CN1246674C - 制造具有直流量管的科氏流量计的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了制造一种直管式Coriolis流量计的方法(1000)。本发明的方法(1000)，提供了将包括一根平衡杆(102)和一根流量测量管(101)的一个流量管组件(150)与一个壳体(103)内的至少二个点连接的工艺。该工艺提供了使用局部加热，使该流量管组件与二个点固定的一种廉价方法。使用局部加热，减少了由热引起的零件膨胀造成的损坏，并减少了壳体(103)中的电子零件的损坏。

Description

制造具有直流量管的科氏流量计的方法
发明领域
本发明涉及用以装配具有一根直线形结构的流量测量管的科氐(Coriolis)流量计的系统。更具体地说，本发明涉及在装配工艺中，以减少施加在结构上的应力值的方式将性质不相似的金属制成的零件连接起来的装配系统。再具体地说，本发明涉及将由第一种金属制成的一根流量测量管，封入由不相似的金属制成的一个壳体中；和将该流量测量管的每一个末端上的至少二个点固定在该壳体上的一种装配系统。
问题
如在1985年1月1日授与给J.E.Smith等人的美国专利4491025号，和1982年2月11日授与给J.E.Smith的Re.31450号中所述，利用Coriolis作用的质量流量计来测量质量流量和通过管路流动的材料的其他信息已众所周知。这些流量计具有一根或多根曲线形或直线形结构的流量测量管。在Coriolis质量流量计中，每一种流量测量管的结构，都有一组自然振动模态；这些模态可以是简单的弯曲、扭转、径向式或耦合式的模态。每一根流量测量管都被驱动，在这些自然振动模态中的一种模态下，以共振频率振动。振动的、充满材料的系统的自然振动模态，部分地由流量测量管，和在流量测量管内的材料的综合质量确定。材料从流量计输入侧上的一根连接管路，流入该流量计。然后，该材料通过该流量测量管，或多根流量测量管；从该流量计流出至与输出侧连接的管路。
一个激励器将一个振动力加在流量测量管上。该力使该流量测量管振动。当没有材料通过流量计时，沿着一根流量测量管的所有点，均作同相位的振动。当材料开始通过流量测量管流动时，Coriolis加速度使沿着该流量测量管的每一个点，相对于沿着该流量测量管的其他点，具有不同的相位。在流量测量管输入侧的相位，滞后于激励器的相位；而在流量测量管输出侧的相位，则超前于激励器的相位。在该流量测量管二个不同点上的传感器，产生对该流量测量管在二点上的运动有代表性的正弦信号。计算单位时间内，从该传感器接收到的二个信号的相位差。二个传感器信号之间的相位差，与通过该流量测量管，或多根流量测量管流动的材料的质量流量成正比。
具有一根直流量管的Coriolis流量计，相对于具有二根曲线形的流量测量管的该种流量计，有几个优点。直线形管的流量计的一个优点是，单根流量测量管的直径较大，可提供容积较大的一条流动路径。容积较大的流动路径，可减少堵塞，降低进入流量计的流动材料的压力降，和使流量测量管的清洁工作容易进行。第二个优点是，流量测量管是直的。直的流量测量管可使流量测量管的清洁工作容易进行；并且当放置方向正确时，该流量测量管可以自己排干。
然而，具有直流量管的Coriolis流量计的结构，使这种流量计的制造有许多问题。第一个问题是，为了获得结构支承，必需将该流量测量管固定在封入该流量测量管的壳体上。将一根直线形的流量测量管，固定在一个壳体上的一个具体问题是，该流量测量管和该壳体的不同零件，是用不同的金属制造的。理想的情况是，流量计的所有零件是用同一种材料制造的；这样，不同零件的连接可以简单地实现。但是，由诸如钛，HastelloyTM(耐盐酸镍基合金)，或锆一类金属制造零件的成本，要求某些零件要用较廉价的材料制造。一般，诸如壳体一类不与工艺材料接触的零件，用比制造流量测量管所用的金属，较廉价的金属制造。有时，用较差的金属制造的零件，要覆盖一个用另一种材料制成的护面，以形成一个清洁的表面，和保护壳体不受腐蚀。
不同的金属具有不同的性质，这可能使要用通常的方法，例如焊接，来连接金属较困难。例如，流量测量管可用钛制造；而壳体的一端可用不锈钢制造。钛的热膨胀系数为5.3微米/0F，即5.3微米/(2.54*((X0F-32)*5/9)厘米℃，其中X0F为华氏度数，而不锈钢的热膨胀系数为9.6微米/0F，即9.6微米/(2.54*((X0F-32)*5/9)厘米℃，热膨胀系数的不一致，使人们希望利用快速和局部加热，来将零件钎焊在一起，以限制这种不一致性的影响。
直流量管与壳体连接的第二个问题是，与流量测量管连接的电子零件。这些电子零件包括一个激励器，拾取传感器和温度传感器。这些电子零件必须在流量测量管与壳体连接之前，安装在该流量测量管和平衡杆上。如果使用高温连接方法来连接流量测量管和壳体，则电子零件可能被高温破坏或损坏。
任何解决上述问题的装配系统必需是经济的。如果装配系统使制造成本增加，则流量计的制造太昂贵，销售价格也过高。
EPO 759542A1公开了一种Coriolis流量计，能检测质量流量和流体密度，通过谐振振荡一双管部而提高稳定性，该双管部由一个允许流体在其间流动的内流量管和一个同轴线配置在其上的平衡管组成，该平衡管配有用以调整该平衡管的和该流量管的侧向自然频率的重量。该Coriolis流量计具有用以支撑该流量管的两端的金属支承装置，使该流量管的两端在相应的连接法兰内径向受约束而轴向可移动；该内流量管具有直径增大的延伸端，并被支承在该外壳的相应连接法兰内。该流量管还以近端部支承在相应的矩形叶簧上，该叶簧的平面平行于振荡方向，并在该外壳内沿垂直于振荡方向的该双管部的径向延伸。这样，该流量管被支承在代表振荡节点的4个稳定点上，可轴向移动但径向受约束，确保稳定地振荡和精确的质量流量测量。
EPO 849568A1公开了一种装入一空心导管内的测量装置。在工作中，要被测量的流体流经该装置。该装置具有单个直测量管，它具有一纵轴线，一进口端和一出口端。一支架固定在该进、出口端。一粗长的线自该支架开始平行于该管的纵轴线，而不与它相交。该装置还有一个悬臂或吊杆质量，固定在进口和出口端之间的中间。工作中，该质量使该管或按第一振荡基本模式振荡，或按第二较高频率基本模式振荡，一激励装置促使该管总是按第二模式振荡。该激励装置配置在进口和出口端中间的某个位置上。设置一传感器，用以检测该管的各进口端和出口端的振荡。各传感器分别配置在离进口端或出口端同样的距离处。
EPO 733886A2公开了一种Coriolis质量流量计，它包括一壳体，该壳体包含至少一个测量管，一个连接于该测量管两端的支撑机构，一个对该测量管产生振动的振动发生器，至少两个检测该测量管振动的传感器，一个将要测量的流体引入该测量管的进口导管，和一个将该流体排出该测量管的出口导管。将一种Coriolis振动施加给该测量管，它在测量管内流动的流体中产生一Coriolis力。该Coriolis力被用来度量该流体的流量。该Coriolis振动的频率高于该支撑机构的基本自然频率，即处在惯性控制区内。该质量流量计结构简单，重量轻，振动能量耗损于外界最少，并有高机械Q值。
解决方案
本发明的装配系统可以解决上述和其他的问题，在技术上是一个进步。本发明的装配系统是装配直管式Coriolis流量计的一种低成本的方法。本发明的系统以局部加热的方法，将零件钎焊起来，以减小热膨胀的影响；并防止电子设备损坏。
在本发明的装配系统中，按以下方式装配具有一根直流量管的Coriolis流量计，以形成一个流量管组件。这个工艺是从将由第一种金属制成的一根直的流量测量管，与一根平衡杆连接开始的；该平衡杆的方向基本上与该直流量管的纵轴线平行，并封闭所述直流量管的一部分。在一个优选实施例中，该平衡杆是用性质基本上与制造流量测量管的第一种金属的性质相同的金属制造的；并且，平衡杆的末端与流量测量管是真空钎焊连接在一起的。
在流量测量管和平衡杆连接，形成一个流量管组件后，将一个激励系统和多个传感器安装在该流量管组件上。然后，将该流量管组件插入壳体中。该壳体由性质与第一种金属性质不同的第二种金属制成。再利用快速和局部加热方法，将该流量管组件的每一端，与该壳体内的至少二个点连接。流量管组件与壳体连接的每一个点表面都必需用不同的金属制成。
流量管组件的一个末端，按下述方法与至少二个其中的一个点连接。壳体接头与所述直流量管和所述平衡杆的相对二端固定。在该平衡杆与流量测量管连接的同时，这些壳体接头可用真空钎焊的方法，焊接在该流量管组件上。另一种方法是，在该直流量管和平衡杆连接后，可以将该壳体接头与流量管组件连接。壳体接头是从平衡杆和流量测量管突出出来的零件。壳体接头由性质基本上与第一和第二种金属二者的性质相同的金属制成。这可允许将该壳体接头与流量管组件钎焊在一起；并可与壳体焊接。在一个优选实施例中，壳体接头用真空钎焊方法，与流量测量管和平衡杆的末端焊接起来。
在将流量管组件插入壳体中以后，将壳体接头固定在壳体内表面上的插入件上。该插入件是在壳体相对的二端突出出来的凸耳。插入件由性质基本上与制造壳体接头的金属性质相同的金属制成。在一个优选实施例中，壳体接头和插入件，用通常的方法焊接在一起。
另外，在将流量管组件插入壳体中以后，将在流量测量管和平衡杆上的一个激励器、拾取传感器和温度传感器，与通过壳体的导线连接起来。导线通过壳体中的孔连接。
在一个优选实施例中，流量测量管的每一个末端的第二个固定点，为与一个壳体末端固定的点。该壳体末端为与壳体孔的相对二个开口配合的一个端盖。通过该壳体端盖的一个孔，允许流量测量管穿过该壳体端盖。在流量测量管和平衡杆与壳体连接以后，流量测量管与壳体端盖连接。
在一个优选实施例中，流量测量管和壳体接头按下述方式连接。在壳体接头与壳体中的插入件焊接以后，每一个壳体端盖都套在流量测量管的一端上；并在壳体孔的末端上，与壳体的一个末端固定。壳体端盖与壳体的一端固定的一种方法是，将壳体端盖与壳体焊接在一起。在该优选实施例中，使用焊接是因为，该壳体端盖是用不锈钢制成，而壳体是用碳钢制成的。
在壳体端盖与壳体连接以后，将壳体端盖与流量测量管连接起来。在一个优选实施例中，壳体端盖与流量测量管按下述方法连接。首先，将钎焊材料放在壳体端盖内，在壳体端盖内圆周周围的唇部上。然后，将壳体端盖套在流量测量管上，并用定位焊焊接在壳体上适当位置。再将壳体端盖与壳体焊接起来。通过将壳体端盖的唇部，与流量测量管用感应钎焊方法焊接起来，则流量测量管与壳体固定。
另一种方法是，将从流量测量管伸出的一个过渡件，与流量测量管固定。该过渡件由性质基本上与所述第一种金属和第二种金属相同的金属制成。在平衡杆固定以后，用真空钎焊方法，将过渡件与流量测量管焊接起来。在壳体端盖与壳体连接以后，将过渡件焊接就位。
在流量管组件与壳体内的二个点中的第二个点连接以后，将通过壳体的进入孔密封起来。进入孔是通过壳体的孔，它允许在流量管组件安装在壳体中以后，接近流量管组件的零件，进行调整。
在进入孔密封后，进行气压试验。气压试验的压力，可以用来评价该壳体。在气压试验完成后，密封气压孔。气压孔为允许气压试验设备插入壳体中的一个孔。
然后，用一块护面包封该壳体。该护面为形成壳体的清洁的外表面的一种覆盖物。在该优选实施例中，护面为不锈钢；并按下述方法固定。护面包裹在壳体周围。然后，用一条纵向焊缝，将包裹的护面的侧边焊接在一起。将护面的圆周末端，用一条边缘焊缝，与不锈钢的壳体端盖固定。
在一个优选实施例中的最后一个步骤，是将工艺接头固定在流量计的二个相对的末端上。工艺接头用制造流量测量管的第一种金属，和制造壳体端盖的金属制成。将工艺接头套在流量测量管的末端上；然后与壳体的壳体端盖焊接起来。工艺接头的第一种金属，包封通过该工艺接头的孔的至少一部分。在将工艺接头与壳体端盖连接以后，将流量测量管与包封上述穿过该工艺接头的孔的一部分的第一种金属焊接在一起。
本发明的一个方面是一种制造Coriolis流量计的方法，该流量计有一直流量管，由第一金属制成，所述方法包括以下步骤：
将所述直流量管与一根平衡杆连接起来；该平衡杆的方向，基本上与所述直流量管的纵轴线平行；并包围所述直流量管的一部分；其中，所述直流量管和所述平衡杆形成一个流量管组件；
将一个激励系统和传感器安装在所述直流量管和所述平衡杆上，该方法还包含如下步骤：
将所述流量管组件，插入壳体的一个孔中，其中，所述壳体由与所述第一金属不同的第二种金属制成；
将所述流量管组件的每一端，利用局部加热，与所述壳体的至少二个点固定，其中，将所述流量管组件的每一端固定的步骤包括：
将壳体接头，在接近所述平衡杆的两末端处，与所述流量管组件的二个末端固定；
将所述各壳体接头与所述壳体的各末端处的所述壳体的内表面上的插入件连接，其中，所述插入件由性质基本上与所述第一种金属相似的金属制成。
本发明的另一方面是，所述固定各所述壳体接头的步骤包括下列步骤：
将所述各壳体接头和所述平衡杆跟所述直流量管真空钎焊在一起，形成所述的流量管组件。
本发明的另一方面是，所述将所述各壳体接头与一插入件连接的步骤，包括下列步骤：
将所述各壳体接头在所述壳体的各端焊接在所述壳体内表面上的所述插入件上。
本发明的另一方面是，固定所述流量管组件的所述每一端的步骤，包括下列步骤：
将所述直流量管的每一端与包含第二种金属的壳体端盖连接。
本发明的另一方面是，固定所述流量管组件的每一端的步骤还包括：
将所述各壳体端头固定在穿过所述壳体的所述孔的每一端，以封闭所述壳体；其中，所述各壳体端头具有所述直流量管穿过的一个孔。
本发明的另一方面是，所述固定所述各壳体端头的步骤，包括下列步骤：
将所述各壳体端头焊接在所述壳体上。
本发明的另一方面是，所述固定所述各壳体端头的步骤，包括下列步骤：
在将所述各壳体端头与所述壳体焊接之前，将所述各壳体端头安置就位。
本发明的另一方面是，所述将所述各壳体端头和所述孔各端连接的步骤，包括下列步骤：
将一种钎焊材料放入所述各壳体端头内；和
将所述直流量管与所述各壳体端头用感应钎焊法焊接起来。
本发明的另一方面是，所述连接所述各壳体端头和所述孔各端的步骤包括下列步骤：
在将所述平衡杆与所述直流量管固定以后，将性质基本上与所述第一种金属或所述第二种金属相似的一个过渡件，用真空钎焊方法，焊接在所述直流量管上；
将所述过渡件与所述各壳体端头进行塞焊。
本发明的另一方面是，还包括下列步骤：
在将所述流量管组件插入所述壳体的孔中之后，将与所述激励器、拾取传感器和温度传感器连接的导线，与跟所述壳体相联的导线连接。
本发明的另一方面是，还包括下列步骤：
将所述流量管组件封入所述壳体中。
本发明的另一方面是，还包括下列步骤：
在封闭了所述流量管组件后，密封所述壳体上的进入孔。
本发明的另一方面是，还包括下列步骤：
在密封所述进入孔后，进行气压试验，以检测所述壳体的结构完整性。
本发明的另一方面是，还包括下列步骤：
在完成所述气压试验后，密封一气压进入孔。
本发明的另一方面是，还包括下列步骤：
用护面包封所述壳体。
本发明的另一方面是，所述用所述护面包封所述壳体的步骤，包括下列步骤：
沿着纵向，将所述护面的第一个侧边与第二个侧边焊接起来；和
将所述护面的每一端的园周，与一个壳体端头焊接起来。
本发明的另一方面是，还包括下列步骤：
在将所述流量管组件的每一个末端与所述壳体的至少二个点固定以后，将工艺接头与所述直流量管的各端及所述壳体二端固定。
本发明的另一方面是，还包括下列步骤：
将所述直流量管的每一个末端插入工艺接头的一个孔中；
将所述直流量管的每一个末端与所述工艺接头的一部分焊接起来；和
将每一个所述工艺接头与一壳体端头连接。
附图说明
在以下的详细说明和附图中，可以发现本发明的上述和其他一些特点。
图1表示用于装配根据本发明的一个直管式Coriolis流量计的一种方法；
图2表示将一根流量测量管与一根平衡杆连接，构成一个流量管组件的一个优选的工艺；
图3表示在本发明中，将该流量管组件与一个壳体固定的一种优选方法；
图4表示在本发明中，密封一个壳体的一种优选方法；
图5表示在本发明中，将工艺接头与一个流量计固定的一种优选方法；
图6表示一个流量管组件的零件；
图7表示一个完整的流量管组件；
图8表示插入一个壳体中的一个流量管组件；
图9表示在固定一个壳体端盖之前的一个壳体的末端；
图10表示一个壳体端盖和一个壳体的分解视图；
图11表示包围一个壳体的护面的分解视图；和
图12表示工艺接头与壳体固定的一个流量计。
详细说明
下面，参照表示本发明的实施例的附图，来更充分地说明本发明。技术熟练的人们知道，可以用许多不同形式来实施的本发明，不应只限于这里所述的实施例；而提供这些实施例只是为了说明的透彻和完整；这些实施例完全属于本发明的范围。
在所有附图中，相同的标号表示相同的零件。
本发明是提供一种装配一个直流量管式Coriolis流量计传感器的一种方法的系统。该系统提供了一种装配一个传感器，限制直接加在该传感器零件上的热量的经济方法。限制直接加在流量计零件上的热量，可减少由于制造不同的零件所用的不同金属的热膨胀系数不一致引起的，在传感器上的应力大小。限制直接加在传感器零件上的热量，还可减少在必需要用焊接或其他加热方法，将金属连接起来的最后步骤之前，必需进行安装的电子零件的损坏。
图1表示用于装配根据本发明的一种直管式Coriolis流量计的工艺1000。工艺1000从在步骤1001中，将一根流量测量管101(见图6)与一根平衡杆102(见图6)连接，形成一个流量管组件150开始。平衡杆102(见图6)的方向，与流量测量管101(见图6)的纵轴线平行。平衡杆102的二个相对的末端102L和102R(见图6)，在靠近末端101L和101R(见图6)处，与流量测量管101(见图6)连接。末端101L和101R延伸通过平衡杆102的末端102L和102R。图7表示一个完整的流量管组件150。
这时还可以连接二个壳体接头111(见图6)。虽然，可以使用其他形式的连接，但在一个优选实施例中，利用真空钎焊的方法，将平衡杆102和壳体接头111，与流量测量管101连接。使用真空钎焊方法是因为，它可以均匀加热零件，使零件对准，和能够连接不同厚度的零件。图2中给出了步骤1001的一个优选实施例。
在形成流量管组件150以后，在图1的步骤1002中，将激励器104、拾取传感器105-105′和温度传感器106，安装在流量管组件150上。图7表示零件安装好的一个完整的流量计组件。因为进入壳体内部的空间受到限制，因此，必需在将流量管组件150，插入壳体中之前，安装激励器104、拾取传感器105-105′和温度传感器106。
在图1的步骤1002中，安装了电子零件以后；在步骤1003中，将流量管组件105，插入一个壳体103中。图8中表示插入壳体103内的流量计组件150的横截面图。在步骤1004中，使用局部加热，将流量管组件150，固定在壳体103内的至少二个点上。为了减少被激励的振动节点数，流量管组件150必需与壳体103内的至少二个点连接。图3提供了利用局部加热，将流量管组件150，与壳体103内二个点固定的一种优选方法。
在将流量管组件150，与壳体103内的至少二个点固定以后，在步骤1005中，将该壳体密封起来。密封是通过将堵头塞入壳体103中的所有剩余的孔中，并利用某些方法-例如焊接-将堵头固定就位来达到的。如图11所示，堵头1101塞入进入孔1001中。然后，将堵头1101焊接，或用其他方法固定就位。再将护面1100固定在壳体103上，将壳体103包围起来。图4给出了步骤1005的一个优选实施例。
在步骤1006中，将工艺接头120-120′(如图12所示)固定在流量测量管101的二个相对的末端101L和101R上，完成工艺1000。至少工艺接头120-120′的一部分，由与制造流量测量管相同的金属制成。由与流量测量管101相同的金属制成的工艺接头120-120′的部分包括：包围通过该工艺接头的一个孔的一部分的部分。包围该孔的部分，与流量测量管101连接。这就形成了由单一一种金属包围的、通过该流量计的一条流动路径。图6表示完成步骤1006的工艺的一个优选实施例。
下面是用于装配根据本发明的一个直管式Coriolis流量计的工艺的一个优选实施例。在以下说明中，将参考图1中的工艺1000的各个步骤；以及表示在装配工艺中，流量计的各种零件的图6～12。
工艺1000从步骤1001中，将流量测量管101和平衡杆102连接，形成流量管组件105开始。图2所示的工艺2000，是完成步骤1001的工艺的一个优选实施例。工艺2000从步骤2001中，将平衡杆102与流量测量杆101固定，形成流量管组件150开始。如上所述，流量测量管101和平衡杆102表示在图6中。
在一个优选实施例中，流量测量管101和平衡杆102，由同一种金属制成。例如，流量测量管101和平衡杆102均由钛制成。另一种方案是，流量测量管101和平衡杆102可以由不同的金属制成。然而，不同的金属必须具有基本上相同的性质。具有基本上相同性质的金属的例子为碳钢和钛。基本上相同的性质，允许用通常的方法，例如钎焊和连接方法，来连接不同的金属。
由于流量测量管101和平衡杆102，由具有基本上相同性质的金属制成；因此可以利用真空钎焊方法来连接流量测量管101和平衡杆102。在这个实施例中，流量测量杆101插入平衡杆102中。平衡杆102的方向是沿着流量测量管101的纵轴线。末端102L和102R与流量测量管101钎焊在一起。流量测量管101的末端101L和101R，从平衡杆102的末端102L和102R向外伸出。
当平衡杆102(见图6和图7)固定在流量测量管101上时，壳体接头111可以与流量管组件150连接。另一种方案是，在平衡杆102与流量测量管101固定，形成流量管组件150以后，壳体接头111可以与流量管组件150固定。在一个优选实施例中，壳体接头111固定在平衡杆102最靠近的末端102L和102R上。在一个优选实施例中，壳体接头111与流量管组件150是用真空钎焊固定的。壳体接头111是从流量管组件150向外伸出，与壳体103连接(如图7、8和9所示)的二个翼板。壳体接头111由性质基本上与制造流量测量管101的金属性质相同的金属制成。为了使壳体接头111与壳体103固定，壳体接头111也可用性质基本上与制造壳体103的金属性质相同的材料制成。在一个优选实施例中，壳体接头111由钢制成。壳体接头111在授予Micro Motion公司。和与这个申请同一天提出的、题为“Coriolis流量计的流量测量管与流量计壳体连接的装置”的专利申请中作了说明。在步骤2002完成以后，工艺2000结束，并回到工艺1000的步骤1001。
如图1所示，在完成了流量管组件150以后；在步骤1002中，将激励器104，拾取传感器105-105′，和温度传感器106安装在流量管组件150上。激励器104、拾取传感器105-105′、和温度传感器106，用通常的方法-例如钎焊、粘接或焊接固定。图7表示一个完整的流量管组件150。
在步骤1002以后，将流量管组件150插入壳体103中。在该优选实施例中，壳体103为一根空心的管子。流量管组件150插入该壳体的一端，直至流量测量管101从壳体的第二个末端伸出为止。如图9所示，壳体103有过渡支架133，该支架与上述壳体接头111配合，使流量管组件与壳体103的末端连接。在该优选实施例中，流量管组件的放置方向，必需要使壳体接头111装在上述过渡支架133之间，以便插入。在插入流量管组件150以后，转动流量管组件150，使壳体接头111的末端与过渡支架133配合。这样，步骤1003就完成了。
如图1所示，在流量管组件150，插入壳体103中以后；在步骤1004中，将流量管组件150的每一个末端，固定在壳体103内的至少二个点上。如图3所示的工艺3000，是图1所示的步骤1004的一个优选实施例。工艺3000从在步骤3001中，将激励器104、拾取传感器105-105′和温度传感器与穿过壳体103的引线(没有示出)连接开始。这就完成了内部零件的配线。
在完成了配线以后，在步骤3002中，将壳体接头111与壳体103内的过渡支架133连接。如图9所示，过渡支架133是从贯穿壳体103的孔134的末端的一个内侧边缘突出出来的突出部分。在该优选实施例中，过渡支架133与壳体接头111，用通常的方法焊接在一起。然而，技术熟练的人知道，可以使用其他的连接形式。壳体接头111和过渡支架133的焊接，只将热量传递至壳体接头上，从而可减少流量测量管101和平衡杆102的热膨胀。另外，由焊接产生的热，还可从电子零件，例如激励器104散出。这可以减少的焊接工艺的热引起的零件的损坏。
在步骤3003中，如图10所示的壳体端盖132，与壳体103的相对的末端固定。壳体端盖132为有一个孔190的盖。如下所述那样，流量测量管101穿过孔190，与一个工艺接头连接。壳体端盖132封闭上述孔134的二个相对的末端，将壳体103封闭起来。在一个优选实施例中，壳体端盖132由不锈钢制成。
壳体端盖132按下述方法固定。首先，将壳体端盖132套在流量测量管101的末端101L和101R上。在一个优选实施例中，这时将一种钎焊材料放在壳体端盖132内。钎焊材料放在一个过渡圆环801(见图8)上，该圆环封闭上述孔的内部末端。以后，就利用该钎焊材料来固定壳体端盖132和流量测量管101。然后，在过渡圆环801(见图8)处，围绕着圆周，将壳体端盖132与壳体103焊接在一起。在该优选实施例中，因为壳体端盖132由不锈钢制成，壳体103由碳钢制成；因此可以作到这点。然而，也可以采用其他方法来固定壳体端盖132和壳体103。
在壳体端盖132与壳体103固定以后，在步骤3004中，将壳体端盖132与流量测量管101的末端101L和101R固定。在该优选实施例中，这点是通过在一个局部区域加热，使该钎焊材料将壳体端盖132与流量测量管101钎焊在一起来实现的。热量只加在一个局部区域，以减少由于热造成的膨胀和收缩区域；并减少壳体103内电子零件的损坏。
用这种方式给局部区域加热的一种方法是感应钎焊。感应钎焊是如下这样进行的。首先，将壳体103放入保持清洁的惰性气体或真空的一个腔中。这种惰性气体之一是氩气。这可以防止污染物，例如氧化钛的形成。必需防止形成污染物，因为污染物阻止连接零件的钎焊流产生。在流量测量管101周围，放置着散热片。散热片减少加在其他零件上的热，并限制流量测量管107的膨胀。
在将流量计放入真空腔内以后，将该腔关闭；并利用真空泵系统除去腔内的气体。另一种方案是，可以将惰性气体，例如氩，加入该腔中。然后，利用加热回路来加热壳体端盖132，和靠近壳体端盖132的流量测量管101的末端101L和101R。每一个加热回路都包含有一个感应加热线圈、电源、和一个高温计、热电偶，或其他监视温度的控制线路。
在加热循环开始之前，启动一个除气系统，以除去系统中剩余的氧和氮。然后，加热线圈加热上述壳体端盖132和流量测量管101。在流量测量管101和壳体端盖132钎焊在一起以后，将连续地再循环的、清洁的干燥氩，充满该腔。在壳体端盖132和流量测量管101固定以后，工艺3000结束，并回至图1中的工艺1000的步骤1004。
在流量管组件150与壳体103内的至少二个点连接以后，在步骤1005中，将壳体103密封。图4所示的工艺4000是密封壳体103的工艺的一个优选实施例。工艺4000从步骤4001中，密封进入孔4001开始。在一个优选实施例中，孔1001是通过将堵头1101(见图11)焊接在孔中密封的。最好，堵头由与壳体103相同的材料制成。在密封住进入孔以后，在步骤4002中进行气压试验。气压试验是一项通常的试验，它确定壳体103是否能承受预先确定的压力。在进行了气压试验以后，在步骤4003中，将气压进入孔密封。
在气压进入孔密封以后，在步骤4004中，将护面1100(见图11)固定在壳体103上，将壳体103包围起来。护面1100由不锈钢制成，并包围壳体103，形成一个清洁表面。在授予Micro Motion公司的，和与本申请同一天提出的、题为“Coriolis流量计的壳体的护面”的专利申请中，提供了护面1100的完整说明。
在一个优选实施例中，护面1100是按下述方式固定的。首先，将护面1100包裹在壳体103周围。然后，将末端1104和1105焊接，或用某种其他方法，固定在壳体端盖132上。在该优选实施例中，护面1100是按下述方法固定的。首先，利用一条纵向焊缝将二个侧边1102和1103彼此固定。然后，将末端1104和1105的圆周与壳体端盖132焊接。在护面1100固定在壳体103上以后，工艺4000结束；并回到工艺1000的步骤1005。
在步骤1005中，将壳体103密封以后，必需在步骤1006中，将工艺接头120-120′(见图12)，与流量测量管101和壳体端盖132连接，以完成工艺1000。这个连接是在流量管组件150，和壳体103之间的第三次连接，可使流量计的稳定性更好。在流量测量管和壳体之间三次连接的完整讨论，在授予Micro Motion公司的，和与本专利申请同一天提出的、题为“Coriolis流量计的流量测量管与流量计壳体连接的装置”的专利申请中给出。
工艺5000是固定工艺接头120-120′的一种优选方法。首先，在步骤5001中，修整流量测量管101的末端101L和101R，使它们从壳体端盖132，向外伸出一个预先确定的量。这可使接头均匀。
接着，在步骤5002中，将工艺接头102和102′套在流量测量管的末端101L和101R上。工艺接头120-120′由二种不同的金属制成。在该优选实施例中，该二种金属是如制造流量测量管101的钛；和制造壳体端盖132的不锈钢。钛包围穿过工艺接头120-120′的一个孔的至少一部分。有关该优选实施例的工艺接头120-120′的完整说明，请参考授予Micro Motion公司的、与本申请同一天申请的、题为“Coriolis流量计的双金属工艺接头”的专利申请。
在步骤5003中，将工艺接头120-120′与壳体103连接，在工艺接头120-120′固定在壳体端盖132上以后，工艺5000结束；这时，工艺接头120-120′与流量测量管101固定。流量测量管101的末端101L和101R，与工艺接头120-120′的、由与流量测量管101相同的金属制成的，并包围着上述的孔的部分固定。在一个优选实施例中，该部分为与工艺接头120-120′的一端固定的一个垫片121-121′(见图12)。这就形成了由单一一种金属，例如钛制成的流动路径。在一个优选实施例中，垫片121-121′是用通常的焊接方法与流量测量管101的末端连接的。工艺500结束，并回到工艺1000的步骤1006。整个装配工艺结束。
以上就是制造一个直管式Coriolis流量计的完整的工艺方法。可以预期到，业内人士既可借助于文献也可借助于等同原则能够并且将会设计出各种替代系统，它们构成了对由下述权利要求书所规定的本发明的侵权。

Claims (17)

1.一种制造具有由第一种金属制成的一个直流量管(101)和由该第一金属或有类同于该第一金属特性的金属制成的一个平衡杆(102)的科氐流量计的方法(1000)；所述方法(1000)包括下列步骤：
步骤(1001)将所述直流量管(101)与所述平衡杆(102)连接起来；该平衡杆的方向，与所述直流量管(101)的纵轴线平行；并包围所述直流量管(101)的一部分；其中，所述直流量管(101)和所述平衡杆(102)形成一个流量管组件(150)；
步骤(1002)将一个激励器(104)和拾取传感器(105-105′)安装在所述直流量管(101)和所述平衡杆(102)上，其特征在于该方法还包含如下步骤：
步骤(2002)将壳体接头(111)，在接近所述平衡杆(102)的每个末端处，与所述流量管组件(150)的每个末端固定；
步骤(1003)将所述流量管组件(150)，插入壳体(103)的一个孔(134)中，其中，所述壳体(103)由与所述第一种金属不同的第二种金属制成；和
步骤(3002)将所述各壳体接头(111)与所述壳体(103)的各末端处的所述壳体的内表面上的插入件连接，其中，所述每一插入件的热膨胀特性系数与所述第一种金属相似；和
步骤(1005)将所述壳体密封：
2.如权利要求1所述的方法，其特征为，所述固定各所述壳体接头(111)的步骤(2002)包括下列步骤：
将所述各壳体接头(111)和所述平衡杆(102)跟所述直流量管(101)真空钎焊在一起，形成所述的流量管组件(150)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征为，所述将所述各壳体接头(111)与一插入件连接的步骤(3002)，包括下列步骤：
将所述各壳体接头(111)在所述壳体(103)的各端焊接在所述壳体(103)内表面上的所述插入件上。
4.如权利要求1所述的方法，其特征为，固定所述流量管组件(150)的所述每一端的步骤(1004)，包括下列步骤：
将所述直流量管(101)的每一端与包含第二种金属的壳体端盖(132)连接。
5.如权利要求4所述的方法，其特征为，固定所述流量管组件(150)的每一端的步骤(1004)还包括：
步骤(3003)，将所述各壳体端盖(132)固定在穿过所述壳体(103)的所述孔(134)的每一端，以封闭所述壳体(103)，其中，所述各壳体端盖(132)具有所述直流量管(101)穿过的一个孔。
6.如权利要求5所述的方法，其特征为，所述固定所述各壳体端盖(132)的步骤(3003)，包括下列步骤：
将所述各壳体端盖(132)焊接在所述壳体(103)上。
7.如权利要求6所述的方法，其特征为，所述固定所述各壳体端盖(132)的步骤(3003)，包括下列步骤：
在焊接所述各壳体端盖(132)之前，将所述各壳体端盖(132)定位焊于所述壳体(103)。
8.如权利要求5所述的方法，其特征为，所述将所述各壳体端盖(132)和所述孔(134)各端连接的步骤，包括下列步骤：
将一种钎焊材料放入所述各壳体端盖(132)内；和
将所述直流量管(101)与所述各壳体端盖(132)用感应钎焊法焊接起来。
9.如权利要求5所述的方法，其特征为，所述连接所述各壳体端盖(132)和所述孔各端的步骤包括下列步骤：
在将所述平衡杆(102)与所述直流量管(101)固定以后，将一个由具有与所述第一种金属和所述第二种金属相似的热膨胀系数的金属制成的过渡件，用真空钎焊方法，焊接在所述直流量管(101)上；和
将所述过渡件与所述各壳体端盖(132)进行塞焊。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括下列步骤：
步骤(3001)，在将所述流量管组件(150)插入所述壳体(103)的孔(134)中之后，将与所述激励器(104)、拾取传感器(105-105′)和温度传感器(106)连接的导线，与跟所述壳体(103)相联的导线连接。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括下列步骤：
步骤(4001)，在封闭了所述流量管组件(150)后，密封所述壳体(103)上的进入孔。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括下列步骤：
步骤(4002)，在密封所述进入孔后，进行气压试验，以检测所述壳体(103)的结构完整性。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于还包括下列步骤：
步骤(4003)，在完成所述气压试验后，密封一气压进入孔。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括下列步骤：
步骤(4004)，用护面包封所述壳体(103)。
15.如权利要求14所述的方法，其特征为，所述用所述护面包封所述壳体(103)的步骤，包括下列步骤：
沿着纵向，将所述护面的第一个侧边与第二个侧边焊接起来；和
将所述护面的每一端的圆周，与一个壳体端盖(132)焊接起来。
16.如权利要求1所述的方法，它还包括下列步骤：
步骤(1006)，在将所述流量管组件(150)的每一个末端与所述壳体(103)的至少二个点固定以后，将工艺接头(120-120′)与所述直流量管(101)的各端及所述壳体(103)二端固定。
17.如权利要求16所述的方法，其持征在于还包括下列步骤：
将所述直流量管(101)的每一个末端插入一工艺接头的一个孔中；
将所述直流量管(101)的每一个末端与所述每一工艺接头的一部分焊接起来；和
将每一个所述工艺接头与一壳体端盖(132)连接。
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