專利名稱：科里奧利型質量流量傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有單一測量管的科里奧利型質量流量傳感器。
眾所周知，質量流量傳感器適合于利用安裝在管路上的質量流量傳感器測量流經這一管路的流體的質量流量和/或密度。
和具有單一測量管的科里奧利型質量流量傳感器相比，具有至少兩個測量管的科里奧利型質量流量傳感器對于由管路產生的擾動不敏感，這些擾動包括由諸如管路的振動和流體壓力的較大變化所產生的各種擾動，而且具有單一測量管的科里奧利型質量流量傳感器對于作用于其上的、由諸如對殼體的撞擊等等產生的其它擾動也更為敏感。
這些擾動中包括著由測量管按某一瞬時頻率產生的振動傳遞至管路再由管路不連續處的反射，隨后反向傳遞回到測量管的振動分量。因為這些振動分量具有與測量管相同的瞬時頻率，所以它們是一種特別的擾動。這些擾動不能采用電子組件實施消除，而且難以采用機械組件實施消除。
美國專利US5307689公開了兩種類型的科里奧利型質量流量計，據稱它們可以用電路組件消除上述的由管路產生的擾動，但是它們并不能消除其頻率與測量管的振動頻率相同的振動分量。這種科里奧利型質量流量傳感器的設置方案并沒有給出任何可以用于抑制這類擾動的技術。
德國專利DE-A-3824351公開了一種在兩個測量管和殼體之間實施剛性連接的科里奧利型質量流量傳感器，它對于擾動極不敏感，故據稱可以消除上述的外界擾動對兩個測量管的影響。然而采用這種方式并不能夠實現有效的抑制外界擾動的目的。
美國專利US5705754公開了一種可以設置在管路中的、在運行時要被測量的流體由其中流過的科里奧利型質量流量傳感器，它包括有—一個通過流體流入部分和流體流出部分與這一管路相連接的殼體；—一個設置在殼體中的支撐基底，——所述的支撐基底通過至少一個機械阻尼元件與殼體相連接，——一它配置在支撐基底的振動節點線處；
—一個傳導流體用的單一的測量管，它在與由支撐基底的頂側和流體流入部分和流體流出部分的端部構成的平面相平行的平面內彎曲，——所述測量管的一個組成部分在與所述平面相垂直的方向上受激振動，所述平面通過一個設置在支撐基底的第一邊緣區域處的第一固定組件和一個設置在支撐基底的第二邊緣區域處的第二固定組件固定在支撐基底上，——所述測量管的一個第一連接部分由第一固定組件一直延伸至流體流入部分，所述測量管的一個第二連接部分由第二固定組件一直延伸至流體流出部分；—一個用于產生振動的振動組件；—一個設置在第一固定組件附近處的、用于檢測管形部分的振動的第一傳感元件，和一個設置在第二固定組件附近處的、用于檢測管形部分的振動的第二傳感元件。
本發明的一個目的就是要提供一種可以采用改進的機械組件消除上述的外界擾動的科里奧利型質量流量傳感器。
為了能實現這一目的，本發明提供了一種可以設置在管路中的、在運行時要被測量的流體由其中流過的科里奧利型質量流量傳感器，它包括有—一個通過流體流入部分和流體流出部分與這一管路相連接的殼體；一一個設置在殼體中的剛性支撐基底，——所述的支撐基底通過至少一個機械阻尼元件與殼體相連接；—一個傳導流體用的、其端部位于流體流入部分和流體流出部分處的測量管，——所述測量管的一個受激振動組成部分通過一個流體流入側固定組件和一個流體流出側固定組件固定在支撐基底上，——所述測量管的一個流體流入側連接部分由流體流入側固定組件一直延伸至流體流入部分，所述測量管的一個流體流出側連接部分由流體流出側固定組件一直延伸至流體流出部分；—一個用于使管形部分產生振動的振動組件，所述振動組件在殼體和支撐基底之間產生振動；
—一個設置在流體流入側固定組件附近處的、部分安裝在管形部分上的、用于檢測管形部分的振動的第一傳感元件；—一個設置在流體流出側固定組件附近處的、部分安裝在管形部分上的、用于檢測管形部分的振動的第二傳感元件。
根據本發明的第一最佳實施例，測量管的受激振動組成部分可以呈圓弧形狀。而且，測量管的每一個連接部分最好均沿著比測量管的受激振動組成部分的彎曲半徑更小的彎曲半徑彎曲。
根據本發明的第二最佳實施例，測量管的標稱直徑小于10毫米較好些，而且最好為1毫米左右。
根據本發明的第三最佳實施例，支撐基底的質量最好比測量管的受激振動組成部分的質量更大。
根據本發明的第四最佳實施例，定位設置在測量管的受激振動組成部分處的第一傳感元件和定位設置在測量管的受激振動組成部分處的第二傳感元件的質量最好均比測量管的受激振動組成部分的質量更小。
本發明的一個重要的優點在于，其振動組件的任何一個部分均不需要固定在測量管上，所以在測量管受激振動的點上并沒有其它質量附加在自身質量上。測量管的標稱孔徑越小，這一優點就越明顯。當標稱直徑為1毫米左右時，這一優點將表現的特別突出。
本發明的另一個優點在于，當采用這種所謂的內部振動補償的技術解決方案時，在管路的瞬時頻率中將基本上沒有由測量管傳遞來的任何振動分量。
下面參考附圖詳細的說明本發明，本發明的實施例基本上是按真實比例描述的，相類似的部分已經用相同的參考標號示出。
圖1為表示質量流量傳感器的縱向剖面圖。
圖2為表示如圖1所示的質量流量傳感器在除去了殼體的上側部分后的頂視圖。
圖1所示的科里奧利型質量流量傳感器為沿圖2中的線II-II剖開時的縱向剖面圖，圖2所示的科里奧利型質量流量傳感器為沿圖1中的線I-I剖開時的頂視圖。可以利用法蘭、螺紋連接體和阻尼元件等等將這種質量流量傳感器配置在管路(未示出)中，要被測量的流體在運行狀態下流過這一質量流量傳感器。質量流量傳感器的一個重要組成部分是殼體11，它用于保護質量流量傳感器免受環境擾動的影響。
正如附圖所示，本實施例中的科里奧利型質量流量傳感器是通過與管路相準直的方式安裝在管路(未示出)中的。
正如圖1和圖2所示，殼體11可以包括有下述的幾個部分，即一個作為下側部分的底側板111、一個上側板112、一個流體流入部分113和一個流體流出部分114。在將科里奧利型質量流量傳感器構造成型時，這些部分被牢固的連接在一起。
為了將電氣連線導入和導出殼體，在上側板112處還設置有用適當的套管緊密適配著的開口115。
在這一實施例中，支撐基底12安裝在殼體11內，并且呈矩形的厚板狀。支撐基底12的質量最好比管形部分151的質量大。支撐基底12與殼體11相連接，而且在本實施例中，還通過阻尼元件13、14、20與底側板111相連接；也可以不采用阻尼元件13、14或阻尼元件20。
因此支撐基底12并不是剛性安裝在殼體11上的，而是僅僅附著在殼體11上，從而使得它可以相對于殼體11沿各個方向運動，進而使得殼體上產生的運動，特別是由于撞擊或振動等等產生的運動只能以高阻尼形式傳遞至支撐基底12；因此支撐基底12是配置在與殼體11相距一定給定距離的位置處的。
單一的測量管15沿著與支撐基底12的頂側相平行的方向延伸。它在與頂側相平行的平面內彎曲，流體從中流過。測量管15的端部位于流體流入部分113處和流體流出部分114處。
在支撐基底12的范圍中，測量管15具有一個最好呈圓弧形的管形部分151，這一管形部分151可以沿著與測量管15的彎曲平面相垂直的方向振動，而這種振動是由振動器16產生的。振動器16是一種電磁振動器，最好是一種電致動式振動器。管形部分151由固定組件121、122固定在支撐基底12的相對邊緣處。
在在先技術中，這種振動組件或是配置在支撐基底和測量管之間，或是配置在各個測量管之間，因此直接作用在一個或幾個測量管上；而在本實施例中，振動組件16配置在殼體11和支撐基底12之間，所以振動組件16并不直接使管形部分151產生受激振動。由于支撐基底12是通過阻尼元件13、14、20安裝在殼體11上的，可以相對于殼體振動運動，所以可以將支撐基底12的振動傳遞至管形部分151。
在圖1和圖2所示的實施例中，振動組件16設置在支撐基底12一側。為了使支撐基底12能夠產生前述的作用，在支撐基底12上還配置有一個側向突起體123，后者位于支撐基底12和殼體11上的安裝振動組件16的位置之間。這一突起體123比支撐基底12細窄。該側向突起體123的縱向對稱軸與支撐基底12的橫向對稱軸相吻合。
振動組件16包括有一個軸鼓161、一個線圈和一個永久磁鐵，該永久磁鐵附著在側向突起體123上，并延伸至線圈中。軸鼓161固定在殼體11的底側板111上。可以采用任何形式的常規的振動回路來產生這種振動，而且這種振動對于管形部分151、即測量管15是一種有用的振動。
測量管的連接部分152由固定組件121一直延伸至流體流入部分113。連接部分152用于在由固定組件121處露出的管形部分151的端部方向和管路方向之間產生一個非扭結型耦接。這一管路方向是測量管的一個端部在進入流體流入部分113時所必然要通過的方向。
以一種類似的、但不是鏡面對稱的方式，使測量管的連接部分153由固定組件122延伸至流體流出部分114。這一連接部分153用于在管形部分151的端部由固定組件122處露出的管形部分151的端部方向與管路方向之間產生一個非扭結型耦接。這一管路方向是測量管15的另一個端部在進入流體流出部分114時所必然要通過的方向。
在離開固定組件121之后，測量管的連接部分152首先沿著管形部分151的彎曲半徑，隨后沿著比管形部分151的彎曲半徑更小的彎曲半徑彎曲。在彎曲方向再一次反轉后，使連接部分152的端部位于流體流入部分113處。
類似的，測量管的連接部分153的離開固定組件122處之后，首先沿著管形部分151的彎曲半徑，隨后沿著比管形部分151的彎曲半徑更小的彎曲半徑彎曲。在彎曲方向再一次反轉后，使連接部分153的端部位于流體流出部分114處。
管形部分151和連接部分152、153構成為測量管15，使其成為一根具有預定標稱直徑的、無縫的管。測量管15也可以利用適當的彎曲機械由直管彎曲而成。
第一傳感元件17和第二傳感元件18部分安裝在管形部分151上，并且分別設置在靠近固定組件121、122的位置處，以測量管形部分151的振動。通過確定由傳感元件17、18給出的信號之間的相位和時間差的方式，便可以確定出質量流量。如果舉例來說，傳感元件17、18可以是電磁傳感元件，最好是電致動式傳感元件。
上述管形部分151的標稱直徑可以為1毫米左右，傳感元件17上的組成部分171與管形部分151相連接，傳感元件18的組成部分181與管形部分151相連接，并且使組成部分171和組成部分181的質量比管形部分151的質量小。
上面根據本發明的原理給出了實例，即根據上述的測量管非直接激勵的原理給出了實例，但本發明并不僅限于所示的實施例，本發明的原理還可以應用于在殼體中相對于受激振動的測量管的位置處設置有一個內部的、柔性安裝的支撐基底的場合。這一支撐基底可以相對于殼體受激振動。
權利要求
1.一種可以設置在管路中的、在運行時要被測量的流體由其中流過的科里奧利型質量流量傳感器，它包括有—一個通過流體流入部分和流體流出部分與這一管路相連接的殼體；—一個設置在殼體中的剛性支撐基底，——所述的支撐基底通過至少一個機械阻尼元件與殼體相連接；—一個傳導流體用的、其端部位于流體流入部分和流體流出部分處的測量管，——所述測量管的一個受激振動組成部分通過一個流體流入側固定組件和一個流體流出側固定組件固定在支撐基底上，——所述測量管的一個流體流入側連接部分由流體流入側固定組件一直延伸至流體流入部分，所述測量管的一個流體流出側連接部分由流體流出側固定組件一直延伸至流體流出部分；—一個用于使管形部分產生振動的振動組件，所述振動組件在殼體和支撐基底之間產生振動；—一個設置在流體流入側固定組件附近處的、部分安裝在管形部分上的第一傳感元件，用于檢測管形部分的振動；—一個設置在流體流出側固定組件附近處的、部分安裝在管形部分上的第二傳感元件，用于檢測管形部分的振動。
2.一種如權利要求1所述的科里奧利型質量流量傳感器，其特征在于測量管的受激振動組成部分呈圓弧形狀。
3.一種如權利要求2所述的科里奧利型質量流量傳感器，其特征在于測量管的每一個連接部分均沿著比測量管的受激振動組成部分的彎曲半徑更小的彎曲半徑彎曲。
4.一種如權利要求1所述的科里奧利型質量流量傳感器，其特征在于測量管的標稱直徑小于10毫米，且最好為1毫米左右。
5.一種如權利要求2所述的科里奧利型質量流量傳感器，其特征在于測量管的標稱直徑小于10毫米，且最好為1毫米左右。
6.一種如權利要求3所述的科里奧利型質量流量傳感器，其特征在于測量管的標稱直徑小于10毫米，且最好為1毫米左右。
7.一種如權利要求1所述的科里奧利型質量流量傳感器，其特征在于支撐基底的質量比測量管的受激振動組成部分的質量大。
8.一種如權利要求1所述的科里奧利型質量流量傳感器，其特征在于定位設置在測量管的受激振動組成部分上的第一傳感元件和定位設置在測量管的受激振動組成部分上的第二傳感元件的質量均比測量管的受激振動組成部分的質量小。
全文摘要
本發明提供了一種科里奧利型質量流量傳感器(1),管路通過流體流入部分(113)和流體流出部分(114)與配置有剛性支撐基底(12)的殼體(11)相連接。支撐基底(12)通過至少一個阻尼元件(13、14、20)與殼體相連接。測量管(15)通過位于流體流入部分和流體流出部分處的流體端部插入至管路中。測量管的一個受激振動組成部分(151)通過流體流入側固定組件(121)和流體流出側固定組件(122)附著在支撐基底上。
文檔編號G01F1/84GK1201904SQ9810636
公開日1998年12月16日 申請日期1998年4月9日 優先權日1997年4月10日
發明者奧利·庫達爾, 艾爾弗德·溫格 申請人:安德雷斯和霍瑟·弗羅泰克有限公司
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