專利名稱：科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于流量、質(zhì)量流的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的科里奧利(Coriolis)質(zhì)量流量計(jì)均有一段單管或平行雙管的檢測(cè)管，檢測(cè)管中間部位裝有電磁激振器，檢測(cè)管的對(duì)稱側(cè)裝有振動(dòng)傳感器，工作時(shí)，檢測(cè)管以某種模式振動(dòng)，流體流過此檢測(cè)管時(shí)，會(huì)造成檢測(cè)管兩側(cè)的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)在時(shí)間相位上有微小差別，此相位時(shí)間差的大小與檢測(cè)管中質(zhì)量流量的大小成正比，檢測(cè)出此時(shí)間相位差的大小就實(shí)現(xiàn)了對(duì)質(zhì)量流量的直接測(cè)量。檢測(cè)管有U形，Ω形，以及直管形，圓環(huán)形等。
現(xiàn)有技術(shù)中，檢測(cè)管是剛性管且與工藝管道的連接也是剛性連接；另外有專利“有波紋流動(dòng)管的科里奧利(Coriolis)流量計(jì)”(公開號(hào)CN1258348A，申請(qǐng)?zhí)?8805655.0)，檢測(cè)管的部分管段是由波紋管組成。這種設(shè)計(jì)雖然在靈敏度上比原有全剛性管靈敏度有所改善，但仍然有不足之處波紋管無(wú)保護(hù)性外殼，因而其耐壓能力有限，也易遭受損傷，造成檢測(cè)管泄露事故；靈敏度的提高有限；檢測(cè)管結(jié)構(gòu)中缺少?gòu)椥灾С袡C(jī)構(gòu)，其動(dòng)力學(xué)特性的改變調(diào)整比較困難。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提出一種科里奧利(Coriolis)質(zhì)量流量計(jì)的檢測(cè)裝置，采用檢測(cè)管包含波紋金屬軟管(以下均簡(jiǎn)稱金屬軟管)或是檢測(cè)管與工藝管道的連接通過波紋金屬軟管相連的設(shè)計(jì)，使流量計(jì)對(duì)質(zhì)量流量測(cè)量的靈敏度較之剛性連接和有波紋管的檢測(cè)管的流量計(jì)能有大幅度的提高，并且將一致性的要求集中于金屬軟管上，而對(duì)檢測(cè)管本身的一致性要求大為降低，因而使加工更為簡(jiǎn)便。
本實(shí)用新型的一種科里奧利(Coriolis)質(zhì)量流量計(jì)的檢測(cè)裝置，包括一根或者兩根相同的檢測(cè)管，檢測(cè)管中間部位裝有電磁激振器，檢測(cè)管的對(duì)稱側(cè)裝有振動(dòng)傳感器，其特點(diǎn)在于(1)所述檢測(cè)管直管段部分由波紋全金屬軟管組成，所述波紋金屬軟管為金屬波紋軟管外套有鋼絲或鋼帶編織網(wǎng)套的柔性軟管；(2)所述檢測(cè)管的對(duì)稱兩側(cè)裝有彈性支承裝置。
所述的科里奧利(Coriolis)質(zhì)量流量計(jì)的檢測(cè)裝置，其進(jìn)一步特征在于述檢測(cè)管與工藝管道的連接部分由波紋金屬軟管組成。
所述的科里奧利(Coriolis)質(zhì)量流量計(jì)的檢測(cè)裝置，所述彈性支承裝置可以包括彈性元件和連接器，彈性元件彎成封閉圓弧形，封閉圓弧形上緣與上連接器或直接與基座相連接，封閉圓弧形下緣與下連接器相連接，下連接器用于將被支承的檢測(cè)管固定。
本實(shí)用新型檢測(cè)管結(jié)構(gòu)形狀仍同現(xiàn)有技術(shù)一樣，采用單根或雙根管，形狀可為U形，Ω形，直管形，半圓形。但檢測(cè)管的部分管段采用金屬軟管；或是剛性檢測(cè)管與工藝管道的連接由金屬軟管來(lái)相連。連接形式可是焊接，或是法蘭，或是某種快速接頭，這主要由管道通徑大小，工作介質(zhì)以及耐壓要求等因素確定。
必須強(qiáng)調(diào)的是，金屬軟管與普通金屬波紋管有著本質(zhì)區(qū)別，主要為(1)雖然兩者均有波紋，但金屬軟管的形狀，成型工藝與普通波紋管完全不同；(2)金屬軟管是柔性的，而普通波紋軟管可有較大的抗徑向彎曲剛度。相同幾何尺寸(即通徑、有效長(zhǎng)度)的金屬軟管與普通波紋管的特性完全不同，如以懸臂梁模型討論時(shí)，其自由端在徑向振動(dòng)上的力學(xué)特性上是完全不同的。
(3)金屬軟管結(jié)構(gòu)與普通波紋管不同，前者外部有一層或多層鋼絲或鋼帶網(wǎng)套，使金屬軟管能承受更高的介質(zhì)壓力，也可防護(hù)內(nèi)部的波紋管體免受機(jī)械損傷，還能提高其耐磨損性能。而普通波紋管沒有任何外保護(hù)結(jié)構(gòu)。
因此，本實(shí)用新型中采用金屬軟管的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)中的普通波紋管技術(shù)是完全不同的設(shè)計(jì)概念和技術(shù)方法。本實(shí)用新型中檢測(cè)管包含有金屬軟管后，檢測(cè)管的振動(dòng)力學(xué)特性上表現(xiàn)出剛度大幅度降低的特點(diǎn)。為使檢測(cè)管能夠以某種模式振動(dòng)而能繼續(xù)利用科氏檢測(cè)質(zhì)量流量的力學(xué)原理，本實(shí)用新型還包含另一必不可少的設(shè)計(jì)，這就是本檢測(cè)管的對(duì)稱兩側(cè)或是中心點(diǎn)處，采用彈性支承裝置，以使檢測(cè)管的振動(dòng)動(dòng)力學(xué)特性滿足科氏質(zhì)量流量檢測(cè)原理的要求。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)體現(xiàn)為(1)能大幅度提高測(cè)量靈敏度，使得低密度介質(zhì)的流量的測(cè)量成為可能。
(2)大大降低了對(duì)檢測(cè)管一致性的要求，使加工難度，生產(chǎn)成本下降。
(3)振動(dòng)激勵(lì)力下降，使系統(tǒng)功耗降低，也可提高儀表防爆性能。
(4)彈性支承可選用恒彈合金彈性元件，因而能保證檢測(cè)管振動(dòng)動(dòng)力學(xué)特性在一個(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定。
(5)通過特別設(shè)計(jì)的彈性支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)使得彈性支承特性能夠方便地進(jìn)行調(diào)整，因而使振動(dòng)頻率點(diǎn)能被改變，以工作在一個(gè)最佳頻率點(diǎn)上。同時(shí)，除閉環(huán)自激振蕩方式外，還可選用開環(huán)它激工作方式。
(6)金屬軟管兩端配用有裝/卸都較方便的連接接頭，因而當(dāng)檢測(cè)管或軟管本身有故障需要更換時(shí)，可方便地予以拆卸和安裝，而不需拆卸整個(gè)儀表管道系統(tǒng)，使維修性大為提高。


圖1為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例上俯視圖；圖2為圖1的正視圖；圖3為本實(shí)用新型所采用的波紋金屬軟管結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖2的A-A剖面示意圖，反映一種彈性支承的具體結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合圖1、圖2以一種雙U型管式的檢測(cè)管為例說(shuō)明本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式。圖1中01為剛性檢測(cè)管的圓弧段，04，11是剛性檢測(cè)管的直管段，圖2中18是下U型管的一側(cè)管段，上U型管的對(duì)稱側(cè)未能繪出。由01，04，11組成的剛性檢測(cè)管通過金屬軟管05，10與工藝管道06，09相連，金屬軟管05，10也成為檢測(cè)管的有效一部分，工藝管道通過夾座07，08安裝于基座上。03，12便是配合軟管05，10柔性變形而設(shè)計(jì)的彈性支承裝置。14是驅(qū)動(dòng)檢測(cè)管振動(dòng)的電磁激振器，02，13是振動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳感器以獲取振動(dòng)信號(hào)。圖2中，構(gòu)成下U型管的直管段18、金屬軟管17、工藝管道16通過夾座15安裝與基座上，并由彈性支承裝置19支承，下U型管的對(duì)稱側(cè)未能繪出。這樣，當(dāng)14產(chǎn)生激振力時(shí)，兩上下檢測(cè)管11，18作音叉式振動(dòng)，02，13獲取的振動(dòng)信號(hào)送電路系統(tǒng)進(jìn)行處理，求得相位時(shí)間差，再經(jīng)標(biāo)度變換，就可得到質(zhì)量流量的測(cè)量結(jié)果。
該儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，除金屬軟管和彈性支承外，其余均是現(xiàn)有的關(guān)于科氏流量計(jì)已知技術(shù)中為公眾所熟悉的零部件，故以下僅對(duì)金屬軟管和彈性支承作具體描述。
圖3所示為波紋金屬軟管的結(jié)構(gòu)示意圖。波紋金屬軟管是在波紋管體20上，編制一層或幾層鋼絲或鋼帶網(wǎng)套21，其兩端再配以與管系或設(shè)備相聯(lián)接的各種接頭22而組成的柔性軟管。
波紋管體是一種在徑向上具有螺旋形或環(huán)行波紋的薄壁不銹鋼管道，用以通流介質(zhì)。由于其徑向具有波紋，故其有良好的撓曲性能。
這種波紋管體雖然其徑向承壓能力強(qiáng)，但其在軸向力作用下，便會(huì)產(chǎn)生伸長(zhǎng)，故大大限制了波紋金屬軟管的承載能力。為此，在波紋管體上編織一層或多層不銹鋼絲或鋼帶網(wǎng)套，主要用以承受介質(zhì)壓力引起的軸向力，使波紋金屬軟管的承載能力大為提高。同時(shí)，鋼絲編織網(wǎng)套，還可以防護(hù)波紋管受到機(jī)械性損傷和提高耐摩擦性能。
接頭與波紋管體、鋼絲網(wǎng)套焊接在一起，用于與管系或設(shè)備相聯(lián)接。接頭大體分為螺紋式、法蘭盤式和快速接頭式三類。這些接頭可以兩兩結(jié)合，構(gòu)成不同聯(lián)接形式的波紋金屬軟管。接頭一般采用不銹鋼制作。但也可以采用碳鋼法蘭及銅質(zhì)快速接頭。顯然，將其一端連接工藝管道，另一端連接檢測(cè)管，則其可有極小的抗彎剛度產(chǎn)生沿Y軸方向上下的撓曲變形，因此，當(dāng)科氏力作用于檢測(cè)管上時(shí)，能造成較大的相位時(shí)間差，從而使這種方案設(shè)計(jì)的流量計(jì)對(duì)質(zhì)量流量的檢測(cè)有很高的靈敏度。
金屬軟管的通徑和檢測(cè)管通徑相同，而有效長(zhǎng)度則須結(jié)合振動(dòng)動(dòng)力學(xué)特性、彈性支承的設(shè)計(jì)以及交變疲勞壽命等因素來(lái)確定一個(gè)合理值，以使得最大交變變形條件下，金屬軟管的應(yīng)力滿足交變疲勞安全性能要求；配合所采用的彈性支承，使得整個(gè)檢測(cè)管整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性(如諧振頻率等)符合質(zhì)量流量檢測(cè)的要求。
圖4所示為圖2中A-A取向的剖面示意圖，反映彈性支承的一種具體設(shè)計(jì)。上下兩管的彈性支承結(jié)構(gòu)完全相同，差別僅在于上管的彈性元件初始受拉，而下管的彈性元件初始受壓?，F(xiàn)以上管彈性支承為例具體描述。
螺栓23、25將連接器26與彈性元件片28相連接，檢測(cè)管27與連接器26的相連可以是焊接方式或是由高強(qiáng)度粘接膠粘接。連接器圓弧部分的曲率半徑大小不同可起到微調(diào)彈性特性的作用。連接螺栓24將彈性元件片28與上支乘基座29相連接，彈性元件片28可選用恒彈合金制成，其兩端在與24配套的螺釘孔處形成長(zhǎng)條形安裝孔，以使彈性元件片28可以拉緊或放松，達(dá)到調(diào)整的目的。
權(quán)利要求1.一種科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的檢測(cè)裝置，包括一根或者兩根相同的檢測(cè)管，檢測(cè)管中間部位裝有電磁激振器，檢測(cè)管的對(duì)稱側(cè)裝有振動(dòng)傳感器，其特征在于(1)述檢測(cè)管直管段部分由波紋金屬軟管組成，所述波紋金屬軟管為金屬波紋軟管外套有鋼絲或鋼帶編織網(wǎng)套的柔性軟管；(2)述檢測(cè)管的對(duì)稱兩側(cè)裝有彈性支承裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的檢測(cè)裝置，其特征在于所述檢測(cè)管與工藝管道的連接部分由波紋金屬軟管組成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的檢測(cè)裝置，其特征在于所述彈性支承裝置包括彈性元件和連接器，彈性元件彎成封閉圓弧形，封閉圓弧形上緣與上連接器或直接與基座相連接，封閉圓弧形下緣與下連接器相連接，下連接器用于將被支承的檢測(cè)管固定。
專利摘要科里奧利(Coriolis)質(zhì)量流量計(jì)的檢測(cè)裝置，屬于流量、質(zhì)量流的測(cè)量裝置，用于提高測(cè)量靈敏度、降低對(duì)檢測(cè)管的一致性要求；本實(shí)用新型檢測(cè)管中間部位裝有電磁激振器，檢測(cè)管的對(duì)稱側(cè)裝有振動(dòng)傳感器，檢測(cè)管直管段部分或者檢測(cè)管與工藝管道的連接部分由波紋金屬軟管組成，檢測(cè)管的對(duì)稱兩側(cè)裝有彈性支承裝置。本實(shí)用新型大幅度提高測(cè)量靈敏度、大大降低對(duì)檢測(cè)管一致性的要求，加工難度、生產(chǎn)成本下降、維修性提高，系統(tǒng)功耗降低。
文檔編號(hào)G01F1/84GK2663939SQ20032011591
公開日2004年12月15日 申請(qǐng)日期2003年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者葉林, 張 杰 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)