(cè)量變換器釋放給連接的過(guò)程管線的振蕩能量，在測(cè)量變換器中設(shè)置逆振蕩器20。這種逆振蕩器20如在圖Ib中示出的那樣，在側(cè)向與測(cè)量管10間隔一定距離地布置在測(cè)量變換器中，并且在形成實(shí)際上限定測(cè)量管10的入口端的第一聯(lián)接區(qū)11#的情況下在入口側(cè)以及在形成實(shí)際上限定測(cè)量管10的出口端的第二聯(lián)接區(qū)12#的情況下，在出口側(cè)分別固定在測(cè)量管10上。在所示實(shí)施例中基本上平行于測(cè)量管10延伸的、可能時(shí)也與該測(cè)量管同軸布置的逆振蕩器 20可以例如實(shí)施成管形或也可以實(shí)施成基本上盒形。在此處示出的實(shí)施例中，逆振蕩器20 借助至少一個(gè)在入口側(cè)的第一聯(lián)接器31夾持在測(cè)量管10的入口端11#上，以及借助至少一個(gè)在出口側(cè)的、尤其是與聯(lián)接器31基本上一致的第二聯(lián)接器32夾持在測(cè)量管10的出口端1 上。在此例如可以用簡(jiǎn)單的節(jié)點(diǎn)板作為聯(lián)接器31、32，所述節(jié)點(diǎn)板以相應(yīng)的方式在入口側(cè)和在出口側(cè)分別固定在測(cè)量管10和逆振蕩器20上，亦即通過(guò)按本文開(kāi)頭提到的US-A 60 47 457或US-B 61 68 069對(duì)相應(yīng)的金屬體進(jìn)行按壓和/或釬焊。如圖Ib示意性地示出，測(cè)量管10還經(jīng)由在入口側(cè)在第一聯(lián)接區(qū)11#的區(qū)域內(nèi)匯入的筆直的第一連接管段11以及經(jīng)由在出口側(cè)在第二聯(lián)接區(qū)12#的區(qū)域內(nèi)匯入的尤其是與第一連接管段11基本上一致的筆直的第二連接管段12相應(yīng)地連接在此處未示出的、輸入或輸出介質(zhì)的過(guò)程管線上，其中，入口側(cè)的連接管段11的入口端實(shí)際上形成了測(cè)量變換器的入口端以及出口側(cè)的連接管段21的出口端構(gòu)成了測(cè)量變換器的出口端。有利的是，測(cè)量管10和兩個(gè)連接管段11、21可以一體地設(shè)計(jì)，從而例如可以使用唯一的管形半成品件來(lái)生產(chǎn)它們。取代通過(guò)唯一的、一體的管的區(qū)段來(lái)形成測(cè)量管10、入口管段11和出口管段12 的是，若有必要，也可以借助單個(gè)的、事后拼裝的，例如焊接在一起的半成品件來(lái)制造測(cè)量管10、入口管段11和出口管段12。為了制造測(cè)量管10，實(shí)際上還可以使用各種對(duì)這種測(cè)量變換器而言普遍的材料，例如鋼、鎳基合金、鈦、鋯、鉭等。很容易從圖Ia和Ib的概覽中看到，特別是與測(cè)量管10相比不易彎曲且不易扭轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換器殼體100尤其是剛性地固定在入口側(cè)的連接管段11的相對(duì)第一聯(lián)接區(qū)#11位于遠(yuǎn)側(cè)的入口端上以及固定在出口側(cè)的連接管段12的相對(duì)第一聯(lián)接區(qū)#11位于遠(yuǎn)側(cè)的出口端上。就這點(diǎn)而言，整個(gè)內(nèi)部件不僅被轉(zhuǎn)換器殼體100完全包圍，還由于該內(nèi)部件的自重和兩個(gè)連接管段11、12的彈性作用也能振蕩地夾持在轉(zhuǎn)換器殼體100中。除了容納內(nèi)部件之外，轉(zhuǎn)換器殼體100也用于夾持在線測(cè)量?jī)x的電子器件殼體200，驅(qū)動(dòng)及評(píng)估電子器件夾持在該電子器件殼體中。在測(cè)量變換器能拆卸地與例如設(shè)計(jì)成金屬管道的過(guò)程管線一起裝配的情況下，對(duì)入口側(cè)的連接管段11而言在其入口端上成形有一個(gè)第一連接凸緣13，對(duì)出口側(cè)的連接管段12而言則在出口端上成形有一個(gè)第二連接凸緣14。連接凸緣13、14在此如在所述類型的測(cè)量變換器中完全普遍的那樣，也至少部分在端側(cè)組裝在轉(zhuǎn)換器殼體100 中。但若有必要，連接管段11、12通常還可以例如借助焊接或硬釬焊直接與過(guò)程管線連接。為了激勵(lì)測(cè)量管10以及可能時(shí)存在的逆振蕩器20的機(jī)械振蕩，尤其是在有效模式下的彎曲振蕩，測(cè)量變換器還包括至少一個(gè)用作激振器16的振蕩轉(zhuǎn)換器，其在此居中地作用在測(cè)量管上。另一些對(duì)于用作激振器的振蕩轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō)合適的位置例如在本文開(kāi)頭提及的 US-B 65 57 422、US-A 60 92 429、US-A 48 23 614、US-B 62 23 605 或 US-A 55 31 126中指出。激振器由驅(qū)動(dòng)電子器件提供的以及可能時(shí)在與評(píng)估電子器件的配合下相應(yīng)地調(diào)節(jié)的激勵(lì)信號(hào)控制，例如用可調(diào)節(jié)的電流和/或可調(diào)節(jié)的電壓，該激振器用于將借助驅(qū)動(dòng)電子裝置輸入的電激勵(lì)能Eex。轉(zhuǎn)換為例如脈沖式或調(diào)和地作用到測(cè)量管10上的并且以前述方式偏轉(zhuǎn)測(cè)量管的激勵(lì)力Fra。。適用于調(diào)整激勵(lì)能Era。的驅(qū)動(dòng)電子器件對(duì)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)早已公知并且例如在 US-B 65 57 422,US-A 60 92 429,US-A 48 23 614,US-B 62 23 605 或US-A 55 31 1 中指出。如在這類測(cè)量變換器中普遍的那樣，激勵(lì)力Fex?？梢栽O(shè)計(jì)成雙向或單向，并且以技術(shù)人員公知的方式例如借助電流和/或電壓調(diào)節(jié)電路調(diào)整其幅度，并且例如借助鎖相環(huán)調(diào)整其頻率。按照本發(fā)明的另一種設(shè)計(jì)方案，至少一個(gè)測(cè)量管在運(yùn)行時(shí)借助激振器16至少暫時(shí)在有效模式中被激勵(lì)，在該有效模式中，測(cè)量管至少部分地尤其大部分地或全部地執(zhí)行圍繞將測(cè)量管的入口端和出口端虛擬地相互連接起來(lái)的虛構(gòu)振蕩軸線的彎曲振蕩，例如具有其諧振頻率中的一個(gè)頻率和/或最低頻率。測(cè)量管的彎曲振蕩在此在限定測(cè)量管的入口側(cè)端部的入口側(cè)聯(lián)接區(qū)11#的區(qū)域中具有入口側(cè)的振蕩節(jié)點(diǎn)，以及在限定測(cè)量管的出口側(cè)端部的出口側(cè)的聯(lián)接區(qū)12#的區(qū)域內(nèi)具有出口側(cè)的振蕩節(jié)點(diǎn)。在圖2所示的實(shí)施例中，測(cè)量管執(zhí)行相對(duì)于逆振蕩器20和縱軸線L的彎曲振蕩。為了檢測(cè)測(cè)量管10的振蕩，測(cè)量變換器還具有至少一個(gè)另外的用作第一振蕩傳感器17的振蕩轉(zhuǎn)換器，其在此設(shè)在測(cè)量管入口側(cè)，用于產(chǎn)生測(cè)量變換器的代表測(cè)量管10的至少一次振動(dòng)的第一初級(jí)信號(hào)Sp如在所述測(cè)量系統(tǒng)中普遍的那樣，測(cè)量變換器還具有至少一個(gè)附加的第二振蕩傳感器18，其例如在出口側(cè)安放在測(cè)量管上并且/或者基本上與振蕩傳感器17構(gòu)造相同，該第二振蕩傳感器提供測(cè)量變換器的第二初級(jí)信號(hào)&，該第二初級(jí)信號(hào)代表至少一個(gè)測(cè)量管10的至少一個(gè)另外的例如在出口側(cè)的振動(dòng)。在此處示出的實(shí)施例中，用作第一振蕩傳感器17的振蕩轉(zhuǎn)換器在入口側(cè)上，以及用作第二振蕩傳感器18的振蕩轉(zhuǎn)換器在出口側(cè)上，布置在至少一個(gè)測(cè)量管上，因此測(cè)量變換器例如也可以應(yīng)用在設(shè)計(jì)成科氏質(zhì)量流量測(cè)量?jī)x的測(cè)量系統(tǒng)中。兩個(gè)用作振蕩傳感器17、18且尤其是彼此構(gòu)造基本相同的振蕩轉(zhuǎn)換器在此有利地布置在測(cè)量管10的一側(cè)以及同一側(cè)上，并且在此這樣與兩個(gè)聯(lián)接區(qū)11#、12#的每一個(gè)相間隔地安放在測(cè)量變換器中，使得這兩個(gè)振蕩傳感器到測(cè)量管10的中心或到兩個(gè)聯(lián)接區(qū)11#、12#的最近處的距離是相同的。所述振蕩轉(zhuǎn)換器借助相應(yīng)的連接線與在線測(cè)量?jī)x的所述驅(qū)動(dòng)電子器件或所述評(píng)估電子器件電連接，所述連接線又至少分段地導(dǎo)引至轉(zhuǎn)換器殼體內(nèi)部，為此參看特別是在最開(kāi)頭提到的本來(lái)是德文的專利申請(qǐng)US-A 20080250871、US-A 20080223150或US-A 20080223149。連接線在此可以至少部分地設(shè)計(jì)成電的、至少局部在被電絕緣裝置包圍的電線中，例如形式為雙絞線、扁平帶狀電纜和/或同軸電纜。作為備選或補(bǔ)充，連接線至少分段地也借助一個(gè)特別是柔性的、可能時(shí)被涂漆的印制電路板的跡線構(gòu)成。在按本發(fā)明的測(cè)量變換器中還規(guī)定，前述用作振蕩傳感器或用作激振器的振蕩轉(zhuǎn)換器16、17、18中的至少一個(gè)(可能時(shí)每一個(gè))都借助一個(gè)例如固定在測(cè)量管10上的磁性裝置5(- > 16，17或18)構(gòu)成，所述磁性裝置具有一個(gè)安放在磁杯中的永磁體51a。至少部分由鐵磁材料構(gòu)成的永磁體可以例如由磁性陶瓷，例如鐵氧體和/或“稀土”，特別是NdFeB(釹-鐵-硼)或SmCo(釤-鈷)等制成，而磁杯51b則可至少部分由導(dǎo)磁的金屬合金構(gòu)成，例如AlNiCo(鋁-鎳-鈷)或鋼，例如易削鋼或結(jié)構(gòu)鋼。從杯底51b' 起還延伸有一個(gè)磁杯51b的例如基本上圓柱形和/或管形設(shè)計(jì)的杯壁51b"。在此設(shè)計(jì)成細(xì)長(zhǎng)和/或桿形的永磁體51a又如在圖加和2b中示意性示出的那樣，在磁杯51b內(nèi)部安放在磁杯51b的例如直接固定在測(cè)量管10上的杯底51b ‘上，例如基本上在杯底51b ‘的中央。對(duì)已經(jīng)提到的情況，即磁杯51b的杯壁51b"基本上設(shè)計(jì)成圓柱形和/或管形時(shí)，按照本發(fā)明的其它一種擴(kuò)展設(shè)計(jì)分案規(guī)定，永磁體51a和杯壁51b"彼此基本上同軸地定向。 此外還有利的是，特別是為了減少外部磁場(chǎng)對(duì)磁性裝置的干擾影響和/或?yàn)榱艘种拼判匝b置內(nèi)部的干擾渦流，在永磁體和/或如圖1示意性所示在磁杯的杯壁51b"中成形有至少一個(gè)切口 511c〃，為此例如參看本文開(kāi)頭所述的德文專利申請(qǐng)102007062397.8。借助前述磁性裝置5形成的振蕩轉(zhuǎn)換器還具有一個(gè)面對(duì)永磁體且在此相應(yīng)地固定在逆振蕩器20上的線圈52 ；作為備選，線圈52也可以固定在逆振蕩器20上并且與該線圈對(duì)應(yīng)的永磁體51a能夠以相應(yīng)的方式固定在測(cè)量管10上。例如作為螺線管實(shí)現(xiàn)的線圈52盡可能靠近永磁體51a布置，而且使得該線圈暴露在永磁體的磁場(chǎng)中。對(duì)磁性裝置51用作振蕩傳感器的情況而言，由于永磁體51a和線圈52 的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，后者感應(yīng)出一個(gè)可變的測(cè)量電壓。對(duì)磁性裝置51用作激振器的另一種情況而言，借助施加在線圈52上的激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)造成測(cè)量管振動(dòng)的激勵(lì)力Fex。。線圈和永磁鐵可以例如這樣安放在測(cè)量轉(zhuǎn)換器中并且彼此定向，使得永磁體按插入電樞類型的插入線圈中并且在線圈內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動(dòng)。按照本發(fā)明的另一種設(shè)計(jì)方案，另一個(gè)振蕩傳感器的永磁體51a和線圈52彼此基本上同軸延伸地定向。在按本發(fā)明的磁性裝置中，還設(shè)置用于將在此處示出的實(shí)施例中設(shè)計(jì)成細(xì)長(zhǎng)形或桿形的永磁體固定在磁杯內(nèi)的固定裝置51c，至少在安裝狀態(tài)下或在已完成的磁性裝置5 中，該固定裝置與永磁體51a牢固連接，亦即通過(guò)摩擦配合和/或形狀配合和/或材料接合而連接。保持裝置51c具有一個(gè)面朝永磁體以及與該永磁體接觸的保持頭51c'，用于夾持永磁體，以及還具有一個(gè)固定在保持頭上的保持螺釘51c"。保持螺釘還用其背對(duì)保持頭的端部恰當(dāng)?shù)毓潭ㄔ跍y(cè)量管10上。為了將磁性裝置夾持在測(cè)量管上，例如可以使用將推移到測(cè)量管10上的固定元件BE，其基本上沿測(cè)量管的一條虛構(gòu)的圓周線牢固地特別是在整個(gè)圓周上合攏且特別是金屬的和/或基本上是圓盤形的。這種用于磁性裝置的固定元件的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用業(yè)已為技術(shù)人員公知，例如也由本文開(kāi)頭所述的專利文檔US-A 60 47 457、US-B 65 19擬8或US-B 72 99 699公開(kāi)。可以用一種與保持螺釘或用于保持螺釘固定的釬料同面的金屬合金作為固定元件30的材料，所述金屬合金例如由鈦或鋼或相應(yīng)的陶瓷構(gòu)成。保持螺釘和固定元件可以例如材料接合地(亦即借助釬焊連接)彼此相連。保持頭51c'和保持螺釘51c"也可以同樣借助材料接合的連接(例如釬焊或熔焊或粘接)彼此固定；但保持頭51c'和保持螺釘51c"可以例如也設(shè)計(jì)成由一個(gè)坯件制成的、無(wú)需拼裝的單獨(dú)的構(gòu)件。同樣地，永磁體51a和保持頭51c'能夠借助形狀配合和/或借助尤其是通過(guò)釬焊連接、粘接連接建立的材料接合，彼此固定。作為備選，永磁體51a和保持頭51c'也可以一體式設(shè)計(jì)，例如以整體式的燒結(jié)成型件的形狀；或者永磁體可以借助在永磁體和保持頭之間形成的尤其是能夠再次拆開(kāi)的摩擦配合而與保持裝置51c牢固連接。如圖2a、圖2b或圖4a、圖4b示意性所示，按照本發(fā)明的磁性裝置5的例如基本上呈截錐形或圓柱形的保持頭51c'還至少局部被設(shè)置在杯壁51b中的穿孔51#容納，而且使得保持頭51c ‘的外接觸面C和穿孔51#的內(nèi)接觸面B在形成磁杯51b和保持裝置51c之間的摩擦配合的情況下相互觸碰。磁杯51b和保持裝置51c之間的摩擦配合可以例如通過(guò)磁杯熱壓配合在之前相應(yīng)地定位在穿孔中的保持頭上和/或通過(guò)磁杯的混合式塑性-彈性變形(亦即通過(guò)將磁杯壓向引入穿孔的保持頭)而建立，例如也按照在前述專利文檔US-A 60 47 457,US-B 65 19擬8或US-B 72 99 699中說(shuō)明的用于固定金屬體的方法。為了提高在磁杯和保持裝置之間的形狀配合的堅(jiān)固度，還附加地在穿孔51#和/或保持頭的接觸面中形成創(chuàng)造了形狀配合的輪廓。按照本發(fā)明的另一種設(shè)計(jì)方案，如圖2示意性示出，保持頭至少部分設(shè)計(jì)成外圓錐并且設(shè)置在杯底中的穿孔至少部分設(shè)計(jì)成內(nèi)圓錐，更確切地說(shuō)，使得保持頭或穿孔的彼此觸碰的接觸面基本上互相補(bǔ)償。至少在這種設(shè)計(jì)方案中，保持裝置的保持螺釘配設(shè)有外螺紋AG。此外，保持頭在本發(fā)明的這種設(shè)計(jì)方案中，如圖加示意性所示，尤其也在圖4的概覽中很容易看到的是，借助擰在保持螺釘上的鎖緊螺母S保持壓靠在杯底51b'上，可能時(shí)也通過(guò)拓寬穿孔51#或使杯底彈性變形的方式。為了提高螺栓連接的振動(dòng)堅(jiān)固度，在此還可以使用一個(gè)安放在鎖緊螺母和杯底之間的彈簧元件FE，其例如設(shè)計(jì)成彈簧圈或彈簧盤。 在此，實(shí)際上不言而喻的是，保持螺釘?shù)呐湓O(shè)有外螺紋AG的區(qū)段的尺寸使得可以在鎖緊螺母、杯底和保持頭的配合下生成一個(gè)足夠大的張緊力。 按照本發(fā)明的另一種設(shè)計(jì)方案，保持裝置也設(shè)計(jì)成作用到永磁體上的夾緊鉗。為此，如由圖加和2b或圖5的概覽清楚可知，保持頭借助兩個(gè)或也借助多個(gè)分別設(shè)計(jì)成夾頭的頭部51cA、51cB或51cC實(shí)現(xiàn)。永磁體51a在此如在圖h、2b以及圖5的概覽或在圖 3a,3b和圖5的概覽中很容易看到的那樣，將它的端部之一安放到至少兩個(gè)頭部51cA、51cB 之間，而至少兩個(gè)頭部在形成此處由鎖緊螺母和穿孔以及頭部相互配合下造成的保持頭 51c'和最終夾緊在該保持頭中的永磁體51a之間的摩擦配合的情況下，保持壓靠在永磁體51a上。此外，至少對(duì)于這種情況還規(guī)定，如由圖5所示那樣，保持螺釘在一個(gè)連接到保持頭51c'(可能時(shí)也至少部分配設(shè)有外螺紋AG)的區(qū)段中具有至少一個(gè)縱向切口 51c"‘， 該縱向切口基本上朝保持螺釘51c"的縱軸線的方向延伸直至保持頭51c'的一個(gè)朝向永磁體51a的邊緣?？v向切口 51c’ ‘‘在裝好的磁性裝置5中在鎖緊螺母S以及作用到頭部的穿孔51#的作用下被輕微的擠壓。如有必要，如圖5示意性所示，永磁體還可以在它的在安裝狀態(tài)下被頭部抓住的端部區(qū)域中具有一個(gè)同樣沿軸向延伸的并且在安裝狀態(tài)下受到輕微擠壓的縱向切口。此外，為了實(shí)現(xiàn)在永磁體51a和按壓在其上的頭部51cA、51cB之間的盡可能強(qiáng)的摩擦配合，以及還為了簡(jiǎn)化磁性裝置5的裝配，還規(guī)定，用作夾頭的頭部的與永磁體51a接觸的內(nèi)表面具有一個(gè)與永磁體51a的接觸的外表面基本上互補(bǔ)的輪廓，從而使得永磁體51a和頭部彼此盡可能大面積地接觸以及提高了作用在永磁體和頭部之間的、 最終建立起摩擦配合的摩擦力。為了進(jìn)一步提高在永磁體51a和保持裝置51c之間的抽出強(qiáng)度和振動(dòng)強(qiáng)度，可以在它們的彼此接觸的表面上還附加地設(shè)置一種形狀配合的輪廓，例如設(shè)計(jì)成螺紋或環(huán)形槽的輪廓，大致按US-B 72 99 699所建議的方式。
1權(quán)利要求
1.特別是用于振蕩轉(zhuǎn)換器和/或用于振動(dòng)型測(cè)量變換器的磁性裝置，該磁性裝置包括-提供磁場(chǎng)的永磁體(51a)，其特別是桿形的，-與永磁體尤其通過(guò)摩擦配合和/或形狀配合和/或材料接合而固定連接的保持裝置 (51c)，其特別設(shè)計(jì)成夾緊鉗，該保持裝置帶有保持螺釘(51c")和用于夾持永磁體的保持頭(51c')，該保持頭朝向永磁體且尤其是至少部分設(shè)計(jì)成外圓錐，該保持螺釘固定在保持頭上且尤其是具有外螺紋和/或在連接在保持頭上的區(qū)段中被縱向切開(kāi)，以及-磁杯(51b)，該磁杯帶有杯底(51b‘)和杯壁(51b")，該杯壁從杯底延伸出來(lái)且尤其是基本上設(shè)計(jì)成圓柱形和/或管形，-其中，保持裝置的保持頭至少局部由設(shè)在杯底中且特別是至少部分設(shè)計(jì)為內(nèi)圓錐的穿孔(51#)所容納，以及-其中，保持頭的外接觸面(C)和穿孔的內(nèi)接觸面(B)在形成磁杯和保持裝置之間的摩擦配合的情況下彼此觸碰，尤其是以拓寬穿孔和/或使杯底彈性變形的方式。
2.按權(quán)利要求1所述的磁性裝置，-其中，保持裝置的保持螺釘具有外螺紋(AG)，以及-其中，保持裝置的保持頭借助擰在保持螺釘上的鎖緊螺母( 保持壓靠到杯底上。
3.按權(quán)利要求2所述的磁性裝置，其中，在鎖緊螺母和杯底之間安放有特別是設(shè)計(jì)成彈簧圈或彈簧盤的彈簧元件(FE)。
4.按權(quán)利要求1至3之一所述的磁性裝置，其中，保持頭(51c‘)借助至少兩個(gè)或多個(gè)分別設(shè)計(jì)成夾頭的頭部(51cA、51cB、51cC)形成。
5.按權(quán)利要求4所述的磁性裝置，-其中，永磁體以永磁體的端部之一安放在至少兩個(gè)頭部之間，以及 -其中，至少兩個(gè)頭部在形成永磁體和保持頭之間的摩擦配合的情形下，被保持壓靠到永磁體上，所述摩擦配合尤其是在鎖緊螺母和穿孔以及至少兩個(gè)頭部的配合下造成的。
6.按權(quán)利要求1至5之一所述的磁性裝置，其中，在磁杯和保持裝置之間的摩擦配合通過(guò)磁杯在保持裝置上尤其在保持頭上的熱壓配合而建立。
7.按權(quán)利要求1至6之一所述的磁性裝置，其中，永磁體和保持頭借助尤其是可再次松開(kāi)的摩擦配合和/或借助形狀配合和/或借助尤其是通過(guò)釬焊連接或粘接建立的材料接合而相互固定。
8.按權(quán)利要求1至7之一所述的磁性裝置，其中，磁杯的杯壁(51b")具有至少一個(gè)切口(511c")，該切口特別是延伸至杯壁的相對(duì)杯底位于遠(yuǎn)側(cè)的邊緣。
9.按權(quán)利要求1至8之一所述的磁性裝置，-其中，永磁體至少部分，尤其是大部分或全部，由稀土，特別是NdFeB、SmCo或類似物構(gòu)成和/或-其中，永磁體至少部分，尤其是大部分或全部由鐵氧體或AlMCo構(gòu)成。
10.按權(quán)利要求1至9之一所述的磁性裝置，-其中，磁杯至少部分，尤其是大部分或全部，由鋼，特別是易削鋼或結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)成；和/或-其中，磁杯至少部分，尤其是大部分或全部，由鐵氧體構(gòu)成。
11.用于管道中流動(dòng)的介質(zhì)的振動(dòng)型測(cè)量變換器，該測(cè)量變換器包括-至少一個(gè)至少暫時(shí)振動(dòng)的測(cè)量管(10)，用于導(dǎo)引待測(cè)量的介質(zhì)，以及-至少一個(gè)振蕩轉(zhuǎn)換器，其夾持在至少一個(gè)測(cè)量管上且針對(duì)至少一個(gè)測(cè)量管的振動(dòng)，該振蕩轉(zhuǎn)換器特別是用作電力學(xué)的激振器或用作電力學(xué)的振蕩傳感器，其中，至少一個(gè)振蕩轉(zhuǎn)換器具有按權(quán)利要求1至10之一所述的磁性裝置。
12.按權(quán)利要求11所述的測(cè)量變換器，其中，磁性裝置經(jīng)由保持螺釘與至少一個(gè)測(cè)量管機(jī)械地聯(lián)接。
13.按權(quán)利要求11或12所述的測(cè)量變換器，其中，至少一個(gè)振蕩轉(zhuǎn)換器還具有暴露在永磁體的磁場(chǎng)中的螺線管。
14.按權(quán)利要求11至13之一所述的測(cè)量變換器在一種用于測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)在管道中流動(dòng)的介質(zhì)的至少一個(gè)參數(shù)的在線測(cè)量?jī)x中的應(yīng)用，所述參數(shù)尤其是質(zhì)量流量m、密度P 和/或粘度η，該在線測(cè)量?jī)x尤其是科氏質(zhì)量流量測(cè)量計(jì)、密度測(cè)量?jī)x、粘度測(cè)量?jī)x或類似物，特別是工作溫度至少暫時(shí)高于200°C和/或至少暫時(shí)低于-50°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁性裝置，其包括提供磁場(chǎng)的、特別是桿形的永磁體(51a)；與永磁體固定連接的保持裝置(51c)，該保持裝置帶有面朝永磁體的保持頭(51c′)用于夾持永磁體，還帶有固定在保持頭上的保持螺釘(51c″)；以及磁杯(51b)，該磁杯帶有杯底(51b′)和從杯底延伸出來(lái)的杯壁(51b″)。保持裝置的保持頭至少局部容納在設(shè)在杯底中的穿孔(51#)中，因此保持頭的外接觸面(C)和穿孔的內(nèi)接觸面(B)在形成磁杯和保持裝置之間的摩擦配合的情況下彼此觸碰。磁性裝置尤其用作振蕩轉(zhuǎn)換器和/或用于振動(dòng)型測(cè)量變換器中。
文檔編號(hào)G01F1/84GK102227618SQ200980147957
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者恩尼奧·比托, 格哈德·?？颂? 迪特爾·蒙得興 申請(qǐng)人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司