專利名稱：具有唯一的一根測(cè)量管的科氏流量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有唯一的一根測(cè)量管按科氏原理的流量傳感器。
已知通過流量表測(cè)量流量和/或流體密度，流體在管道內(nèi)流動(dòng)，流量傳感器裝入此管道中。
與流量傳感器有至少兩根測(cè)量管不同(這些流量傳感器面對(duì)源自管道的干擾，例如管道振動(dòng)或流體的強(qiáng)烈脈動(dòng)，能具有相當(dāng)好的抵抗能力)，只有唯一的一根測(cè)量管的科氏流量傳感器，在面對(duì)這些干擾，再加上面對(duì)著作用在它們上面的其他干擾(如作用在外殼上的沖擊)時(shí)，要敏感得多。
屬于這種干擾的還有振動(dòng)分量，它們從以當(dāng)前頻率振動(dòng)的測(cè)量管傳給管道，反射到始終存在的中斷點(diǎn)，并因而重新回到測(cè)量管。這些振動(dòng)分量特別有害，因?yàn)樗鼈冇信c測(cè)量管同樣的當(dāng)前頻率。因此，采取電子措施根本不能排除這些干擾，而采取機(jī)械的措施只是在作出巨大努力下才能排除。
在US-A 5307689中主要介紹了按科氏原理的流量計(jì)，它可插入管道中，并在工作時(shí)流過要測(cè)量的流體，它-有一塊底板，-一底板通過至少一個(gè)機(jī)械式緩沖件固定在一個(gè)底座上，-有唯一的一根在一個(gè)平行于底板上側(cè)的平面內(nèi)彎成U形或J形的流過流體的測(cè)量管-其中，兩個(gè)互相平行的、用于在此平面內(nèi)激振的邊，分別固定在一個(gè)設(shè)在底板上的固定裝置中，-在每個(gè)邊上各設(shè)有一個(gè)激振器，-在每個(gè)邊上有關(guān)的固定裝置附近各設(shè)有兩個(gè)傳感器，用于每個(gè)邊的振動(dòng)測(cè)量，以及-有一個(gè)激振/計(jì)值電子裝置，
-一它有一個(gè)用于消除以外部振動(dòng)為基礎(chǔ)的干擾信號(hào)的分線路。
在這種流量計(jì)中試圖通過電路裝置消除上述因管道引起的干擾，其中當(dāng)然不可能消除與測(cè)量管的振動(dòng)相同頻率的分量。此外，此流量計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面看不出有什么總體上有利于抵制干擾的措施。
此外，在DE-A 3824351中介紹了一種按照科氏原理的科氏流量傳感器，它插入管道中并在工作時(shí)流過要測(cè)量的流體，它-有一個(gè)通過流體入口和流體出口與管道連接的、振動(dòng)剛性的外殼，-有唯一的一根在一個(gè)平面內(nèi)彎曲、流過流件、通入流體入口和流體出口、并因而與外殼剛性連接的測(cè)量管，-一些測(cè)量管借助于一個(gè)激振器可垂直于此平面振動(dòng)，以及-在測(cè)量管上沿著朝流體入口和朝流體出口的方向至少各設(shè)一個(gè)振動(dòng)傳感器。
在這種結(jié)構(gòu)中，測(cè)量管與振動(dòng)剛性的外殼作剛性連接(亦即采取機(jī)械措施)，為的是防止上述測(cè)量管的外來干擾。然而，業(yè)已證實(shí)，這樣做沒能達(dá)到對(duì)外界干擾有足夠的抑制。
因此本發(fā)明的目的是提出一種科氏流量傳感器，它借助于其他的一些機(jī)械措施，使之在面對(duì)所謂外干擾時(shí)能盡可能地不受影響。
為此，按本發(fā)明的一種按照科氏原理的流量傳感器，它可插入管道中并在工作時(shí)流過要測(cè)量的流體，它-有一個(gè)通過流體入口和流體出口與管道連接的外殼，-有一塊裝在外殼里面的底板，-一底板通過至少一個(gè)機(jī)械式緩沖件與外殼連接，-一一緩沖件固定在底板的波節(jié)線上，-有唯一的一根在一個(gè)相對(duì)于底板的上側(cè)平行的平面內(nèi)彎曲的、流過流體、并與流體入口和流體出口連通的測(cè)量管，-一其中，有一個(gè)用于垂直于此平面激振的管段，借助于設(shè)在底板上彼此相對(duì)的邊緣區(qū)中的固定裝置固定在底板上，以及-一其中各有一個(gè)連接管段，從每一個(gè)固定裝置通往流體入口或通往流體出口，
-有一個(gè)激振器，以及-在各固定裝置附近至少各設(shè)有一個(gè)管段振動(dòng)傳感器。
按照本發(fā)明的設(shè)計(jì)，管段彎成圓弧形狀，在這種情況下每個(gè)連接管段最好能彎成一個(gè)比管段的要小的曲率半徑。
按照本發(fā)明的一項(xiàng)改進(jìn)，在底板的這樣的線上至少設(shè)有另一個(gè)緩沖件，在此線上底板和管段的對(duì)稱面與它的下側(cè)相切。
按照本發(fā)明的一項(xiàng)最佳設(shè)計(jì)，測(cè)量管可有一個(gè)小于10毫米的額定寬度，和/或底板的質(zhì)量可比管段的質(zhì)量大。
本發(fā)明的重要優(yōu)點(diǎn)在于，通過由本發(fā)明所建議的并可理解的針對(duì)存在問題的內(nèi)部振動(dòng)補(bǔ)償?shù)慕鉀Q方案，實(shí)際上已不再將振動(dòng)分量從以一個(gè)當(dāng)前頻率振動(dòng)的測(cè)量管傳到管道上去。
下面借助于附圖詳細(xì)闡明本發(fā)明，圖中大致等比例地表示了一個(gè)實(shí)施例，并在相同的部分中采用同樣的符號(hào)。


圖1流量傳感器縱剖面?zhèn)纫晥D；以及圖2圖1之流量傳感器在取走外殼上部后之俯視圖。
按圖1和2在(沿圖2中的線II-II)剖切的側(cè)視圖和在俯視圖(沿圖1中的I-I線)中表示的流量傳感器1建立在科氏原理的基礎(chǔ)上，它可以插入圖中沒有表示的管道中，例如借助于法蘭或螺紋連接裝置，在工作時(shí)流量傳感器1流過要測(cè)量的流體，它有一個(gè)外殼11，其中裝有它的基本構(gòu)件以防環(huán)境影響。
由圖可見，此實(shí)施例的流量傳感器，可以與管道軸線對(duì)齊地插入未表示的管道中。
中圖1和2所示，外殼11可由多個(gè)部分組成，也就是由一個(gè)形狀例如為底板111的下部、上部112、流體入口113和流體出口114組成。在流量傳感器制成的狀態(tài)中，這些部分牢固和不可分解地互相連接起來。
盡管為了使必要的電導(dǎo)線能引入外殼中或從外殼中引出，而在上部112中開有孔115，但仍可在此孔中緊密地裝入一個(gè)適用的導(dǎo)線絕緣套管。
在外殼11內(nèi)裝有一塊底板12，它通過至少一個(gè)機(jī)械式緩沖件(在圖1和2中是兩個(gè)緩沖件13、14)，在此實(shí)施例中與底板111連接起來。
因此底板12并沒有牢固地而僅僅是還可沿各個(gè)方向相對(duì)于外殼11運(yùn)動(dòng)地固定在外殼11上，但是來自外殼的運(yùn)動(dòng)，尤其是沖擊或振動(dòng)，至多也只是在強(qiáng)烈緩沖后才傳給底板12；因此底板12與底板111之間留有間距唯一的一根測(cè)量管15與底板12的上側(cè)平行地延伸，它在一個(gè)相對(duì)于此上側(cè)平行的平面內(nèi)彎曲并流過流體。測(cè)量管15通入流體入口113和流體出口114，并最好有圓弧的形狀。
測(cè)量管15在底板12的范圍內(nèi)有一個(gè)管段151，它借助于一個(gè)激振器16，例如借助于一種電磁式尤其是電動(dòng)式激振器，被激勵(lì)垂直于測(cè)量管15在其中彎曲的那個(gè)平面振動(dòng)。底板12的質(zhì)量最好比管段151的質(zhì)量大。
一般的激振器線路可用來激振，這些振動(dòng)是管段151并因而是測(cè)量管15的有效振動(dòng)。管段151在底板12互相相對(duì)的邊緣用固定裝置121、122固定在底板上。
從有關(guān)的固定裝置121、122分別引出連接管段152、153，通向流體入口113或流體出口114。在這種情況下，各連接管段152、153的曲率半徑，最好小于最好制成圓弧形的管段151的曲率半徑。
在每個(gè)固定裝置121、122的附近，在管段151上各設(shè)有一個(gè)用于其振動(dòng)的傳感器17、18，例如為電磁式或尤其是電動(dòng)式傳感器。根據(jù)傳感器所發(fā)出的信號(hào)，通過確定它們的相位差或時(shí)間差，便可以按通用的方法確定流量。
上面已提及的緩沖件13、14都固定在底板12的波節(jié)線上。此波節(jié)線19是在起先還沒有安裝緩沖件時(shí)得出的，此時(shí)由測(cè)量管15與底板12組成的振動(dòng)系統(tǒng)被激勵(lì)作有效振動(dòng)并令其自由振動(dòng)，然后便可確定由此而形成的波節(jié)線，這種波節(jié)線例如按Chladnischer沙粒振動(dòng)圖形是可以看見的。
在圖2中用虛線還表示了另一個(gè)緩沖件20，它可以代替緩沖件13、14，或可除了至少有它們中一個(gè)之外附設(shè)的。此另一個(gè)緩沖件20設(shè)在底板12上的這樣的線21上，在此線上底板12和管段15的對(duì)稱面與它的下側(cè)相切。
權(quán)利要求
1.按照科氏原理的流量傳感器(1)，它可插入管道中，并在工作時(shí)流過要測(cè)量的流體，它-有一個(gè)流體入口(113)和流體出口(114)與管道連接的外殼(11)，-有一塊裝在外殼里面的底板(12)，-一底板通過至少一個(gè)機(jī)械式緩沖件(13、14)與外殼連接，-一緩沖件固定在底板(12)的波節(jié)線(19)上，-有唯一的一根在一個(gè)相對(duì)于底板(12)的上側(cè)平行的平面內(nèi)彎曲的、流過流體并與流體入口(113)和流體出口(114)連通的測(cè)量管(15)，-其中，有一個(gè)用于垂直于此平面激振的管段(151)，借助于設(shè)在底板上彼此相對(duì)的邊緣區(qū)中的固定裝置(121、122)固定在底板上，以及-其中各有一個(gè)連接管段(152、153)，從每一個(gè)固定裝置通往流體入口或通往流體出口，-有一個(gè)激振器(16)，以及-在各固定裝置附近至少各設(shè)有一個(gè)管段振動(dòng)的傳感器(17、18)。
2.按照權(quán)利要求1所述之流量傳感器，其特征在于，管段(151)彎成圓弧狀。
3.按照權(quán)利要求2所述之流量傳感器，其特征在于，每個(gè)連接管段(152、153)彎成一個(gè)比管段(151)的要小的曲率半徑。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述之流量傳感器，其特征在于，在底板(12)的這樣的線(21)上至少設(shè)有另一個(gè)緩沖件(20)，在此線上底板和管段(151)的對(duì)稱面與其下側(cè)相切。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述之流量傳感器，其特征在于，測(cè)量管(15)有一個(gè)小于10毫米的額定寬度。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述之流量傳感器，其特征在于，底板(12)的質(zhì)量比管段(151)的質(zhì)量大。
全文摘要
這種面對(duì)來自管道的干擾(例如管道振動(dòng)或流體強(qiáng)烈的壓力脈動(dòng))和面對(duì)其他的干擾(例如作用在外殼(11)上的沖擊)，借助于機(jī)械裝置設(shè)計(jì)為盡可能少受影響的安科氏原理的流量傳感器(1)，各有一個(gè)通過外殼與管道連接的流體入口(113)和流體出口(114)；有一塊裝在外殼里面的底板(12)，底板通過至少一個(gè)機(jī)械式緩沖件(13、14)與外殼連接，緩沖件固定在底板(12)的一條波節(jié)線(19)上；有唯一的一根在一個(gè)平行于底板(12)的平面內(nèi)彎曲并通入流體入口(113)和流體出口(114)中的測(cè)量管(15)，其中，有一個(gè)用于垂直于此平面激振的管段(151)，借助于設(shè)在底板上彼此相對(duì)的邊緣區(qū)中的固定裝置(121、122)固定在底板上，以及，其中各有一個(gè)從各固定裝置通往流體入口或流體出口的連接管段(152、153)；有一個(gè)激振器(16)和在各固定裝置附近至少各設(shè)有一個(gè)管段振動(dòng)的傳感器(17、18)。
文檔編號(hào)G01F1/84GK1160192SQ9612200
公開日1997年9月24日 申請(qǐng)日期1996年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月26日
發(fā)明者恩尼奧·比托, 奧勒·庫達(dá)爾, 馬馬迪·凱塔 申請(qǐng)人:安德雷斯和霍瑟·弗羅泰克有限公司