專利名稱：磁體裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種磁體裝置，尤其是涉及一種在高溫情況下應用的磁 體裝置。
背景技術：
1985年1月1日公開的J. E. Smith等人的美國專利US4491025以及1982 年2月11日公開的J. E. Smith的Re. 31450公開了采用科里奧利(Cor iol i s ) 質量流量計測量流經管道的流體的質量流量、密度和體積流量以及流體 的其它信息。這些流量計具有一個或多個不同結構的流管。每個管道結 構可看作是具有一組包括如純撓的，扭轉的，徑向的和耦合模式的固有 振型。在典型的科里奧利質量流量測量應用中，當流體流經所述管道時， 管道結構在一個或多個振型中被激勵，并沿著所述管道的等距點測量所 述管道的運動。充滿所述流體的系統(tǒng)的振型通過所述流管的質量和流管內的所述流 體的結合而^皮部分地定義。流體從與所述流量計的入口側相聯(lián)的管道流 入所述流量計。然后，所述流體直接流過所述一個流管或多個流管，并 且從所述流量計流出而進入與所述出口側相聯(lián)的管道。激勵器(DRIVER)用于給所述流管施加激振力。所述激振力使所述流 管振蕩。當沒有流體流過所述流量計時，沿所述流管所有的點在相同的 相位振蕩。當流體開始流過所述流管時，科里奧利加速作用使得沿著所述 流管的每個點相對于沿著所述流管的其它點具有不同的相位。在所述流 管入口側的相位使所迷激勵器滯后，而在所述出口側的相位則使所述激 勵器提前。在所述流管的不同點的傳感器產生代表所述流管在不同點運 動的正弦信號。其中兩個傳感器信號之間的相位差與流過所述一個流管 或多個流管的流體的質量流率成正比。流管激勵器通常包括與固定磁體相對的線圏。所述線圈和所述固定 磁體附著于一對流管或一個流管和平衡桿上。工作時，所述激勵器線圏 中的磁場被迅速改變。所述固定的、相對的磁極輔助產生激振力，且該 激振力可選擇性地使所述流管集攏或分開。同樣地，流量計的傳感器可包括電磁線圏傳感器和相對的磁體，其中 之一或兩者被附著于如上所述的流管。工作時，當所述流管振蕩時，所 述電磁線圈傳感器根據(jù)運動的所述磁體大致產生正弦信號。流量計可在高溫應用情況下測量流體的流量。有些流量計需要在華氏溫度400度或高于此溫度的情況下連續(xù)地使用。在現(xiàn)在技術中，用作激 勵器和/或傳感器裝置的磁體通過熱套配合的方式被保持在磁體保持器 中。而所述磁體保持器被附著于流管。在現(xiàn)在技術中，鋁-鎳-鈷(AlNiCo)磁體在流管剛度低且產生的 振幅高的高溫情況下使用。采用AlNiCo磁體的缺陷是，在它們的B磁場強 度相對低時，所述AlNiCo磁體的質量比其它磁體的質量要大。然而，在 新流量計的設計中，剛度高且振幅低。因此，為了適當?shù)夭僮?，新流?計的設計則要求質量小的激勵器和傳感器系統(tǒng)。由于通過所述流量計的 設計所述支架間的距離是固定的，因此簡單地采取較大的磁體是不實用 的。發(fā)明內容根據(jù)本發(fā)明的任何實施例，提供一種^ 茲體裝置而解決上述和其它問 題，并能達到比現(xiàn)在技術更好的技術效果。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種磁體裝置。所述磁體裝置包括至少 一個磁體；磁體保持器，該磁體保持器包括大致為平面的用于接受所述 至少一個磁體的磁體接受面；和硬釬焊，該硬釬焊將所述至少一個磁體 固定到所述磁體保持器的所述磁體接受面。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種磁體裝置。所述磁體裝置包括至少 一個磁體；用于接受所述至少一個磁體的磁體保持器；在所述磁體保持 器上形成的沉孔部，其中所述沉孔部被設置成用于接受所述至少一個磁 體；和將所述至少一個磁體固定在所述磁體保持器的所述沉孔部的硬釬焊。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種磁體裝置。所述磁體裝置包括至少 一個磁體；磁體保持器，該磁體保持器包括大致為平面的用于接受所述 至少一個磁體的磁體接受面；和鍍鎳層，該鍍鎳層將所述至少一個磁體 固定到所述磁體保持器的所述磁體接受面。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種形成磁體裝置的方法。所述方法包 括將所述至少一個磁體安裝到磁體保持器上。所述磁體保持器包括大致為平面的用于接受所述至少 一個磁體的磁體接受面。所述方法進一步包 括將所述至少 一個磁體硬釬焊到所述磁體保持器上。將合適的所述磁體 保持器固定到所述振蕩流量計上。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種形成磁體裝置的方法。所述方法包 括將所述至少 一個磁體安裝到磁體保持器上。所述磁體保持器包括大致 為平面的用于接受所述至少一個磁體的磁體接受面。所述方法進一步包 括將所述至少 一個磁體鍍鎳到所述磁體保持器。將合適的所述磁體保持 器固定到所述振蕩流量計上。本發(fā)明的各個方面所述^茲體裝置的 一方面，所述至少 一個/f茲體由釤鈷》茲體組成。所述》茲體裝置的另 一方面，所述至少一個磁體由鍍4臬的釤鈷磁體組成。然而，所述》茲體裝置的另一方面，所述》茲體接受面包括在所述磁體 保持器上形成的沉孔部，其中所述沉孔部被設置成用于接受所述至少一 個磁體。然而，所述磁體裝置的另一方面，所述磁體裝置進一步包括固定于所述至少 一個磁體的i茲極。然而，所述磁體裝置的另一方面，所述磁體裝置進一步包括固定于所述至少一個磁體的磁極，其中所述磁極包括硬釬焊孔。 所述方法的 一 方面，所述至少 一 個i茲體由釤鈷/f茲體《且成。 所述方法的另一方面，所述至少一個^茲體由鍍4臬的釤鈷》茲體組成。 然而，所述方法的另一方面，所述磁體接受面包括在所述磁體保持器上形成的沉孔部，其沖所述沉孔部被二沒置成用于接受所述至少一個》茲體。然而，所述方法的另一方面，所述方法進一步包括將磁極固定于所 述至少一個磁體。然而，所述方法的另一方面，所述方法進一步包括重新磁化所述磁 體裝置。


在所有附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件。附圖l示出包括儀表裝置和計量電子儀器的流量計；附圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例用于振蕩流量計的磁體裝置；附圖3是附圖2中所述磁體裝置的AA剖視圖； 附圖4示出根據(jù)本發(fā)明實施例的磁體裝置； 附圖5是附圖4中所述磁體裝置的BB剖視圖。
具體實施方式
本領域技術人員可根據(jù)附圖l - 5及接下來關于具體實施例的詳細描 述了解如何制造和使用本發(fā)明的最佳方式。出于了解發(fā)明原理的目的， 某些常規(guī)的方面被簡化或者省略。本領域技術人員得益于本發(fā)明實施例 所作的變形均落入本發(fā)明的范圍。本領域技術人員可將接下來描述的技 術特征以不同方式進行組合形成本發(fā)明的多個變形。因此，本發(fā)明的范 圍不僅僅局限于接下來描述的具體實施例，而應當以所附權利要求和其 等效形式來確定。附圖1示出流量計5包括儀表裝置10和計量電子儀器20。儀表裝置10 響應于工作流體的質量流率和密度。計量電子儀器20通過導線100而連接 到儀表裝置10上，其用于提供密度，質量流率，和通過路徑26的溫度信 息，以及其它信息。盡管對于本領域技術人員來說科里奧利流量計結構 是很清楚的，但是本發(fā)明仍然對其用作振蕩管密度計而不具有其它測量 性能的科里奧利質量流量計進行描述。儀表裝置10包括一對支管150和150'，分別具有法蘭頸110和110' 的法蘭盤103和103', —對平行的流管130和130',激勵機構180，溫度 傳感器190,和一對速度傳感器170L和170R。流管130和130'具有兩個基 本上為直線的入口支架131和131'及出口支架134和134'，其分別朝向 流管安裝座120和120'。流管130和130'沿其長度方向在兩個對稱位置 彎曲并且其在整個長度上基本相互平行。支承桿140和140'用于限定每 個流管繞所述軸W和W'的振蕩。所述流管130和130'的所述側支架1M， 131,和134, 134，固定地 附著于流管安裝座120和120',而且所述安裝座依次固定地附著于支管 150和150'。這樣就提供了一種連續(xù)封閉的流過科里奧利儀表裝置10的流體通道o當具有連通孔102和102'的法蘭盤103和103'通過入口端104和出口 端104'運載所述^皮測量的工作流體進入工作管道(未示出)時，流體通 過法蘭盤103的管口 101進入所述儀表的入口端104,并^皮導入支管150， 然后流向具有表面121的流管安裝座l 20。所述支管15 0中的流體被分流并且分別流經流管130和130'。從流管130和130'流出后，在支路150'中 所述工作流體被重新合成為一個單獨的流路，然后流向出口端104'(通 過具有螺釘孔102，的法蘭盤103'相連)并進入工作管道(未示出)。選擇大致具有相同楊氏模數(shù)的流管130和130，并將其適當?shù)匕惭b于 所述流管安裝座120和120'，使其分別圍繞彎曲軸W-W和W， -W'具有 大致相同的質量分布，慣性矩和系統(tǒng)剛度。所述彎曲軸分別穿過支承桿 140和140'。所述流管的楊氏模數(shù)隨溫度變化而變化，而且這種變化影 響流量和密度的計算，電阻式溫度傳感器(RTD) 190可安裝于流管130' 上，用于連續(xù)測量所述流管的溫度。因此，所述流管的溫度和從流管流 過所述RTD的電壓由經過所述流管的流體的溫度而調整。通過所述RTD的 隨電壓而定的所述溫度以眾所周知的方式^皮應用，通過計量電子儀器20 補償由于流管溫度的變化而引起的流管130和130，的彈性模數(shù)的變化。 所述RTD通過導線195與計量電子儀器20相連。流管130和130'兩者均由激勵器180在相反的方向上繞其相應的彎曲 軸W和W，而^皮激勵，此時^皮稱為所述流量計的第一異相彎曲才莫式。該激 勵機構180可由任意一個公知的裝置組成，如安裝于流管130'的磁體和 安裝于流管130的相對線圈，并且通過振蕩所述兩個流管產生變化的電流 經過該裝置。通過計量電子儀器20的合適的激勵信號經過導線185作用于 激勵機構180。計量電子儀器20接受在導線195上的所述RTD溫度信號，而且在導線 165L和165R上分別生成所述左速度信號和右速度信號。計量電子儀器20 在導線185上生成激勵信號作用于激勵機構180并且振蕩所述流管130和 130，。計量電子儀器20處理所述左速度和右速度信號及所述RTD信號用于計算流過所述儀表裝置10的流體的所述質量流率和密度。該信息連同 其它信息一起被計量電子儀器20采用并通過路徑26傳送給使用設備29。附圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例的磁體裝置200。所述^P茲體裝置2 00包括 至少一個磁體210和磁體保持器220。在一個實施例中，所述磁體裝置200 應用于振蕩流量計5的儀表裝置10中。所述振蕩流量計5例如可由科里奧 利流量計或振蕩密度計組成。所述磁體21 O可以是流量計激勵機構18 0的 一部分或者是流量計傳感 器170的一部分(參見附圖l )。在該實施例中示出的所述磁體210大致為 圓柱形。然而，也可以采用其它^茲體形狀。所述磁體210可包括一個或多個磁體元件。例如，所述磁體210可由 一組硬釬焊在一起的磁體組成。在一個實施例中的所述磁體210由釤鈷磁體(SmCo)組成。SmCo磁體 在高溫時基本上保持其原有的磁性能，因此在接受高溫流量流體的流量 計中使用時具有優(yōu)勢。例如，在華氏400度或超過該溫度的情況下，SmCo 磁體可以產生在流管激勵器或流管傳感器中所需的滿意的磁通量。然而， 應當理解的是，也可以使用其它磁體材料，如AlNiCo磁體，而且其也落 入說明書和權利要求書的保護范圍。所述磁體保持器220可包括一個或多個保持器元件部分。所述磁體保 持器220包括用于接受所述磁體210的磁體接受面222。在一個實施例中， 所述磁體接受面222大致為平面。所述磁體保持器220可進一步包括壁224 和安裝件226。所述壁224可環(huán)繞所述磁體210,但與所述磁體210不接觸。 則所述磁體210和所述壁224之間存在間隙G (參見附圖3)，其中相應的 所述激勵器或傳感器元件的一部分可移入和移出該間隙G。因此，所述壁 224可在所述》茲體210和所述相應激勵器或傳感器元件之間將所述磁通量 限制于接近區(qū)域。應當理解的是，所述壁224并不是所述磁體保持器2M的一個必需部 件。所述磁體保持器220可只包括某個基本部件，其中所述間隙G在磁體 210和其它元件之間形成。在一個實施例中，所述磁體為鍍鎳的。所述鍍鎳層延伸超過所述》茲 體210的至少一部分并且超過所述磁體保持器220的所述磁體接受面222 的至少一部分。所述鍍鎳層用于提高釤鈷磁體的高溫性能。另外，所述 鍍鎳層可提供某些或所有的固定。例如，在形成所述磁體裝置200的一個 實施例中，所述磁體210;故安裝到所述磁體接受面2"上，接著所述整個 磁體裝置200是鍍鎳的。在該實施例中，隨后的鍍鎳層將所述磁體210固 定于所述磁體保持器220。該附圖還示出固定于所述磁體210的可選擇的磁極211。所述磁極211 可由另外的石茲體組成?？蛇x擇地，所述i茲杉Ull可由》茲性導電材料組成， 其用于形成或傳導從所述^茲體210到所述壁224的所述/F茲通量。所述磁才及 211可包括將所述》茲極211硬確f焊(或其它固定方式)到所述f茲體210上的 孔212。另夕卜，所述磁極211可進一步包括大致與所述磁體210配合的凸緣 213。附圖3是附圖2中所述磁體裝置200的AA剖視圖。該剖視圖示出將所述 磁體210固定于所述磁體保持器220的所述磁體接受面222的硬釬焊230。 所述硬釬焊2 30包括將相同或不同的金屬利用熔化的充填金屬相熔接。硬 釬焊通常采用包括某種青銅的充填金屬。然而，硬釬焊還可采用多種金 屬，包括紅銅，鎳，鋅，銀和磷。硬釬焊并不熔化所述被硬釬焊的基本 金屬件，而是熔化通過毛細管作用分散的填充金屬。在其液態(tài)溫度，所 述熔化的填充金屬與所述基本金屬的薄層相互作用，然后冷卻變得格外 的硬，由于顆粒結構的相互作用形成了密閉聯(lián)接。盡管某些硬釬焊被認 為包括低至華氏450度的溫度，但是典型的硬釬焊則要求華氏900 - 2200 度的溫度。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該附圖進一步詳細示出所述安裝件226。在該 實施例中示出的所述安裝件226包括聯(lián)接孔228。所述聯(lián)接孔228可用于將 所述磁體保持器220固定于或可拆卸地固定于流管或流管結構。在該實施 例中示出的所述聯(lián)接孔228具有可接受某種螺紋緊固件的螺紋。然而，應 當理解的是，實際上所述聯(lián)接孔228和整個安裝件226可以采用任何固定 于流量計的結構形式。附圖4示出根據(jù)本發(fā)明實施例的磁體裝置220。在該實施例中，所述 磁體接受面222包括設置成用于接受所述磁體210的沉孔部229。所述沉孔 部229輔助定位和安裝所述磁體。所述沉孔部229可4艮好地作用于中間的 在所述磁體保持器220中的所述磁體210。另外，所述沉孔部"9可提供更 多的區(qū)域用于將所述磁體210硬釬焊到所述磁體保持器220上。附圖5是附圖4中所述磁體裝置2 00的BB剖視圖。該剖視圖示出所述磁 體210位于所述沉孔部229。硬4f焊230將所述磁體210固定于所述沉孔部 229和固定于所述磁體保持器220。從附圖中可以看出，所述沉孔部229可 大致為平面的。而且從附圖中還可看出，所述沉孔部229可大致與所述磁 體210的形狀相匹配。另外，所述沉孔部229可包括任何形式的提供額外 的硬4f焊容積的凹槽234?？蛇x擇地，所述凹槽234可包括任何形式的隆 脊(RIDGING)，粗糙化(ROUGHENING),結構化(TEXTURING)等。根據(jù)任一實施例的所述磁體裝置200可以以各種方法制成。在一種方 法中，所述磁體210相對所述磁體保持器220的所述磁體接受面222安裝并 被硬釬焊于此處。在另一種方法中，所述磁體210被安裝于所述磁體保持 器220的所述沉孔部229內并^皮硬釬焊于此處。在另一種方法中，所述不帶電的磁體通過電鍍的方式將所述部件固定在一起。接下來，所述硬釬 焊的或電鍍的裝置可以進行重新磁化。所述重新磁化是為了基本恢復由 于所述硬釬焊過程中加熱而損失的磁化率而實施的。如需要，根據(jù)本發(fā)明所述磁體裝置可選擇為提供不同優(yōu)點的任意一 個實施例實施。本發(fā)明提供一種用于振蕩流量計的高溫磁體裝置。本發(fā) 明提供一種用于流管激勵系統(tǒng)或流管傳感器系統(tǒng)的高溫磁體裝置。本發(fā) 明提供一種用于振蕩流量計的強而有效的磁體安裝方法。本發(fā)明提供一 種采用釤鈷磁體的高溫磁體裝置。本發(fā)明提供一種采用鍍鎳層的釤鈷磁 體的高溫磁體裝置。本發(fā)明提供一種用于釤鈷磁體的磁體安裝方法，其 中，所述磁體安裝在所述磁體上不施加壓力。本發(fā)明提供一種不增大所 述磁體尺寸的高溫磁體裝置。
權利要求
1、一種磁體裝置(200)，其包括至少一個磁體(210)和磁體保持器(220)，所述磁體保持器包括大致為平面的用于接受所述至少一個磁體(210)的磁體接受面(222)，其特征在于所述磁體裝置(200)還包括硬釬焊(230)，所述硬釬焊用于將所述至少一個磁體(210)固定到所述磁體保持器(220)的所述磁體接受面(222)。
2、 如權利要求1所述的磁體裝置(200 ),其特征在于，所述至少 一個磁體(210)由釤鈷磁體組成。
3、 如權利要求l所述的磁體裝置(200 )，其特征在于，所述至少一 個磁體(210)由鍍鎳的釤鈷磁體組成。
4、 如權利要求l所述的磁體裝置(200 )，其特征在于，所述磁體接 受面(222 )包括在所述磁體保持器(220 )上形成的沉孔部(229 ),其 中所述沉孔部(229 )被設置成用于接受所述至少一個磁體(210)。
5、 如權利要求1所述的磁體裝置(200 ),其特征在于，進一步包 括固定于所述至少一個磁體(210)上的磁極(211)。
6、 如權利要求1所述的磁體裝置(200 )，其特征在于，進一步包 括固定于所述至少一個磁體(210)上的》茲極(211),其中，所述磁極(211) 包括硬釬焊孔(212)。
7、 一種磁體裝置(200)，其包括至少一個磁體(210)和用于接受所 述至少一個磁體(210)的磁體保持器(220 )，其特征在于所述磁體裝 置(200 )還包括在所述磁體保持器(220 )上形成的沉孔部(229 ),其中所述沉孔 部(229 )被設置成用于接受所述至少一個磁體(210);和將所述至少一個磁體(210)固定在所述磁體保持器(220 )的所述 沉孔部(229 )的硬釬焊(230 )。
8、 如權利要求7所述的磁體裝置(200 )，其特征在于，所述至少 一個磁體(210)由釤鈷磁體組成。
9、 如權利要求7所述的磁體裝置(200 ),其特征在于，所述至少 一個磁體(210)由鍍鎳的釤鈷磁體組成。
10、 如權利要求7所述的磁體裝置(200 ),進一步包括固定于所述 至少一個磁體(210)的f茲極(211)。
11、 如權利要求7所述的磁體裝置(200 ),進一步包括固定于所述至少一個磁體(210)的磁極(211)，其中所述磁極(211)包括硬釬焊 孔(212)。
12、 一種磁體裝置(200 ),包括至少一個磁體(210);磁體保 持器(220 ),該磁體保持器包括大致為平面的用于接受所述至少一個磁 體(210)的磁體接受面(222 );和鍍鎳層，所迷鍍鎳層將所述至少一 個磁體(210)固定于所述磁體保持器(220 )的所述磁體接受面(222 )。
13、 如權利要求12所述的磁體裝置(200 ),其特征在于，所述至 少 一個》茲體(210)由衫鈷》茲體組成。
14、 如權利要求12所述的磁體裝置(200 )，其特征在于，所述磁 體接受面(222 )包括在所述磁體保持器(220 )上形成的沉孔部(229 )， 其中所述沉孔部(229 )被設置成用于接受所述至少一個磁體(210)。
15、 如權利要求12所述的磁體裝置(200 ),進一步包括固定于所 述至少一個^茲體(210)的f茲極(211)。
16、 如權利要求12所述的磁體裝置(200 ),進一步包括固定于所述 至少一個磁體(210)的磁極(211 )，其中，所述磁極(211)包括硬釬 焊孔(212)。
17、 一種形成磁體裝置的方法，包括將所述至少一個磁體安裝于磁 體保持器，其中所述磁體保持器包括大致為平面的用于接受所述至少一 個磁體的磁體接受面，其特征在于該方法進一步包括將所述至少一個 磁體硬釬焊到所述磁體保持器上，其中合適的所迷磁體保持器被固定到 所述振蕩流量計上。
18、 如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述至少一個磁體由 釤鈷/f茲體組成。
19、 如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述至少一個磁體由 鍍鎳的釤鈷磁體組成。
20、 如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述磁體接受面包括 在所述磁體保持器上形成的沉孔部，其中所述沉孔部械_設置成用于接受 所述至少一個》茲體。
21、 如權利要求17所述的方法，進一步包括將磁極固定到所述至少 一個^茲體上。
22、 如權利要求17所述的方法，進一步包括重新磁化所述磁體裝置。
23、 一種形成磁體裝置的方法，包括將所述至少一個磁體安裝于磁 體保持器，其中所述磁體保持器包括大致為平面的用于接受所述至少一 個磁體的磁體接受面，其特征在于該方法進一步包括將所述至少一個 磁體鍍鎳層到所述磁體保持器上，其中所述合適的磁體保持器被固定到 所述振蕩流量計上。
24、 如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述至少一個磁體由 釤鈷》茲體組成。
25、 如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述磁體接受面包括 在所述磁體保持器上形成的沉孔部，其中所述沉孔部被設置成用于接受 所述至少一個^茲體。
26、 如權利要求23所述的方法，進一步包括將磁極固定到所述至少 一個i茲體上。
27、 如權利要求23所述的方法，進一步包括重新磁化所述磁體裝置。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明提供一種磁體裝置(200)。所述磁體裝置(200)包括至少一個磁體(210)；磁體保持器(220)，該磁體保持器包括大致為平面的用于接受所述至少一個磁體(210)的磁體接受面(222)；和硬釬焊(230)，該硬釬焊將所述至少一個磁體(210)固定到所述磁體保持器(220)的所述磁體接受面(222)。
文檔編號G01F1/84GK101278173SQ200580051771
公開日2008年10月1日 申請日期2005年10月6日 優(yōu)先權日2005年10月6日
發(fā)明者A·W·潘克拉茨, R·S·洛文 申請人:微動公司