專利名稱：科里奧利原理—流量測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個流量測量儀，其具有一個按照科里奧利原理工作的，被所測流體流過的振動體裝置。
在大量關(guān)于帶有管外振動體的科里奧利流量測量儀的現(xiàn)有技術(shù)中，只有兩種基本類型的管布置結(jié)構(gòu)，亦即，直線管和任意彎曲的或甚至螺旋的管，其中，出于技術(shù)上的原因，該U形的環(huán)管件(其具有一個帶進口端部的直線進口管和一個帶出口端部的直線出口管以及一個使進口管和出口管相連接的彎管段)是令人偏受的管結(jié)構(gòu)。在兩種管布置方式中，由于對稱的原因，大多數(shù)被采用的是兩個在靜止狀態(tài)相互位于兩個平行平面中的環(huán)管件。
對于兩個帶有兩個平行直線管的流量測量儀變型方案之一，可以完全作為例子參見US-A 4768384，4793191，而另外具有兩個平行U形環(huán)管件的變型方案可以例如參見US-A4127028。
具體地說，一方面在開頭提及的兩個文件US-A4768384和4793191中，分別描述了下列共同特征流量測量儀，-具有一個按照科里奧利原理工作的，被所測量的流體流過的振動體裝置，其含有下列構(gòu)件一個帶進口端和出口端部的第一直線管和一個帶進口端和出口端部的第二直線管，這兩個管在靜止狀態(tài)彼此平行布置;
一個振動激勵器，其使兩個直線管在由該直線管軸線形成的平面內(nèi)產(chǎn)生彼此相反的諧振;和兩個沿直線管移一定位置安置的振動傳感器;以及-具有一個用于振動激勵器的電驅(qū)動器;
-具有一個電子處理器，它根據(jù)傳感器信號的相位差確定流量和/或根據(jù)振動頻率確定流體的密度。
另一方面，在開頭提及的US-A4127028中，描述了下列共同的特征流量測量儀，-具有一個按科里奧利原理工作的、被所測流體流過的振動體裝置，其含有下列構(gòu)件一個第一U形環(huán)管件和一個第二U形環(huán)管件，它們在靜止狀態(tài)相互平行地布置在兩個平行平面中，并各有一個帶進口端部的直線進口管和一個出口端部的直線出口管，所述端部固定在一個共同的支架內(nèi)和各有一個使其進口管與其出口管相連接的彎管段;
一個振動激勵器，其使兩個彼此反向布置的環(huán)管件在與其平面垂直的方向上產(chǎn)生諧振;和兩個沿直線管移一定位置而安置的振動傳感器;
-具有一個用于振動激勵器的電子驅(qū)動器;
-具有一個電子處理器，它根據(jù)傳感器信號的相位差確定流量和/或根據(jù)振動頻率確定流體的密度。
兩個流量測量儀變型方案各有自身的優(yōu)點及缺點。這樣一方面具有U形環(huán)管件的流量測量儀不能在所有結(jié)構(gòu)位置上都是自身排空端，此外，不能像只有直線管的流量測量儀那樣對于來自管道的振動不敏感。還有，該環(huán)管件由于科里奧利作用力而承受一個從其靜止位置確定的平面向外的扭轉(zhuǎn)作用。
另一方面，這些僅具有直線管的流量測量儀在一定情況下，比具有U形環(huán)管件的測量儀，對熱沖擊更敏感;并且，測量結(jié)果對流體壓力的依賴性可以大于U形環(huán)管件的情況，這一點特別在流體壓力振蕩時表現(xiàn)明顯。
此外，在JP-A3-48729和對此撰寫的摘要中，都描述了具有幾個直線管特征的流量測量儀和具有幾個U形管特征的流量測量儀;
流量測量儀-具有一個按照科里奧利原理工作的、被所測流體流過的振動體裝置，其含有下列構(gòu)件一個U形環(huán)管件，它具有一個帶進口端部的直線進口管和一個帶出口端部的直線出口管，(所述端部固定在一個共同的第一支架上)和一個將進口管與出口管相連接的彎管段;
一個在屬于彎管的進口管或出口管的過渡位置上安置的與第一支架固定連接的第二支架，其中固定有用于確定振動節(jié)的直線管;
一個在兩個直線管中部安置的振動激勵器，它使在這一位置上通過一個間隔件而相互固定的管件在含有直線管軸線的平面內(nèi)產(chǎn)生平行的諧振;和一個在直線管之間安置的振動傳感器;
-具有一個用于振動激勵器的電子驅(qū)動器;和-具有一個電子處理器，它根據(jù)傳感器信號的相位差確定流量。
在權(quán)利要求中限定的本發(fā)明是為了消除上面所稱的缺陷，而建立一個流量測量儀，它體現(xiàn)了上述兩個變型例的優(yōu)點，而且比現(xiàn)有技術(shù)中所提到的流量測量儀的綜合效果更好。
由此，本發(fā)明流量測量儀，-具有一個按照科里奧利原理工作的，被所測流體流過的插置在一個管道區(qū)中的振動體裝置，它含有下列構(gòu)件一個第一環(huán)管件和一個第二環(huán)管件，它們在各自平面內(nèi)布置和彼此疊置并各有一個帶進口端部的直線進口管和一個帶出端部的直線出口管(所述端部固定在一個共同的支架上)，還各自具有一個使相應(yīng)進口管與對應(yīng)出口管相連的彎管段;
一個在從進口管到出口管的過渡位置上并在所屬彎管段中安置的平板，其具有與直線管和彎管段外徑一致的鉆孔，其中，固定有所述管件以確定一個相應(yīng)的振動波節(jié);
至少一個振動激勵器，它使兩個彎管段產(chǎn)生彼此反向，且與其所處平面垂直的諧振;和至少兩個沿直線管移一定位置而安置的振動傳感器;
-具有一個用于振動激勵器的電子驅(qū)動器;和-具有一個電子處理器，它根據(jù)傳感器信號的相位差確定流量和/或根據(jù)振動頻率確定流體的密度。
此外本發(fā)明的優(yōu)點是該直線管件振動時僅如一個兩側(cè)夾緊的桿件，也就是說，只以在上面提及的具有直線管的變型方案中才能出現(xiàn)的那種方式振動，這樣，就避免了所述的扭轉(zhuǎn)作用;熱沖擊敏感性也由于選用U形結(jié)構(gòu)，所以相對于具有在線管的變型例而言可以忽略不計，而壓力-依賴性也明顯減小了。
按照本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)置，環(huán)管件的平面可以是彼此平行的。
按照本發(fā)明另一個結(jié)構(gòu)設(shè)置，在每個環(huán)管件中，還可以使進口管與出口管平行布置。
現(xiàn)在，借助附圖中描述的實施例詳細闡述本發(fā)明。


圖1表示第一種流量測量儀沿管道方向的前視簡圖。
圖2表示圖1中流量測量儀的側(cè)視簡圖。
圖3表示第二種流量測量儀沿管道方向的前視簡圖。
圖4表示圖3中流量測量儀的側(cè)視簡圖。
在附圖中，為了更好地說明該系統(tǒng)，在標注構(gòu)件時，對于被遮擋的構(gòu)件，用括號形式標注在對應(yīng)前邊的構(gòu)件編號旁邊。
在圖1中以前視圖方式和沿管道的方向以及在圖2中以側(cè)視圖方式表明的流量測量儀1的機械構(gòu)件有一個支架13，其通過法蘭19，20可與管道進行壓力密封地連接。流量測量儀1可以安裝在一個所測流體的、為簡化原因未描繪的給定直徑管道的流道中。
在一個垂直于管道和支架13的軸線方向上，固定兩個環(huán)形管件11，12它們分別在一個平面內(nèi)布置且相互疊置并如此固定在支架13上，即，流體從其進口構(gòu)件131可以流到每個環(huán)管件11，12中。
在支架13中，并在其進口件131上，例如通過焊接，銅焊或熔焊固定一個屬于環(huán)管件11直線進口管111的進口端部113和一個屬于環(huán)管件12直線進口管121的進口端部123。在支架13的出口件132上，同樣例如通過焊接，銅焊或熔焊固定一個屬于環(huán)管件11直線出口管112的出口端部114和一個屬于環(huán)管件12直線出口管122的出口端部124。
該各自的進口管111，121與各自的出口管112，122通過各自的彎管段115，125相連接。在從進口管111及121至各自的出口管112及122的過渡位置上并在所屬的彎管段115及125中安置一個帶孔的平板15，該孔與直線進口管和直線出口管及彎管段的外直徑相一致，其中，這些管件為了確定各自的振動波帶，例如又通過焊接，銅焊，或熔焊所固定。
在圖1和2的實施例中，該環(huán)管件11，12的平面是不平行的，而是相對傾斜的。由圖2可以看出，每個環(huán)管件的進口管和出口管不是平行布置的，而是相互傾斜的。通過這種雙倍的不平行度就可實現(xiàn)，該流量測量儀相對于機械的干擾，特別是振動或沖擊(它們來自管道)就只有很低的敏感性了。
在支架13中設(shè)置一個分隔壁31，其將進口件131和出口件132的流動分隔開。不用分隔壁31時，還可以在支架13中安置兩個彎曲的分配件，它們使流動方向盡可能均勻地沿直線管111，121及112，122的方向轉(zhuǎn)換。并且，用于分配流入的流體和積累從兩個環(huán)管件11，12流出的流體。
在環(huán)管件11，12各自于支架13上的固定位置附近，可以分別設(shè)置一個使進口管111，121或出口管112，122相互固定連接的振動波節(jié)平板32，33，這種連接方式同樣可以通過焊接，銅焊，或熔焊實現(xiàn)。依此，機械負荷的固定位置就可以卸載了。
在各個彎管段114，125的頂點，安置一個振動激勵器16，它能使這些彎管段產(chǎn)生彼此相反的，與其所處平面垂直發(fā)生的諧振，它例如可以是在開頭所述US-A4768384或在US-A4801897中的類型。
彎管段115，125的振動是如此傳遞到進口管對111，121和出口管對112，122上的，即，每個管對同樣被激勵成反向的諧振。進口管對的振動與出口管對的振動是同步的，并且其相應(yīng)的振動平面與由每個管對的管軸線構(gòu)成的相應(yīng)平面相重合。該振動激勵器16由一個未描繪的電子驅(qū)動器所供能。這個驅(qū)動器可以例如是一個已提及的US-A4801897中描述的類型。
依此在圖1中，所看到的管對111，121的振動發(fā)生在附圖平面中，而在圖2中，振動則是與附圖平面垂直發(fā)生的。因此，在前面JP-A中提到的每個環(huán)管件直線管段，在其平面中彼此平行的振動就剛好被避免了。
在沿直線管段移動一定位置上，最好在分別離振動激勵器16相同距離上安置兩個傳感器17，18。這些傳感器可以例如是光電傳感器，正如在US-A4801897中已描述的那種?；蛘咭部梢栽O(shè)置電磁傳感器，正如在EP-A83144已說明的那種。
該傳感器17，18是與一個未描繪的電子處理器相連接的，該電子處理器根據(jù)傳感器信號的相位差來確定流量和/或根據(jù)振動頻率來確定流體密度。一個用于已提及光電傳感器的電子處理器例如在雜志“自動化技術(shù)實踐atp”1988，第5期，224-230頁中描述。
在如圖3和4示第二個實施例情況下，不僅環(huán)管件21，22的平面，而且其各自的進口管211，221和同口管212，222都是相互平行的，通過這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，就使這個附圖中的流量測量儀2獲得一個特別好的對稱。
就詳細結(jié)構(gòu)而言，在圖3中前視和沿管道方向以及在圖4中側(cè)視所表明的流量測量儀2的機械構(gòu)件有一個支架23，它通過法蘭29，30可與流體管道作壓力密封地連接。
在與管道和支架23的軸線相垂直的一個方向上，并在支架23上如此固定兩個彼此疊置的，平面的環(huán)管件21，22，即，從其進口件231來的流體可以流進每個環(huán)管件中。
在支架23的進口件231上固定一個屬于環(huán)管件21直線進口管211的進口端部213和一個屬于環(huán)管件22直線進口管212的進口端部223。在支架23的出口件232上，固定一個屬于環(huán)管件21直線出口管212的出口端部214和一個屬于環(huán)管件22的直線出口管222的出口端部224。
該相應(yīng)的進口管211，221分別通過各自的一個彎管段215，225與各自的出口管212，222相連接。在從相應(yīng)的進口管211及221至各自的出口管212及222的過渡位置上并在所屬的彎管段215及225中，安置一個帶孔的平板25，該孔與直線進和出口管以及彎管段的外徑相一致，其中，這些管件為了確定各自的振動波節(jié)而被固定。
在支架23中，設(shè)置一個分隔壁41，它將其進口件231和出口件232作流動分隔。代替分隔壁41，還可以設(shè)置上面提及的分配件。
在環(huán)管件21，22各自的固定位置附近，并在支架23上，分別設(shè)置一個使進口管211，221及出口管212，222彼此固定連接的振動波節(jié)平板42，43。依此，就可以使機械載荷的固定位置卸載。
在相應(yīng)的彎管段215，225的頂點上安置一個振動激勵器26，它使彎管產(chǎn)生相互反向的并與其所處平面垂直的諧振，該激勵器26例如可以是上面提及的類型和是一個電子動力激勵器，其具有一個固定在彎管225上的線圈和一個在彎管215上固定的銜鐵。該振動激勵器26由已提及的電子驅(qū)動器所供能。
該彎管段215，225的振動，使進口管對221，211，和出口管對212，222受激勵而產(chǎn)生與上面闡明的相反方向的諧振相當(dāng)?shù)恼駝?。依此，其相?yīng)的振動平面也與由每個管對管軸線構(gòu)成的相應(yīng)平面吻合。因此，在圖3中附圖所在平面，和與之相對的在圖4中所示的一個與附圖平面相垂直的平面分別是兩個振動平面中的一個。
沿著直線管移動一些位置，并最好在各自離振動激勵器26相同距離上安置兩個振動傳感器27，28。這些傳感器可以是已知類型并與一個適當(dāng)?shù)碾娮犹幚砥飨噙B接。
還在圖3和4的實施例情況下，該管件的固定方式是通過焊接，銅焊或熔焊完成的。
按照圖3和4，環(huán)管件和其直線管的雙重平行度是不重要的;其可以在保留另外的如圖1和2的不平行度情況下，只實現(xiàn)一個平行度。亦即，在平行的環(huán)管件情況下，在每個環(huán)管件中的直線段可以是相互傾斜的，或者環(huán)管件的平面在平行的直線管情況下相互構(gòu)成一個夾角。還有，通過只設(shè)有一個所述不平行度，而使流量測量儀相對機械干擾只有很低的敏感性，特別是對來自管道的振動或沖擊不敏感。
作為直線管和彎管件的材料，特別好的不銹鋼是適合的。還有，公知的耐腐蝕、耐熱鎳基合金類的鎳合金是很適宜的。
權(quán)利要求
1.流量測量儀(1；2)(A)具有一個按照科里奧利一原則工作的，被所測流體流過的，插置在一個管道流程中的振動體一裝置，它包括下列構(gòu)件(1)一個第一環(huán)管件(11；21)和一個第二環(huán)管件(12，22)；它們(11；21)(12；22)布置在各自的一個平面中并相互疊置；各個直線進口管(111，121；211，221)都具有一個進口端部(113，123；213，223)；各個直線出口管(112，122；121，222)都具有一個出口端(114，124；214；224)；所述端部固定在一個共同的支架(13，23)上；和各自具有一個將進口管與相應(yīng)的出口管連接的彎管段(115；125)；(2)一個段在從其進口管至其出口管過渡位置并位于對應(yīng)彎管段中的平板(15；25)，它具有與直線管和彎管段的外徑一致的孔；在孔中，固定有所述管件以確定相應(yīng)的振動波節(jié)；(3)至少一個使兩個彎管段產(chǎn)生彼此反向的、且與其所在平面垂直發(fā)生的諧振的振動激勵器(16；26)和(4)至少兩個沿直線管段移位安置的振動傳感器(17，18；27，28)；B)具有一個用于振動激勵器的電子驅(qū)動器；C)具有一個電子處理器，它根據(jù)傳感器信號的相位差確定流量和/或根據(jù)振動頻率確定流體的密度。
2.按權(quán)利要求1所述測量儀，其中，環(huán)管件(11，12;21，22)的平面是相互平行的。
3.按權(quán)利要求1或2所述的測量儀，其中，在每個環(huán)管件(11，12;21，22)中，進口管(111，121;211，221)與出口管(112，122;212，222)是平行布置的。
全文摘要
這個流量測量儀具有一個被所測流體流過的振動體裝置，它具有下列構(gòu)件兩個平面的且彼此疊置的環(huán)管件，在從其進口管至其出口管的過渡位置上并在其彎管段中安置一個平板，其帶有與直線管和彎管段的外徑一致的通孔，其中，固定有所述管件以確定相應(yīng)的振動波節(jié)。此外，設(shè)置一個使兩個彎管彼此反向、與其所處平面垂直發(fā)生諧振的振動激勵器和兩個沿直線管移一定位置安置的振動傳感器的電子驅(qū)動器，和一個電子處理器。
文檔編號G01F1/84GK1100805SQ93114770
公開日1995年3月29日 申請日期1993年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月18日
發(fā)明者奧弗爾德·溫格, 克雷斯汀·斯舒真 申請人:安德雷斯和霍瑟·弗羅泰克有限公司