CN1064756C - 具有唯一的一根测量管的科氏流量传感器 - Google Patents

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Abstract

这种面对来自管道的干扰(例如管道振动或流体强烈的压力脉动)和面对其他的干扰(例如作用在外壳(11)上的冲击)，借助于机械装置设计为尽可能少受影响的安科氏原理的流量传感器(1)，各有一个通过外壳与管道连接的流体入口(113)和流体出口(114)；有一块装在外壳里面的底板(12)，底板通过至少一个机械式缓冲件(13、14)与外壳连接，缓冲件固定在底板(12)的一条波节线(19)上；有唯一的一根在一个平行于底板(12)的平面内弯曲并通入流体入口(113)和流体出口(114)中的测量管(15)，其中，有一个用于垂直于此平面激振的管段(151)，借助于设在底板上彼此相对的边缘区中的固定装置(121、122)固定在底板上，以及，其中各有一个从各固定装置通往流体入口或流体出口的连接管段(152、153)；有一个激振器(16)和在各固定装置附近至少各设有一个管段振动的传感器(17、18)。

Description

具有唯一的一根测量管的科氏流量传感器
本发明涉及具有唯一的一根测量管按科氏原理的流量传感器。
已知通过流量表测量流量和／或流体密度，流体在管道内流动，流量传感器装入此管道中。
与流量传感器有至少两根测量管不同(这些流量传感器面对源自管道的干扰，例如管道振动或流体的强烈脉动，能具有相当好的抵抗能力)，只有唯一的一根测量管的科氏流量传感器，在面对这些干扰，再加上面对着作用在它们上面的其他干扰(如作用在外壳上的冲击)时，要敏感得多。
属于这种干扰的还有振动分量，它们从以当前频率振动的测量管传给管道，反射到始终存在的中断点，并因而重新回到测量管。这些振动分量特别有害，因为它们有与测量管同样的当前频率。因此，采取电子措施根本不能排除这些干扰，而采取机械的措施只是在作出巨大努力下才能排除。
在US-A5307689中主要介绍了按科氏原理的流量计，它可插入管道中，并在工作时流过要测量的流体，它
-有一块底板，
-一底板通过至少一个机械式缓冲件固定在一个底座上，
-有唯一的一根在一个平行于底板上侧的平面内弯成U形或J形的流过流体的测量管
-其中，两个互相平行的、用于在此平面内激振的边，分别固定在一个设在底板上的固定装置中，
-在每个边上各设有一个激振器，
-在每个边上有关的固定装置附近各设有两个传感器，用于每个边的振动测量，以及
-有一个激振／计值电子装置，
-一它有一个用于消除以外部振动为基础的干扰信号的分线路。
在这种流量计中试图通过电路装置消除上述因管道引起的干扰，其中当然不可能消除与测量管的振动相同频率的分量。此外，此流量计的结构设计方面看不出有什么总体上有利于抵制干扰的措施。
此外，在DE-A3824351中介绍了一种按照科氏原理的科氏流量传感器，它插入管道中并在工作时流过要测量的流体，它
-有一个通过流体入口和流体出口与管道连接的、振动刚性的外壳，
-有唯一的一根在一个平面内弯曲、流过流件、通入流体入口和流体出口、并因而与外壳刚性连接的测量管，
-一些测量管借助于一个激振器可垂直于此平面振动，以及
-在测量管上沿着朝流体入口和朝流体出口的方向至少各设一个振动传感器。
在这种结构中，测量管与振动刚性的外壳作刚性连接(亦即采取机械措施)，为的是防止上述测量管的外来干扰。然而，业已证实，这样做没能达到对外界干扰有足够的抑制。
因此本发明的目的是提出一种科氏流量传感器，它借助于其他的一些机械措施，使之在面对所谓外干扰时能尽可能地不受影响。
为此，按本发明的一种按照科氏原理的流量传感器，它可插入管道中并在工作时流过要测量的流体，它
-有一个通过流体入口和流体出口与管道连接的外壳，
-有一块装在外壳里面的底板，
-一底板通过至少一个机械式缓冲件与外壳连接，
-一一缓冲件固定在底板的波节线上，
-有唯一的一根在一个相对于底板的上侧平行的平面内弯曲的、流过流体、并与流体入口和流体出口连通的测量管，
-一其中，有一个用于垂直于此平面激振的管段，借助于设在底板上彼此相对的边缘区中的固定装置固定在底板上，以及
-一其中各有一个连接管段，从每一个固定装置通往流体入口或通往流体出口，
-有一个激振器，以及
-在各固定装置附近至少各设有一个管段振动传感器。
按照本发明的设计，管段弯成圆弧形状，在这种情况下每个连接管段最好能弯成一个比管段的要小的曲率半径。
按照本发明的一项改进，在底板的这样的线上至少设有另一个缓冲件，在此线上底板和管段的对称面与它的下侧相切。
按照本发明的一项最佳设计，测量管可有一个小于10毫米的额定宽度，和／或底板的质量可比管段的质量大。
本发明的重要优点在于，通过由本发明所建议的并可理解的针对存在问题的内部振动补偿的解决方案，实际上已不再将振动分量从以一个当前频率振动的测量管传到管道上去。
下面借助于附图详细阐明本发明，图中大致等比例地表示了一个实施例，并在相同的部分中采用同样的符号。
图1流量传感器纵剖面侧视图；以及
图2图1之流量传感器在取走外壳上部后之俯视图。
按图1和2在(沿图2中的线Ⅱ-Ⅱ)剖切的侧视图和在俯视图(沿图1中的Ⅰ-Ⅰ线)中表示的流量传感器1建立在科氏原理的基础上，它可以插入图中没有表示的管道中，例如借助于法兰或螺纹连接装置，在工作时流量传感器1流过要测量的流体，它有一个外壳11，其中装有它的基本构件以防环境影响。
由图可见，此实施例的流量传感器，可以与管道轴线对齐地插入未表示的管道中。
中图1和2所示，外壳11可由多个部分组成，也就是由一个形状例如为底板111的下部、上部112、流体入口113和流体出口114组成。在流量传感器制成的状态中，这些部分牢固和不可分解地互相连接起来。
尽管为了使必要的电导线能引入外壳中或从外壳中引出，而在上部112中开有孔115，但仍可在此孔中紧密地装入一个适用的导线绝缘套管。
在外壳11内装有一块底板12，它通过至少一个机械式缓冲件(在图1和2中是两个缓冲件13、14)，在此实施例中与底板111连接起来。
因此底板12并没有牢固地而仅仅是还可沿各个方向相对于外壳11运动地固定在外壳11上，但是来自外壳的运动，尤其是冲击或振动，至多也只是在强烈缓冲后才传给底板12；因此底板12与底板111之间留有间距唯一的一根测量管15与底板12的上侧平行地延伸，它在一个相对于此上侧平行的平面内弯曲并流过流体。测量管15通入流体入口113和流体出口114，并最好有圆弧的形状。
测量管15在底板12的范围内有一个管段151，它借助于一个激振器16，例如借助于一种电磁式尤其是电动式激振器，被激励垂直于测量管15在其中弯曲的那个平面振动。底板12的质量最好比管段151的质量大。
一般的激振器线路可用来激振，这些振动是管段151并因而是测量管15的有效振动。管段151在底板12互相相对的边缘用固定装置121、122固定在底板上。
从有关的固定装置121、122分别引出连接管段152、153，通向流体入口113或流体出口114。在这种情况下，各连接管段152、153的曲率半径，最好小于最好制成圆弧形的管段151的曲率半径。
在每个固定装置121、122的附近，在管段151上各设有一个用于其振动的传感器17、18，例如为电磁式或尤其是电动式传感器。根据传感器所发出的信号，通过确定它们的相位差或时间差，便可以按通用的方法确定流量。
上面已提及的缓冲件13、14都固定在底板12的波节线上。此波节线19是在起先还没有安装缓冲件时得出的，此时由测量管15与底板12组成的振动系统被激励作有效振动并令其自由振动，然后便可确定由此而形成的波节线，这种波节线例如按Chladnischer沙粒振动图形是可以看见的。
在图2中用虚线还表示了另一个缓冲件20，它可以代替缓冲件13、14，或可除了至少有它们中一个之外附设的。此另一个缓冲件20设在底板12上的这样的线21上，在此线上底板12和管段15的对称面与它的下侧相切。

Claims (24)

1．按照科氏原理的流量传感器(1)，它可插入管道中，并在工作时流过要测量的流体，它
-有一个流体入口(113)和流体出口(114)与管道连接的外壳(11)，
-有一块装在外壳里面的底板(12)，
-一底板通过至少一个机械式缓冲件(13、14)与外壳连接，
-一缓冲件固定在底板(12)的波节线(19)上，
-有唯一的一根在一个相对于底板(12)的上侧平行的平面内弯曲的、流过流体并与流体入口(113)和流体出口(114)连通的测量管(15)，
-其中，有一个用于垂直于此平面激振的管段(151)，借助于设在底板上彼此相对的边缘区中的固定装置(121、122)固定在底板上，以及
-其中各有一个连接管段(152、153)，从每一个固定装置通往流体入口或通往流体出口，
-有一个激振器(16)，以及
-在各固定装置附近至少各设有一个管段振动的传感器(17、18)。
2．按照权利要求1所述之流量传感器，其特征在于，管段(151)弯成圆弧状。
3．按照权利要求2所述之流量传感器，其特征在于，每个连接管段(152、153)弯成一个比管段(151)的要小的曲率半径。
4．按照权利要求1所述之流量传感器，其特征在于，在底板(12)的这样的线(21)上至少设有另一个缓冲件(20)，在此线上底板和管段(151)的对称面与其下侧相切。
5．按照权利要求2所述之流量传感器，其特征在于，在底板(12)的这样的线(21)上至少设有另一个缓冲件(20)，在此线上底板和管段(151)的对称面与其下侧相切。
6．按照权利要求3所述之流量传感器，其特征在于，在底板(12)的这样的线(21)上至少设有另一个缓冲件(20)，在此线上底板和管段(151)的对称面与其下侧相切。
7．按照权利要求1所述之流量传感器，其特征在于，测量管(15)有一个小于10毫米的额定宽度。
8．按照权利要求2所述之流量传感器，其特征在于，测量管(15)有一个小于10毫米的额定宽度。
9．按照权利要求3所述之流量传感器，其特征在于，测量管(15)有一个小于10毫米的额定宽度。
10．按照权利要求4所述之流量传感器，其特征在于，测量管(15)有一个小于10毫米的额定宽度。
11．按照权利要求5所述之流量传感器，其特征在于，测量管(15)有一个小于10毫米的额定宽度。
12．按照权利要求6所述之流量传感器，其特征在于，测量管(15)有一个小于10毫米的额定宽度。
13．按照权利要求1所述之流量传感器，其特征在于，底板(12)的质量比管段(151)的质量大。
14．按照权利要求2所述之流量传感器，其特征在于，底板(12)的质量比管段(151)的质量大。
15．按照权利要求3所述之流量传感器，其特征在于，底板(12)的质量比管段(151)的质量大。
16．按照权利要求4所述之流量传感器，其特征在于，底板(12)的质量比管段(151)的质量大。
17．按照权利要求5所述之流量传感器，其特征在于，底板(12)的质量比管段(151)的质量大。
18．按照权利要求6所述之流量传感器，其特征在于，底板(12)的质量比管段(151)的质量大。
19．按照权利要求7所述之流量传感器，其特征在于，底板(12)的质量比管段(151)的质量大。
20．按照权利要求8所述之流量传感器，其特征在于，底板(12)的质量比管段(151)的质量大。
21．按照权利要求3所述之流量传感器，其特征在于，底板(12)的质量比管段(151)的质量大。
22．按照权利要求10所述之流量传感器，其特征在于，底板(12)的质量比管段(151)的质量大。
23．按照权利要求11所述之流量传感器，其特征在于，底板(12)的质量比管段(151)的质量大。
24．按照权利要求12所述之流量传感器，其特征在于，底板(12)的质量比管段(151)的质量大。
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