CN108871480B - 动密封铰链管式科里奥利质量流量计 - Google Patents
动密封铰链管式科里奥利质量流量计 Download PDFInfo
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Abstract
一种动密封铰接连接的科里奥利质量流量计,其特征是:有入口接头、入口动密封铰接管、入口测量管、入口传感器、入口动密封铰接弯头、振动管、振动驱动器、出口动密封铰接弯头、出口传感器、出口测量管、出口动密封铰接管、出口接头、外壳、固定板。本发明和现有科里奥利质量流量计相比具有以下特点:1.系统弹性模量趋近与零,测量精度可以大幅度提高。2.测量管与外界通过动密封铰接连接,外部振动干扰可以大幅度降低。3.测量与材料的弹性模量无关,从而也与环境温度变化无关,可以减少温度补偿电路。4.各部件都是机加工件,可以方便的提高部件的精度,增加每个流量计的一致性。
Description
(一)技术领域
本发明涉及质量流量计,特别是科里奥利质量流量计。
(二)背景技术
科里奥利质量流量计是一种利用流体在振动的测量管中流动而产生的与流量成正比的科里奥利力的原理来直接测量质量流量的仪表。
科里奥利流量计结构有多种形式,一般由测量管与转换器组成。测量管有U形、Ω形、环形、直管形及螺旋形等几种单管形状,也有用双管等方式。
测量管现在都是固定连接在流体的进出管道上,由于固定连接及测量管加工误差,造成测量管测量精度难以提高,往往到达0.05%就很难提高。
以Ω形管为例,流量的计算公式为:
qm-流量 ks-弹性模量 w-振动角频率 r-扭转半径 L-管长 θ-扭转角
由以上公式,测量管测量精度与振动角频率、扭转半径、管长成正比,与弹性模量成反比。
为了提高测量管测量精度,一般的做法是:增加振动角频率、增加扭转半径、管长、管径、使用低弹性模量的材料。增加振动角频率将会减少测量管寿命,增加扭转半径、管长、管径将会增加测量管体积及重量,而特定的材料的弹性模量很难减少。
(三)发明内容
针对以上不足,本发明改变测量管在流体的进出管道上固定连接为铰接,连接形式为动密封,使得上述流量计算公式中的系统弹性模量趋近零,扭转角的变化可以敏锐的反映流量的变化。
本发明的目的就是:通过科里奥利质量流量计的测量管的各转动轴由固定连接改为动密封铰接的方式,在原理上实现质量流量的高精度测量。
本发明的目的是这样实现的:
入口接头与入口动密封铰接管固定连接;入口测量管插入入口动密封铰接管,入口测量管可以绕入口动密封铰接管中心轴转动;入口动密封铰接弯头、振动管、出口动密封铰接弯头固定连接,入口动密封铰接弯头与出口动密封铰接弯头镜像对称;入口动密封铰接弯头的动密封孔内插入入口测量管;出口动密封铰接弯头的动密封孔内插入出口测量管;出口接头与出口动密封铰接管固定连接;出口测量管插入出口动密封铰接管,出口测量管可以绕出口动密封铰接管中心轴转动;入口传感器出口传感器对称分别在入口测量管出口测量管的端头固定在固定板上,固定板固定在外壳上,以上各部件除入口接头、出口接头以外都在外壳内;入口接头、出口接头通过外壳上的通孔与外部连接;振动驱动器在振动管的中心平衡点支撑;入口动密封铰接弯头可以在振动驱动器上绕平衡轴转动。
其工作过程如下:
一.质量流量测量:
1.入口测量管和出口测量管内充满流体,流体不流动时,两根测量管在驱动力作用下作对称的等振幅运动,两传感器测得的相位差为零。
2.测量管中流体流动时,两根测量管在驱动力作用下作等振幅运动,根据科里奥利质量流量计工作原理,两传感器测得的相位差的大小与质量流量成正比。
二.密度测量:
测量管内充满流体,无论测量管中流体是否流动时,在给定驱动下,根据牛顿第二定律,两传感器测量出的振幅与流体密度成反比。
(四)附图说明
本发明的具体结构由以下的实施方式及其附图给出:
附图是本发明的结构侧视图剖视图。
其中(1)入口接头、(2)入口动密封铰接管、(3)入口测量管、(4)入口传感器、(5)入口动密封铰接弯头、(6)振动管、(7)振动驱动器、(8)出口动密封铰接弯头、(9)出口传感器、(10)出口测量管、(11)出口动密封铰接管、(12)出口接头、(13)外壳、(14)固定板、(15)振动方向、(16)流体流动方向。
入口接头(1)与入口动密封铰接管(2)固定连接;入口测量管(3)插入入口动密封铰接管(2),入口测量管(3)可以绕入口动密封铰接管(2)中心轴转动;入口动密封铰接弯头(5)、振动管(6)、出口动密封铰接弯头(8)固定连接,入口动密封铰接弯头(5)与出口动密封铰接弯头(8)镜像对称;入口动密封铰接弯头(5)的动密封孔内插入入口测量管(3);出口动密封铰接弯头(8)的动密封孔内插入出口测量管(10);出口接头(12)与出口动密封铰接管(11)固定连接;出口测量管(10)插入出口动密封铰接管(11),出口测量管(10)可以绕出口动密封铰接管(11)中心轴转动;入口传感器(4)出口传感器(9)对称分别在入口测量管(3)出口测量管(10)的端头固定在固定板(14)上,固定板(14)固定在外壳(13)上,以上各部件除入口接头(1)、出口接头(12)以外都在外壳(13)内;入口接头(1)、出口接头(12)通过外壳(13)上的通孔与外部连接;振动驱动器(7)在振动管(6)的中心平衡点支撑;入口动密封铰接弯头(5)可以在振动驱动器(7)上绕平衡轴转动。
以上附图只是为了叙述方便,采用单层Ω结构测量管系,实际上可以根据工作要求,采用其他结构的科里奥利质量流量计测量管系。
(五)具体实施方式
按照附图及附图说明安装:
(1)入口接头、(2)入口动密封铰接管、(3)入口测量管、(4)入口传感器、(5)入口动密封铰接弯头、(6)振动管、(7)振动驱动器、(8)出口动密封铰接弯头、(9)出口传感器、(10)出口测量管、(11)出口动密封铰接管、(12)出口接头、(13)外壳、(14)固定板。
本发明的工作过程如下:
一.质量流量测量:
1.入口测量管和出口测量管内充满流体,流体不流动时,两根测量管在驱动力作用下作对称的等振幅运动,两传感器测得的相位差为零。
2.测量管中流体流动时,两根测量管在驱动力作用下作等振幅运动,根据科里奥利质量流量计工作原理,两传感器测得的相位差的大小与质量流量成正比。
二.密度测量:
测量管内充满流体,无论测量管中流体是否流动时,在给定驱动下,根据牛顿第二定律,两传感器测量出的振幅与流体密度成反比。
本发明和现有科里奥利质量流量计相比具有以下特点:
1.系统弹性模量趋近于零,测量精度可以大幅度提高。
2.测量管与外界通过动密封铰接连接,外部振动干扰可以大幅度降低。
3.测量与材料的弹性模量无关,从而也与环境温度变化无关,可以减少温度补偿电路。
4.各部件都是机加工件,可以方便的提高部件的精度,增加每个流量计的一致性。
Claims (1)
1.一种动密封铰链管式科里奥利质量流量计,其特征是该流量计有:
入口接头(1)、入口动密封铰接管(2)、入口测量管(3)、入口传感器(4)、入口动密封铰接弯头(5)、振动管(6)、振动驱动器(7)、出口动密封铰接弯头(8)、出口传感器(9)、出口测量管(10)、出口动密封铰接管(11)、出口接头(12)、外壳(13)、固定板(14);
入口接头(1)与入口动密封铰接管(2)固定连接;入口测量管(3)插入入口动密封铰接管(2),入口测量管(3)可以绕入口动密封铰接管(2)中心轴转动;入口动密封铰接弯头(5)、振动管(6)、出口动密封铰接弯头(8)固定连接,入口动密封铰接弯头(5)与出口动密封铰接弯头(8)镜像对称;入口动密封铰接弯头(5)的动密封孔内插入入口测量管(3);出口动密封铰接弯头(8)的动密封孔内插入出口测量管(10);出口接头(12)与出口动密封铰接管(11)固定连接;出口测量管(10)插入出口动密封铰接管(11),出口测量管(10)可以绕出口动密封铰接管(11)中心轴转动;入口传感器(4)出口传感器(9)对称分别在入口测量管(3)出口测量管(10)的端头固定在固定板(14)上,固定板(14)固定在外壳(13)上,以上各部件除入口接头(1)、出口接头(12)以外都在外壳(13)内;内部流体通过入口接头(1)、出口接头(12)、外壳(13)上的通孔与外部连通;振动驱动器(7)在振动管(6)的中心平衡点支撑;入口动密封铰接弯头(5)可以在振动驱动器(7)上绕平衡轴转动。
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