CN101625249A

CN101625249A - 流量计

Info

Publication number: CN101625249A
Application number: CN200910150084A
Authority: CN
Inventors: 清水敦史; 槙纳一博
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2029-07-09
Also published as: CN101625249B; JP5039654B2; US20100005906A1; JP2010038540A; DE102009032247A1; US8096192B2

Abstract

本发明公开一种科氏型流量计，其包括以流体管能够被振动的方式支撑一对流体管的支撑底座和固定在所述支撑底座上的框架。所述框架由安装部分、加强部分以及固定部分一体地形成，所述安装部分布置在所述一对流体管之间，并且所述安装部分的厚度不与所述一对流体管干涉；所述加强部分布置在所述安装部分的外周上并且提高所述安装部分的刚度；所述固定部分被固定到所述支撑底座上。所述加强部分具有外壁部分，所述外壁部分至少向所述安装部分的厚度方向的一侧凸出，所述加强部分基本上连续地包围所述流体管的外周。在所述安装部分中形成有穿透部分，所述穿透部分用于布置与安装在所述流体管上的各磁性物质对应的线圈。

Description

流量计

技术领域

本发明涉及科氏型质量流量计，该质量流量计通过强迫管振荡来产生与通过管的流体的质量流量成比例地作用的力，即所谓科氏力，并且通过检测管的上游侧和下游侧的振动的相位差来确定质量流量。

背景技术

科氏型流量计利用振荡器强迫流过待测流体的流体管振荡，检测随流体的质量流量而变化的、在流路的上游侧和下游侧产生的振动的相位差，并从相位差确定质量流量。

这里，在描述本发明的技术问题之前，先描述科氏型质量流量计的结构、原理等。

例如，在图11中，大致U形的流体管1形成待测量的测量流体100的流路。测量流体100从流体管1的一端引入，穿过弯曲部分和直管部分，以便从另一端排出。

大致U形的流体管1的两端都固定在支撑部分101上。从结构力学的角度看，支撑部分101用作支撑流体管1的支撑件，使得流体管1的两端都是相对于由下述振荡器2的振荡产生的振动而言的固定端，即，该结构类似于流体管1以悬臂状态支撑的结构。结果，如图13A的模型图所示，流体管1围绕如下轴线翘曲，该轴线的两端插入在支撑部分101中，即，该轴线位于由振荡产生的振动的固定端处或者固定端附近。

在图11中，振荡器2布置在流体管1的中间部分处。振荡器2由固定在流体管1上的永磁体21和固定在底座102上的电磁驱动线圈22构成。永磁体21(磁性物质)插入到电磁驱动线圈22中，并且当振荡电路34使交变电流通过电磁驱动线圈22时，流体管1振荡。

另一方面，流体管1分别设置有第一检测器2A和第二检测器2B。即，第一检测器2A和第二检测器2B沿着流体管1的流路布置在上游侧和下游侧，并且相互隔开。图11的每个检测器2A、2B都是由已知的电磁传感器构成的，并且当由永磁元件(磁性物质)构成的检测元件23在线圈24内往复运动时检测振动的速度，所述振动的速度是流体管1在竖直方向上的振动状态之一。

在图12中，与第一检测器2A检测到的振动速度相关的信号通过一个检测电路33以便被传递到微机3的计算器32和传递到振荡电路34。振荡电路34向构成振荡器2的电磁驱动线圈22提供电流，该电流根据与第一检测器2A检测到的振动速度相关的信号的幅值和正/负方向来确定，从而可施加正反馈。此时，以流体管1的特定固有频率施加正反馈，该特定固有频率是难以克服振荡使振动衰减的频率，以便产生振荡状态，由此该基频固有频率下的振动可以保持在恒定的水平。这里，通过调整第一检测器2A的布置、正反馈的正/负方向等，可以将流体管1的振动保持在从流体管1的多个固有频率中选择的较高阶次的特定频率。

当设置成以基频固有频率振荡时，振荡使流体管1振动，同时按照图13A中的单点划线L1、实线L0、双点划线L2的顺序上下翘曲。

另一方面，由于振荡和测量流体100的流动(图11)，称为科氏力的力作用在流体管1上，由此如图13B所示，流体管1上下翘曲，同时扭转。

科氏力的幅值与流过流体管1的流体的质量、流体的速度、振荡的角速度成比例，并且科氏力的方向和流体的运动方向(速度矢量)与流体管1振荡的角速度的矢量积的方向重合。在流体管1的入口侧和出口侧，流体的流动方向是相反的。因此，科氏力在流体管1中产生扭转的扭矩。该扭矩按照与振荡频率相同的频率变化，并且扭矩的幅值与流体的质量流量具有预定的关系。

在图13A中由振荡导致的流体管1的翘曲和在图13B中由科氏力产生的流体管1的扭转叠加在一起。图12的微机3的计算器32根据扭转的幅值的相位，即根据各位置的振动的速度信号的相位差来计算流过流体管1的流路的测量流体100的质量，其中所述速度信号构成由检测器2A、2B和检测电路33、33检测的各振动的信息。

顺便提及，传统上已知一种流量计，其中设置了一对流体管1，并且所述一对流体管1布置成镜像对称以便彼此面对(参见美国专利U.S.P.4,756,198的首页，日本专利申请公开No.11-337383的图7，以及日本专利申请公开No.2003-207380的图1)。

在例如美国专利U.S.P.4,756,198公开的流量计中，线圈布置在一对流体管之间，磁性物质芯布置在每个流体管中并且布置成理想的镜像对称形式。与线圈设置在一个流体管中并且磁性物质芯设置在另一个流体管中的流量计相比，可以预期，在美国专利U.S.P.4,756,198公开的流量计中，通过振荡使一对流体管产生的振动将是理想的声音或振动，从而更大程度地实现镜像对称。

但是，由于线圈设置在使一对流体管容易振动的位置，所以线圈设置在与固定有一对流体管的底座间隔开一定距离的位置。结果，线圈被支撑在悬臂状态。支撑在悬臂状态的线圈不仅容易因受到外部干扰振动而产生振动，而且还由于制造误差等而接收流体管的反作用力，由此在线圈中产生的振动会导致精度下降。为减小在线圈中产生的振动，考虑增大尺寸以提高悬臂支撑部分的刚度；但是，这会不可避免地增大流量计的尺寸和质量，由此抵消了提供一对流体管所带来的优点。

因此，本发明的主要目的是：在具有理想镜像对称构造的科氏型流量计中，防止测量精度下降，并且减小流量计的尺寸。

顺便提及，当一对流体管相互靠近时，这两个流体管会经历共振，它们的振动状态很可能彼此相同，从而会提高测量精度。但是，当一对流体管相互靠近时，将磁性物质固定到流体管上的装配工作难以进行。

因此，本发明的另一个目的是能够进行或者更易于进行尺寸减小的流量计的装配工作。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种流量计，该流量计包括：一对流体管，其形成允许测量流体从中流过的流路，所述一对流体管具有彼此大致相同的形状和彼此大致相同的尺寸，并且布置成基本上镜像对称和相互平行；振荡器，其用于使所述流体管振荡，并且包括线圈和磁性物质；多个检测器，其用于检测所述流体管的振动状态，所述多个检测器布置成沿着所述流体管的流路彼此间隔开，并且包括线圈和磁性物质；计算器，其基于由所述多个检测器检测到的各个振动来计算通过所述流体管的流路的测量流体的质量流量。所述流量计还包括：支撑底座，每个所述流体管的端部安装在所述支撑底座上，并且所述支撑底座以所述流体管能够被振动的方式支撑每个所述流体管；以及框架，其固定在所述支撑底座上，其中，所述框架由安装部分、加强部分以及固定部分一体地形成，所述安装部分布置在所述一对流体管之间，并且所述安装部分的厚度不与所述一对流体管干涉；所述加强部分布置在所述安装部分的外周上并且提高所述安装部分的刚度；所述固定部分被固定到所述支撑底座上，所述加强部分具有外壁部分，所述外壁部分至少向所述安装部分的厚度方向的一侧凸出，所述加强部分基本上连续地包围所述流体管的外周，在所述安装部分中形成有穿透部分，所述穿透部分用于布置与安装在所述流体管上的各磁性物质对应的线圈。

根据本发明，在振荡器和检测器的线圈布置在一对流体管之间的流量计中，在安装部分中形成有用于以穿过状态布置线圈的穿透部分，从而可使安装部分的厚度减小，并同时使一对流体管相互靠近。因此，一对流体管之间的距离将更小，从而减小了流量计的尺寸。

由于提供了加强部分以包围流体管的外壁，其中所述加强部分用于提高安装部分的刚度，从而使安装部分的厚度更小，所以提高了薄的安装部分的刚度，由此可以限制振动，并且使得安装部分的固有频率远离流体管的固有频率，从而使得更易于把振动分开，由此限制了测量精度的降低。

附图说明

图1是示出根据本发明的实例1的流量计的示意性透视图；

图2A是示出流量计安装在管部分上的状态的示意性侧视图，图2B是示出流量计安装在管部分上的状态的示意性前视图；

图3A是示出框架的示意性透视图，图3B是示出流体管和支撑底座的示意性透视图；

图4A是示出框架3的示意性前视图，图4B是示出流体管和支撑底座的示意性前视图；

图5是示出线圈架和轭架的放大分解透视图；

图6是示出线圈架和轭架的安装状态的放大示意性透视图；

图7A至图7C是示出安装线圈架和轭架的方法的示意性横截面视图；

图8A至图8C是示出当使用根据本发明的连接件时的流体管的概念图，图8D至图8F是示出当没有使用连接件时的流体管的概念图；

图9A至图9D是示出根据另一个实例的框架的示意性前视图；

图10A至10C是示出根据另一个实例的框架的示意性前视图和示意性透视图；

图11是示出流量计的原理的示意性透视图；

图12是示出流量计的原理的示意性结构图；

图13A和13B是示出流量计的原理的示意性操作图；

图14A是根据本发明的另一个实例的流体管的放大横截面图，图14B是示出根据本发明的另一个实例的纤维的取向的模型侧视图；

图15A至图15C是示出弯曲位置的纤维的取向和体密度的模型图，其中图15A是平面图，图15B是外侧图，图15C是内侧图；

图16A至图16F是示出弯曲位置的纤维的取向和体密度的模型图，其中图16A和图16D是平面图，图16B和图16E是外侧图，图16C和图16F是内侧图；

图17A至图17C是示出纺织结构的实例的平面图；

图18是示出根据另一个实例的流量计的示意性透视图；

图19是示出图18所示的流量计的示意性前视图；

图20是示出流体管的安装状态的示意性透视图；

图21是示出另一个流体管的安装状态的示意性透视图；

图22是示出用于连接流体管的肘形件的分解透视图；

图23A和图23B是示出另一个流体管的安装状态的局部切开示意性侧视图和示意性前视图；

图24是示出从下方看到的连接件的示意性透视图；以及

图25是流量计的示意性透视图，其中通过部分地切开示出了管壳。

具体实施方式

在本发明中，除了穿透部分是通孔并且通孔的整个外周被框架的实心部分(金属)包围的构造以外，还可采用如下的构造：穿透部分是切口部分并且切口部分的外周的三个侧面被框架的实心部分包围。

在通孔的情况下，由于围绕通孔的安装部分被连接起来，所以安装部分的刚度大，从而不太可能发生振动。

另一方面，在切口部分的情况下，为防止安装部分的刚度下降，优先的是提供用于加强切口部分的加强部分。

在本发明的优选实例中，安装部分具有板形的板部分，板部分的厚度小于一对流体管之间的距离，并且外壁部分在厚度方向上的宽度大于一对流体管之间的距离。

在这种情况下，由于外壁部分具有更大的宽度，所以板形的板部分的刚度增大，由此流体管的固有频率和板形的板部分的固有频率之间的差别将较大，并且板形的板部分的幅值更小，从而可以通过滤波器容易地去除噪声。

在本发明的优选实例中，外壁部分是通过将第二部分和一对第一部分互连而形成的，其中所述一对第一部分沿着远离支撑底座的方向延伸，所述第二部分设置在远离支撑底座的位置并且连接所述一对第一部分。

具有这种形状的外壁部分将具有大致门形形状，从而获得了框架不太可能振动的刚性结构。

当第二部分弯曲或者翘曲以便沿着三个线圈布置时，外壁部分的第二部分布置在竖直部分的附近，其中线圈布置在该竖直部分中，从而可以通过外壁部分容易地补偿由于穿透部分而造成的刚度减小。

仅通过外壁部分本身抵抗来自外壁部分的厚度方向的载荷的刚度很小，因此安装部分优选在外壁部分的内侧将第一部分相互连接。

在本发明的优选实例中，在支撑底座附近，通过切除安装部分形成了开口，并且由于存在该开口，所以安装部分不与支撑底座接触。

由流量计所处环境产生的外部干扰振动传递到支撑底座。如果该外部干扰振动从安装部分传递到线圈，那么就会降低检测精度。相反，在本实例中，设置了开口并且安装部分不与支撑底座接触，从而来自支撑底座的外部干扰振动难以传递到安装部分。

在本发明的优选实例中，流量计还包括一对连接件，所述连接件在支撑底座和检测器之间的位置连接在一对流体管之间，用于在连接位置处调整一对流体管之间的距离，其中安装部分具有切除开口以便不与一对连接件干涉。

在这种情况下，由于一对流体管通过连接件连接，所以包含在一对流体管的振动中的外部干扰振动很可能是均匀的，从而不太可能检测到同外部干扰产生的振动。

只有流体管的比被连接件连接的部分更靠近顶端的部分才被振荡器振动，并且另一方面，外部干扰振动使整个一对流体管和支撑底座都发生振动，所以这两个振动的固有频率是不同的。因此，易于通过滤波器去除外部干扰。

在本发明的优选实例中，在支撑底座和穿透部分之间，框架还具有第二加强部分，该第二加强部分形成在安装部分上并且其厚度不会与一对流体管干涉，从而提高了安装部分的刚度。

在这种情况下，形成在支撑底座和穿透部分之间的第二加强部分提高了安装部分的刚度，从而进一步提高了安装部分的刚度，由此进一步提高了测量精度。

在本发明的优选实例中，按照如下方式构造框架：一体地形成一对支腿部分和横梁部分，并且穿透部分在横梁部分处形成在安装部分中，其中所述支腿部分布置为立在支撑底座上，所述横梁部分布置为桥接在一对支腿部分之间。

在这种情况下，开口形成在横梁部分和支撑底座之间，从而来自支撑底座的外部干扰振动难以传递到安装部分。

在这种情况下，横梁部分可形成为具有凸起的形状。当横梁部分做成具有凸起的形状时，外壁部分布置在布置有线圈的穿透部分附近，从而可以提高安装部分在穿透部分附近的强度。

在本发明的优选实例中，支撑底座由金属制成的部件构成，由树脂制成的厚板形的树脂部件布置在支撑底座的与固定有框架的表面相反的表面上，其中所述树脂部件用于削弱振动向支撑底座的传递。

在这种情况下，通过树脂部件使外部干扰振动不太可能传递到支撑底座，由此提高了测量精度。

在本发明的优选实例中，在外壁部分中形成了用于布线的切口部分，其中与线圈相连的导线部件穿过该切口部分，并且设置了引导片，该引导片用于引导导线部件穿过切口部分进入在外壁部分内部的空间并且防止导线部件与流体管接触。

在这种情况下，穿过切口部分的导线部件由引导片引导，由此防止发生由于导线部件与流体管接触而导致振动状态波动的情况。

在这种情况下，优选的是，引导片与框架一体形成，使得引导片连接在外壁部分和安装部分中至少之一上。

当引导片一体地形成为使得引导片连接在外壁部分和安装部分中至少之一上时，可以补偿由切口部分造成的外壁部分的强度下降。

在本发明的优选实例中，流量计还包括用于卷绕线圈的线圈架和用于连接磁性物质的轭架，其中在线圈架中形成用于相对于线圈架定位轭架的定位部分，固定部分向安装部分的厚度方向的两侧伸出，固定部分设置有用于插入将固定部分紧固到支撑底座上的紧固工具的插入孔，其中插入孔做成能够使框架在厚度方向上移动的长孔。

在装配时这种定位部分和长孔将是很有用的，由此减小了流量计的尺寸。

在本发明的优选实例中，一对流体管包括：由氟树脂制成的内管，内管的内周表面与流路接触；外管，该外管具有纤维和树脂，并且该外管的弹性模量大于内管的弹性模量，其中所述纤维布置为包围内管的外周表面，所述树脂固化成在所述纤维之间的紧密粘合状态。

在该实例中，由于流体管的内管由氟树脂形成，所以内管很难被化学物质腐蚀。

特别是，由于内管被外管覆盖，所以不用担心通过由氟树脂制成的内管的化学物质与周围气体(例如水蒸汽或氨水)接触。因此，内管很难老化，所以流量计具有优良的耐化学性。

由于用树脂和非金属纤维制成的外壳布置在内管的外侧，所以不用担心金属离子被洗提出来。

由于具有高弹性模量的外管是纤维增强树脂制成的，其中在纤维增强树脂中，树脂固化成在所述纤维之间的紧密粘合状态，所以与用氟树脂制成的管相比，明显提高了流体管的刚度。此外，由于通过纤维增强了流体管，所以可以大大减小由于温度或者随着时间流逝而发生的蠕变现象造成的弹性模量变化。

因此，可能获得相对于温度稳定的测量结果，并且可以减小随着时间的流逝测量精度的下降。

由于用纤维增强的外管的表面具有细的不平度，所以容易将磁性物质和其它部件牢固地固定到流体管上。

实例

实例1

下面，参考附图描述本发明的实例。

在下面的描述中，流量计的原理等和在图11至图13所示的实例以及在上述三个专利文件中所公开的类似。在下面的描述中，将主要描述框架的结构和安装线圈的结构。

如图1所示，本实例的流量计包括一对流体管1、框架3和支撑底座4。框架3和支撑底座4分别由例如铝或不锈钢等金属部件制成，并且框架3固定在支撑底座4上。

如图2A和2B所示，树脂部件5布置在支撑底座4的与固定有框架3的表面相反的表面上，该树脂部件5由树脂制成，具有厚板形状，并且用于削弱振动向支撑底座4的传递。

管部分7布置在树脂部件5的与固定有支撑底座4的表面相反的表面上。

在图2B所示的支撑底座4、树脂部件5和管部分7中形成了与流体管1连通且未示出的流路。用箭头示出的从管部分7的一端流入的测量流体100穿过树脂部件5和支撑底座4中的流路，并在被引入流体管1中之后，再次穿过支撑底座4和树脂部件5，以便从管部分7的另一端流出。

流体管1：

如图3B所示，形成测量流体100的流路的一对流体管1形成为具有例如大致倒U形的形状，并且布置成具有彼此大致相同的形状和相同的尺寸，以便大致上镜像对称(平面对称)和平行。流体管1的端部1a安装在支撑底座4上，流体管1被支撑底座4支撑为能够振动。

在图2B的管部分7中形成有歧管(图中未示出)，从管部分7的一端引入的测量流体100被引入到一对流体管1的第一直管部分S1，穿过弯曲部分C、第三直管部分S3、弯曲部分C和第二直管部分S2，以便从管部分7的另一端排出。

框架3：

如图3A所示，框架3以如下方式构造：安装部分30、第一加强部分31和固定部分32一体地形成。框架3通过固定部分32固定在图3B的支撑底座4上。

第一加强部分31：

图3A所示的第一加强部分31围绕安装部分30的外周布置以提高安装部分30的刚度，并且第一加强部分31具有外壁部分33，该外壁部分33通过例如向安装部分30的厚度方向W的两侧伸出来基本上连续地包围流体管1的外周。

外壁部分33：

如图4A所示，通过将第二部分3B和一对第一部分3A互连来形成外壁部分33，其中所述一对第一部分3A沿背离支撑底座4的方向延伸，所述第二部分3B布置在远离支撑底座4的位置并且连接所述一对第一部分3A。即，外壁部分33形成为具有大致门形的形状。安装部分30在外壁部分33的内侧将所述一对第一部分3A相互连接。

在外壁部分33中，第二部分3B弯曲并按图4A所示方式形成，以便沿着图3B中以虚线示出的三个线圈22、24、24布置。在本实例中，第二部分3B弯曲并形成为向上凸出，同时沿着振荡器2的线圈22(图3B)布置。这里，第二部分3B可形成为具有直线形状。

框架3以如下方式构造：横梁部分39和一对支腿部分38一体地形成，并且在横梁部分39处在安装部分30中形成通孔(穿透部分的一个实例)35，其中所述一对支腿部分38布置成立在支撑底座4上(图2B)，所述横梁部分39布置成桥接在所述一对支腿部分38之间。横梁部分39形成为在与第二部分3B对应的位置具有凸出的形状。因此，外壁部分33布置在通孔35附近，由此可以提高强度。

这里，支腿部分38按照如下方式构造：图3的第一加强部分31的一部分和与安装部分30相连的板部分38形成为从固定部分32向上延伸。

安装部分30：

如图1和3所示，安装部分30布置在一对流体管1之间，并且形成为其厚度不与一对流体管1干涉。如图7A所示，安装部分30由板形的板部分(安装部分30的一个实例)制成，板部分的厚度小于一对流体管1之间的距离W1，并且图1的外壁部分33在厚度方向W上的宽度W3大于一对流体管1之间的距离W1(图7)。即，外壁部分33以基本上连续的方式包围一对流体管1的外周。

开口30a：

如图1所示，安装部分30在支撑底座4附近被切去很大的部分，由此形成了框架3中的开口30a。由于形成了开口30a，所以安装部分30不与支撑底座4接触。

振荡器2和检测器2A、2B：

在本流量计中，提供了振荡器2和多个检测器2A、2B。

振荡器2用于使流体管1振荡，并且包括线圈22和一对由永磁材料制成的磁性物质21(在图3B中以虚线示出)。

图2B所示的检测器2A、2B布置成沿着流体管1的流路相互间隔开，并且检测流体管1的振动状态。每个检测器2A、2B包括线圈24和一对由永磁材料制成的磁性物质23(在图3B中以虚线示出)。

线圈22、24通过下面描述的图5中所示的线圈架25固定在安装部分30上(图2)。另一方面，磁性物质21、23借助轭架26通过带27固定到流体管1上。

本实例设置有计算器(图12)，该计算器根据图3B中所示的多个检测器2A、2B检测到的振动来计算通过流体管1的流路的测量流体的质量流量。

通孔35：

如图4A所示，在三个位置形成了通孔35。通孔35用于布置分别与安装在流体管1上的磁性物质21、23(图3B)对应的线圈22、24。在图5的线圈架25中形成了三个螺钉插入孔25h。另一方面，在图4A的安装部分30中形成了内螺纹孔30h。如图6的放大图所示，通过将螺钉25b插入到螺钉插入孔25h中来把线圈架25固定在安装部分30的通孔35部分上。

切口部分36和引导片37：

如图1所示，在外壁部分33中形成了供导线用的切口部分36，与线圈22、24(图3)相连的导线部件6(在图中部分示出)穿过该切口部分36。另一方面，第一加强部分31包括引导片37，并且引导片37连接到安装部分30和外壁部分33上。引导片37将穿过切口部分36插入的导线部件6引导到外壁部分33内部的空间内，并且防止导线部件6与流体管1接触。

外壁部分33的形状相对于宽度方向W和流动方向是镜像对称的。切口部分36在外壁部分33中布置为相对于宽度方向W和流动方向是镜像对称的。

线圈架25和轭架26：

如图5所示，线圈22、24缠绕在线圈架25上，并且磁性物质21、23粘接在轭架26的凸出部分26a上(图7A)。为将磁性物质21、23固定在图6的流体管1上，在用填充到轭架26的凹陷部26b中的高粘度粘合剂B(图7)将流体管1粘接到轭架26上后，将流体管1夹到并固定在轭架26和带27之间。

在图5的线圈架25中，形成了用于相对于线圈架25在两个方向上(即水平方向和竖直方向)定位轭架26的定位部分25a。定位部分25a形成在沿轭架26的外形布置的浅凹陷部中。

这里，定位部分25a可形成为I形形状等，轭架26可形成为具有与定位部分25a的形状适应的形状。

如图1所示，固定部分32形成为向安装部分30的两侧伸出。固定部分32例如通过由螺栓制成的紧固工具8紧固到支撑底座4上。在固定部分32中，形成了用于插入紧固工具8的插入孔34。

插入孔34做成能够允许框架3在厚度方向W上移动的长孔。通过松开紧固工具8，框架3就可以相对于支撑底座4在厚度方向W上滑动。

这里，作为插入孔34，可以形成多个孔而不是长孔。

装配方法：

下面，描述装配本实例的流量计的机械零件的方法。

事先准备好下面将要描述的流体管组件A1，该流体管组件A1是通过将一对连接件10、10，一对流体管1、1，和图3的支撑底座4装配成一体而获得的。另一方面，准备好线圈架组件A2，在线圈架组件A2中，一对轭架26和磁性物质21、21(23、23)相对于图7A的线圈架25定位。这里，通过利用磁力相互吸引磁性物质21、21(23、23)来将线圈架组件A2临时固定在线圈架25上。

首先，将线圈架组件A2固定在安装部分30上，然后，将图3B的流体管组件A1临时固定在图3A的框架3上。即，框架3从上方插入到图3的流体管组件A1的一对流体管1、1之间，并且将紧固工具8拧到框架3不会被图1的紧固工具8固定的程度，从而获得了图7A的临时装配状态。

在临时装配状态，如图7B所示，将图1的框架3相对于支撑底座4向厚度方向W的一个方向稍稍移动，并且使一个轭架26与流体管1接触，利用粘合剂B将该轭架26固定到一个流体管1上。

通过移动，使图7B的安装部分30与另一个流体管1之间的间隙加宽。将图中未示出的夹具插入到该间隙中，沿着水平方向的预定方向朝向另一个流体管1平行地移动临时固定的轭架26，并利用粘合剂B将轭架26临时固定到流体管1上。

然后，当将图1的框架3朝向厚度方向W的另一个方向稍稍移动后，一对流体管1、1就布置在彼此镜像对称的位置，此时安装部分30位于流体管的正中间。然后，如图6所示，利用带27将轭架26固定到流体管1上，并且紧固图1的紧固工具8以将框架3固定到支撑底座4上。

这里，如果流体管1的直径小，那么图6的轭架26的重量会大大影响检测值，因此可通过树脂垫而不用轭架来将磁性物质23(21)固定到流体管1上。

连接件10：

如图3所示，连接件10在支撑底座4和检测器2A、2B之间的位置连接在一对流体管之间，并且限制在连接部分处一对流体管1之间的距离。这里，切出开口30a以便不与一对连接件10干涉。

如图8C和8F所示，当振荡器2使流体管1振荡时，流体管1、1将经历振动方向彼此相反(镜像对称)的“反相振动”。通过这种反相振动，在安装部分30中产生的反作用力将极小(理论上，不会产生反作用力)。

另一方面，如图8B、8E所示，在存在外部干扰振动的情况下，流体管1、支撑底座4等整体地振动，从而流体管1、1基本上经历振动方向彼此相同的“同相振动”。理论上，同相振动是不能通过获得两个检测器2A、2B的差别来检测出来的，因为这两个振动相互抵消了。但是，由于传递阻尼、传递延迟等，实际上会产生非对称性，所以该同相振动不是严格的“同相振动”。

因此，如图8A和8B所示，通过利用连接件10把两个流体管1、1连接起来，如图8B所示，相对于外部干扰振动来说，流体管1、1的振动状态将非常接近于“同相振动”。通过连接件10的作用，使得由振荡器2产生的振动的固有频率(相对于反相振动的固有频率)和外部干扰振动的固有频率(相对于同相振动的固有频率)彼此不同，由此明显提高了通过滤波器去除外部干扰振动的效果。

其它实例：

图9和10示出了其它实例。在下面描述的其它实例中，仅仅描述与上述实例1不同的部分。

如图9A和9B所示，在框架3中，在支撑底座4(图1)和通孔35之间，形成了第二加强部分42。第二加强部分42提高了安装部分30的刚度，并且是由厚度不与一对流体管1(图1)干涉并且比安装部分30更厚的凸出部构成。

在图9C所示的实例中，围绕通孔35形成了另一个加强部分43。

如图9D所示，穿透部分可由连接到开口部分30a的切口部分35A形成。在框架3中，提供了用于增强切口部分35A的作为加强部分43a的凸出部。加强部分43a形成有厚度不与流体管1(图1)干涉并且沿着安装部分30的下边缘布置的凸出部。

这里，在图9中，在凸出部的侧面画上了网状的点。

如图10所示，用于加强切口部分35A的加强部分可以形成为与框架3分开的部件。例如，如图10A所示，加强部分43b可由线圈架的布置成与切口部分35A重叠的部分形成，或者，如图10B和10C所示，加强部分43b可由连接切口部分35A下部的具有大致U形横截面的部件形成。

其它实例：

图14至图25示出了其它实例。

在图14A中，流体管1由内管11和外管12构成，其中内管11与流路16接触，外管12层叠在内管11的外周表面上。内管11由氟树脂制成，并且通过挤出模制法制成。

外管12例如通过缠绕和固化预浸渍制品制成，在该预浸渍制品中，玻璃纤维布置在包围内管11外周的未固化环氧树脂中，并且玻璃纤维的弹性模量比内管11的弹性模量大。即，外管12具有纤维F1、F2和树脂(基体)15，其中所述纤维F1、F2顺序布置在内管11的外周表面上，所述树脂15用于将所述纤维F1、F2固定在内管11上或者以能够被压制和固定的方式形成所述纤维F1、F2。这里，未固化的环氧树脂包括例如具有低流动性的树脂，即，处于所谓的半固化状态的树脂。对于处于半固化状态(未固化)的环氧树脂，通过将温度保持在高于室温且低于固化温度的温度，来将该树脂软化以提高可加工性。处于半固化状态的环氧树脂是热固化树脂，因此通过将温度保持为高于预定的固化温度，可以使该树脂变成完全固化的状态。该固化温度低于构成内管11的材料的氟树脂的最高连续使用温度。因此，可以在保持内管11的形状的同时形成外管12。另一方面，允许热塑性树脂具有流动性的温度高于氟树脂的最高连续使用温度，因此，难以通过在模制的内管11上进行注射模制等来形成外管12。

纤维F1、F2和树脂15处于覆盖并包围内管11的状态。图18的永磁体21、23通过固定工具固定在外管12(图14A)上。

在本实例中，例如，如图14B和图17A、17B和17C所示，纤维F(F1、F2)装配成包围内管11的外周表面的编织形式，并且图14A的树脂15在装配成编织形式的纤维F之间固化并处于紧密粘结到纤维F上的状态。这里，在本实例中，采用了图17A的缎纹编织，并且将沿彼此交叉的第一和第二螺旋方向延伸的纤维F1、F2以编织的形式装配起来。

在本实例中，图15的直管部分S1至S3以及弯曲部分C全部都用内管11和外管12构成。如图15A所示，在直管部分S1至S3和弯曲部分C中，纤维F的纵向设置为相对于流体管1的轴线Lc倾斜。

另一方面，在直管部分S1至S3和弯曲部分C中，没有纤维布置成使得纤维F的纵向沿着流体管1的轴线Lc。

在本实例中，制造方法不受特别的限制。但是，作为制造流体管1的方法，将描述其中采用片缠绕技术的实例。

首先，将预浸渍制品片缠绕在图14A的内管11上，以达到预定的厚度。在这种状态下，将温度升高到使预浸渍制品的环氧树脂具有较低流动性的温度。然后，执行预模制，以便将预浸渍制品片手工弯曲成U形形状。

在该预模制期间，管在图15A的弯曲部分C的外侧OUT伸长，另一方面，管在弯曲部分C的内侧IN收缩。为满足在外侧OUT的伸长要求，纤维F1、F2在未固化的树脂中移动，由此取向角θ(由轴线Lc和纤维F1、F2形成的角度)在图15B所示的外侧OUT小，而另一方面，取向角θ在内侧大，以便满足图15C所示的内侧IN的收缩要求。

根据取向角θ中的这种变化，如图16和15所示，在弯曲部分C，在弯曲部分C的内侧IN的单位表面积上的纤维F1、F2的数量大于在弯曲部分C的外侧OUT的单位表面积上的纤维F1、F2的数量。

在上述预模制后，将弯曲成U形形状的管设置在模具中，并且在夹紧的状态下加压加热预定的时间，以便固化预浸渍制品片。固化后，将管从模具中取出。

通过上述压力，图14A的外管12的纤维将形成压在内管11的外周表面13上的形状，并且与环氧树脂固定在一起，从而保持压在外周表面13上的形状。结果，内管11和外管12结合在一起的状态被稳定下来。即，在内管11和外管12之间产生的摩擦力增大，从而防止内管11脱落或滑落。

同时，在本实例中，为便于画图，将直管部分S1至S3中的取向角θ设置为45°并示意性地示出。但是，只要取向角θ在弯曲部分C处不是0°或90°就足够了，并且取向角θ可以是能够允许纤维F1、F2在管弯曲时移动的角度。

在上述实例中，采用了装配成织物形式的纤维F1、F2。但是，可以使用分别在不同的预浸渍制品平行地布置的纤维F1、F2。在这种情况下，由两个纤维F1、F2形成的角度不必是90°。纤维可以仅沿一个螺旋方向布置。

为在制造时形成弯曲部分C，在树脂尚未固化(预浸渍制品)的状态或者尚未施加树脂的状态下，使上面缠绕有纤维的内管11弯曲。在此期间，与流体管1的轴线平行的纤维在弯曲部分C的内侧IN需要收缩，并且在弯曲部分C的外侧OUT需要伸长。但是，当纤维与轴线平行时，由于纤维难以收缩或伸长，所以纤维在弯曲时可能被拉断或者可能以类似竹子被劈开的方式变形。

相反，在弯曲时，相对于流体管的轴线倾斜取向的纤维在弯曲部分处可以在改变取向角θ的同时移动。下面，将参考图14至16描述这一点。

现在，如图14B所示，当纤维包括沿着第一螺旋方向布置的第一纤维F1和沿着第二螺旋方向布置的第二纤维F2时，如果使包括纤维F1、F2的直管弯曲以形成图15A的弯曲部分C，那么图15C的弯曲部分C的内侧IN将收缩，另一方面，图15B的弯曲部分C的外侧OUT将伸长，从这些图中可以看出这一点。

这里，为简化描述，在图16A和16D中分开地示出了第一纤维F1和第二纤维F2。

对于图14B的沿着第一或第二螺旋方向布置的纤维F1、F2，当整个管试图弯曲时，与直管部分S 1至S3相比，由轴线Lc和纤维F1、F2形成的角θ将更小，以便满足外侧伸长的要求，参见图16B和图16E。

另一方面，对于图14B的沿着第一或第二螺旋方向布置的纤维F1、F2，当整个管试图弯曲时，与直管部分S1至S3相比，角θ将更大，以便满足内侧收缩的要求，参见图16C和图16F。

即，弯曲部分C处的取向角θ在弯曲部分C的内侧IN比在弯曲部分C的外侧OUT更大。

根据取向角θ的这种变化，在弯曲部分C处，在弯曲部分C的内侧IN的单位表面积上的纤维F1、F2的数量大于在弯曲部分C的外侧OUT的单位表面积上的纤维F1、F2的数量，从图16和15中可以看出这一点。

为允许管弯曲，另外优选的是，在弯曲部分的内外和外侧上，没有纤维沿着流体管的轴线布置。

这里，即使有沿着流体管的轴线布置的纤维布置在图15A中以单点划线示出的部分(与轴线Lc平行的位置)上，但由于该部分在弯曲之前和之后既不收缩也不伸长，所以这些纤维也不会阻碍弯曲。

作为树脂，通常可以使用热固树脂。但是，也可采用紫外线固化树脂或者化学反应型固化树脂(例如双流体型树脂)。

作为热固树脂，例如，可以使用环氧树脂、不饱和聚酯、双马来酰亚胺或者聚酰胺等树脂。在这些树脂中，环氧树脂具有高强度、高耐温性和高耐化学性，并且还具有优良的可加工性，从而可以适当地采用环氧树脂。

另一方面，作为纤维，优选的是非金属纤维。例如，除了玻璃纤维外，可以采用碳纤维、芳香族聚酰胺纤维或者硼纤维。碳纤维具有高强度，而玻璃纤维在弯曲流体管的过程中不易断裂并且价格低，但其强度比碳纤维的强度低。

使用由树脂制成的流体管1的流量计：

下面，描述使用由内管11和外管12构成的流体管1的流量计。这里，除了下面所述零件以外的构造与上面所述的实例1的构造相同，所以用相同的附图标记表示与实例1的部件相同的零件或者对应的部件，并且省略对这些部件的描述。

如图18和19所示，具有外管12的流体管1在穿过支撑底座4的状态下固定在支撑底座4上。由氟树脂制成的不带外管12的流体管1容纳在图18所示的管壳7A中。

如图20所示，流体管1包括一个连续的内管11和布置在内管11的外周表面13的一部分上的一对外管12，并且测量流体在流体管1、1中顺序流动。即，从内管11的一端流入的测量流体100穿过被一个外管12覆盖的内管11，穿过在支撑底座4下方露出的内管11，穿过被另一个外管12覆盖的内管11，然后被排出。

这里，由于外管12固化成预定的形状，所以难以通过把外管12穿过支撑底座4来固定外管12。因此，如图21所示，将一对流体管1从上方插入到支撑底座4中，从支撑底座4下方伸出的内管11的端部11a可利用肘形件50相互连接。

如图22所示，作为肘形件50，可以采用由氟树脂制成的具有可买到的接头的肘形件。肘形件50由肘形件主体51和接头螺母52构成，其中接头螺母52与形成在肘形件主体51的两端上的外螺纹接合。

为将内管11固定在肘形件50上，将内管11的端部11a插入到在接头螺母52中形成的插入孔53中，并将接头螺母52与外螺纹51a接合，由此通过接头螺母52将内管11固定在肘形件50上。

这里，可以采用直管形式的接头代替肘形件50。

如图23A和23B所示，可以利用一对连接块60来允许测量流体并行流动，其中连接块60具有带Y形侧表面横截面的流路61。在这种情况下，例如，如图23A所示，一对流体管1的内管11插入并固定在Y形流路61中。

通常，当允许测量流体并行流动时，由于很难绝对均匀地向一对流体管1供给测量流体100，所以测量精度会下降；但是，流量计将具有更简单的结构，并且可以低成本地制造。

连接件10A：

如图18所示，流体管1的第一直管部分S1、S1和第二直管部分S2、S2分别用连接件10A相互固定。如图24所示，连接件10A由板形的连接件主体10b和与连接件主体10b一体形成的一对环形部分10c构成。流体管1的外管12插入到环形部分10c中并用环氧树脂粘接，由此将一对流体管1彼此连接。

通过用对外管12具有高亲和性的树脂制造连接件10A，可以使用粘合剂粘接连接件10A和外管12并将它们固定在一起。

流体管1在管壳7A中的固定：

如图25所示，管壳7A由拼合壳体70、71构成，拼合壳体70、71是分开的两个部分以夹住并固定流体管1，并且在拼合壳体70、71中形成槽72以夹住外管12。通过借助外管12将流体管1夹在槽72中并将拼合壳体70、71相互紧固，就将流体管1固定在槽72中。因此，可以容易地固定流体管1。

树脂涂覆：

支撑底座4和管壳7由树脂制成，并且在由金属制成的框架3上实施树脂涂覆。通过用金属形成框架3，使得框架3的刚度高和重量重，从而可以防止测量精度下降；通过在框架3上实施树脂涂覆，可以防止化学物质造成的金属腐蚀。

另一方面，框架3本身可由树脂形成。在这种情况下，由于防止了化学物质造成的腐蚀，所以提高了使用寿命，但是，由于这种框架3的刚度和重量比用金属形成的框架3的刚度和重量低，所以测量精度会下降。

此外，通过在金属部件(例如振荡器2或检测器2A、2B的线圈或导线部件)上实施树脂涂覆，可以进一步防止化学物质造成的流量计腐蚀。

本发明可应用于所谓科氏型质量流量计。

Claims

1.一种流量计，包括：

一对流体管，其形成允许测量流体从中流过的流路，所述一对流体管具有彼此大致相同的形状和彼此大致相同的尺寸，并且布置成基本上镜像对称和相互平行；

振荡器，其用于使所述流体管振荡，并且包括线圈和磁性物质；

多个检测器，其用于检测所述流体管的振动状态，所述多个检测器布置成沿着所述流体管的流路彼此间隔开，并且包括线圈和磁性物质；

计算器，其基于由所述多个检测器检测到的各个振动来计算通过所述流体管的流路的测量流体的质量流量，

所述流量计还包括：

支撑底座，每个所述流体管的端部安装在所述支撑底座上，并且所述支撑底座以所述流体管能够被振动的方式支撑每个所述流体管；以及

框架，其固定在所述支撑底座上，

其中，所述框架由如下安装部分、加强部分以及固定部分一体地形成，所述安装部分布置在所述一对流体管之间，并且所述安装部分的厚度不与所述一对流体管干涉；所述加强部分布置在所述安装部分的外周上并且提高所述安装部分的刚度；所述固定部分被固定到所述支撑底座上，

所述加强部分具有外壁部分，所述外壁部分至少向所述安装部分的厚度方向的一侧凸出，所述加强部分基本上连续地包围所述流体管的外周，以及

在所述安装部分中形成有穿透部分，所述穿透部分用于布置与安装在所述流体管上的各磁性物质对应的线圈。

2.根据权利要求1所述的流量计，其中，

所述穿透部分由通孔形成。

3.根据权利要求1所述的流量计，其中，

所述穿透部分由切口部分形成，并且还包括用于加强所述切口部分的加强部分。

4.根据权利要求1所述的流量计，其中，

所述安装部分具有板形的板部分，所述板部分的厚度小于所述一对流体管之间的距离，所述外壁部分在所述厚度方向上的宽度大于所述一对流体管之间的距离。

5.根据权利要求1所述的流量计，其中，

所述外壁部分是通过将第二部分和一对第一部分相互连接而形成的，其中所述一对第一部分沿着背离所述支撑底座的方向延伸，所述第二部分设置在远离所述支撑底座的位置并且连接所述一对第一部分。

6.根据权利要求5所述的流量计，其中，

所述第二部分弯曲或翘曲，从而沿着所述三个线圈布置。

7.根据权利要求5所述的流量计，其中，

所述安装部分在所述外壁部分的内侧将所述一对第一部分相互连接。

8.根据权利要求1所述的流量计，其中，

在所述支撑底座附近形成了通过切除所述安装部分而获得的开口，并且由此所以所述安装部分不与所述支撑底座接触。

9.根据权利要求1所述的流量计，还包括：

一对连接件，其在所述支撑底座和所述检测器之间的位置连接在所述一对流体管之间，用于限制所述一对流体管在连接位置处的距离，其中，所述安装部分具有切除开口，以便不与所述一对连接件干涉。

10.根据权利要求1所述的流量计，其中，

所述框架在所述支撑底座和所述穿透部分之间还具有形成在所述安装部分上的第二加强部分，所述第二加强部分提高了所述安装部分的刚度，并且所述第二加强部分的厚度不与所述一对流体管干涉。

11.根据权利要求1所述的流体管，其中，

所述框架以如下方式构造：横梁部分和一对支腿部分一体形成，并且所述穿透部分在所述横梁部分处形成在所述安装部分中，其中所述一对支腿部分布置成立在所述支撑底座上，所述横梁部分布置为桥接在所述一对支腿部分之间。

12.根据权利要求11所述的流量计，其中，

所述横梁部分形成为具有凸起的形状。

13.根据权利要求1所述的流量计，其中，

所述支撑底座由用金属制成的部件构成，由树脂制成的树脂部件布置在所述支撑底座的与固定有所述框架的表面相反的表面上，所述树脂部件具有厚板形状，并且用于削弱振动向所述支撑底座的传递。

14.根据权利要求1所述的流量计，其中，

在所述外壁部分中形成有用于布线的切口部分，所述切口部分用于使与线圈相连的导线部件穿过所述外壁部分，以及

设置了引导片，所述引导片用于引导所述导线部件穿过所述切口部分进入所述外壁部分内部的空间，并且防止所述导线部件与所述流体管接触。

15.根据权利要求14所述的流量计，其中，

所述引导片与所述框架一体形成，从而使所述引导片连接在所述外壁部分和/或所述安装部分上。

16.根据权利要求1所述的流量计，还包括：

用于卷绕线圈的线圈架和用于连接磁性物质的轭架，其中，

在所述线圈架中形成用于相对于所述线圈架定位所述轭架的定位部分，

所述固定部分向所述安装部分的厚度方向的两侧伸出，

所述固定部分设置有用于插入紧固工具的插入孔，所述紧固工具用于将所述固定部分紧固到所述支撑底座上，所述插入孔做成能够使所述框架在所述厚度方向上移动的长孔。

17.根据权利要求1所述的流量计，其中，

所述一对流体管包括：

由氟树脂制成的内管，所述内管的内周表面与所述流路接触；以及

外管，所述外管具有纤维和树脂，并且所述外管的弹性模量大于所述内管的弹性模量，所述纤维布置为包围所述内管的外周表面，所述树脂固化成在所述纤维之间的紧密粘合状态。