CN1208601C - 具有单弯曲测量管的质量流速传感器 - Google Patents

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Abstract

一种具有单弯曲测量管的质量流速传感器,包括一单V形管(1),该V形管在一平面内弯曲并具有直流入段(11)、直流出段(12)、流入弯管(13)、流出弯管(14)、顶部弯管(15)和在流入弯管和流出弯管之间的相应管段(16、17)。因此,顶部弯管的顶部和流入/流出轴线之间的距离可以任意加大;尽管如此,还是可以获得高测量精度,如精度为±0.5%。两夹持体(2、3)夹持在管段上用于限定形成测量管的管段的测量长度。相应的平面体(31、32)固定在夹持体(2、3)上。相对作用体(41)固定在平面体上,相对作用体(41)沿对称轴线(I-I)延伸到顶部弯管上,在此处,顶部弯管支撑以相关固有频率为f3的第三振动模式激励管段的激励器组件(50)或地震激励器(50’)的第一部分。平行于管段(16)的传感器支撑件(61)和平行于管段(17)的传感器支撑件(62)固定在平面体(31)上。相应速度说位移传感器(71、72)固定在管段和传感器支撑件上。流入段和流出段由支撑架(35)支持,壳体(8)固定在支撑架(35)上。

Description

具有单弯曲测量管的质量流速传感器
技术领域
本发明涉及一种按照科里奥利原理工作的质量流速-密度传感器-以下称为科里奥利质量流速-密度传感器,用于检测至少暂时流过管道的液体的质量流速和/或密度;科里奥利质量流速-密度传感器插在管道中并以压紧方式例如通过法兰安装在管道内。
背景技术
WO-A99/51946,特别结合图9和10,公开了一种科里奥利质量流速传感器,当然它还是密度传感器,将其设计成可安装在至少暂时流过液体的管道中,具有相对于对称轴线在一平面内弯曲的单测量管并且包括:
-直流入段,其流入轴线位于所述平面内;
-直流出段,其流出轴线位于所述平面内并与所述流入轴线对齐;
-流入弯管;
-流出弯管;
-顶部弯管,
-所述流入段与所述流入弯管为无缝连接,所述流出段与所述流出弯管为无缝连接;并且
-所述流入段与所述顶部弯管无缝连接,所述顶部弯管与所述流出弯管无缝连接;
--第一和第二夹持体彼此相对夹持在流入段上以限定形成测量管管段的第一测量长度范围,
--第三和第四夹持体彼此相对夹持在流出段上以限定第二测量长度范围,
--每个夹持体具有靠在测量管上的内表面和远离所述内表面和测量管的外表面,
---所述第一和第二夹持体具有固定于其上的流入侧第一传感器支撑件,其纵轴线与流入轴线平行,以及
---所述第三和第四夹持体固定于其上的流出侧第二传感器支撑件,其纵轴线与流出轴线平行,
--所述顶部弯管具有固定于其上的地震激励器,
---如果管段中充满液体,则激励器以相关固有频率为f3的第三振动模式激励管段,频率f3大约为500至1000Hz,
--第一速度或位移传感器固定在第一传感器支撑件和流入段的位置上,和第二速度或位移传感器固定在第二传感器支撑件和流出段的位置上,在其所处位置,如果以第三振动模式激励管段,由来自管道的干扰所引起的管段偏转分别具有第一和第二零点。
现有技术的科里奥利质量流速传感器的设计原理只允许顶部弯管具有大的曲率半径,或者换句话说,顶部和流入/流出轴线之间的距离只为大约10cm。对于更大的距离,特别是指定大于10cm的距离,WO-A99/51946中公开的设计原理就不适用了。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种根据上述现有技术的设计原理的并且顶部弯管的顶部和流入/流出轴线之间的距离可以任意加大的科里奥利质量流速传感器。同时可以获得高测量精度,如约为±0.5%的精度。
为实现这些目的,本发明的第一种变形包括一种安装在至少暂时流过液体的管道上的科里奥利质量流速传感器,所述科里奥利质量流速传感器包括在一平面内相对于对称轴线弯曲的单个V形测量管,还包括:
-直流入段,其流入轴线位于所述平面内;
-直流出段,其流出轴线位于所述平面内并与所述流入轴线对齐;
-流入弯管;
-流出弯管;
-顶部弯管,
--所述流入段与所述流入弯管为无缝连接,所述流出段与所述流出弯管为无缝连接;
-直第一管段,其无缝地将流入弯管与所述顶部弯管连接起来;以及
-直第二管段,其无缝地将流出弯管与所述顶部弯管连接起来:以及
--第一和第二夹持体彼此相对夹持在流入弯管附近的第一管段上以限定形成测量管管段的第一测量长度范围,
--第三和第四夹持体彼此相对夹持在流出弯管附近的第二管段上以限定第二测量长度范围,
--每个夹持体具有靠在测量管上的内表面和远离所述内表面和测量管的外表面,
---第一和第三夹持体的外表面具有连接到其上的第一平面体,以及
---第二和第四夹持体的外表面具有连接到其上的第二平面体,
----两平面体螺纹连接在一起并螺纹连接在夹持体上,使第一定位件插在第一长侧处,第二定位件插在第二长侧处,
----两平面体具有固定在其上的相对作用体,所述相对作用体沿对称轴线延伸到顶部弯管,顶部弯管支撑激励器组件的第一部分,激励器组件具有主轴线和固定到顶部弯管的第二部分;
----激励器组件以相关固有频率为f3的第三振动模式激励管段:
----流入侧第一传感器支撑件和流出侧第二传感器支撑件固定在第一平面体上,所述流入侧第一传感器支撑件的纵轴线平行于第一管段,所述流出侧第二传感器支撑件的纵轴线平行于第二管段,以及
----流入侧第一支架和流出侧第二支架固定在第二平面体上,所述流入侧第一支架的纵轴线平行于所述第一传感器支撑件,所述流出侧第二支架的纵轴线平行于所述第二传感器支撑件,
--第一速度或位移传感器固定在第一管段和第一传感器支撑件上,第二速度或位移传感器固定在第二管段和第二传感器支撑件上,在其所处位置,如果以第三振动模式激励管段,由来自管道的干扰所引起的管段的偏转分别具有第一和第二零点,以及
--所述流入段和所述流出段由支撑件支持,
---支撑框上固定一壳体,壳体分别通过与第一速度或位移传感器相对的第一定位件和与第二速度或位移传感器相对的第二定位件连接到支架上。
为实现上述目的,本发明的第二种变形包括一种安装在至少暂时流过液体的管道上的科里奥利质量流速传感器,所述科里奥利质量流速传感器包括在一平面内相对于对称轴线弯曲的单个V形测量管,还包括:
-直流入段,其流入轴线位于所述平面内;
-直流出段,其流出轴线位于所述平面内并与所述流入轴线对齐;
-流入弯管;
-流出弯管;
-顶部弯管,
--所述流入段与所述流入弯管为无缝连接,所述流出段与所述流出弯管为无缝连接;
-直第一管段,其通过无缝连接将流入弯管与所述顶部弯管连接起来;以及
-直第二管段,其通过无缝连接将流出弯管与所述顶部弯管连接起来:以及
--第一和第二夹持体彼此相对夹持在流入弯管附近的第一管段上以限定形成测量管管段的第一测量长度范围,
--第三和第四夹持体被此相对夹持在流出弯管附近的第二管段上以限定第二测量长度范围,
--每个夹持体具有靠在测量管上的内表面和远离所述内表面和测量管的外表面,
---第一和第三夹持体的外表面具有连接到其上的第一平面体,以及
---第二和第四夹持体的外表面具有连接到其上的第二平面体,
----两平面体螺纹连接在一起并螺纹连接在夹持体上,使第一定位件插在第一长侧处,第二定位件插置在第二长侧处,
----一相对作用体固定在两平面体上,所述相对作用体沿对称轴线向顶部弯管延伸并且不延伸到顶部弯管,
----流入侧第一传感器支撑件和流出侧第二传感器支撑件固定在第一平面体上,所述流入侧第一传感器支撑件的纵轴线平行于第一管段,所述流出侧第二传感器支撑件的纵轴线平行于第二管段,以及
----流入侧第一支架和流出侧第二支架固定在第二平面体上,所述流入侧第一支架的纵轴线平行于所述第一传感器支撑件,所述流出侧第二支架的纵轴线平行于所述第二传感器支撑件,
--顶部弯管具有固定于其上的地震激励器,
---地震激励器以相关固有频率为f3的第三振动模式激励所述管段,
--第一速度或位移传感器固定在第一管段和第一传感器支撑件上,第一传感器支撑件和第二速度或位移传感器固定在第二管段和第二传感器支撑件上,在其所处位置,如果以第三振动模式激励管段,由来自管道的干扰所引起的管段的偏转分别具有第一和第二零点,以及
--所述流入段和所述流出段由支撑框支持,
---支撑框上固定一壳体,壳体分别通过与第一速度或位移传感器相对的第一定位件和与第二速度或位移传感器相对的第二定位件连接到支架上。
根据本发明两种变型的第一种改进,第一附加材料固定在顶部弯管附近的第一管段上,大约在此处产生第三振动模式的波节,以及第二附加材料固定在相对于对称轴线对称的第二管段上。
在本发明和/或其第一种改进的第一优选实施例中,激励器组件以这样的方式固定在顶部弯管和相对作用体上,即激励器组件的主轴线在垂直于对称轴线的顶部弯管直径的方向上延伸。
在本发明和/或其第一种改进的第二优选实施例中,激励器组件以这样的方式固定在顶部弯管和相对作用体上,即激励器组件的主轴线在平行于垂直于对称轴线的顶部弯管直径的方向上延伸并位于顶部弯管和壳体之间。
根据本发明两种变型的第二种改进,一补偿体固定在平面体附近的相对作用体上,补偿体的纵轴线垂直于对称轴线,并且补偿体用来使属于第三振动模式的科里奥利模式动态平衡。
根据本发明两种变型的第三种改进,所述两平面体和所述第一定位件具有沿着所述对称轴线的第一凹槽,所述两平面体、第二定位件和相对作用体具有沿着对称凹槽的第二凹槽,形成相应的扭转部。
在本发明的第三种改进的优选实旋例中,所述扭转部设计成普通旋转接头。
在本发明的两种变型的优选实施例中,第一、第二、第三和第四夹持体具有相同质量。
在本发明的两种变型及其改进的另一优选实施例中,壳体由平面金属薄板构成并且包括:
-具有第一中间平面的前薄板;
-具有第二中间平面的后薄板;
-具有第三中间平面的顶部薄板;
-具有第四中间平面的第一侧薄板;以及
-具有第五中间平面的第二侧薄板,
--第一中部平面平行于所述第一管段,
--第二中部平面平行于所述第二管段,
--第三中部平面垂直于所述平面,
--第四和第五中部平面平行于所述平面体,以及
--后薄板通过定位件紧固在所述支架上。
本发明的优点是获得一种科里奥利质量流速传感器,使其总长即沿着流入/流出轴线的长度大大小于WO-A99/51946中公开的现有技术设置的总长。这是由于测量管为V形。因此获得一种具有所要求的测量精度的小巧的传感器。
本发明的另一优点是提高了效果,而这是采用现有技术设置所不能达到的。该效果在于,由于夹持体只通过测量管以机械方式相互连接,但是否则是独立的,测量管可以由来自管道的振动激励而以低于第三模式频率的频率进行振动。这些低频振动,类似第三模式的振动,由传感器转换成电信号并作为干扰信号包含在该电信号中。在根据本发明的设置中,在流入侧的夹持体通过平面体与流出侧的夹持进行基本刚性连接,因此实际上不可能有低频振动的激励。
附图说明
通过参照附图对实施例进行说明可以更好的理解本发明,其中各个附图中的相应部件由相同标号表示,但是如果合适这样的标号会只重复表示一次,其中:
图1是本发明第一实施例的科里奥利质量流速传感器的局部纵剖面图;
图2是沿图1中的线I-I的局部侧剖面图;
图3是显示图1中未示部件的图1的科里奥利质量流速传感器的另一局部纵剖面图;
图4是本发明第二实施例的科里奥利质量流速传感器的局部纵剖面图;
图5是是沿图4中的线II-II的局部侧剖面图;以及
图6以与图3相同的方式显示了本发明第二实施例的纵剖面图;
由于本发明可以具有各种变形,因此通过图中的例子显示并详细说明了几个实施例。但是应该理解,本发明不限于这些公开的特定形式,相反,本发明包括所有落在由附加权利要求限定的本发明精神和范围内的变形、等同物和改变。
具体实施方式
图1和图3显示根据本发明第一实施例的科里奥利质量流速传感器10的局部纵剖面图。在图1中省去了下述壳体的一些部件,因此可以看见该科里奥利质量流速传感器的内部结构。在图3中,图1的一些内部结构部件省去,使得在图1中由这些部件挡住的部件也露出来了。图2是沿图1中的I-I的部分剖面图。现在参照图1至图3对其进行说明。
科里奥利质量流速传感器10包括在一平面内相对于对称轴线I-I弯曲成V形的单测量管1,见图1,该平面即是纸面,该直线I-I还是获得图2截面的剖面线。测量管1具有直流入段11,该直流入段11具有位于平面内的流入轴线。此外,测量管1具有直流出段12,该直流出段具有位于该平面内的并与流入轴线成一直线的流出轴线。这样科里奥利质量流速传感器10便可以安装在直管上。
测量管1还包括流入弯管13、流出弯管14和顶部弯管15。流入段11和流出段12分别与流入弯管13和流出弯管14无缝连接。
测量管1还包括第一直管段16和第二直管段17。管段16连接流入弯管13并与顶部弯管15无缝连接,管段17连接流出弯管14并与顶部弯管15无缝连接,使得测量管1形成一单独部件并在合适的弯曲机上由一直管段弯曲而成。由于测量管1弯成了V形,即由于测量管1不是直的,因此测量管1易于由钢材特别是高质量钢制成。
在所示的实施例中,流入段11的端部具有第一法兰110,流出段12的端部具有第二法兰120。由开始所述的那样,科里奥利质量流速传感器10插入管中并通过法兰110、120密封地安装在此处。
包围流入段11的衬套111的端部处于法兰110的内表面。衬套111的作用是加强流入段11并通过机械压力安装在流入段11上,密封环112插在流入段11和衬套111之间。
包围流出段12的衬套121的端部以相同方式处于法兰120的内表面。衬套121的作用是加强流出段12并通过压配合安装在流出段12上,密封环122插在流出段12和衬套121之间。
第一和第二夹持体彼此相对夹持在流入弯管13附近的管段16上;在图2中,由于盖住了第一和第二夹持体,因此看不到这些夹持体,但是在图3中,只可以看到第二夹持体22。这两个夹持体构成第一对夹持体2并限定了形成测量管1管段的第一测量长度范围。
第三和第四夹持体23、24彼此相对夹持在流出弯管14附近的管段17上;在图2中,两个夹持体23、24都可看到,但是在图3中,只可以看到第四夹持体24。这两个夹持体23、24构成第二对夹持体3并限定了形成测量管1管段的第二测量长度范围。四个夹持体最好具有相同质量。
在图3中,测量长度由第一对夹持体2的下边缘延伸到第二对夹持体3的下边缘;这些夹持体对2、3限定了在工作中进行振动的并且在流体流过时其上作用有地球自转偏向力的管段。
每个夹持体具有靠在测量管1上的并适应测量管1的外壁形状的内表面,并具有远离内表面和测量管1的外表面,该外表面最好是平面。第一平面体31安装到第一夹持体和第三夹持体23的外表面上,第二平面体32安装在第二和第四夹持体22、24的外表面上。
两平面体31、32固定在一起并夹紧在夹持体上,第一定位件33插在第一长侧边,第二定位件34插在第二长侧边。通过夹紧件,如图中所示的一个螺钉311实现上述夹紧。
定位件33、34的厚度和其间夹持有测量管1的夹持体2、3的厚度彼此相适应,使得两平面体夹紧在一起而且实际上不产生扭转力。此外,每对夹持体2、3的厚度适应于测量管1的外径,使得联合夹持体将测量管夹持住并使夹持体的内表面靠在测量管1的外壁上。
相对作用体41固定在两平面体31、32、上,其最好相对于延伸到顶部弯管15的对称轴线I-I成对称布置,相对作用体41支撑激励器组件50的第一部分51和固定在顶部弯管15上的第二部分52,激励器组件50具有主轴线53。例如第一部件51是电动振子的永磁铁或线圈,或者第二部件52是电动振子的线圈或永磁铁。
在本发明的第一种变型的优选实施例中,激励器组件50以这样的方式固定在顶部弯管15和相对作用体41上,即激励器组件50的主轴线53在顶部弯管15的直径方向延伸,该直径垂直于对称轴线I-I,如图1至3所示。
在本发明的第一种变型的另一优选实施例中,激励器组件50以这样的方式固定在顶部弯管15和相对作用体41上,即激励器组件50的主轴线53平行于顶部弯管15的直径方向并位于顶部弯管15和壳体8(如下所示)之间;为了简洁而没有显示。这种设置提高了激励器组件50的效率;例如,如果激励器组件50的主轴线53相对于图1至3所示的位置改变大约一个测量管1的直径则效率可以提高约25%。
激励器组件50以处于关联固有频率f3的第三振动模式激励管段,由此激励测量长度。如果管段充满液体,该固有频率一般为大约500Hz至1000Hz。
第三振动模式是在两对夹持体2、3之间只同时形成两波节和三腹点的管段振动,三腹点之一处于顶部弯管15;第三模式具有关联固有频率f3并可比得上振动弹簧的第二谐波。
相反,第二模式是在两对夹持体2、3之间只同时形成于顶部弯管15处的单波节和两腹点的管段振动。第二模式具有固有频率f2并可比得上振动弹簧的第一谐波。
在本发明中,第三模式的固有频率f3大约5倍于第一模式的频率值,第一模式是具有固有频率的f1的基本模式。基本模式具有处于顶部弯管15的单腹点且在夹持体对2、3之间没有波节。
除了根据本发明在固有频率f3激励的第三模式外,当液体流动时,获得上述第二模式和相应的固有频率为f4的第四模式;这两种模式被称之为科里奥利模式。在本发明中,固有频率f2、f4大约为下列数值:
f2≈0.6f3;f4≈1.7f3
下面所说明的传感器一般不单独采集具有两固有频率f2、f4的信号,当传感器71、72产生只具有第三模式的固有频率f3的信号后,测量管1只在此处振动,但是这两个科里奥利模式导致传感器信号之间的相位变化,这是衡量流过测量管1的液体的质量流速-密度的标准。
相对作用体41的作用是平衡测量管1的第三模式;相对作用体41和测量管1以实际相同的频率但相位相反进行振动。
流入侧第一传感器支撑件61和流出侧第二传感器支撑件62安装在平面体31上,支撑件61的纵轴线平行于管段16,支撑件62的纵轴线平行于管段17。
流入侧第一支架和流出侧第二支架64固定在平面体32上,第一支架的纵轴线平行于传感器支撑件61,第二支架64的纵轴线平行于传感器支撑件62。在图1至3中看不到第一支架,因为第一支架最好被盖住,但第一支架相对于对称轴线I-I成镜面对称并因此成为支架64的镜像。
第一速度或位移器71固定在管段16和传感器支撑件61上,第二速度或位移传感器72固定在管段17和传感器支撑件62上,在其定位处,如果以第三模式激励管段,由管产生的干扰使管段偏转,该偏转分别具有第一、第二零点。
凭经验很容易确定管段16和17上这些零点的位置:当激励器组件50固定在顶部弯管15的顶部,即在测量长度的中部,零点位于距夹持体对2、3距离相同的地方;如果是单一的测量管,该距离大约为0.21倍的测量长度。该零点的相应位置不与第三模式的波节的相应位置相关,即这些位置彼此独立。
传感器71、72通常是速度或位移传感器。速度传感器产生正弦信号,其相位移相对于由激励器组件产生的测量长度正弦运动的变化是90°。位移传感器产生正弦信号,其相位移相对于由激励器组件产生的测量长度正弦运动的变化是0。
流入段11和流出段12由支撑框35支持;在所示的实施例中,通过焊接或钎焊到支撑框35上的衬套111、121来实现该支持,即支撑框35不与流入段11和流出段12接触。
壳体8例如通过焊接或钎焊连接到支撑框35上,壳体8通过第一定位件固定在第一支架上,第一定位件位于与第一传感器71相对的位置。此外,壳体8通过第二定位件92固定在支架64上,第二定位件92位于与第二传感器72相对的位置。
在图1至3中看不到第一定位件,因为第一定位件被盖住了,但是第一定位件最好相对于对称轴线I-I成镜面对称,因此可以成为定位件92的镜像。
在本发明的优选实施例中,壳体8包括最好是焊接或钎焊在一起的平金属薄板。壳体8包括具有第一中间平面的前薄板81、具有第二中间平面的后薄板82、具有第三中间平面的顶部薄板85、具有第四中间平面的第一侧薄板83和具有第五中间平面的第二侧薄板84。
第一中间平面平行于管段16,第二中间平面平行于管段17。第三中间平面垂直于上述使测量管1弯曲的平面。第四和第五中间平面平行于平面体31、32,后薄板82通过定位件固定在支架上。
在图3中,用点划线显示本发明第一种变型的改进。第一附加材料161固定在靠近顶部弯管15的第一管段16上,大约处于第三振动模式波节发生的一点处,第二附加材料171相对于对称轴线I-I对称固定。凭经验或通过计算容易确定波节的位置,因为附加材料的精确位置是并不重要的。
通过附加材料161、171,当与没有附加材料的设置相比时,上述波节的位置沿测量管1稍有改变。由于具有附加材料161、171,与没有附加材料的设置相比,激励器组件50的效率可有相当大的提高。测量表明可以提高到50%以上。
如果除附加材料161、171外,激励器组件50以这样的方式固定在顶部弯管和相对作用体上,即激励器组件50的主轴线53平行于顶部弯管15的直径,则采用上述激励器的优选设置可进一步提高激励器组件50的效率。
图4是根据本发明第二种变型的科里奥利质量流速传感器10’的局部纵剖面图,图5是沿图4的线II-II的局部剖面图。图4和5的可见部件分别对应于图1和2中的可见部件。在图4和5中,相同标号用于表示对应于图1至3中的相同部件,但是这些标号带有“’”。
本发明的第二种变型不同于第一种变型,其中相对作用体41’不延伸到顶部弯管15’,而是在到达顶部弯管15’之前停止延伸。
因此,在本发明的第二种变型中,可使用如上述公开的PCT申请WO99/51946中所详细说明的地震激励器50’来代替图1至3的激励器组件50。
延伸超过图1至3中的平面体31、32处的固定点并处于图4和5中的相应平面体31’、32’的相对作用体41、41’的长度、相对作用体41、41’的三维形状和相对作用体41、41’的质量由科里奥利质量流速传感器10、10’的尺寸决定,特别是由测量管1、1’的公称管径决定,由壁厚和由测量管1、1’的质量决定,以及由夹持体、定位件和平面体的质量决定。
根据在工作中即随着测量管1、1’的振动在流入段11、11’和/或法兰110、110’和在流出段12、12’和/或法兰120、120’不发生振动的工作标准,对科里奥利质量流速传感器10、10’的每个要求的公称管径来确定长度、三维形状和相对作用体41、41’的质量。
可以凭经验通过在相应法兰部位安装加速度传感器来确定不振动的情况。但是更好的方法是采用有限元件程序在相对作用体41、41’上标出尺寸。
在图3中,由点划线表示了本发明的进一步的改进,其可以用于本发明的两种变型中。在平面体31、32附近,补偿体411固定在相对作用体41上。补偿体411的纵轴线垂直于对称轴线I-I。补偿体411起动态平衡上述属于第三振动模式的科里奥利频率fc模式的作用,并随相对作用体41在相位的180°频率下振动。可以再根据经验尺寸或采用有限元程序确定补偿体411的尺寸、三维形状和质量。
图6以与图3相同的方式显示了本发明两种变型的另一改进的部分纵剖面图。图6中只能看到两平面体中的平面体32,两平面体和定位件33具有沿对称轴线I-I的第一凹槽36。
此外,两平面体、定位件34和相对作用体具有沿对称轴线I-I的第二凹槽37。凹槽36、37彼此相向延伸到每个平面体中留出扭转部的点,在图6中可以看到其中的扭转部38。最好将两扭转部设计成一转向接头。由于凹槽37还延伸通过相对作用体,而相对作用体分成两部分411、412。
图6的改进还起动态平衡科里奥利模式的作用,这是因为扭转部允许平面体的处于图6左侧的这些部分随测量管1的科里奥利模式关于相位的左侧部180°来回移动。
用于向地震激励器50’或激励器组件50供电的激励器电路以及用于将由传感器71、72提供的电压处理成质量流速和密度信号的测量通路电路不构成本发明的组成部分,因此这里就不作说明了。可以使用用于上述目的的电路,本领域的技术人员对此很早就已经熟悉了。
通过附图和上述说明详细显示和描述了本发明,该示图和说明可看作是示例而不是对特征的限制,要理解这里只显示和说明了实施例,而要保护的是本发明精神范围内的所有改变和变型。

Claims (16)

1.一种安装在至少暂时流过液体的管道上的科里奥利质量流速传感器,所述科里奥利质量流速传感器包括在一平面内相对于对称轴线弯曲的单个V形测量管,还包括:
-直流入段,其流入轴线位于所述平面内;
-直流出段,其流出轴线位于所述平面内并与所述流入轴线对齐;
-流入弯管;
-流出弯管;
-顶部弯管,
--所述直流入段与所述流入弯管为无缝连接,所述直流出段与所述流出弯管为无缝连接;
-直第一管段,其无缝地将流入弯管与所述顶部弯管连接起来;以及
-直第二管段,其无缝地将流出弯管与所述顶部弯管连接起来;以及
--第一和第二夹持体彼此相对夹持在流入弯管附近的第一管段上以限定形成测量管管段的第一测量长度范围,
--第三和第四夹持体彼此相对夹持在流出弯管附近的第二管段上以限定第二测量长度范围,
--每个夹持体具有靠在测量管上的内表面和远离所述内表面和测量管的外表面,
---第一和第三夹持体的外表面具有连接到其上的第一平面体,以及
---第二和第四夹持体的外表面具有连接到其上的第二平面体,
----两平面体螺纹连接在一起并螺纹连接在夹持体上,使第一定位件插在第一长侧处,第二定位件插在第二长侧处,
----两平面体具有固定在其上的相对作用体,所述相对作用体沿对称轴线延伸到顶部弯管,顶部弯管支撑激励器组件的第一部分,激励器组件具有主轴线和固定到顶部弯管的第二部分;
----激励器组件以在相关固有频率f3的第三振动模式激励管段;
----流入侧第一传感器支撑件和流出侧第二传感器支撑件固定在第一平面体上,所述流入侧第一传感器支撑件的纵轴线平行于第一管段,所述流出侧第二传感器支撑件的纵轴线平行于第二管段,以及
----流入侧第一支架和流出侧第二支架固定在第二平面体上,所述流入侧第一支架的纵轴线平行于所述第一传感器支撑件,所述流出侧第二支架的纵轴线平行于所述第二传感器支撑件,
--第一速度或位移传感器固定在第一管段和第一传感器支撑件上,第二速度或位移传感器固定在第二管段和第二传感器支撑件上,在其所处位置,如果以第三振动模式激励管段,由来自管道的干扰所引起的管段的偏转分别具有第一和第二零点,以及
--所述直流入段和所述直流出段由支撑框支持,
---支撑框上固定一壳体,壳体分别通过与第一速度或位移传感器相对的第一定位件和与第二速度或位移传感器相对的第二定位件连接到支架上。
2.如权利要求1所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,第一附加材料固定在顶部弯管附近的直第一管段上,在此处产生第三振动模式的波节,以及第二附加材料固定在相对于对称轴线对称的直第二管段上。
3.如权利要求1所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,激励器组件以这样的方式固定在顶部弯管和相对作用体上,即激励器组件的主轴线在垂直于对称轴线的顶部弯管直径的方向上延伸。
4.如权利要求1所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,激励器组件以这样的方式固定在顶部弯管和相对作用体上,即激励器组件的主轴线在平行于垂直于对称轴线的顶部弯管直径的方向上延伸并位于顶部弯管和壳体之间。
5.如权利要求1所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,一补偿体固定在平面体附近的相对作用体上,补偿体的纵轴线垂直于对称轴线,并且补偿体用来使属于第三振动模式的科里奥利模式动态平衡。
6.如权利要求1所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,所述两平面体和所述第一定位件具有沿着所述对称轴线的第一凹槽,所述两平面体、第二定位件和相对作用体具有沿着对称凹槽的第二凹槽,形成相应的扭转部。
7.如权利要求1所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,所述扭转部设计成普通旋转接头。
8.如权利要求1所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,第一、第二、第三和第四夹持体具有相同质量。
9.如权利要求1所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,壳体由平面金属薄板构成并且包括:
-具有第一中间平面的前薄板;
-具有第二中间平面的后薄板;
-具有第三中间平面的顶部薄板;
-具有第四中间平面的第一侧薄板;以及
-具有第五中间平面的第二侧薄板,
--第一中部平面平行于所述直第一管段,
--第二中部平面平行于所述直第二管段,
--第三中部平面垂直于所述平面,
--第四和第五中部平面平行于所述平面体,以及
--后薄板通过定位件紧固在所述支架上。
10.一种安装在至少暂时流过液体的管道上的科里奥利质量流速传感器,所述科里奥利质量流速传感器包括在一平面内相对于对称轴线弯曲的单个V形测量管,还包括:
-直流入段,其流入轴线位于所述平面内;
-直流出段,其流出轴线位于所述平面内并与所述流入轴线对齐;
-流入弯管;
-流出弯管;
-顶部弯管,
--所述直流入段与所述直流入弯管为无缝连接,所述流出段与所述流出弯管为无缝连接;
-直第一管段,其无缝地将流入弯管与所述顶部弯管连接起来;以及
-直第二管段,其无缝地将流出弯管与所述顶部弯管连接起来;以及
--第一和第二夹持体彼此相对夹持在流入弯管附近的第一管段上以限定形成测量管管段的第一测量长度范围,
--第三和第四夹持体彼此相对夹持在流出弯管附近的第二管段上以限定第二测量长度范围,
--每个夹持体具有靠在测量管上的内表面和远离所述内表面和测量管的外表面,
---第一和第三夹持体的外表面具有连接到其上的第一平面体,以及
---第二和第四夹持体的外表面具有连接到其上的第二平面体,
----两平面体螺纹连接在一起并螺纹连接在夹持体上,使第一定位件插在第一长侧处,第二定位件插在第二长侧处,
----一相对作用体固定在两平面体上,所述相对作用体沿对称轴线向顶部弯管延伸并且不延伸到顶部弯管,
----流入侧第一传感器支撑件和流出侧第二传感器支撑件固定在第一平面体上,所述流入侧第一传感器支撑件的纵轴线平行于第一管段,所述流出侧第二传感器支撑件的纵轴线平行于第二管段,以及
----流入侧第一支架和流出侧第二支架固定在第二平面体上,所述流入侧第一支架的纵轴线平行于所述第一传感器支撑件,所述流出侧第二支架的纵轴线平行于所述第二传感器支撑件,
--顶部弯管具有固定于其上的地震激励器,
---地震激励器以相关固有频率为f3的第三振动模式激励所述管段,
--第一速度或位移传感器固定在第一管段和第一传感器支撑件上,第一传感器支撑件和第二速度或位移传感器固定在第二管段和第二传感器支撑件上,在其所处位置,如果以第三振动模式激励管段,由来自管道的干扰所引起的管段的偏转分别具有第一和第二零点,以及
--所述流入段和所述流出段由支撑框支持,
---支撑框上固定一壳体,壳体分别通过与第一速度或位移传感器相对的第一定位件和与第二速度或位移传感器相对的第二定位件连接到支架上。
11.如权利要求10所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,第一附加材料固定在顶部弯管附近的直第一管段上,在此处产生第三振动模式的波节,以及第二附加材料固定在相对于对称轴线对称的直第二管段上。
12.如权利要求10所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,一补偿体固定在平面体附近的相对作用体上,补偿体的纵轴线垂直于对称轴线,并且补偿体用来使属于第三振动模式的科里奥利模式动态平衡。
13.如权利要求10所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,所述两平面体和所述第一定位件具有沿着所述对称轴线的第一凹槽,所述两平面体、第二定位件和相对作用体具有沿着对称凹槽的第二凹槽,形成相应的扭转部。
14.如权利要求10所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,所述扭转部设计成普通旋转接头。
15.如权利要求10所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,第一、第二、第三和第四夹持体具有相同质量。
16.如权利要求10所述的科里奥利质量流速传感器,其特征在于,壳体由平面金属薄板构成并且包括:
-具有第一中间平面的前薄板;
-具有第二中间平面的后薄板;
-具有第三中间平面的顶部薄板;
-具有第四中间平面的第一侧薄板;以及
-具有第五中间平面的第二侧薄板,
--第一中部平面平行于所述直第一管段,
--第二中部平面平行于所述直第二管段,
--第三中部平面垂直于所述平面,
--第四和第五中部平面平行于所述平面体,以及
--后薄板通过定位件紧固在所述支架上。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4565150B2 (ja) 2003-05-12 2010-10-20 独立行政法人産業技術総合研究所 コリオリ流量計
US7325462B2 (en) 2005-12-22 2008-02-05 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring transducer of vibration-type
DE102005062007A1 (de) * 2005-12-22 2007-06-28 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßwandler vom Vibrationstyp
US7360451B2 (en) 2005-12-22 2008-04-22 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring transducer of vibration-type
WO2007130024A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-15 Micro Motion, Inc. A balancing structure for a single curved tube coriolis flow meter
DE102008007742A1 (de) 2007-04-25 2008-11-06 Krohne Ag Coriolis-Massendurchflußmeßgerät
DE102009028006A1 (de) 2009-07-24 2011-01-27 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßwandler vom Vibrationstyp sowie Meßgerät mit einem solchen Meßwandler
DE102011114569A1 (de) 2011-08-16 2013-02-21 Krohne Ag Coriolis-Massedurchflussmessgerät
DE102014119073A1 (de) 2014-12-18 2016-06-23 Endress+Hauser Flowtec Ag Messaufnehmer vom Vibrationstyp
DE102016109251A1 (de) * 2016-05-19 2017-11-23 Endress + Hauser Flowtec Ag Messaufnehmer vom Vibrationstyp
CN106197596A (zh) * 2016-06-23 2016-12-07 大连美天测控系统有限公司 一种油田固井泥浆流量计及安装支架及安装支架使用方法
CN108871480B (zh) * 2018-07-04 2021-03-19 韩泽方 动密封铰链管式科里奥利质量流量计
JP7328832B2 (ja) * 2019-08-30 2023-08-17 川崎重工業株式会社 コリオリ流量計
DE102022114829A1 (de) 2022-06-13 2023-12-14 Endress + Hauser Flowtec Ag Abschnittsweise forciert plasmapolierte Rohranordnung, insbesondere Messrohranordnung, Messaufnehmer mit einer solchen Messrohranordnung und Verfahren zum Plasmapolieren einer Messrohranordnung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4027936A1 (de) * 1990-09-04 1992-03-05 Rota Yokogawa Gmbh & Co Kg Massedosierautomat
US5602344A (en) * 1994-09-01 1997-02-11 Lew; Hyok S. Inertia force flowmeter
DE59712954D1 (de) * 1997-04-10 2008-09-11 Endress & Hauser Deutschland A Coriolis-Massedurchflussaufnehmer mit einem Messrohr

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