CN1022646C - 质量流量计 - Google Patents

Abstract

一种测量的彼此相反方向通过一对直管的液体质量流量的质量流量计，通过两直管彼此相对摆动时测量作用在液体上的复合向心力来实现。用管子一端的振动器来摆动管子，把管子的另一端固定，于是使管子的端部交替地彼此靠近和离开。通过柔性管把受到振动的两管端连接起来。

Description

本发明基本上涉及质量流量计，更具体讲，涉及到的质量流量计具有直接测量液体质量流量的结构。

在对一种液体进行流量的测量中，期望以质量来表示所测的流量，这样进行流量的测量就不致受到液体类别。物理性质（如密度、粘度之类）、或液体状态（如温度和压力）的影响。

通常，有两种形式的质量流量计应用于测量液体的质量流量，一种称为间接型，即先测量该液体的容积流量，然后将所测的容积流量转换成质量流量。另一种形式的质量流量计称为直接型，它为直接测量该液体的质量流量，一般来说，直接型质量流量计比间接型流量计具有较高的测量精度。

各种不同形式的质量流量计系根据各不相同的流量测量原理而设计，以达到较高精度。其中之一便是利用作用于流经一个振动管中液体复合向心力（Coriolis    force）以直接测得该液体的质量流量。

例如众所周知的一种质量流量计，它包括有一对U形管，该管连接到具有一个液流入口和一个液流出口的流量计本体上。在这种流量计中，该U形管对各朝一个方向振动或摇动，于是其相互间的距离便交替地增加或减少，振动的结果，产生与该液体的质量流量成比例的复合向心力作用到该液体上，于是这对管子便产生位移，检测出该位移量即可求得该液体的质量流量。

前述的利用复合向心力构成的质量流量计，其问题在于很难制造出大小和形状严格相等的一对管子，因此，各U形管的固有频率往往发生变化，所以，必须要补偿这些管子的振动特性的不同，使两管的固有频率一致，以提高流量测量的精度。补偿管子的这种振动特性可采用调节在管上加平衡重量的方法进行，不过安装和调节这种平衡重量乃是一个很复杂和乏味的工作。

这种前述形式的质量流量计，还存有另一问题，即该U形管是横着伸向装有流量计的导管的方向，因此，U型管占据了很大的空间，这个空间实质上比导管所占的空间还大，于是，这种质量流量计需要一个大的安装空间。为了容纳这样的流量计单元和其U形管，对这样一种常规的质量流量计还需要设一个大的流量计室，所以，这种流量计不能容易地安装在一个设备上，该设备的其它装置和器械紧凑地装在一起，而不得不在其它装置和器械周围中导一个合适的空间作为流量计室。

因此，本发明的一个总目的就是提供一个消除了上述问题的新颖而实用的质量流量计。

本发明的另一更具体目的是提供一个质量流量计，它利用测量作用在流经一个振动管子中液体上的复合向心力的方法来测量液体的质量流量，其中取得稳定的读数而不受道子大小和形状变化的影响。

本发明的另一目的是提供一个质量流量计，它利用测量作用在液体上的复合向心力的方法测量液体的质量流量，包括有，一个第一直管段，它的一个终端连接到被测量液体流入的入口处;一个第二直管段，它平行于第一直管段延伸，并且有一个终端接到液体流出的出口处;一个中间管，它的一个终端连接到所述第一直管段的另一终端，而其另一终端则连接到所述第二直管段的另一终端，以资将液体从第一直管段导流入该第二直管段;一个振动装置用于使第一和第二直管段偏移成这个样子，即在第一和第二直管段之间的距离交替地变大和变小;以及传感装置，用于检测第一和第二直管段响应于加到该第一和第二直管段上的振动而产生的位移;其中对质量流量获得高精度的测量是根据作用 在流经第一和第二直管段中液体上的复合向心力而实现的。按照本发明，测量作用在液体上的复合向心力的大小是在直管段处进行，该直管段具有直管形，并因此而能制造得高度准确。这样一来，就能测得流经该管中液体的质量流量，而不受各直管段管子的大小和形状不同的影响，还有，按照本发明构成的质量流量计，允许将振动器安装在相互平行延伸的第一和第二直管段对上，藉此即不需为振动器设置支架。

本发明的另一目的是提供一个质量流量计，它是利用测量作用在流经第一和第二直管段中液体的复合向心力的方法来测量该液体的质量流量，该直管段基本上在装有质量流量计的导管的垂直方向延伸，其中对第一和第二直管段施加振动的方向平行于该导管的方向。因此该传感装置即对不期望的导管外部横向振动变得不甚敏感，从而使测量中的误差减至最小。

本发明的另一目的是提供一个质量流量计，它是利用测量作用在流经第一和第二直管段中液体的复合向心力的方法来测量该液体的质量流量，该直管段基本上平行于装有质量流量计的导管的方向延伸。按照本发明，第一和第二直管段在垂直于该导管的方向突出的最小，并使流量计的尺寸减小，因此能取得紧凑的质量流量计。

本发明还有一个目的是提供一个质量流量计，它利用测量作用在流经第一和第二直管段中液体的复合向心力的方法来测量该液体的质量流量，其中连接第一和第二直管段的中间管段做成挠性的，按照本发明，阻碍第一和第二直管段摆动的中间管段的刚度降低了，并且由相应于质量流量的复合向心力所致的第一和第二直管段的位移量得以加大，因此，所测出的流量就更加准确。此外，由于中间管段容易变形以致由振动器所施加的振动力就可以降低，故可采用相对小型的振动器。

本发明还有一个目的是提供一个质量流量计，它利用测量作用在流经第一和第二直管段中液体的复合向心力来测量该液体的质量流量。其中由于第一和第二管段的管子大小、形状和质量的差异而造成第一和第二管段的固有频率偏差容易在制造阶段予以改正。

从下述对较佳实施例结合附图作的详细说明将会明了本发明的其它目的和进一步的特征。

图1为本发明质量流量计中第一实施例的透视图;

图2和图3分别为图1所示质量流量计的平面和侧面视图;

图4和图5分别为图1所示质量流量计中用的传感器的平面和侧面视图;

图6表示在流量测量时直管段产生偏移的方向的平面视图;

图7表示在测量计工作期间，由于作用在流经直管段中液体上的复合向心力造成直管段位移的平面视图;

图8、9和10分别表示本发明的质量流量计第二实施例的透视、平面和侧面视图;

图11、12和13分别表示本发明的质量流量计第三实施例的透视、平面和侧面视图;

图14为取自图13中剖线TⅤ-TⅤ的横断面图;

图15为取自图13中剖线Ⅴ-Ⅴ的横断面图;

图16、17和图18表示本发明的质量流量计的第4实施例的透视、平面和侧面视图;

图19为取自图18中剖线ⅩⅢ-ⅩⅢ的横断面图;以及

图20为取自图18中剖线ⅪⅤ-ⅪⅤ横断面图。

图1到图3示出本发明质量流量计的第一实施例，在该图中，在流量计1上设有一个流量计本体1a，并带有一个由金属管构成的检测管2，如图2所示，该流量计本体1a包括有一个上游侧法兰1b和一个下游侧法兰1c，它们分别连接到上游侧导管（未示出）和下游侧导管（未示出），此外，流量计本体1a还包括：一个与上游侧导管相连通的入口3，被测的液体即由此处流入;以及一个与下游侧导管连通的一个出口4。

如图1到图3所示，该检测管包括一个入口侧直管段2a和一个出口侧直管段2b，这两个管段设置成基本上与该导管的方向相垂直，它们自己则相互平行，其弯曲段2c和2d位于直管段2a和2b的端部形成有环形通路，并带有一个连接段2e将弯曲段2c和2d连接起来。

入口侧直管段2a的第一端装到本体1a上的一个安装孔1a₁中并与该本体焊接，这样一来，该直管段2e便与入口3相通。另外，出口侧直管段 2b的第一端装到在本体1a上的安装孔1a₂中并与该本体焊接，因此，直管段2b与出口4相通，上述的直管段2a和2b各自的第一端穿过一个支架5a而固定在本体1a上，该支架5a是在支撑部件5的端部垂直地构成的，并且该直管段2a和2b以相互预定距离固定到支架5a上。弯曲段2c和2d被弯曲形成分别通过直管段2a和2b外侧的环路，并在直管段2a和2b的下面由连接段2e将该弯曲段2c和2b连接。

可看出，位于直管段2a和2b另端上，检测管2两根直管段2a和2b的两个第二端是通过弯成环路的管段2c和2d连接在一起的，并因此而直管段2a和2b的这两个第二端即能按图中箭头X所示方向自由地摆动或偏移而相互接近或离开，甚至在该直管段2a和2b的各第一端被固定住的情况下也然。

在与相平行延伸的直管段2a和2b的第二端相应的端顶部处装有一个电磁螺管线圈型的振动器6，在所述的本例中，该振动器6被安装成：线圈部分6a被固定相应的出口侧直管段2b上，而磁铁部分6b则固定到相应的入口侧直管段2a上。因此，当该振动器被通过流经线圈6a中的电流激励时，它即按箭头X所示将振动加到直管段2a和2b上。

传感器7和8检测出直管段2a和2b摆动的位移，该位移是由该管段响应振动器6施加的振动而产生的。由于传感器8与传感器7具有相同的结构，故仅参照图4和5在下面解释一个传感器。

参照图4和5，传感器7包括有：一个线圈部分7a，由支持件9支撑，它沿直管段2a的纵方向在其中间位置的该管段侧面上突出;以及一对磁铁7b和7c被支撑在一U形支架10上，并形成从其朝上和朝下方向都面对着线圈部分7a。此外，支架10由夹持部件5b持住，该夹持部件5b则在支撑部件5上沿箭X所指方向的端部处形成的。由于检测管2被振动器6一振动，位于磁铁7b和7c之间的线圈部分7a就沿箭头X所示方向移动，由此而在线圈部分7a中感应出反应直管段2a位于大小的电压，传感器即这样地检测出直管段2a的位移，并产生指示此位移量的电压。

直管段2a和2b是由尺寸和形状高度均匀的金属管构成的直线延伸的管子，因此，虽然检测管2包括了非直线的弯曲段2c和2d以及连接段2e，而相应于直管段2a和2b的部分则保证为均匀的尺寸和形状，按照设计要求，传感器7和8布置在这样一个位置上，以便检测具有相同尺寸和形状的直管段2a和2b的相互间的位移。这样一来，传感器7和8的检测操作与常规的流量计相比就可较少地受管子尺寸和形状变化的影响，该常规流量计是检测由弯曲的金属管形成的管段的位移。

下面参照图6和7对上述质量流量计的操作加以阐述。

当测量流量时，被测液体通过入口3被引到流量计，并被导引到该检测器2的直管段2a，然后，该液体从直管段2a流到弯曲段2c并流到连接段2e。该液体从连接段2e流经弯曲段2d和直管线2b两返回到本体1a，然后，液体从出口4流出，在液体流通的同时，振动器6使检测管2振动，从而，直管段2a和2b就根据该检测器2和流经该检测管2中液体质量流量的运动常数所确定的固有频率摆动起来。

须注意，检测管2应当在被测液体正在流过状态上进行振动，这样所确定的固有频率即反应了在该时间的液体流量，还应注意，直管段2a和2b为弹性交替地作相互靠近和离开的偏移，所以，在一个瞬间它们相互向分开方向偏移，而另一瞬间又相互向靠近方向偏移。

由于直管段2a和2b的第一端是以支架5a作为支点固定不动的，直管段2a和2b即围绕着支架5a的穿过处以下述状态偏移，即朝向直管段2a和2b的端头逐渐增大地向X所指方向偏移。换言之，由于振动而使直管段2a和2b产生一个角运动，角速度为ω。此外由于弯曲段2c和2d被弯成一个可挠的环路，所以该弯曲段2c和2d很容易随着振动器施加X指向的振动面变形。因此，直管段2a和2b作彼此接近或分开的位移是不受妨碍的。

如前所述，入口侧的直管段2a中的振动幅度越往其端部越大。这样当液体流入管2a中时，在它流向直管段2a的端部的同时也以增加的速度向X方向运动。换句话说，管中的液体在如箭头X所示的摆动方向上得到一个加速度。相反，在位于出口侧直管段2b的情况下，越往与本体1a相连的第一端，管2b的摆动速度就越小。这样，当液 体返回到流量计本体1a时它向X方向的运动减小，从而液体受到了一个与振动方向相反的加速度。这样一个由于检测管2的振动引起的施加于液体的加速度产生了与加速度方向相反的复合向心力Fc。

现在参考图6（A）和（B），其中一个直管段2a沿箭头X1所示的方向移动，其角为速度+ω，另一个直管段2b沿箭头X2所示的方向移动，其角为速度-ω。在直管段2a和2b互相分开的那一个周期中，复合向心力Fc沿图7（A）和7（B）中箭头X2所示方向作用在2a和2b上，由这个附加力作用于管2a和2b的结果，与假设无复合向心力作用直管段2a和2b的位置（用虚线表示）相比，2a和2b分别偏移了一个量-δ和+δ，如实线所示。

下面考虑这样一种情况，如图6（C）和（D）所示，一个直管段沿箭头X2所示的方向移动，其角速度为-ω，另一个直管段2b沿箭头X₁所示的方向移动，其角速度为ω。在随着直管段2a和2b的运动而它们之间的距离减小的这个周期中，复合向心力Fc沿图7（C）和7（D）中箭头X₁所示的方向作用在直管段2a和2b上，这样，与没有复合向心力时用虚线表示的位置的相比，直管该分别偏移了-δ和+δ，如实线所示。

利用传感器7和8检测直管段2a和2b的偏移量-δ或+δ，或者检测直管段2a和2b之间相位角的偏差，可以得到复合向心力的幅值。若复合向心力Fc由2ωmv表示，其中m是液体的质量，v是速度，可以通过测量角速度ω和复合向心力Fc直接得到质量流量（mv）。

传感器7和8根据表示时间间隔的一个信号来检测偏移量-δ和+δ。换句话说，是测量传感器7和8的线圈部分上感应的电压从基准电压改变到不同于基准电压的预定电压所需的时间间隔。这个时间间隔与质量流量率成比例。

传感器7和8检测到的信号经过整形和适当放大之后，通过时间积分转变为一个与质量流量率成比例的电压信号。这样得到的电压信号进一步转变为一个合适的电压脉冲信号或模拟信号。对于本专业一般技术人员来说，对来自传感器7和8的信号的处理是众所周知的，因此省略掉结合附图所作的描述。

应该指出，如前述设计的质量流量计1通过检测两个易于形成相同尺寸和形状的直管段2a和2b的偏移来测量质量流量。这样，所测得的流量较少地受到检测管2的尺寸公差的影响，因而与通常的质量流量计相比更加精确，进而，具有这种直管段的检测管的固有频率可以很容易地借助于平衡重量来调整。虽然在示例中，检测管的连接段2e是在直管段2a和2b的下面跨过的，但检测管2并不只限于这种结构，例如，连接段2e可以横跨过直管段2a和2b的上方。

进一步需要指出的是，在通常的质量流量计中，一个单独的U形管在垂直于导管的方向上水平地摆动，其中振动器必须被支持在支撑部件上，与此相比较，使直管段2e和2b相互靠近或离开运动的本质量流量计1的振动器6能够被支持在2a和2b之间，形成了单个检测管2的一部分，在本实施例的质量流量计中，不需要附加的支撑部件支撑振动器的。在通常的测量计中，如果要想去消附加的支撑部件，就必须使用一对U形管以支持振动器。

通常，一个导管要经受各种横切于导管方向的振动，而导管轴线方向的振动却很小。结果，当检测管2垂直于导管方向振动时，在测量中会出现误差，这是因为导管的振动引起检测管振动特性的变化，在本实施例的质量流量计中，直管段2a和2b沿平行于导管的方向相对振动。这样，测量对导管的振动不太敏感，从而可以对通过检测管2的液体获得精确的质量流量的测量。

图8至10表示根据本发明的质量流量计的第二实施例。参照附图，质量流量计11包括一个流量计主体11a，在它上面连接着一对检测管12和13。可以看出，检测管12包括与入口14相连通的直管段12a，与出口15相连通的直管段12b，弯曲段12c和12b分别在直管段12a和12b的端部并形成回路，U形连接段12e连接两个弯曲段12c和12d。

另一个检测管13也具有相似的结构，其中包括与直管段12a和12b平行延伸的一对直管段13a和13b，连接到直管段13a和13b上的弯曲段13c和13d，以及连接两个弯曲段13c和13d的U形连接段13e。检测管13对称地放置在检测管12的下面，从而使检测管12的弯曲段12c、12d及连 接段12e与检测管13的弯曲段13c、13d及连接段13e互相正对着。直管段12a、12b、13a及13b在预定位置穿过支架板16并连至流量主体11a上，进而，检测管12和13的连接段12e和13e固定隔开一段距离，利用支撑部件17连接这两部分。流量计主体11a由位于其下面的支撑基座18支持，以承受两个延伸检测管12和13的载荷。

参照图8可以看出，传感器19放在液体流入的两个直管段12a和13a之间，而传感器20放在液体流出的两个直管段12b和13b之间。除了线圈部分安装在位于直管段12a和12b之下的直管段13a和13b上，以及上下对着线圈的磁铁安装在位于直管段13a和13b之上的直管段12a和12b上之外，传感器19和20的结构与第一实施中的传感器7和8是一样的。根据这样一种结构，可以省掉用于支持传感器19和20的支撑部件。另外，在直管段12a和12b远离流量计主体11a的一端设有振动器21和22，它们的结构与第一实施例中的振动器6相同，其中振动器21连接直管段12a和12b，振动器22连接直管段13a和13b。

当测量流量时，液体被引入检测管12和13，同时引起检测管振动。从入口14流入的液体分别进入检测管12和13的直管段12a和13a，然后分别通过弯曲段12c、连接段12e、弯曲段12d以及弯曲段13c、连接段13e、弯曲段13d进入直管段12b和13b。然后液体从检测管经过出口15排出，振动器21和22使检测管12和13振动，因此检测管12和13以一个固有频率振动，该频率由检测管的运动常数和通过检测管的液体的流量决定。

当液体流过振动的检测管12和13时，产生复合向心力，由于它的作用使直管段12a、12b、13a和13b产生位移。在流量计11的工作中，检测管12和13以相差180度的相位而振动。这样，当上检测管中的直管段12a和12b互相远离时，下检测管中的直管段13a和13b互相靠近。换句话说，当检测管12的偏移如图（A）和6（B）所示时，检测管13的偏移如图6（C）和（6D）所示。其结果是，流过直管段12a和12b的液体部分经受的复合向心力如图7（A）和7（B）所示，流过直管段13a和13b的液体部分经受的复合向心力如图7（C）和7（D）所示。

传感器19和20检测如上述振动的检测管12和13的相对位移，根据传感器的输出信号，得到流过检测管液体的质量流量。在根据本发明的质量流量计中，直管段12a和13a的相对位移及直管段12b和13b的相对位移是第一实施例中位移的两倍。这样，与第一实施例中的质量流量计相比，根据本实施例设计的质量流量计可以以更高的精度测量质量流量。根据以上原因，消除了由于导管的外部不必要的振动所引起的干扰对于检测管12和13的位移的检测的影响，可以在没有外部振动干扰的条件下稳定地测量质量流量。

为提高测量精度，需要使检测管对12和13尽可能在尺寸和形状上都相同。但是，由于这些检测管存在制造上的误差，所以这些要求通常得不到满足。这样，将一个平衡重或类似物体加在检测管12和13上，调节检测管使其固有频率相一致。在本实施例的质量流量计中，组成检测管12和13的主要部分的直管段12a、12b、13a及13b是直形。因此，在检测管的机械制造过程中，可以很容易调整平衡重量。若检测管12和13是对称的，两个检测管上的平衡重量也是相同的，则做起来更为简便。

在质量流量计11中、复合向心力在直管段12a和12b上被检测出来，这两段是一致的，实际上在尺寸和形状上也没有变化。这样，质量流量计可以读出较少受到机械误差影响的质量流量。

传感器7、8、19和20并不只限于上述这类电磁式传感器，也可以利用包括光耦合器的光传感器。

图11到13示出根据本发明的质量流量计的第三实施例。

图中，质量流量计31包括一个多支管35，它插在位于上游侧的入口管32和位于下游侧的出口管33之间。入口管32在远离多支管35的一端装有法兰32a，以与上游侧的导管相接（未示出）。入口管32还与多支管35中的液体通道35a相连，通道在图12中用虚线表示。

出口管在远离多支管35的一端装有法兰33a以与下游侧的导管相连（未示出），出口管还与多支管35中的液体通道35b相接，后者在图12中用虚线表示。

连到多支管35上以与液体通道35a和35b相连的检测管34包括：沿出口管33延伸的第一直管段34a，与第一直管段34a平行放置的第二直管段34b，以及用于连接第一直管段34a与第二直管段34b的连接段34c。如图12所示，第一直管段34a与多支管35中的液体通道35a相连，第二直管段34b与集合管35中的液体通道35b相连。

来自上游侧导管的液体通过入口管32和液体通道35被引入第一直管段34a，并通过连接段34c进到第二直管段34b，然后，流过直管段34b的液体流经多支管35的液体通道35b和出口管33，被排出给下游侧的导管。

如图14所示，相互平行的直管段34a和34b是位于出口管33之上，并固定在多支管35上，使得它们在出口管33的两侧平行于出口管33延伸。

因此，用于质量流量计31的检测管34并没有大范围地超出导管的空间。换句话说，本实施例的质量流量计的整体结构很紧凑。这样，质量流量计31可以安装在导管的任何位置上，只要是一个对导管合适的位置就可以。

直管段34a和34b通过在支持板36上形成的孔并焊接固定在那里。这样，当振动施加到检测管34时，直管段34a和34b围绕着固定在作为支架的支持板36上的部分而摆动。进一步需指出的是，质量流量计31的检测管34靠近出口管延伸。因此，从导管传来并加在检测管上的外部振动的影响就不象检测管在远离出口管处延伸时的情况那样严重。

应该指出，检测管34的连接段34c包括弯曲段34d和34c，它们分别在直管段34a和34b的端部形成一个回路，还包括中间段34f，它在出口管33下面横跨出口管33并在直管段34a和34b的外侧的一处与弯曲段34d和34e相连。这样，直管段34a和34b远离多支管35的一端能够按箭头X所示的方向相对偏移，尽管直管段34a和34b靠近多支管35的部分由支持板36固定而不能移动。

与第一实施例中振动器6类似的振动器37连接于平行延伸的直管段34a和34b之间，并靠近远离多支管35的端部，如图15所示，振动器37包括一个装在入口侧直管段34a上的线圈部分37a和一个装在出口侧直管段34b上以与线圈部分37a连接的磁铁部分37b。当电流激励线圈部分37a时，振动器将振动加给直管段34a和34b，使它们如箭头X所示运动。

另外，在检测管34上设有传感器38和39，用于检测响应于振动器37的振动，沿导管方向延伸的直管段34a和34b的偏移。传感器38和39与图4和5中所示的传感器具有相同的结构，省略对于传感器的进一步描述。

在所示的实施例中，直管段34a和34b是用金属管制造的，具有高度均匀的尺寸和形状。其结果是，尽管它们具有弯曲段34d、34e和连接在末端的中间段34f，而构成检测管的该直管段34a、34b却具有相同的尺寸和形状。换句话说，把传感器38和39安装在一个位置用于检测具有相同尺寸和形状的直管段34a和34b位移。因而，与采用U形金属管的质量流量计相比，检测管的位移检测可达到一个更高的精度，使测量很少受到因管弯曲所引起的金属管的尺寸和形状变化的影响。

除了直管段34a和34b相对于出口管33定向之外，按照所述设计的质量流量计31的操作与第一实施方案的质量流量计1是相同的，这里将省略对它的描述。

下面，将结合图16到图18，描述本发明的质量流量计的第四实施方案。在图中，质量流量计41包括一个多支管44，其上装有一对检测管42和43。如图11中所示，多支管44插在入口管45和出口管46之间。而且，在多支管44中构成液体通道44a和44b，它们分别与入口管45和出口管46相通。如图18中所示，液体通道44a在多支管44中分支，与多支管44上竖直安装的连接段44a₁和44a₂相通。液体通道44b也同样地被分支，并与连接部分44b₁和44b₂相通。

位于检测管43上面的检测管42包括：一个连接到连接段44a₁且在导管方向延伸的直管段42a;一个连接到连接段44b₁;并在管道方向延伸的直管段42b;弯曲段42c和42d，在直管段42a和42b的末端形成了一个环路;以及一个U形的连接部分，连接弯曲段42c和42d。位于检测管42下面的检测管43，其结构和安装与检测管42一样，使得直管段43a和直管段43b与直管段42a和42b平行。而且，将检测管42和43彼此以相反方向对称地安装。同时，用在出口管46上构成的垂直支 架48a和48b，把检测管42和43的中间段42e和43e分别固定到出口管46上。另外，检测管42和43的直管段42a、42b、43a和43b穿过支板47延伸，并被焊在其上。把这些直管段的末端牢固地连接到各自的连接部分44a₁、44a₂、44b₁和44b₂。

于是，其中一个检测管42沿着出口管46上面的导管延伸，而另一个检测管43沿着出口管46下面的导管延伸。因此，尽管该流量计装有一对检测管42和43，本实施方案的质量流量计41仍占据一个比较小的空间。因而可把本发明的质量流量计制成小型的尺寸。

而且，因为把沿导管延伸的检测管42和43安装得靠近出口管46，使质量流量计41对导管的振动不敏感。于是，该质量流量计41给出了很好的质量流量的测量。应注意，出口管46是从位于板47中心的孔47a穿过支板47延伸的。

从图16到图18以及图20中可以看出，传感器49和50被分别安装在入口侧的-3a之间和出口侧的直管段42b与43b之间。传感器49和50的构制与第一实施方案的传感器8和9相同。在本实施方案中，把传感器的线圈部分固定到位于下面的直管段43a和43b上，把从上面和下面而朝线圈部分的磁体部分固定到位于上面的直管段42a和42b。因而可以省去用于支撑传感器的支撑部件。

此外，把具有与前述相同结构的振动器51和53连接到直管段42a和42b的末端之间，以及直管段43a和43b的末端之间。

质量流量计41的操作与第二实施方案的质量流量计11的操作基本上相同。因此，这里将省去对质量流量计41操作的描述。

在上述的质量流量计中，在弯曲的部分可用更柔性的结构，以增强直管段响应振动器所加振动的位移。例如，可以使连接直管段的连接段的壁厚度比直管段的壁厚度小。

在这种结构中，薄壁的连接段容易形变，可以增强直管段的振动特性。换句话说，当加入相同负荷时，具有比直管段的壁厚更小的薄壁弯曲段的形变更多。在弯曲段采用薄壁管，与采用同检测管一样厚度的管子相比，可以减少该弯曲段所引起的反抗形变的作用的。从而，可以减小对检测管加上的需要力，为此可采用一个小的振动器。此外，由于可以减小加到振动器的电流和电压，从而可避免爆裂，从这一点来看，也希望有这样一种结构。

而且，用上述的结构，检测管主要根据该复合向心力来偏移，而该力是与质量流量成比例的。结果，使测量的质量流量更为精确和可靠。

作为上述结构的一个实施例，可以采用具有椭圆截面的椭圆形管，改变检测管的振动特性。

另一方法，可使连接段的直径增加得尺寸直管段的直径，减小流体的压降。

还一方法，可使连接段的外径比直管段小，具有这种结构的检测管更容易响应所加振动而形变，可获得与薄壁检测管一样的效果。

此外，可用与直管段不同的材料来构成连接段，以便增加其位移。

再有，可用比直管段更有弹性的金属来构成该连接段。或者，可用比如橡胶或合成树脂等弹性材料构成检测管的连接段。

采用可形变的波纹管也可使检测管的形变增加。

另外，不能把本发明局限于这些实施方案，在本发明的范围内可以做出各种变化和修改。

Claims (6)

1、一种用测量作用在流体上的复合向心力的大小来检测流经管道的流体质量流量的质量流量计，包括：

通道装置包括：第一直管段，用于通过从其末端的入口导入的向着第一方向流动的流体；第二直管段，与第一直管段平行延伸，用于通过向第二方向流动的流体，所述第二方向与第一方向相反，向着流体排出的末端出口；连接第一直管段另一末端和第二直管段另一末端的柔性中间管段；

支架装置，安装在第一和第二直管段的接近入口和出口位置，用于限制第一和第二直管段的运动；

振动装置，安装在接近第一和第二直管段的另一端来施加振动，以便使第一和第二直管段彼此相向和相离运动；

传感装置，安装在第一和第二直管段的位于支架装置和各自直管段另一末端之间的中间位置上，用于检测第一和第二直管段围绕作为支架的装置彼此相对运动的相对位移，及

分支装置，具有一个入口管与上游侧导管相连，用于接收被测流体，和一个出口管与下游侧导管相连，送出测过流量的流体，所以上游侧导管和下游侧导管基本与所述入口管和所述出口管同轴对齐，所述入口管与出口管与所述第一和第二直管段平行延伸，所述的分支装置与第一和第二直管段的所述入口的出口相连，用于把通过入口管供来的被测流体导向所述入口并把来自所述出口的流体导向出口管，所述质量流量计还包括固定在出口管上的基准装置，与所述传感装置配合，所述振动装置被支撑在出口管上。

2、根据权利要求1的质量流量计，其中所述的第一和第二直管段和所述的中间管段是由具有预定弹性常数的材料制成的，把连接到第一和第二管段另一端的所述中间管段的两端部弯曲，形成了一个使第一和第二直管段能彼此相对运动的环路。

3、根据权利要求1的质量流量计，还包括一个连接到所述支架装置的基准装置，作为位移检测的基准与所述传感装置配合，所述的振动装置是一种电磁线圈型振动器，其一端连接到第一直管段的所述另一端，其另一端连接到第二直管段的所述另一端，

4、一种用测量作用在流体上的复合向心力的大小来测量流经管道的流体质量流量的质量流量计，包括：

第一通道装置包括：第一直管段，用于使从其末端的第一入口导入的流体通向第一方向;第二直管段，与第一直管段平行延伸，用于通过向第二方向流动的流体，所述第二方向与第一方向相反向着其末端的流体流出的第一出口;连接第一直管段另一末端和第二直管段另一未端的柔性中间管段;

第二通道装置，车第一通道装置同样定向平行安装，包括;第三直管段，用于使从其末端的第三入口引入的流体向所述第一方向流动;第四直管段，与第三直管段平行延伸，用于通过向所述第二方向流动的流体，所述第二方向与第一方向相反;向着其末端的流体流出的第四出口;连接第三直管段另一末端和第四直管段另一末端的第二柔性中间管段;

支架装置，安装在第一：第二、第三和第四直管段的接近所述入口和出口的位置，用于限制第一、第二、第三和第四直管段的运动;

第一振动装置，安装在接近第一和第二直管段的另一端来施加振动，以便第一和第二直管段彼此相对地运动;

第二振动装置，安装在接近第三和第四直管段的另一端来施加振动，以使第三和第四段部分彼此相对地运动;

第一传感器装置，安装在第一、第二直管段的位于支架装置和第一、第二直管段各自的另一端之间中的间位置上，用于检测第一和第二直管段围绕作为支架的支架装置彼此相对运动的相对位移;

第二传感器装置，安装在第三、第四直管段的位于支架装置和第三第四直管段各自的另一端之间的中间位置上，用于检测第三和第四直管段围绕作为支架的支架装置彼此相对运动的相对位移，将所述第一和第二振动装置驱动，让加到第一和第二通道装置的振动相位相差180度，以使第一和第二直管段彼此运动的相位，与第三和第四直管段彼的相位相差180度，及

分支装置，具有一个入口管与上游侧导管相连，用于接收被测流体，和一个与下游侧导管相连并通过第一、第二、第三和第四直管段所限定的空间与所述第一、第二、第三和第四直管段平行延伸的出口管，所述上游侧导管和下游侧导管基本与所述入口管和出口管对齐，将所述分支装置连接到第一和第二入口和第一和第二出口，用于把进入入口管的流体导向所述第一和第二入口，用于把从第一和第二出口二出口排出的流体导向所述出口管。

5、根据权利要求4的质量流量计，其中所述第一、第二、第三和第四直管段和所述第一、第二中间管段是由具有预定弹性常数的材料制成的，将所述第一、第二中间管段弯曲成一个环形，以使第一和第二直管段、第三和第四直管段彼此相对运动，所述第一振动装置是执行伸缩运动的电磁线圈，其一端连接到第一直管段，其另一端连接到第二直管段，所述第二振动装置是一个具有与第一振动装置同样结构的电磁线圈，其一端连接到第三直管段，而其另一端连接到第四直管段。

6、根据权利要求5的质量流量计，其中把所述和第一和第二振动装置支撑在出口管上。

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