BRPI0418214B1

BRPI0418214B1 - sensor de fluxo de massa de coriolis

Info

Publication number: BRPI0418214B1
Application number: BRPI0418214A
Authority: BR
Inventors: Birdsall James; Dille Joseph; Brown Thomas; Berger Todd
Original assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 2004-01-02
Filing date: 2004-12-31
Publication date: 2017-04-18
Also published as: JP4838147B2; EP1700086B1; CA2549615A1; PL380128A1; HK1103125A1; EP1700086A2; MY137368A; WO2005068944A2; US7117751B2; DE602004031306D1; AU2004313782A1; DK2110647T3; AR047361A1; JP2007518077A; JP2011095272A; PL2110647T3; EP2110647B1; ATE549605T1; EP2110647A1; CA2549615C

Abstract

"sensor de fluxo mássico de coriolis". um sensor de fluxo de massa de coriolis inclui um tubo de escoamento, uma fonte de luz e um tubo de luz, tendo uma entrada de luz situada para receber luz da fonte de luz, e uma saída de luz, para emitir a luz recebida da fonte de luz. um detector de luz recebe luz da saída de luz do tubo de luz, e um dispositivo acionador vibra o tubo de escoamento, de modo que o tubo de escoamento se movimente por um caminho de luz entre a saída de luz do tubo de luz e o detector de luz. em determinadas modalidades, o tubo de luz define uma seção genericamente quadrada. uma abertura de detecção, tendo uma forma predeterminada, é situada entre a saída de luz do tubo de luz e o detector de luz. a abertura de detecção passa uma parte da luz emitida da saída de luz da luz para o detector de luz, de modo que a luz entrando no detector de luz tenha a forma predeterminada.

Description

wsôr m fwm ss massa m smim.®* REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS SE! PATENTE RBÍACIOMÃDOS

Este pedido de patente ê um não provisório dos pedidos de patentes provisórios U,S, 60/481,852 e 60/521.223, depositados em 2 de janeiro de 2004 e 15 de março de 2004, respectivamante, que slo aqui incorporados por referência, ANTECE32NT5S A iüveaçãe se refere, d© uma maneira geral, a um dispositivo de controle © medida de fluxo de massa e, mais partieularmente, a um dispositivo de controle e medida de fluxo de massa baseado em efeito de força de Coriolis, ' A medida de fluxo de massa baseado em efeito de força de Coriolis é obtida da seguinte maneira, A força de Coriolis resulta no efeito de uma massa movimentando-se em uma direção estabelecida e depois sendo forçada a mudar de direção eom um componente de vetor normal a direção de escoamento estabelecida, Isso pode ser expresso pela seguinte equação? ?c =-· 2 M % $ na qual Fe (o vetor da força dt eeseieüs) é © resultado do produto da multiplicação de M (o vetor do momsntum d® massa escoando) e m (o vetor da velocidade angular d© sistema de coordenadas rotativo), Em um sistema rotativo, o vetor da velocidade angular ê alinhado ao longo do eixo de rotação, Usando a "Regra da MSq Direita", os dedos definem a direção de rotação e o polegar, estendido, define a direção da vetor da vslocida- d§ angular. N© eaa® 4® 8®Bses ás fluas® âe ferça de Ss*i©üs, um tufeo, através d© qual se esfabelsse © esaaawaafeo de flui-de, i viferaâ©, F$sqãeafcemenfee4 © ué© ê aa forma <â© um qu mais laçcs. A força de laçs é tal que © vetor d© fluas© de massa é direcionado em direções ©pastas em diferentes parces do laço. 0@ laços do tubo podem ser, por exemplo, em forma de "ü", retangular, triangular ou em forma de "delta" ou es-piralada. N© eas© espesiai de um tubo rito, hé díeis vetores de vel©eidaáe angular simultâneos, que si© eeincidentes eom qs pontos de aneerasieat© de tufes, espaafee que @ vst©r do fim© de massa ê em uma úuisa iireqã©, Q vetor da velsgidade aagular muda de direçõas, uma ves que, em um sistema vibratório, a direção de refaça© muda. Q resultado é que, em um defcejmiaaâ© memento, a força de Corioüs lisa agind© em direções ©pcsfas nas quais os vetores dos fluxos de massa ou os vetores da velocidade angular são direcionados em direçdes ©pastas. Uma ve» que © vetor da veloeidade angular fica ©©nefcaafeemente mudando, devido ao sistema vibratório, a força d§ Cerioüg Sisa também mudand© esnstanfemente. 9 reaultade é um movimento de torção dinimis© sendo impssfc© na parte de top© do movimento oscilante d© tufes·. Θ grau de terçlo ê pj?©p©msnal a© fi.ux© de massa para uma determinada veloeidade anplar. A medida de fluxo de massa é ©fefcida per medida da torção m tufe© senaor devid© I f@rga de GofieUe gerada por um fluido movimentando-se pelo fcufee sensor, ©s dispositivos ç©nhe@idos tipiees usam senseres de eaptura, compreendendo pares de ímã e bobina l@ealigad©s no feufee de escoamento, n© qwai q daslosaraenfeo induzido gor fossa de GerioUs e espera* d© §@^ © raaier. A bobina e s irai si® mestados em estruturas egostas, por exemplo, o ímã é mentado m tufee © a bobina é montada na parede is gaeote estaeionári©. A bobina vai wavi-msntar-so gelo earape ia ímã, indusinde uma eorreafèe n§ bobina. Issa gsrrente é gr©por@i©nal I velaeidade d© ímã relativa à bobina.

Em aglieaç§es de baixo eseeameafc©, n© entanto, © tuba é relativament© pgguena, iss© dificulta ou impossibilita a montagem de ferrameatal de detecção ne prépri© tubo, As soluçães da fedeniea anterior para sentir as vibrares do tubo eram bastante insatisfatórias. A presente invenção aborda as defisiênsias ass@©i&éas em a tésnisa anterior, Be aserdo çom aspestos da presente dessriçãe, um sensor de fluxo de massa de goriolis inolui um tubo de esso-amento, uma fonte de luz e ura tubo de lua, tendo uma entrada de lua situada para receber lua da lente de lua? a uma saída de luz, para emitir a luz reeebida da fonte de luz, um detectar de luz reeebe luz da saída de lus d© tubo de luz, e um dispositivo aeioaadsr vibra o tubo de esseament©, de med© gue © tubo d© ^geoamenfe oelua um caminhe de luz entre a saída de luz d® tubo de lus e o defcesfcor de lus, Sm determinadas modalidades, o tubo de lus define uma «eçio genericamente guadrada, ou outra @m forma da gslígon®, para embaralhar ou "misturar" a luz recebida da fsnfcs de lus, para ©fefeer uma distribuição de infcensidadeg mais espasialmente uniforme a© tubo, Uma abertura de detseçl©( tendo uma fcrma predeterminada é situada entre a saída de luz do tubo de luz e o detector de luz, A abertura de detecção passa uma parte da luz emitida da saída de luz da luz para © detector de luz, de modo gue a luz entrando no detector de luz tenha a forma predeterminada, A forma da abertura de detecção e, desse modo, a luz atingindo o detector de luz, ê um triângulo nas modalidades exempiicativas, Qs vários componentes podem ser situados em um ou mais corpos de módulos ópfciees, gue podem definir aberturas neles, que recebem os componentes. Para obter o tamanho de pacote desejado, as aberturas podem ser orientadas em várias direções, e espelhos e lentes podem ser empregados para direcionar a luz, como necessário, Outros objetos e vantagens da invenção vão ficar evidentes por leitura da seguinte descrição detalhada e com referência aos desenhos mencionados abaixo, As figuras 1 e 2 slo diagramas de blocos ilustrando eoneeitualmente um controlador e um sensor de fluxo de massa de CorioUs, de acorde com aspestos da presente descrição. A figura 3 é um diagrama de blocos ilustrando genericamente partes de um dispositivo de fluxo de massa de Coriolis, empregando um sensor de captura óptico de acordo com a presente descrição.

As figuras 4A e são vistas em eorte frontal e lateral, respestivamente, da parte de detecção de fluxo de m coatrolader de flux® ás maga* de earioUs, usando um gen-a©r de sapfeura ápfcieo. A Figura i ê uma vista @m perspeotiva de um sensor de fluxo de maese de Coriolis, de acordo com outros aspectos da presente dsseriçlo, A Figura 6 é uma vista em perspectiva de um sorpo de módulo épfcíe© para um senaer de flusg© de massa de çorio-lis, de acordo com outros aspectos da pregeafce daaeriçlo. A Figura 1 ê uma vista em gerggeefciva de um sensor de fluxo de massa de Serieiis mestrado na Figura 5, com um corpo de módulo ópfiiso removido, A Figura Q é uma vista detalhada de um de® módulos ópticos mostrados na Figura 5. A Figura 9 i uma vista em eorfee dos módulos ópticos mostrados na Figura 5. A Figura 3J ilustra eonseitualmenfce a abertura de detecção do sensor de fluxo de massa de Ssriolis mostrado na Figura S, A Figura u i um diagrama ilustrando as curvas de resposta, mostrando as regiões da resposta linear* para tubos da eseoament© exemplifisativo®, A Figura II i um diagrama mostrando as in@linações das gurvas ilustradas na Figura 11, Ainda que a invenção sega guggetível às várias modificações e formas alternativas, as suas modalidades específicas foram mostradas per meia de exemple nos desenhos e são aqui dessritas em detalhe, Deve-se annender, no entanto, gue a descrição aqui das modalidade® espeeífieas nio é in- teagiomada papa limitar a iavgaçl© Is formas particulares deseritas, mas a© eonfcrári®, a intenção ê cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas encaixando-ae dentro dos espíritos e âmbito da invenção, som© definido pelas reivindieações em anex©.

As modalidades ilustrativas da invenção são descritas abaixo. Com o interesse de esclarecimento, nm todos os aspeetos de uma implementação efetiva são dessritos neste relatório descritivo. Vai-se considerar, naturalmsnfce, que ne desenvolvimento de qualquer modalidade efetiva, várias deeisSes específicas da implementação devem ser tomadas para atingir as metas específicas de que a desenvolve, tais como adequação sem as sujeições relativas a© sistema e as comerciais, que vi® variar de uma implementação para outra. Além d© mais, vai-se considerar que esse esforço de desenvolvimento pode ser complexo e intenso em tempo, mas é, não obstante, uma rotina para aqueles versados na técnica tendo o benefício dessa descrição. A Figura l ilustra uh» sensor g um controlador de fluxo de massa de base de eoriolie de acordo çom as modalidades da presente invenção. S compreendido ossencialmenfce de dois sistemas operacionais separados; sistema de acionamento e captura do sensor de eorielia A e um sistema de controle e aplicação S. 0 sistema de acionamento e captura do sensor de Serieiis fas interface cora © censor de Sorieüs 1. 0 sistema de controle e aplicação 1 proporciona uma interface para um usuário 5 9 proporciona sinais de controle para um disposi- tivo de contraio de fluxo, tal cem© uma válvula 6. A finalidade do sistema de acionamento e captura do sensor d© Corielis A é a de controlar © sentir o movimento d© sensor de Coriolis 1, eera a finalidade d© determinar o fluxo de massa relativo em funçlo da força de Coriolí®, © a densidade relativa ©m função da fregüêneia d© resaonlacíi, q sistema de acionamento e captura do sensor A proporciona três valores d© dado® para o sigfeenaa d§ controle e aplicação B, 1, DiltaT - a diferença d® tempo que m refere a© retarde de fase de um lado do tubo sensor cem o outra indicando fluxo de massa relativo, 2. Freqüêneia - a freqüência de ressonância do tubo sensor que se refere I densidade relativa de material medido, l, temperatura - uroa Β.ΪΒ ê medida para determinar a temperatura de tubo sensor, Θ sistema de cssnferale @ apücaçlo i usa BeltaT em eenjunte som as constantes de ealiferaçSe, para apresentar as unidades de fluxo de massa desejadas para o usuário 5, Também usa freqülaeia em conjunto cem as constantes d© calibra-çãe, para apresentar a densidade desejada e/ou as unidades de fluxo volumétrico para o usuário 5. Temperatura ê usada para compensação de ambos os cálculos de fluxo de massa e densidade. 0 sistema de controle a aplicação B usa a saída da unidade de fluxo de massa ou volume, em comparação com o ponto de ajuste d© usuário introduzido para controlar a válvula §, que regula o fluxo w ajuste desejado, h Figura 2 i p diagrama de blocos ilusaraudo cun-©eitualmente partas de ura sensor de fluxe de massa d® Sotxo-lis, eom© agui deserito. © sensor d® flux© de massa d@ e©ri-©lia l ineiui um tufe© senso? de flux© l e©m um dispositivo asionador 3 situado relafciv© a ele, d® ra©d© a vibrar a tubo 2, Os senseres dê eaptura 4 sã® posieienades relativos a© tubo 2, de ra©d© a medir a torção a© tuba %, devida I ferça de Coriolis, A medida de fluxo de massa ê obtida per medida da torção no tubo sensor, devido ã força de Sorielis gerada por um fluido movimentando-se pelo tubo sensor. Per exemple, em sensores de fluxo de massa de eorioiis eonhaeides, os sensores de eaptura, eempreendend© pares de ímã e bobina, si© lo-eaüsados tipiaaraente a© tubo de esaeameftto, a© çual o dos-loeamaafce indusid© per ferças de Sorioüs é esperado ser o maior, A bobina e @ ám§ são montados em estruturas opostas, por exemple* © ími é montado a© tub© e a bobina ê montada na parede de aeondicianament© estacionária. A bobina vai movimentar-se para dentre s para fera d© earape d© ímã, induzindo uma earrente na bobina. Essa corrente é proporciona! à velocidade do ímã relativa I bobina, Uma veg que essa ê uma medida de velocidade, a velocidade, e desse mode © sinal, ê máximo, guando © tubo de esoearaento atravessa © seu posto de repousa (ornamento zere), A torçã© iadusida por força de Soriolis provosa um desloeamento de fase no sinal de veleei-dade, que é deteetad© por medida da diferença nos tempos de erusaraent© gero entre ®s dois sensores de veloeidade, Wa pátisa, iss© asarrsfci uma earga de frande peeislo n© coa- |unfcQ dg sirsuitos de medida de tempo, isso pode limitar a sensibilidade final da medida de fiuxe ée massa p©r egss tloniea, A patente u,s, g,SIS,199, atribuída a© seegioaãri© d© presente pedido de patente, degerevf e ãispasi- tivas de preeessament© de sinais digitais, para determinar a fregãêneia e as relagies de fase de um tufe© sanear vilrató-ri©, tais eera© m tubes dessrifees era senjjunt© e©ra ©s dispe-sitives de dates©!© de fluxo de massa de 6©ri®Üe agui des-sritss, feda @ relafedri© âgggritiv® da gafeeafce U,S. 5, PS. 199 á a§ui ingespifad® per referêasia, A Figura 3 ilustra ura dispesitiv© de dets©#© de fluxo de massa de eeri®Üs exsmplifisaUvQ, empregando os eanseiftgs agui dessrifces, Θ diapsaitiv® de defeeesl© de fluxo de massa de eerieüs SôO ilustrado ineluera, entre ©utras soisas, ura tub© de eseoament© §92 eera uma bebins §13 situada préxima a um ímã §14, para vibrar © tub© S92. Feufces de luz §19 ale pesieienadaa nas partes laterais préãêiraas 4 parte de tep© ou na parte de tep® d© tub© de eaeaaraente §62, m gual prevê-se que & deslasamente se^a © raai©r, Fetpdiedes eu outros fetedetecteres §12 pedem ser enfcie eelesadss w lado ©peste» d© feufe® §92, voltadas para a f©nfee de ius §19, ©s fe* tpdefêeefe@r@s §18 s|© ssnestad©© ass serapenestes aiatrêniseg do sensor, que preeeasara ©s sinais reeabides des fotedetge-tores §12, ôs sampenentas eietrâaisas d© genssr pedem empregar dispositivos de prasesearaenta de sinais digitais, tais somo os proeesscs de processamento d® sinais descritos na patente U.S, §,§§§,199, @u uma dispesisl© de ampiifisador de bloqueie, som® âesesdt© m pedido d§ patente u,§. 09/041. S9S, que ê aqui incorporado poar referência, Outras modalidades sl© eonsideradas, gu® usam ajuste de eurva de detecção modal ou genaidal, em que © einal reeefeid© é §mpa·* rad© sam uma referência, usando, per @x®mgl©, determinação de fase de mínimes quadrades, Sm uma modalidade espseífiga, as faates d§ lut §10 e ©s fotodetsefeeres §12 @1© parte de um circuite de sentido dpfcis© implem®ntad© em um quadre de eireuít©s impressos de sentido éptiee (PCS), Â.® fontes de lyg §10 e ©s fatedifteato-res 512 compreendem biBs & fefeediedce infravermelhos, para sentir o movimente d© tubo sensor §92. Com© mostrado na Figura 3, há dois conjuntos da LE8s liQ t fotodiodos 512, um eenjunte em cada lade do tube sensor 102. Sm outras modalidades, outro® tipos de fontes de Iub © deteafteras podem ser empregados, usando lus de virfeualmente qualquer comprimento do onda, As Figuras 4& e 41 ilustram um senso? de flw> de massa de Gerielis 600 empregando sensores de captura dpti-e©s« A parte de defcesçãe de fluxo êOô inclui © tubo senso? de escaamento 602, a© qual um Imi 604 I preso, Bs ws 606 e fotodiodos 608 infravermelhos sã© aeeplades a um PGS de sentido dptic© §10, posicionado m eada um das lados do tubo sensor de escoamento 602, O tubo sensor d® eseeamenfee 602, o ímã 604, os bEDs 606, os fotodiodos 60© e PCB §10 são todos situados dentro de um alojamento 612, n© qual se fixa uma sebertura 614, Um indutor de 1 mH funeiona tomo uma bobina ¢16, para aeiena? ® feube. A bobina êu ê pegieionada fssa de alejament© 612, llfeerBâtivameafee, e feufee sensor 6Q2, e dispesitivo d© aeienaraenfee 606, §16 e ©s sensores ãa qapfeura· SQi, ©08 padem fiea? todos eaafcidaa dentro d© alojamento 61â, ©u componentes selesionados, aldm, ©u ©κι lugar, da bobina 606, pe>-dem se? goeieioaados fora d© alojamento #12« Por eneraplo, determinadas modalidades pedam empregar um alojamento 612, tendo uma janela definida nele, Issq permite que a fonte d© luz 606 e/ou o fofeodatector SOS seja eslaaada £©ri de alojamento 612, Sm mais outras modalidades, os componentes ele-trênieos do senso? íieam longa de alojamento 612, psr exemplo, usando eafee de fibra dptiea, Xsso pede ser desejável, por exemplo, guando o dispositivo de deteeqi© d® fluxo de massa de Çerialis # empregado em mais físise perigoso, <2©m© dossrife© aoiraa, a fonte d® lus 66g § o detee-tor 668 pedem sorapreeBde? um US infravermelho aeoplad© a um fotodied© infravermelho, Q tamanho da superfísi® ativa do f©t©diodo é práxime, mas üpiraraente maio? d© que o diâmetro do tubo senso? 662, Na medida em que o tubo 662 vibra, ele se movimenta pelo earainho entre © LSB e o fotodiodo, q-aluindo a lus do LBP, 0 tubo 662 pode ser poeieionad© de modo gue o caminho de lua, entre o LBB ® o detsetor, seja par-aialraente quebrado, quando o tubo está em repouso, Na medida em que o tubo se movimenta em torno da sua posigi© de repouse de ura modo vibratário, a lus atingindo § deteotsr vai estar al&ernaâameate em ura mínimo eu máximo, p^poreisnand© uma saída seaoidal d© defeeefeos, ãs saídas relativas de sada lad® d© tubo pedam medidas para as diferenças de fase, devido aos efeitos de eeoeamento induside de Sorioli».

Um lilD produs lug cem uma distribuição de intensidade ©speeífisa, h distribuição i g©fi.h©eida some mnd® gaus-siana - a intensidade de lua diminuí na medida em que a distância radial d© ©entro da fonte de lua aumenta. Em outras palavras, a fonte de lug é mais brilhante m eenfcro @ fica reduzida m direção da periferia da fonte de lus, 3eaee medo, a intensidade da iug atingindo o fofcoáiodo varia nã© a-psnas em resposta ao tube vibratório moviraenfeande-se ρ@1© caminho de lua, mas tamblm com base m posição do tubo rela» tiva ao caminho de lua. Sem uma flnica disposição USB / foto» diodo, ilustrada nas Figuras 3 @ 4, o aUnhamenfee d© tubo é crítico para medir preoisameate a torção ao tubo sensor de escoamento, pois as voltagens piso a piso devem ser equiparadas entre os dois sensores.

Essa equiparação das voltagens pise a piso ê difícil de obter, porque a resposta nie ê linear, Apenas em pontos específicos n© caminha ópfciee, as duas pernas d© tubo produzem equiparação das voltagens pie© a pio©, Essa necessidade de alinhar preeiaamenfe© os tubos pode fc@r © efeito de bai*ar a produtividade e aumentar o tempo e oe sustos de produção, Se, m entanto, a resposta for linear, as duas pernas de tubo podem ser leealisadas em qualquer lugar na região linear e ag voltagens pieo a pie© vão fisar equiparadas.

Outras modalidades usando deteeçi© áptiea otimizam © sistema, para obter uma resposta dptiea üaaar, Entre outras ©sisas, a lus emitida pelo iiSB i oondicionada para pro- èmr uma distribuição d® energia uaifesme, A imagem do tubo d@ escoamento bloqueando parte da luz do LBP íraao) ê passado por uma série de lentes e aberturas, A Figura 5 ilustra um sensor de fluxo d© massa de Goriolis 7Θ0 ©xemplificativo com esses sensores d® captura óptica, 0 sensor d® fluxo de massa 700 inclui um elemento d© base 730, n© qual © tubo de escoamento 7Θ3 ê preso. Uma disposição d© acionamento ínã© mostrada na Figura 5), tal som© uma disposição d@ bobina e ímã, esmo mostrada nas Figuras 4& e 41, I usada para vibrar 0 tubo 702, Os sensores de captura éticos alo dispostos nos primeiro e segundo corpos de módulos ópticos 73Q, A Figura β ilustra uma modalidade alternativa na qual os deis corpos ópticos 730 são combinados em um único corpo óptico 731, A Figura 7 mostra o sensor de fluxo 700 com um dos módulos ópticos removido, para melhor mostrar alguns dos componentes, tal como o tubo d§ escoamento 702, Uma vista detalhada de um dss módulos ópticos 730 1 mostrada m Figura 8, e a Figura § é uma vista ©m corte do módulo 730 mostrando os componentes internos as módulo 730. Uma fonte ds luz, tal como um UIP 701, ê diaposta ©m uma primeira abertura 733 no modulo 73Θ, Um tubo de lus 734 é situado na abertura 732, para receber lua do UBP 70ê, Uma segunda abertura 740, que I orientada geralmente perpendicular 1 abertura 732, tem uma lente 738 situada nela, Um espelhe 742 é posicionado entre a segunda abertura 740 e uma terceira abertura 744, que é geralmente paralela à primeira abertura 732, A terceira abertura 744 define uma abertura de bloqueio circular 741 e tem uma lente 748, um tubo 7SQ e um disso 7S2, definindo vm afesefeuira de detesgi© ?§4 situada nela. Um deteste» de Iub, tal çaw© m fetedieds 7fi8, é também sreeafeids m te»eei»a afeestusa 144. 0 tufes d© lut 734, ©u uma fea*a?a iafcegsrade^a, tm uma entrada de luz: 734a, que reeete® lus da UID 79®, § uma saída de luz 734b, que emite luz. Θ tub© de lua 734 define uma seção transversal gsralmente quadrada, que funciona para embaralhar, ou "misturar”, a lua psr reflsxi© da luz fora das superfícies internas do tufes de luz 734. leg© igual © brilho da saída de lua pele USD 706, transformando a saída épfcíea fâugsiana em uma distribuição de energia uniforme, A saída de LBB 701 tem um pente brilhante na pa?te iatipaediá* ria e que diminui na diçeçã® das feefdas externe, enquanto que a saída de tubo de luz quadrado 734 ê quadrada sem brilhe uniforme. m outras modalidades, e feufee d© lu? 734 pode definis formas de segães teansvejfsais diferentes de quadrada. Quase que qualquer polígono (triângulo, quadrado, pentágono, ete,) vai produzir uma distíifeuiçle muito mais uniforme do que a de um tubo de luz eiroulax, Qutros processos, tais como por difusoras, também podem ser usados para produzir uma distribuição de luz uniforme, Mag modalidades ilustradas, a abertura d® defeesqS© 764 $ m forma de um tfiângule, €en§eqãenteí9ente« 1 luz en»· trand© no fetedied© 708 é na forma de triângulo, Qs espelhes e lentes são configurados para formar uma imagem do tubo, e § abertura do defceeçi© triangular 714 ê l&eaUzade na imagem da borda d© tubo, & abertura de bloqueio 74g é siroular, para fv&çewimfâ uma distribuis!© telesêutrisa da raiss da luz ssHdind© na afeeaefcuia di defeeeqãQ 7S4 e ao deteqfesr 708, © feub© 792 ê gssieisaads d® modo qu@, quando vi-ferâ, movimenta-se p@l© eamiafe,© d@ luz estafesleaid© gela luz emitida d© tufes de lug 734 * © tufes 702 ©s?i& uma sswbra 770 aa imagem @m fgras triangular, d@ msde qu© © medieis á® luz a© éeteetsr 768 ê uma imagem esluíia da feafc© de luz, ©em© wseferad© de uma maaeita gerai m Figura 10. h Stem triangular da abertura de defceeçãe 784 prspieia um sálsul© simples da eaerfia enferasd© ae fet©dieá© 768. P?©dufcivídade (?) é a relaçSe da energia ui© bloqueada gel® tufes 768 pisa a energia tefcal sntranáe m ietsdisds 798, gue se reâu? I relaslo da área da afeerfcura de defceeçis m@ bloqueada gel© tub® (ÂRfe) para a área fcefeal d© fcriânfuls íh^) n Ψ m ÍÃiú?) / ÍÂfcçt) £Ja medida em que © tufe© 792 se msvimaRta era uma direção, a produtividade aumenta, e na medida em que se m©-viraenta na direção ©posta, a produtividade diminui, lese roo-viraeafc© fera um ©ada senoidal, e©m uma vpltapm $i§® a pie© que dev® g©r aguilifesada para ©ada perna de tufes, h vslfcafam pis© a pis© é reiasisnada disetamente ©em a ingünaçl© de t, em lunçl© de y m Figura H, Uma ve? que esse ê linear, a insünaçle ê ssasfeanfes. Fertaats, a veltapm pi©@ i pie© pede ser equilibrada, desde que amfeas as pernas do tuba sejam legalizadas de m©ds fue ©s valeres de y variai de diâmetro d© tufes para a altura d© triângulo, h Figura 11 mestra duas ©ums de regpqata: a aur-va 801 e para um tufes de 199 gramas per feera, tende um dia-metre extern© de 9,3 mm, e a ©um 802 é para m\ tufes de 3,G0Q gramas por b@i*a, tende um iiâmetr© extern© de Q,8 bbb, som a abertura triangular 7$4 tenda uma altura de 1,1 mm- A Figura 12 mostra as inclinares das survas de resposta 801, 802, Qm® mostrado nas Fipsfâs 11 e 12, as insünapêes das survas gei, 80g sle sansfeantes nas çefiSes d© s^ggggfea lias” ar 8ll, 812 dag eurvas, Beese mà®, nie ê aesassáfi® pi as duas peruas d© tuba sejam losalisadas exataraente m valer d® y, ne pai a velfeagem pie© a pie© vai ser igual, As duas pernas do tuba presisam apenas ser lasiU«adas na faixa de resposta linear, eom© deserit© aeíma, Para © tub© d© 100 gramas por hora (eurva 8Q1), esm uma perna de tubo localisa-da na faixa permitida, a perna oposta pode ser leealiuada em qualquer lugar dentre de ©aminha óptíeo d© diâmetro de tubo (0,3 mm) para a altura d© triângulo £i,S m) . A faixa de fabricação permitida é, desse moda, 1,1 * 0,3 « 1,3 mm. auferas disposições de defceqfl© sãs oensideradas, For exemplo, uma abertura de deteopã® quadrada p@# ser empregada, B©is detestares de lua pedam se* usados laà© a lado, em que a lu? atiniind© as respetivo® detastores vai variar som o movimento da tuba, ®$ espelhes % lentes permitem que es sempenenfees s© encaixam n© tamanha de aoandieienam©nt© desejada, A Figura 9 mostra de uma maneira geral © caminho de luzi pelo oorpe do módulo 730, A lus d© bBB 706 entra na entrada de luz 734a do tubo d© lug 734- Ç-omo maneionado acima, as partes laterais d© tube de ius 734 misturam a lus* para obter um modele de intensidade uniforme, quadrado, Ma modalidade ilustrada, a saída de lus 734b ê angulada e pelida, de medo que fundi©- hí soí© ura espelhe paj?a mudas § dire^ã© 4a luz. gsms msjüifesa» do, por exemple, na Figusa ?, m espaih© firatéri© ?7f é si-buad© entre as primeira @ segunda aberturas 732, 74Θ, para direeiaasr a luz para a segunda ab®£feu*a 749, Φ tufe® 702 é posieieaada entre a saída 4a l«g 734b ® © espelh© giratório 772, de mede que ® fcube 702 se movimente pele saminho de luz estabeleeiáe pela lus emitida d© fcube de lug 734, Ma weâali-did® mostrada na Figura β, os espelhes giratórios 773 sie integrados no eorpe do módulo 731. O espelho firatéri© 772 direeiona a lus para a lente 738, situada na segunda abertura 749, Θ aepelh© 742 detesta a lus da segunda abertura para a tsroeira abertura 744, A abertura de bloqueie Ηξ felaquaia a lus extraviada, para manter a densidade uaifesme, quadrada, h lus passa pela lente 74§ e a abertura de detesçã© ΊΜ § é recebida pela fo-tedied© 708, As lentes 738, 748 e a abertura de bloqueio 74$ funcionam para manter um aumenta de 1;1. q i® 7Q$ @ © fetedieâ© 708 sl© eeaeefcáveis aos componentes eletrêniaas fora da earpa da módul© 730, propiciando fu® as componentes eletrônieos sejam Inealisados a uma disfclnsia des somponentes éptiees. leso faeilifea o uso em meios físicos gue podem ser noeivps aos oomponentes ele-trônieos, Im outras modalidades, θ I® 70$ e o fefcodiod® 708 si© também leealiaades rs»6afwfc§ d© sorp© de módulo 73o som Ufaçêeg de fibras épfeisas genesfeand©»©» aes componentes óptieos passivos leeaUaades ae sorpe d© mêdulo ?3Q. Isso permite © uso, por exemplo, em aglisaeües de alta temperatura.

Ke madaUáaáes parUsuiares áessrifcas acima s§© apenas ilustrativas, peis a invenção pede ser modifisada © praticada em maneiras diferentes, ma§ equivalentes, evidente® para aqueles versadeg na fcéenlsa, tende © benefíei© des ensinamentos inclusos. Além da mais, nenhuma limitação I intencionada para os detalhes de construção ou de projete aqui mostrados, diferentes daqueles descritas ms reivindieações abaixo, Fortante, é ©vidente qu® as modalidades parfcieulares descritas acima podem ser alteradas ou medifisaias, © todas essas variações são consideradas dentre do âmbito e d© espirito da invenção, eons©qü@nt@m@nt®( a proteção aqui procurada ê oomo descrito nas reiviadieações abaiase, REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, compreendendo : um tubo de escoamento (702); um sensor de posição de tubo, incluindo: uma fonte de luz (510); um tubo de luz (734) tendo uma entrada de luz, situada para receber luz da fonte de luz (510), e uma saída de luz (734b), para emitir luz recebida da fonte de luz (510); e um detector de luz para receber luz da saída de luz (734b) do tubo de luz (734); um dispositivo de acionamento para vibrar o tubo de escoamento, de modo que o tubo de escoamento se movimente por um caminho de luz entre a saída de luz (734b) do tubo de luz (734) e o detector de luz; o sensor de fluxo de massa de Coriolis sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: uma abertura de detecção (754) tendo uma forma predeterminada situada entre a saída de luz (734b) do tubo de luz (734) e o detector de luz, a abertura de detecção (754) passando uma parte da luz emitida da saída de luz (734b) da luz para o detector de luz, de modo que a luz entrando no detector de luz tenha a forma predeterminada.

2. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tubo de luz (734) define uma seção transversal em forma de polí-qono.

3. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o tubo de luz (734) define uma seção transversal genericamente quadrada .

4. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a forma predeterminada é otimizada para aperfeiçoar a linearidade do sensor de posição de tubo.

5. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a forma predeterminada é um triângulo.

6. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a saída de luz (734b) é angulada para direcionar a luz emitida da saída de luz (734b) em uma direção desejada.

7. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um corpo de módulo óptico (730), em que o tubo de luz (734) é recebido em uma primeira abertura (732) definida no corpo de módulo óptico (730).

8. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo de módulo óptico (730) define uma segunda abertura (740) tendo um eixo orientado genericamente transversal a um eixo da primeira abertura (732), a segunda abertura (740) tendo uma lente recebendo nela luz da saída de luz (734b) do tubo de luz (734).

9. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo de módulo óptico (730) define uma terceira abertura tendo um eixo orientado genericamente paralelo ao eixo da primeira abertura (732), a terceira abertura tendo o detector de luz e a abertura de detecção (754) situada nela.

10. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um espelho (722) adjacente às segunda e terceira aberturas para direcionar luz da segunda abertura (740) para a terceira abertura.

11. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma abertura de bloqueio situada na terceira abertura, a abertura de bloqueio bloqueando uma parte da luz emitida da saida de luz (734b) do tubo de luz (734).

12. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma lente situada na terceira abertura.

13. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um espelho (722) adjacente às primeira e segunda aberturas (732, 740) para direcionar luz da saida de luz (734b) do tubo de luz (734) para a segunda abertura (740).

14. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a saída de luz (734b) do tubo de luz (734) e o espelho (722) estão em planos genericamente opostos do tubo de escoamento (702) .

15. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: uma segunda fonte de luz (510); um segundo tubo de luz (734) tendo uma entrada de luz situada para receber luz da segunda fonte de luz (510), e uma saída de luz (734b), para emitir luz recebida da segunda fonte de luz (510); e um segundo detector de luz para receber luz da saída de luz (734b) do segundo tubo de luz (734).

16. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, compreendendo : um tubo de escoamento (702); um sensor de posição de tubo, incluindo: uma fonte de luz; e um detector de luz para receber luz da fonte de luz (510); o sensor de fluxo de massa de Coriolis sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: um elemento de detecção definindo uma abertura de detecção (7354) nele situada entre a fonte de luz (510) e o detector de luz, o elemento de detecção bloqueando uma parte da luz recebida pelo detector de luz, de modo que a luz entrando no detector de luz tenha uma forma predeterminada; e um dispositivo de acionamento para vibrar o tubo de escoamento (702), de modo que o tubo de escoamento (702) se movimente por um caminho de luz (510) entre a fonte de luz e o detector de luz.

17. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que a abertura de detecção (754) é em uma forma para otimizar a linearidade do sensor de posição de tubo.

18. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que a abertura de detecção (754) é na forma de um triânqulo.

19. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um tubo de luz (734) tendo uma entrada de luz situada para receber luz da fonte de luz (510), e uma saida de luz (734b) para emitir luz recebida da fonte de luz (510).

20. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o tubo de luz (734) define uma seção transversal quadrada po-liqonal.

21. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o tubo de luz (734) define uma seção transversal qenericamente quadrada.

22. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, compreendendo : um tubo de escoamento (702); uma fonte de luz (510); o sensor de fluxo de massa de Coriolis sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: um primeiro dispositivo recebendo luz da fonte de luz (510), para converter a luz de uma distribuição de energia gaussiana em uma distribuição de energia uniforme; um detector de luz para receber luz do primeiro meio; e um dispositivo de acionamento para vibrar o tubo de escoamento (702), de modo que o tubo de escoamento (702) se movimente por um caminho de luz entre uma saida do primeiro meio e o detector de luz.

23. Sensor de fluxo de massa de Coriolis, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo meio para moldar a luz atingindo o detector de luz em uma forma desejada.