可变质量平衡杆的制作方法

1.下面描述的实施方式涉及平衡杆，并且更具体地涉及可变质量平衡杆。


背景技术：

2.振动传感器、比方说例如振动密度计和科里奥利(coriolis)振动计是众所周知的，并且用于对流动通过振动计中的测量导管的材料的质量流量和其他信息进行测量。在全部归于j.e.smith等人的美国专利4,109,524、美国专利4,491,025和re.31,450中公开了示例性的科里奥利振动计。这些振动计具有一个或更多个直的或弯曲构型的测量导管。例如，科里奥利质量振动计中的每个测量导管构型具有一组固有的振动模式，每个测量导管构型可以是简单的弯曲、扭转或耦合类型。可以以优选的模式驱动每个测量导管来进行振荡。
3.材料从振动计的入口侧上的连接管道流动到振动计中，被引导通过测量导管，并且通过振动计的出口侧离开振动计。振动系统的固有振动模式部分地由测量导管和在测量导管内流动的材料的组合质量限定。
4.当没有流量通过振动计时，施加至测量导管的驱动力导致沿着测量导管的所有点以相同的相位或小的“零偏移”振荡，这是在零流量下测量的时间延迟。当材料开始流动通过振动计时，科里奥利力导致沿着测量导管的每个点具有不同的相位。例如，振动计的入口端部处的相位滞后于居中的驱动器位置处的相位，而出口处的相位超前于居中的驱动器位置处的相位。测量导管上的检出器产生代表测量导管的运动的正弦信号。对从检出器输出的信号进行处理以确定检出器之间的时间延迟。两个或更多个检出器之间的时间延迟与流动通过测量导管的材料的质量流动速率成比例。
5.连接至驱动器的计量电子设备产生驱动信号以操作驱动器并根据从检出器接收到的信号确定材料的质量流动速率和其他性能。驱动器可以包括许多公知的布置结构中的一个布置结构；然而，磁体和反向驱动线圈已在振动计行业中取得了巨大的成功。交流电被传递至驱动线圈以用于使测量导管以期望的测量导管振幅和频率进行振动。在本领域中还已知将检出器设置为非常类似于驱动器布置结构的磁体和线圈布置结构。然而，当驱动器接收诱发运动的电流时，检出器可以使用由驱动器提供的运动来诱发电压。
6.图1公开了现有技术振动计1的横截面，振动计1具有封围带有端部4的平衡杆2的壳体6以及测量导管101。测量导管101的端部突出超过壳体6的壳体端部7和壳体端部8而突出至凸缘(未示出)，凸缘使振动计1能够连接至其材料流量待测量的管道。待测量的处理材料的流由箭头111、112图示。计量电子设备5通过导体22、23和24连接至振动计1以控制振动计1的操作并接收来自检出器(速度传感器)lpo和rpo的输出信号。计量电子设备处理接收到的信息并将代表材料流的输出信息通过导体26传送至未示出的应用电路。计量电子设备5通过导体23将信号施加至驱动器d(驱动器d具有对应的磁体m)，驱动器d以公知的方式使测量导管101和平衡杆2呈相位相反地振动。测量导管101与材料流量的振动在测量导管101中诱发科里奥利响应。科里奥利响应的振幅表示材料流量并且由检出器lpo和检出器rpo
(检出器lpo和检出器rpo具有磁体m)检测。检出器lpo和检出器rpo通过导体22和导体24将输出信号传送至计量电子设备5，计量电子设备5确定两个检出器的输出信号之间的相位差。该相位差与流动速率成比例。
7.然而，对于测量导管101中的材料的给定密度，现有技术振动计1的测量导管101可以通过平衡杆2来平衡。也就是说，现有技术振动计1被设计成提供具有在设计密度范围内的密度的材料的精确测量。如果材料的密度基本上大于设计密度或者小于设计密度，则测量结果可能不准确。例如，如果材料的密度在设计密度的公差范围之外，则材料的密度的测量结果可能不准确。设计密度和对应的公差范围可能由于平衡杆2而具有恒定质量。因此，需要可变质量平衡杆。


技术实现要素：

8.提供一种可变质量平衡杆。根据实施方式，可变质量平衡杆包括容纳平衡流体的平衡本体，其中，平衡流体的质量被选择成对容纳处理材料的测量导管进行平衡。
9.提供一种具有可变质量平衡杆的振动计。根据实施方式，振动计包括测量导管和机械地联接至测量导管的可变质量平衡杆。可变质量平衡杆的质量被选择成对容纳处理材料的测量导管进行平衡。
10.提供了一种包括振动计的系统，振动计包括可变质量平衡杆。根据实施方式，该系统包括振动计，振动计包括测量导管以及机械地联接至测量导管的可变质量平衡杆。可变质量平衡杆的质量被选择成对容纳处理材料的测量导管进行平衡。
11.提供一种用可变质量平衡杆使测量导管平衡的方法。根据实施方式，该方法包括选择平衡流体的质量以使容纳处理材料的测量导管平衡并将平衡流体提供至平衡本体。
12.各方面
13.根据一方面，一种可变质量平衡杆(120～320、520～820)包括容纳平衡流体(124～324b、524～824)的平衡本体(122～322b、522～822)，其中，平衡流体(124～324b、524～824)的质量被选择成对容纳处理材料的测量导管(110～310、510～810)进行平衡。
14.优选地，通过选择平衡流体(124～324b、524～824)的密度来选择平衡流体(124～324b、524～824)的质量。
15.优选地，容纳平衡流体(124～324b、524～824)的平衡本体(122～322b、522～822)的共振频率等于容纳处理材料的测量导管(110～310、510～810)的共振频率。
16.优选地，平衡本体(122～322b、522～822)的质量是等于测量导管(110～310、510～810)的质量与不等于测量导管(110～310、510～810)的质量中的一者，并且平衡本体的刚度是等于测量导管(110～310、510～810)的刚度与不等于测量导管(110～310、510～810)的刚度中的一者。
17.优选地，平衡本体(122～322b、522～822)构造成机械地联接至测量导管(110～310、510～810)。
18.优选地，平衡流体(124～324b、524～824)是非处理材料。
19.优选地，平衡本体(122～322b、522～822)包括：至少一个入口，至少一个入口构造成接收平衡流体(124～324b、524～824)；以及至少一个出口，至少一个出口构造成提供平衡流体(124～324b、524～824)。
20.优选地，平衡流体(124～324b、524～824)的质量在至少一个入口与至少一个出口之间。
21.根据一方面，一种具有可变质量平衡杆(120～320、520～820)的振动计(100～300、500～800)包括测量导管(110～310、510～810)以及机械地联接至测量导管(110～310、510～810)的可变质量平衡杆(120～320、520～820)。可变质量平衡杆(120～320、520～820)的质量被选择成对容纳处理材料的测量导管(110～310、510～810)进行平衡。
22.优选地，通过选择可变质量平衡杆(120～320、520～820)的平衡流体(124～324b、524～824)的质量来选择可变质量平衡杆(120～320、520～820)的质量。
23.优选地，可变质量平衡杆(120～320、520～820)的共振频率等于容纳处理材料的测量导管(110～310、510～810)的共振频率。
24.优选地，可变质量平衡杆(120～320、520～820)的质量是等于容纳处理材料的测量导管(110～310、510～810)的质量与不等于容纳处理材料的测量导管(110～310、510～810)的质量中的一者，并且可变质量平衡杆(120～320、520～820)的刚度是等于测量导管(110～310、510～810)的刚度与不等于测量导管(110～310、510～810)的刚度中的一者。
25.优选地，可变质量平衡杆(120～320、520～820)包括至少一个入口和至少一个出口，其中，可变质量平衡杆(120～320、520～820)的质量在入口与出口之间。
26.优选地，通过选择可变质量平衡杆(120～320、520～820)的密度来选择可变质量平衡杆(120～320、520～820)的质量。
27.优选地，振动计(700、800)还包括至少一个平衡传感器(780、880)，平衡传感器(780、880)机械地联接至振动计(700、800)的可变质量平衡杆(720、820)和参照结构(760、860b)。
28.优选地，振动计(700、800)还包括计量电子设备(750、850)，计量电子设备(750、850)与至少一个平衡传感器(780、880)通信地联接，计量电子设备(750、850)构造成确定可变质量平衡杆(720、820)是否使容纳处理材料的测量导管(710、810)平衡。
29.优选地，计量电子设备(750、850)构造成确定可变质量平衡杆(720、820)是否使容纳处理材料的测量导管(710、810)平衡包括计量电子设备(750、850)构造成确定容纳处理材料的测量导管(710、810)的共振频率是否等于可变质量平衡杆(720、820)的共振频率。
30.根据一方面，包括具有可变质量平衡杆(120)的振动计(100’)的系统(400、900)包括振动计(100、100’)，振动计(100、100’)包括测量导管(110)以及机械地联接至测量导管(110)的可变质量平衡杆(120)，其中，可变质量平衡杆(120)的质量被选择成对容纳处理材料的测量导管(110)进行平衡。
31.优选地，通过选择可变质量平衡杆(120)的平衡流体(124)的质量来选择可变质量平衡杆(120)的质量。
32.优选地，可变质量平衡杆(120)的共振频率等于容纳处理材料的测量导管(110)的共振频率。
33.优选地，可变质量平衡杆(120)的质量是等于容纳处理材料的测量导管(110)的质量与不等于容纳处理材料的测量导管(110)的质量中的一者，并且可变质量平衡杆(120)的刚度是等于测量导管(110)的刚度与不等于测量导管(110)的刚度中的一者。
34.优选地，可变质量平衡杆(120)包括至少一个入口和至少一个出口，其中，可变质
量平衡杆(120)的质量在入口与出口之间。
35.优选地，通过选择可变质量平衡杆(120)的密度来选择可变质量平衡杆(120)的质量。
36.优选地，系统(400、900)还包括至少一个平衡传感器(980)，至少一个平衡传感器(980)机械地联接至可变质量平衡杆(120)和参照结构(160、160a、160b)。
37.优选地，系统(900)还包括计量电子设备(150)，计量电子设备(150)通信地联接至所述至少一个平衡传感器(980)，计量电子设备(150)构造成确定可变质量平衡杆(120)是否使容纳处理材料的测量导管(110)平衡与选择可变质量平衡杆(120)的质量中的至少一者。
38.优选地，计量电子设备(150)构造成确定可变质量平衡杆(120)是否使容纳处理材料的测量导管(110)平衡包括计量电子设备(150)构造成确定容纳处理材料的测量导管(110)的共振频率是否等于可变质量平衡杆(120)的共振频率。
39.优选地，计量电子设备(150)构造成选择可变质量平衡杆(120)的质量包括计量电子设备(150)构造成通过控制可变质量平衡杆(120)的平衡流体(124)的密度以及控制可变质量平衡杆(120)的平衡流体(124)的体积中的至少一者来选择可变质量平衡杆(120)的平衡流体(124)的质量。
40.优选地，系统(900)还包括加速度计(990)，加速度计(990)联接至参照结构(160、160a、160b)并通信地联接至计量电子设备(150)，其中，加速度计(990)构造成感测参照结构(160、160a、160b)的振动。
41.优选地，计量电子设备(150)构造成确定可变质量平衡杆(120)是否使测量导管(110)平衡包括计量电子设备(150)构造成确定振动计(100)的参照结构(160、160a、160b)是否由于可变质量平衡杆(120)没有使容纳处理材料的测量导管(110)平衡而振动。
42.优选地，系统(400、900)还包括混合器(402、902)，混合器(402、902)流体地联接至可变质量平衡杆(120)，混合器(402、902)构造成将多种平衡流体组分混合到平衡流体(124)中，并将平衡流体(124)提供至可变质量平衡杆(120)。
43.根据一方面，一种用可变质量平衡杆使测量导管平衡的方法包括：选择平衡流体的质量以使容纳处理材料的测量导管平衡；以及将平衡流体提供至平衡本体。
44.优选地，选择平衡流体的质量以使容纳处理材料的测量导管平衡包括选择平衡流体的密度。
45.优选地，容纳平衡流体的平衡本体的共振频率等于容纳处理材料的测量导管的共振频率。
46.优选地，平衡本体的质量是等于测量导管的质量与不等于测量导管的质量中的一者，并且平衡本体的刚度是等于测量导管的刚度与不等于测量导管的刚度中的一者。
47.优选地，该方法还包括将平衡本体构造成机械地联接至测量导管。
48.优选地，平衡流体是非处理材料。
49.优选地，将平衡流体提供至平衡本体包括将平衡流体提供至构造成接收平衡流体的至少一个入口。
50.优选地，该方法还包括将至少一个平衡传感器联接至振动计的可变质量平衡杆和参照结构。
51.优选地，该方法还包括使用平衡传感器来确定可变质量平衡杆是否使容纳处理材料的测量导管平衡。
52.优选地，使用平衡传感器来确定可变质量平衡杆是否使容纳处理材料的测量导管平衡包括使用平衡传感器来确定测量导管的共振频率是否等于可变质量平衡杆的共振频率。
53.优选地，该方法还包括将加速度计联接至参照结构并且用加速度计感测参照结构的振动。
54.优选地，该方法还包括确定参照结构是否由于可变质量平衡杆没有使容纳处理材料的测量导管平衡而振动。
55.优选地，将平衡流体提供至平衡本体包括将多种平衡流体组分混合到平衡流体中并将平衡流体提供至平衡本体。
附图说明
56.对于所有附图相同的附图标记表示相同的元件。应当理解的是，附图不一定按比例绘制。
57.图1公开了现有技术的振动计1的横截面，振动计1具有封围平衡杆2的壳体6以及测量导管101。
58.图2示出了包括可变质量平衡杆120的振动计100。
59.图3a和图3b示出了振动计中的替代性的可变质量平衡杆，为了清楚起见，图3a和图3b没有描绘计量电子设备或检出传感器。
60.图4示出了具有包括可变质量平衡杆120的振动计100的系统400。
61.图5示出了包括可变质量平衡杆520的振动计500。
62.图6a和图6b示出了具有可变质量平衡杆620的振动计600。
63.图7和图8示出了包括可变质量平衡杆和平衡传感器的振动计。
64.图9示出了具有包括可变质量平衡杆120的振动计100’的系统900。
65.图10示出了使用可变质量平衡杆来使测量导管平衡的方法1000。
具体实施方式
66.图1至图10以及以下说明描绘了具体的示例以教示本领域技术人员如何制造并使用可变质量平衡杆的实施方式的最佳模式。出于教示发明原理的目的，一些常规方面已被简化或省略。本领域技术人员将理解来自这些示例的变体落入本说明书的范围内。本领域技术人员将理解的是，以下描述的特征可以以各种方式组合以形成可变质量平衡杆的多种变体。因此，下文描述的实施方式不限于以下描述的具体示例，而仅由权利要求及其等同方案限制。
67.振动计
68.图2示出了包括可变质量平衡杆120的振动计100。如图2中所示出的，可变质量平衡杆120与测量导管110相邻，该测量导管110被示出为具有与图1中所示出的测量导管101不同的尺寸。虽然未在图2中示出，但是测量导管110的端部和可变质量平衡杆120的端部可以用联接器刚性地联接在一起，联接器又联接至壳体，为了清楚起见，联接器和壳体未被示
出。如图2中所示出的，由测量导管110测量的处理材料的流由箭头111、112图示。
69.左检出传感器130a、右检出传感器130b和驱动器140设置在测量导管110与可变质量平衡杆120之间并联接至测量导管110和可变质量平衡杆120。左检出传感器130a、右检出传感器130b和驱动器140被示出为通信地联接至计量电子设备150。如将在下文中更详细地描述的，计量电子设备150可以向驱动器140提供驱动信号并且接收来自左检出传感器130a和右检出传感器130b的传感器信号，以对测量导管110中的材料的性能、比如密度、质量流动速率等进行测量。如还将在下文中参照图9进行更详细的描述，计量电子设备150可以通信地联接至其他装置。
70.如图2中所示出的，测量导管110是直筒形管，但可以采用任何合适的形状。例如，替代性的测量导管可以是弓形形状、弯曲形等。测量导管110被示出为具有外径。如用虚线所图示的，测量导管110也具有内径。测量导管110构造成在受到例如由驱动器140提供的振动力时振荡。振动以共振频率振荡并且由可变质量平衡杆120平衡。
71.可变质量平衡杆120具有可以被选择成对测量导管110进行平衡的质量。例如，可变质量平衡杆120的密度可以被选择成对测量导管110进行平衡。可变质量平衡杆120包括平衡本体122。如图2中所示出的，平衡本体122具有直筒形管的形状，直筒形管的壁厚度由筒形内表面限定。平衡本体122可以由与测量导管110相同、相似或不同的材料构成以及/或者具有与测量导管110相同、相似或不同的形状。如图2中所示出的，平衡本体122具有与测量导管110大致相同的长度并且具有比测量导管110的外径小的外径。平衡本体122还包括沿着可变质量平衡杆120的长度延伸的筒形内表面的内径(由虚线图示)。
72.可变质量平衡杆120还包括平衡流体124。平衡流体124用箭头示出为进入可变质量平衡杆120以及离开可变质量平衡杆120。更具体地，平衡流体124被示出为在靠近入口箭头的入口处进入平衡本体122，由平衡本体122输送，并且在靠近出口箭头的出口处由平衡本体122提供。因此，平衡流体124可以填充由平衡本体122的筒形内表面形成的空间。平衡流体124具有可以确保可变质量平衡杆120使测量导管110平衡的性能。因此，即使处理材料的密度可以变化，测量导管110中的处理材料的性能的测量也会是准确的。
73.虽然图2中所示出的可变质量平衡杆120是设置成与测量导管110相邻的单个直筒形管，但可以采用替代性的形状和/或构型。例如，其他可变质量平衡杆可以包括围绕测量管设置的两个或更多个可变质量平衡杆、部分或完全围绕测量管的一个或更多个可变质量平衡杆等。附加地或替代性地，其他可变质量平衡杆可以具有非圆形的横截面形状、比如椭圆形、三角形、正方形等横截面形状。其他可变质量平衡杆也可以具有不同的几何结构、比如弓形、弯曲形、u形等几何结构。下面参照图3a和图3b讨论一些示例性的替代性构型。
74.可变质量平衡杆
75.图3a和图3b示出了振动计中的替代性的可变质量平衡杆，为了清楚起见，图3a和图3b没有描绘计量电子设备或检出传感器。图3a示出了第一替代性振动计200，第一替代性振动计200包括测量导管210，测量导管210设置在筒形的可变质量平衡杆220内并由筒形的可变质量平衡杆220围绕。筒形的可变质量平衡杆220包括筒形的平衡本体222以及容纳在筒形的平衡本体222内的平衡流体224。平衡流体224被示出为在靠近入口箭头的入口处进入筒形的平衡本体222，由筒形的平衡本体222输送，并在靠近出口箭头的出口处由筒形的平衡本体222提供。
76.图3b示出了第二替代性的振动计300，第二替代性的振动计300包括设置在双可变质量平衡杆320内的测量导管310。双可变质量平衡杆320包括第一半可变质量平衡杆320a和第二半可变质量平衡杆320b。第一半可变质量平衡杆320a包括第一半平衡本体322a和第一半平衡流体324a。第二半可变质量平衡杆320b包括第二半平衡本体322b和第二半平衡流体324b。因此，平衡流体包括分别容纳在第一半平衡本体322a和第二半平衡本体322b内的第一半平衡流体324a和第二半平衡流体324b。第一半平衡流体324a和第二半平衡流体324b被示出为分别在靠近入口箭头的入口处进入第一半平衡本体322a和第二半平衡本体322b，由第一半平衡本体322a和第二半平衡本体322b输送，并在靠近出口箭头的出口处由第一半平衡本体322a和第二半平衡本体322b提供。
77.可变质量平衡杆
78.可变质量平衡杆、比如上面描述的可变质量平衡杆120、220、320可以包括入口和出口。例如，在上面的图2至图3b中，可变质量平衡杆120、220、320在靠近箭头111的入口处接收可变质量平衡杆120、220、320的各自的平衡流体124、224、324a、324b。所接收的平衡流体124、224、324a、324b由平衡本体122、222、322a、322b输送至靠近箭头112的出口。平衡流体124、224、324a、324b由平衡本体122、222、322a、322b的各自的内表面容纳。如可以理解的，可变质量平衡杆120、220、320的入口和出口位于可变质量平衡杆120、220、320和平衡本体122、222、322a、322b的端部处。
79.可变质量平衡杆的端部可以联接至测量导管的端部。例如，参照图2至图3b，可变质量平衡杆120、220、320的端部可以用联接器联接至测量导管110、210、310的端部。联接器可以限定可变质量平衡杆和测量导管的振动节点。因此，可变质量平衡杆的端部和测量导管的端部可以是振动节点。
80.可变质量平衡杆比如上面描述的可变质量平衡杆120、220、320的质量可以是可变质量平衡杆的在可变质量平衡杆的端部之间的部分。例如，质量可以在由联接至可变质量平衡杆的端部和测量导管的端部的联接器限定的节点之间。下面参照图5描述示例性联接器。如可以理解的，质量由可变质量平衡杆120、220、320的端部之间的平衡流体124～324b的质量确定。
81.平衡流体
82.平衡流体比如上面描述的平衡流体124、224、324a、324b可以由处理材料或非处理材料构成。在例如处理材料易变质的情况下，非处理材料可能是有利的。附加地，非处理材料可以具有与处理材料不相同的密度，从而允许可变质量平衡杆使导管平衡，即使可变质量平衡杆的平衡本体与测量导管不相同。附加地或替代性地，可以改变非处理材料的密度以确保可变质量平衡杆使具有处理材料的导管即使在处理材料的密度可以变化的情况也平衡也使具有处理材料的导管平衡。
83.因此，在用于振动计之前，平衡流体的性能可以是已知的或被选择用于使容纳处理材料的测量导管平衡。也就是说，平衡流体可以不是要由振动计测量的处理材料，并且因此由于相同的处理材料在相同的处理条件下分布在两个相似尺寸的导管之间，振动计本身不是平衡的。然而，例如，平衡流体的密度可以已知或被控制以确保可变质量平衡杆使测量导管平衡。
84.如下文将更详细地解释的，平衡流体的密度可以等于、大于或小于由测量导管所
容纳的处理材料的密度。平衡流体可以被认为是振动计的一部分，而由振动计待测量的处理材料可以不被认为是振动计的一部分。例如，振动计或可变质量平衡杆可以在已容纳有平衡流体的情况下被出售给客户。替代性地，客户可以选择和构造平衡流体。因此，在该示例中，平衡流体可以不是振动计或可变质量平衡杆的一部分。
85.平衡流体可以具有选择的密度。例如，平衡流体可以包括具有对应已知密度的已知流体。流体可以被选择从而选择密度。替代性地，具有对应组分密度的平衡流体组分可以被混合在一起以选择平衡流体的密度。平衡流体组分中的一个或更多个可以是流体、非流体比如固体、气体等。
86.平衡式振动计
87.可变质量平衡杆和容纳处理材料的测量导管、比如上面描述的可变质量平衡杆120、220、320和测量导管110、210、310可以在它们各自的共振频率相等的情况下平衡。如果满足下面的公式[3]的关系，则共振频率可以相等。为了解释公式[3]，我们首先要注意的是，容纳处理材料的测量导管可以根据公式[1]运行：
[0088][0089]
其中：
[0090]f处理
是容纳处理材料的测量导管的共振频率；
[0091]m导管
是测量导管的质量；
[0092]m处理材料
是由测量导管容纳的处理材料的质量；以及
[0093]
k1是容纳处理材料的测量导管的弹簧常数。
[0094]
类似地，包括容纳平衡流体的平衡本体的可变质量平衡杆可以根据下面的公式[2]运行：
[0095][0096]
其中：
[0097]f平衡
是包括容纳平衡流体的平衡本体的可变质量平衡杆的共振频率；
[0098]m平衡
是平衡本体的质量；
[0099]m平衡流体
是由平衡本体所容纳的平衡流体的质量；以及
[0100]
k2是容纳平衡流体的平衡本体的弹簧常数。
[0101]
对于用以使测量导管平衡的可变质量平衡杆，容纳处理材料的测量导管的共振频率f
处理
可以等于包括平衡本体和平衡流体的可变质量平衡杆的共振频率f
平衡
：f
处理
＝f
平衡
。从上面的公式[1]和公式[2]得出，对于可变质量平衡杆可以满足以下公式[3]使容纳处理材料的测量导管平衡：
[0102][0103]
测量导管和平衡本体的弹簧常数和质量可以通过振动计、比如上面参照图2至图3b描述的振动计100、200、300的设计来确定并建立。例如，测量导管和平衡本体的几何结
构、尺寸和材料可以被选择成使得弹簧常数具有期望值。在一个示例中，测量导管和平衡本体可以具有有着被选择成获得测量导管和平衡本体的期望的质量和弹簧常数的长度、内径、外径和材料的筒形形状。
[0104]
如可以从公式[3]理解的，如果测量导管的弹簧常数等于或不等于容纳平衡流体的平衡本体的弹簧常数，则可变质量平衡杆可以使容纳处理材料的测量导管平衡。例如，如果测量导管的弹簧常数不等于平衡本体的弹簧常数，则测量导管、平衡本体、处理材料和/或平衡流体的质量可以不同以确保设计满足公式[3]。
[0105]
仍然参照公式[3]，测量导管和平衡本体的弹簧常数和质量可以在振动计的设计期间确定。附加地，处理材料的质量可以充分改变使得振动计不再平衡。也就是说，振动计可能由于处理材料的质量的变化而不符合公式[3]。然而，通过改变平衡流体的质量，可以实现符合公式[3]。例如，如果处理材料的质量由于处理材料的密度增加而显著地增加，则对应地增加平衡流体的密度可以确保振动计仍然符合公式[3]。
[0106]
因此，可变质量平衡杆、比如上面描述的可变质量平衡杆120、220、320可以包括容纳平衡流体的平衡本体，其中，平衡流体的质量被选择成对容纳处理材料的测量导管进行平衡。可以通过选择平衡流体的密度来选择平衡流体的质量。因此，容纳平衡流体的平衡本体的共振频率可以等于容纳处理材料的测量导管的共振频率。
[0107]
共振频率在平衡本体和平衡流体的各种构型中可以相等。例如，平衡本体的质量可以等于或不等于测量导管的质量。附加地或替代性地，平衡本体的刚度可以等于或不等于测量导管的刚度。平衡本体可以构造成机械地联接至测量导管。此外，平衡流体可以是非处理材料。尽管平衡流体可以被(例如，平衡本体的端部被密封)完全容纳，但可以优选地通过使平衡流体流动来控制平衡流体的性能、比如温度。因此，平衡本体可以包括构造成接收平衡流体的至少一个入口以及构造成提供平衡流体的至少一个出口。因此平衡流体的质量可以是在入口与出口之间的平衡流体的质量。
[0108]
如可以理解的，可以通过控制平衡流体的性能来控制可变质量平衡杆的质量。例如，如上面论述的，可以选择平衡流体的密度。为了控制质量，平衡流体的密度在被选择之后可以通过例如控制平衡流体的其他性质、比如平衡流体的成分、温度等来控制。控制平衡流体的性能可以是手动的，比如简单地选择具有选择的密度的适当流体。然而，平衡流体的质量可以被自动地控制。在下文中参照图4对用于自动地控制平衡流体的密度并且由此控制可变质量平衡杆的质量的示例性系统进行描述。
[0109]
控制可变质量平衡杆的质量
[0110]
图4示出了具有振动计100的系统400，振动计100包括可变质量平衡杆120。与图2一样，图4中所示出的振动计100包括可变质量平衡杆120。如图4中所示出的，测量导管110与可变质量平衡杆120相邻。尽管在图4中未示出，测量导管110的端部和可变质量平衡杆120的端部可以用联接器刚性地联接在一起，联接器又可以联接至壳体，为了清楚起见，联接器和壳体未被示出。由测量导管110测量的处理材料的流由箭头111、112图示。
[0111]
左检出传感器130a、右检出传感器130b和驱动器140设置在测量导管110与可变质量平衡杆120之间并联接至测量导管110和可变质量平衡杆120。左检出传感器130a、右检出传感器130b和驱动器140被示出为通信地联接至计量电子设备150。如下面将更详细地描述的，计量电子设备150可以向驱动器140提供驱动信号并接收来自左检出传感器130a和右检
出传感器130b的传感器信号以对测量导管110中的材料的性能、比如密度、质量流动速率等进行测量。
[0112]
如图4中所示出的，计量电子设备150通信地联接至混合器402。混合器402被示出为接收多个平衡流体组分，每个平衡流体组分具有对应的组分密度ρ1、ρ2、
……
ρn。混合器402可以接收多个平衡流体组分，将多个平衡流体组分混合到平衡流体124中，并将平衡流体124提供至平衡本体122。混合器402还可以构造成调节平衡流体124。例如，混合器402可以对平衡流体124加热和/或冷却。虽然混合器402被示出为单个一体式装置，但混合器402可以包括不同的子装置，其中，每个子装置具有控制电路。如图4中所示出的，混合器402可以包括控制电路，控制电路可以通过控制平衡流体124的密度来控制平衡流体124的质量，如在下文中更详细地描述的。
[0113]
混合器402被示出为包括多个入口，多个入口中的每个入口流体地联接至对应的平衡流体组分。混合器402还可以包括对于对应的平衡流体组分的流动速率进行调节的阀、比如流量阀。混合器402还可以选择多个平衡流体组分中的一个平衡流体组分或者将多个平衡流体组分中的两个或更多个平衡流体组分混合到平衡流体124中。例如，混合器402可以包括具有储存多个平衡流体组分的组分密度ρ1、ρ2、
……
ρn的存储器的控制电路。控制电路可以储存和/或接收其他值、比如测量导管110的容积、测量导管110中的处理材料的密度、平衡本体120的容积等。
[0114]
因此，如果例如测量导管110中的处理材料的密度以及测量导管110的容积是已知的，则混合器可以在没有来自计量电子装置150的反馈的情况下操作。假设刚度基本相等，使测量导管110平衡的任何平衡流体组分的剂量因而可以近似为：
[0115][0116]
其中：
[0117]
i是平衡流体组分的指数；
[0118]
n是平衡流体组分的总数；
[0119]
xi是平衡流体组分中的一个平衡流体组分的质量分数；以及
[0120]
ρ是平衡流体组分的密度。
[0121]
上面的公式可以假设平衡流体组分中的任何平衡流体组分之间不存在会改变平衡流体124的组成和密度的反应。
[0122]
混合器402可以包括密度计，密度计对提供至平衡本体122的平衡流体组分和/或平衡流体124的密度进行测量。所测量的密度可以用于调整提供至平衡本体122的平衡流体124的密度。例如，参照上面公式[4]，平衡流体124的密度可以等于项。因此，混合器402中的控制电路可以对平衡流体组分中的一个或更多个平衡流体组分的质量分数xi进行调整(例如，增加或减少)，因此所测量的密度导致平衡流体124满足公式[4]的要求。
[0123]
混合器402可以用于提供平衡流体124，使得可变质量平衡杆120在不控制平衡流体124的体积的情况下使容纳处理材料的测量导管110平衡。例如，系统400可以在不控制提供至平衡本体122的平衡流体124的流动速率的情况下使测量导管110平衡。然而，其他系统可以控制平衡本体中的平衡流体的体积。为了控制平衡流体到示例性系统的流量，可以采
用阀、比如下文参照图5描述的那些阀。
[0124]
控制平衡流体的体积
[0125]
图5示出了包括可变质量平衡杆520的振动计500。如图5中所示出的，振动计500包括测量导管510。可变质量平衡杆520与测量导管510相邻，该测量导管510可以与图1中所示出的测量导管510相同或不同。如图5中所示出的，测量导管510的端部和可变质量平衡杆520的端部可以与例如第一联接器570a和第二联接器570b联接在一起。第一联接器570a和第二联接器570b还联接至壳体560。
[0126]
左检出传感器530a、右检出传感器530b和驱动器540设置在测量导管510与可变质量平衡杆520之间并联接至测量导管510和可变质量平衡杆520。左检出传感器530a、右检出传感器530b和驱动器540被示出为通信地联接至计量电子设备550。如下面将更详细地描述的，计量电子设备550可以向驱动器540提供驱动信号并接收来自左检出传感器530a和右检出传感器530b的传感器信号以对测量导管510中的处理材料的性能、比如密度、质量流动速率等进行测量。计量电子设备550还可以通信地联接至其他装置、比如混合器，如同上面描述的混合器402。
[0127]
如图5中所示出的，计量电子设备550还通信地联接至入口阀520a和出口阀520b。入口阀520a流体地联接至可变质量平衡杆520的入口。入口阀520a构造成从诸如混合器的源接收平衡流体524，并对提供至平衡本体522的平衡流体524的流动速率、比如体积或质量流动速率进行控制。出口阀520b流体地联接至可变质量平衡杆520的出口。出口阀520b构造成从平衡本体522接收平衡流体524并对平衡流体524离开平衡本体522的流动速率进行控制。因此，平衡本体522中的平衡流体524的质量可以被控制。例如，通过控制平衡流体524进出平衡本体522的流动速率，平衡流体524的温度和/或体积可以被控制。
[0128]
前文公开了用于使具有直管构型的测量导管平衡的可变质量平衡杆。此外，振动计500包括入口阀520a和出口阀520b。可以采用使用替代性的测量导管几何结构以及更多或更少的平衡流体阀的其他构型。下面参照图6a和图6b描述具有替代性构型的示例性振动计。
[0129]
图6a和图6b示出了具有可变质量平衡杆620的振动计600。如图6a和图6b中所示出的，振动计600包括测量导管610。如图6b中所示出的，测量导管610设置成与可变质量平衡杆620相邻。可变质量平衡杆620包括平衡本体622和平衡流体624。振动计600被示出为包括检出传感器630，检出传感器630设置在测量导管610与可变质量平衡杆620之间并联接至测量导管610和可变质量平衡杆620。检出传感器630包括左检出传感器630a和右检出传感器630b。振动计600还包括驱动器640，驱动器640设置在测量导管610与可变质量平衡杆620之间并联接至测量导管610和可变质量平衡杆620。
[0130]
如图6a和图6b中所示出的，振动计600包括入口阀620a。振动计600不包括出口阀。入口阀620a流体地联接至可变质量平衡杆620的入口。入口阀620a可以构造成接收来自诸如混合器的源的平衡流体624，并对提供至平衡本体622的平衡流体624的流动速率、比如体积流动速率或质量流动速率进行控制。因此，平衡本体622中的平衡流体624的质量可以被控制。例如，通过控制平衡流体624进入平衡本体622的流动速率，平衡流体624的温度和/或体积可以被控制。
[0131]
如图6a和图6b中所示出的，振动计600包括壳体660。壳体660机械地联接至基部
660a。测量导管610穿过基部660a延伸到由壳体660形成的空间中。壳体660和基部660a可以是大致刚性的结构。因此，基部660a可以与测量导管610和可变质量平衡杆620的振动节点一致。此外，壳体660和基部660a可以是参照结构或参照表面。例如，可以假设壳体660和/或基部660a上的表面在测量导管610和/或可变质量平衡杆620振动时相对于时间具有零位移。因此，测量导管610和/或可变质量平衡杆620相对于参照表面或参照结构的位移可以被测量，参照表面或参照结构可以是壳体660，如将参照图7和图8讨论的。
[0132]
如上面参照图5、图6a、图6b所讨论的，混合器可以用于提供平衡流体524、624，使得可变质量平衡杆520、620在无需确定测量导管510、610是否是平衡的情况下使容纳处理材料的测量导管510、610平衡。然而，振动计或采用振动计的系统也可以确定平衡流体是否使容纳处理材料的测量导管平衡。下面参照图7和图8讨论示例性系统和振动计。
[0133]
确定平衡流体是否使测量导管平衡
[0134]
图7和图8示出了包括可变质量平衡杆和平衡传感器的振动计。如图7中所示出的，振动计700包括与测量导管710相邻的可变质量平衡杆720。可变质量平衡杆720包括平衡本体722和平衡流体724。如图7中所示出的，振动计700包括检出传感器730，检出传感器730设置在测量导管710与壳体760之间并联接至测量导管710和壳体760，壳体760机械地联接至基部760a。检出传感器730包括左检出传感器(由于视图未示出)和右检出传感器730b。振动计700还包括平衡传感器780，平衡传感器780设置在可变质量平衡杆720与壳体760之间并联接至可变质量平衡杆720和壳体760。平衡传感器780包括第一平衡传感器(由于视图未示出)和第二平衡传感器780b。振动计700还包括驱动器740，驱动器740设置在测量导管710与可变质量平衡杆720之间并联接至测量导管710和可变质量平衡杆720。
[0135]
如图7中所示出的，平衡传感器780机械地联接至壳体760。第一平衡传感器也机械地联接至可变质量平衡杆720。第二平衡传感器780b也机械地联接至测量导管710。平衡传感器780可以构造成对可变质量平衡杆720相对于壳体760的位移进行测量。平衡传感器780还构造成向计量电子设备750提供平衡传感器信号。
[0136]
如图8中所示出的，振动计800包括与板860b相邻的可变质量平衡杆820。板860b设置在可变质量平衡杆820与测量导管810之间。板860b机械地联接至基部860a，基部860a机械地联接至壳体860。检出传感器830设置在测量导管810与参照板860b之间并联接至测量导管810和参照板860b。检出传感器830包括左检出传感器(由于视图未示出)和右检出传感器830b。驱动器840设置在测量导管810与可变质量平衡杆820之间并联接至测量导管810和可变质量平衡杆820。
[0137]
平衡传感器880设置在板860b与可变质量平衡杆820之间并联接至板860b和可变质量平衡杆820。平衡传感器880包括第一平衡传感器(由于视图未示出)和第二平衡传感器880b。平衡传感器880可以构造成对可变质量平衡杆820相对于壳体860的位移进行测量。平衡传感器880还构造成向计量电子设备850提供平衡传感器信号。
[0138]
如图7和图8中所示出的，振动计700、800包括入口阀720a、820a。振动计700、800不包括出口阀。入口阀720a、820a流体地联接至可变质量平衡杆720、820的入口。入口阀720a、820a构造成从入口阀720a、820a的各自的源、比如混合器接收平衡流体724、824，并且对提供至平衡本体722、822的平衡流体724、824的流动速率、比如体积流动速率或质量流动速率进行控制。因此，平衡本体722、822中的平衡流体724、824的质量可以被控制。例如，通过对
平衡流体724、824进出平衡本体722、822的流动速率进行控制，平衡流体724、824的温度和/或体积可以被控制。
[0139]
如图7和图8中所示出的，振动计700、800包括壳体760、860。壳体760、860机械地联接至基部760a、860a，基部760a、860a可以联接至参照结构、比如图8中的板860b。测量导管710、810穿过基部760a、860a延伸到由壳体760、860形成的空间中。壳体760、860、基部760a、860a以及板860b可以是大致刚性的结构。因此基部760a、860a可以与测量导管710、810和可变质量平衡杆720、820的振动节点一致。此外，壳体760、860以及板860b可以是参照结构或参照表面。例如，可以假设壳体760、860和/或板860b上的表面在测量导管710、810和/或可变质量平衡杆720、820振动时相对于时间具有零位移。因此，测量导管710、810和/或可变质量平衡杆720、820相对于参照表面或参照结构的位移可以被测量，参照表面或参照结构可以是壳体760、860和/或板860b。
[0140]
由于壳体760、860和板860b是参照结构或参照表面，测量导管710、810和可变质量平衡杆720、820相对于共同的参照结构或参照表面的位移可以被测量。在这些示例中，假设壳体760、860和板860b没有振动，并且因此导管710、810和可变质量平衡杆720、820的任何位移可以被测量并被相互比较。
[0141]
如上面所讨论的，当容纳处理材料的测量导管710、810的共振频率等于可变质量平衡杆720、820的共振频率时，测量导管710、810可以是平衡的。因此，通过用检出传感器730、830测量容纳处理材料的测量导管710、810的位移并且用平衡传感器780、880测量可变质量平衡杆720、820的位移，人们可以计算测量导管710、810以及可变质量平衡杆720、820的频率。可以通过计量电子设备750、850基于由检出传感器730、830以及平衡传感器780、880提供的传感器信号确定频率。当容纳处理材料的测量导管710、810的频率分别等于可变质量平衡杆720、820的频率时，则测量导管710、810通过可变质量平衡平衡杆720、820而平衡。
[0142]
用于平衡测量导管的系统
[0143]
图9示出了具有振动计100’的系统900，振动计100’包括可变质量平衡杆120。如图9中所示出的，可变质量平衡杆120与测量导管110相邻。测量导管110的端部和可变质量平衡杆120的端部与壳体160的第一壳体端部160a和第二壳体端部160b刚性地联接在一起。如图9中所示出的，由测量导管110待测量的处理材料的流由箭头111、112图示。入口阀920a通信地联接至计量电子设备150，并流体地和机械地联接至平衡本体122。入口阀和出口阀920a构造成对提供至平衡本体122的平衡流体124的流量进行控制。
[0144]
左检出传感器130a和右检出传感器130b设置在测量导管110与壳体160之间并机械地联接至测量导管110和壳体160。左检出传感器130a和右检出传感器130b构造成对测量导管110相对于壳体160的位移进行测量。驱动器140设置在测量导管110与可变质量平衡杆120之间并联接至测量导管110和可变质量平衡杆120。左检出传感器130a、右检出传感器130b和驱动器140被示出为通信地联接至计量电子设备150。计量电子设备150可以向驱动器140提供驱动信号并且接收来自左检出传感器130a和右检出传感器130b的传感器信号，以对测量导管110中的材料的性能、比如密度、质量流动速率等进行测量。如下文中还将更详细地描述，计量电子设备150可以通信地联接至其他装置。
[0145]
如图9中所示出的，测量导管110是直筒形管，但是可以采用任何合适的形状。测量
导管110被示为具有外径。如由虚线所图示的，测量导管110也具有内径。测量导管110构造成当受到例如由驱动器140提供的振动力时振动。振动可以以共振频率振荡。测量导管110通过可变质量平衡杆120而平衡。
[0146]
可变质量平衡杆120具有可以被选择成对测量导管110进行平衡的质量。例如，可变质量平衡杆120的密度可以被选择成对测量导管110进行平衡。可变质量平衡杆120被示出为包括平衡本体122。如图9中所示出的，平衡本体122具有中空筒形管的形状，中空筒形管具有壁厚度。平衡本体122可以由与测量导管110相同或相似的材料构成以及/或者具有与测量导管110相同或相似的形状。如图9中所示出的，平衡本体122具有与测量导管110大致相同的长度，但是可以采用任何合适的直径。平衡本体122具有比测量导管110的外径小的外径。平衡本体122还具有沿着可变质量平衡杆120的长度延伸的筒形内表面的内径(由虚线图示)。
[0147]
可变质量平衡杆120还包括平衡流体124。平衡流体124用箭头被示出为进入可变质量平衡杆120以及离开可变质量平衡杆120。更具体地，平衡流体124被示出为在靠近入口箭头的入口处进入平衡本体122，由筒形平衡本体122输送，并在靠近出口箭头的出口处由筒形平衡本体122提供。因此，平衡流体124可以填充由平衡本体122的筒形内表面形成的空间。平衡流体124具有可以确保可变质量平衡杆120使测量导管110平衡的性能。因此，即使测量导管110中的处理材料的密度可能变化，处理材料的性能的测量可以是准确的。
[0148]
如图9中所示出的，至少一个平衡传感器980包括机械地联接至壳体160和可变质量平衡杆120的第一平衡传感器980a和第二平衡传感器980b。可以在其他系统或振动计中采用单个平衡传感器。如图9中所示出的，第一平衡传感器980a和第二平衡传感器980b通信地联接至计量电子设备150。第一平衡传感器980a和第二平衡传感器980b构造成对可变质量平衡杆120相对于壳体160的位移进行测量。第一平衡传感器980a和第二平衡传感器980b还构造成向计量电子设备150提供平衡传感器信号。
[0149]
壳体160以及第一壳体端部160a和第二壳体端部160b可以是参照结构或参照表面。例如，可以假设壳体160和/或壳体端部160a、160b上的表面在测量导管110和/或可变质量平衡杆120振动时相对于时间具有零位移。因此，测量导管110和/或可变质量平衡杆120相对于参照表面或参照结构的位移可以被测量，参照表面或参照结构可以是壳体160。
[0150]
由于壳体160和壳体端部160a、160b是参照结构或参照表面，测量导管110和可变质量平衡杆120相对于共同的参照结构或参照表面的位移可以被测量。在该示例中，假设壳体160不振动或者在壳体160的表面没有相对位移的情况下振动，并且因此测量导管110和可变质量平衡杆120的任何位移可以被测量并比较。
[0151]
系统900还包括机械地联接至第二壳体端部160b的加速度计990。加速度计990通信地联接至计量电子设备150。加速度计990构造成检测加速度。例如，如果加速度计990振动，则加速度计990将产生可以与所在位置处的加速度成比例的加速度信号。加速度计990可以相应地向计量电子设备150提供加速度信号。
[0152]
系统900包括混合器902。混合器902流体地联接至可变质量平衡杆120并且通信地联接至计量电子设备150。混合器902被示出为接收多个平衡流体组分，每个平衡流体组分具有对应的组分密度ρ1、ρ2、ρ3、
……
ρn。混合器902可以接收多个平衡流体组分，将多个平衡流体组分混合到平衡流体124中，并将平衡流体124提供至平衡本体122。混合器902还构
造成接收来自半闭环系统中的振动计100’的平衡流体124。
[0153]
混合器902还可以构造成调节平衡流体124。例如，混合器902可以加热和/或冷却平衡流体124。尽管混合器902被示出为单个一体式装置，但混合器902可以包括不同的子装置，其中，每个子装置具有控制电路。如图9中所示出的，混合器902可以包括控制电路，控制电路可以通过控制平衡流体124的密度来控制平衡流体124的质量，如下文中更详细地描述的。
[0154]
混合器902被示为包括多个入口，多个入口中的每个入口流体地联接至对应的平衡流体组分。混合器902还可以包括对于对应的平衡流体组分的流动速率进行调节的阀、比如流量阀。混合器902还可以选择多个平衡流体组分中的一个平衡流体组分或者将多个平衡流体组分中的两个或更多个平衡流体组分混合到平衡流体124中。例如，混合器402可以包括具有储存多个平衡流体组分的组分密度ρ1、ρ2、ρ3、
……
ρn的存储器的控制电路。控制电路可以储存和/或接收其他值、比如测量导管110的容积、测量导管110中的处理材料的密度、平衡本体122的容积等。
[0155]
系统900还包括密度传感器904，密度传感器904设置在混合器902与振动计100’之间并流体地联接至混合器902和振动计100’。密度传感器904通信地联接至计量电子设备150。密度传感器904构造成对提供至振动计100’的平衡流体124的密度进行测量。所测量的密度可以提供至计量电子设备150，计量电子设备150可以使用所测量的密度执行计算。一些计算可以包括计算可变质量平衡杆120的质量。通过计算可变质量平衡杆120的质量并且已知可变质量平衡杆120的弹簧常数，计量电子设备150可以分析地确定可变质量平衡杆120是否使测量导管110平衡。
[0156]
如果计量电子设备150分析确定可变质量平衡杆120没有使测量导管110平衡，然后计量电子设备150可以向混合器902提供指示所测量的密度、平衡密度或者平衡密度(例如，将分析导致可变质量平衡杆120使测量导管110平衡的密度值)与所测量的密度之间的差值等的信号。混合器902可以使用这些值来对平衡流体组分中的一个或更多个平衡流体组分进行选择、调整等，使得平衡流体124的密度与平衡密度大致相同。
[0157]
附加地或替代性地，计量电子设备150可以通过使用由加速度计990提供的加速度信号、由至少一个平衡传感器980提供的平衡传感器信号、零偏移的标准偏差和/或驱动器140的驱动增益来确定测量导管110是否平衡。例如，如果可变质量平衡杆120使容纳处理材料的测量导管110平衡，则由加速度计990检测到的任何振动都不会是由于不平衡的振动计100’引起的。在平衡的振动计100’中检测到的振动可能是由于其他源、比如来自处理材料、连接至振动计100’的管道、环境噪声/振动等的振动。这些其他源可以通过例如以可变质量平衡杆120和/或容纳处理材料的测量导管110的共振频率为中心的带通滤波器进行过滤。
[0158]
至少一个平衡传感器980也可以用于确定可变质量平衡杆120是否使容纳处理材料的测量导管110平衡。例如，如上面所描述的，当可变质量平衡杆120的共振频率等于测量导管110的共振频率时，可变质量平衡杆120可以使容纳处理材料的测量导管110平衡。至少一个平衡传感器980可以检测可变质量平衡杆120的位移(例如，距离、速度和/或加速度)并向计量电子设备150提供平衡杆位移信号。计量电子设备150可以确定可变质量平衡杆120的共振频率是否等于容纳处理材料的测量导管110的共振频率。
[0159]
可以通过改变平衡流体的密度/质量以及/或者提供至驱动器140的驱动信号的频
率来对可变质量平衡杆120的共振频率进行测量。例如，混合器902可以增大或减小平衡流体124的密度。在平衡流体124的密度被扫描以确定平衡密度值的同时，计量电子设备150可以测量由加速度计990提供的加速度计信号的振幅。平衡密度值可以与加速度计信号的振幅在平衡流体124的密度扫描范围内最小时相对应。
[0160]
附加地或替代性地，提供至驱动器140的驱动信号的一个或更多个频率可以改变成使得驱动增益或与驱动信号的振幅对应的其他变量可以最小化。驱动信号的一个或更多个频率可以包括驱动信号的分量频率。换句话说，驱动信号可以包括具有不同正弦频率的一个或更多个分量。例如，驱动信号可以包括处于或跟踪容纳处理材料的测量导管110的共振频率的分量以及处于或跟踪可变质量平衡杆120的共振频率的分量。因此，与可变质量平衡杆120的共振频率对应的分量的振幅可以最小化。可以通过在改变分量的频率的同时使驱动增益最小化来跟踪与可变质量平衡杆120的共振频率对应的分量。
[0161]
计量电子设备150可以确定可变质量平衡杆120以除了上述方式之外或或替代上述方式的其他方式使容纳处理材料的测量导管110平衡。例如，计量电子设备150可以对提供至驱动器140的驱动信号的驱动增益进行监测，并且如果驱动增益过高，则计量电子设备150可以确定振动计100’不平衡。附加地或替代性地，当与可变质量平衡杆120对应的分量的频率等于与容纳处理材料的测量导管110对应的分量的频率时(例如，当它们各自的驱动增益最小化时)，计量电子设备150可以确定可变质量平衡杆120使容纳处理材料的测量导管110平衡。
[0162]
驱动增益可以是维持容纳处理材料的测量导管110的振幅所需的驱动信号功率的度量。例如，驱动增益可以是驱动信号振幅与由至少一个平衡传感器980提供的信号和/或由左检出传感器130a和右检出传感器130b提供的传感器信号的一个或更多个信号振幅的比率。也就是说，可以为可变质量平衡杆120和/或容纳处理材料的测量导管110确定驱动增益并且该驱动增益与可变质量平衡杆120和/或容纳处理材料的测量导管110对应。
[0163]
计量电子设备150还可以通过监测零点来确定振动计100’是平衡的。当振动计100’平衡时，零点将等于平衡状态零点。也就是说，当处理材料不流动穿过测量导管时，时间或相位延迟可以等于在振动计100’平衡时测量的先前确定的时间或相位延迟。例如，平衡状态零点可以通过使用加速度计990、密度传感器904、至少一个平衡传感器980等来确定。例如，可以使用加速度计990来使振动计100’平衡以使振动最小化，并且然后相应的零点被储存为平衡状态零点。平衡状态零点还可以与处理条件、比方说例如处理材料、温度、密度读数、压力等相关。
[0164]
使振动计平衡
[0165]
图10示出了使用可变质量平衡杆来使测量导管平衡的方法1000。如图10中所示出的，方法1000包括步骤1010，在步骤1010中，方法1000选择平衡流体的质量以使测量导管平衡。平衡流体可以是上面描述的平衡流体124～324b、524～824。在步骤1020中，方法1000将平衡流体提供至平衡本体。平衡本体可以是上面描述的平衡本体122～322b、522～822，但是可以采用任何合适的平衡本体。方法1000可以包括其他步骤。例如，选择平衡流体的质量以使测量导管平衡可以包括选择平衡流体的密度。可以以任何合适的方式、比如选择特定流体、混合流体组分等来选择密度。流体或流体组分可以是处理材料或可以不是处理材料。非处理材料可能是有利的，因为可以控制平衡的温度，而不是由要测量的处理材料确定平
衡的温度。方法1000还可以包括将平衡流体提供至构造成接收平衡流体的至少一个入口。将平衡流体提供至平衡本体还可以包括将多个平衡流体组分混合到平衡流体中并将平衡流体提供至平衡本体。因此，可变质量平衡杆可以使容纳处理材料的测量导管平衡。
[0166]
容纳平衡流体的平衡本体的共振频率可以等于容纳处理材料的测量导管的共振频率。因此，可变质量平衡杆的共振频率可以等于容纳处理材料的测量导管的共振频率。根据上面的公式[1]至公式[3]，频率可以彼此相等。在一个示例中，平衡本体的质量可以等于测量导管的质量。因此，平衡本体的刚度可以与测量导管的刚度相同。替代性地，平衡本体的质量可以不等于测量导管的质量。因此，测量导管的刚度可以不等于测量导管的刚度。例如，如果平衡本体的质量小于测量导管的质量，则平衡本体的刚度可以大于测量导管的刚度。然而，以上取决于处理材料的质量，如上面公式[3]所说明的。
[0167]
方法1000还可以包括其他步骤、比如将平衡本体构造成机械地联接至测量导管。例如，联接器或壳体端部可以附连至平衡本体的端部和测量导管的端部。然而，可以采用任何合适的机械联接。附加地或替代性地，可以将至少一个平衡传感器联接至振动计的可变质量平衡杆和参照结构。可以使用平衡传感器来确定可变质量平衡杆是否使测量导管平衡。例如，如上面所描述的，可以使用平衡传感器来确定测量导管的共振频率是否等于可变质量平衡杆的共振频率。附加地或替代性地，可以将加速度计联接至参照结构以例如用加速度计感测参照结构的振动。可以使用加速度计和/或平衡传感器来确定参照结构是否由于可变质量平衡杆没有使容纳处理材料的测量导管平衡而振动。
[0168]
使诸如上面描述的振动计100～300、500～800之类的振动计平衡可以包括对一个或更多个变量进行监测。例如，参照图9，当混合器902改变提供至平衡本体122的平衡流体124的密度时，可以对提供至驱动器140的驱动增益信号和来自加速度计990的加速度信号进行监测。如果驱动信号的与可变质量平衡杆120对应的分量的频率和驱动信号的与容纳处理材料的测量导管110对应的分量的频率大致相等并且使来自加速度计990的加速度信号最小化，然后计量电子设备150可以确定振动计100’是平衡的。
[0169]
如可以理解的，每个变量可以具有对应的阈值。这些阈值也可以根据处理条件相关联。例如，在计量电子设备150可以确定振动计100’平衡之前，驱动信号的分量的频率可以在彼此的阈值内并且加速度的振幅可以小于阈值。振动计100’平衡的确定可以以各种方式来使用、比如方法1000终止、测量的质量流动速率的指示可能是准确的等。变量也可以被量化以提供对所测量的质量流动速率等的准确度的测量。
[0170]
上面描述了包括可变质量平衡杆120～320、520～820的振动计100～300、500～800，以及具有包括可变质量平衡杆120的振动计100、100’的系统400、900，可变质量平衡杆120可以用于使测量导管110～310、510～810平衡。通过使振动计100～300、500～800平衡，而不是使用固定质量平衡杆，振动计100～300、500～800可以准确地测量处理材料的性能。
[0171]
即使处理材料的性能可以变化，平衡式振动计100～300、500～800也可以不振动。因此，例如，单个直导管构型可以用于广泛范围的处理材料。这允许在更广泛的范围的过程测量应用中实现直导管构型的益处、比如更高频率的操作模式。其他构型可以具有可以类似地实现的特定益处、比如非常低的频率操作、期望的流量容量等。
[0172]
使振动计100～300、500～800平衡也可以补偿测量导管110～310、510～810中的变化。例如，测量导管110～310、510～810的质量可以由于侵蚀、腐蚀、涂覆、调整(例如，调
整检出传感器130a、130b)、更换测量导管110～310、510～810的一部分或全部的维护等而增加或减少。这可以通过延长振动计100～300、500～800的工作寿命来降低生命周期成本，允许在先前可能需要组件水平维修的情况下进行零件水平维修等。
[0173]
上面的实施方式的详细描述并不是对由发明人所设想的在本说明书范围内的所有实施方式的详尽描述。事实上，本领域技术人员将认识到，上述实施方式的某些元件可以不同地组合或消除以产生另外的实施方式，并且这些另外的实施方式落入本说明书的范围和教导内。对于本领域普通技术人员而言明显的是，上述实施方式可以全部或部分组合以在本说明书的范围和教导内产生附加的实施方式。
[0174]
因此，尽管本文为了说明的目的描述了特定的实施方式，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本说明书的范围内各种等效的改型是可能的。本文提供的教导可以应用于其他可变质量平衡杆、包括可变质量平衡杆的振动计、或用于使用可变质量平衡杆来使测量管道平衡的系统和方法，并且不仅应用于上面描述的和附图中所示出的实施方式。因此，上面描述的实施方式的范围应由所附权利要求确定。