CN1251166A - 双重直管式科里奥利流量计 - Google Patents

Abstract

一种双重直管式科里奥利流量计,它由以下部分构成:流过被测定流体的直管状的流量管4;起平衡器作用,两端固定的中空筒状的外管5;驱动装置7;以及一对传感器8,利用驱动装置7,使流量管4振动,用一对传感器8检测与作用于流量管4上的科里奥利力成比例的相位差,测定质量流量。本发明在这样的双重直管式科里奥利流量计中,通过板状构件(连接板6),在外管5的两端进行与流量管4的固定,而且连接板6与管组合件支撑用板簧14构成一体。这样,本发明通过用板状构件将流量管和外管连接起来,吸收它们之间发生的应力,还能谋求外管温度的均匀化,而且能显著地降低制造成本。

Description

双重直管式科里奥利流量计

技术领域

本发明涉及平衡器用的备有外管的双重直管式科里奥利流量计。

背景技术

科里奥利流量计是一种在使支持着测定媒体流动的两端的测定管振动时，利用作用于测定管上的科里奥利力的大小与测定媒体的质量流量成正比的关系，进行质量流量的测定的流量计。

用图4说明现有的科里奥利流量计。该科里奥利流量计是双重直管式的，它有两端带有连接法兰2的呈中空圆筒状的外框1，在外框1内，与该外框1共轴地配置着由流量管4和外管5构成的双重直管。被测定流体在直管状的流量管4中流动，在中空直管状的外管5的中央部分安装着平衡锤10。而且，该流量管4和外管5利用在其两侧作为刚体的连接块12而被共轴地固定着。调整平衡锤10的重量，使将两侧的连接块12作为支撑部分的流量管4的固有频率和外管5的固有频率相等。

另外，在流量管4和外管5的中央部分安装着驱动装置7，用来驱动流量管4和外管5互相反相共振，而且在驱动装置7两端的对称位置设置着一对传感器8，用来检测由科里奥利力产生的流量管4的相位差。

这样的双重管式的科里奥利流量计的结构简单、紧凑，能稳定地检测与由科里奥利力产生的相位差成比例的质量流量。

可是，这样的双重管式的科里奥利流量计在被测流体的温度发生变化、流量管和外管之间存在很大的温差的情况下，沿纵向产生应力，热应力的发生导致弹簧常数变化，从而管道的固有频率变化。因此，能量平衡被破坏，难以进行共振驱动。

另外，在科里奥利流量计中，在实际流量的真值和作为测量结果的测定值之间存在称为仪表误差的误差，但该仪表误差需要修正。双重管式的科里奥利流量计一般是测量外管的某一点的温度或应力，以此为根据进行修正是有效的，但如果外管的温度分布不均匀，就不能正确地进行修正。如果用以往的由刚体构成的连接块12连接，则整体沿纵向导热不一样，来自两端的由局部的连接块12进行的热传递大，其结果，外管的温度分布不均匀。

另外，振动支撑端一般通过钎焊连接，但如果支撑端和管的热容量相差很大，则钎焊程序变得复杂，成为成本增加的原因。

本发明的目的就是要解决这样的问题，通过用板状构件连接流量管和外管，吸收管之间产生的应力，另外限制局部的热传导，谋求外管温度的均匀化，而且，通过使薄板的厚度接近于管壁的厚度，提供一种钎焊简单且良好的双重直管式科里奥利流量计。

发明的公开

本发明就是鉴于这种情况完成的，本发明的双重直管式科里奥利流量计由以下部分构成：流过被测定流体的直管状的流量管4；同心地配置在该流量管的外周侧，起平衡器作用，两端固定的中空筒状的外管5；驱动装置7；以及一对传感器8。而且，利用驱动装置7，使该流量管4振动，用一对传感器8检测由于该振动而在流量管的两侧与作用于该流量管4上的科里奥利力成比例的相位差，测定质量流量。本发明的这种双重直管式科里奥利流量计的特征在于：通过板状构件，在外管5的两端与流量管4进行固定，而且该板状构件利用其弹性，吸收由流量管和外管的伸缩之差引起的热应力。

这样，本发明通过用板状构件将流量管和外管连接起来，能吸收管之间发生的应力，因此，即使发生热应力，弹簧常数不变，管的固有频率也不变，能稳定地维持共振驱动。另外，由于是板状构件，其厚度较薄，能减少热传导，通过流量管和外管之间的空间沿纵向传热，以同样的比例增大，所以能谋求外管温度的均匀化。其结果，为了修正仪表误差，在外管的一点测定的温度就是正确的温度，所以能正确地修正仪表的误差。而且，由于板状构件的厚度接近于管壁厚度，所以它们的热容量大致相同，具有能简单且良好地进行钎焊的效果。

另外，本发明的双重直管式科里奥利流量计的特征在于：使上述板状构件呈圆盘状地置于同心配置的流量管4和外管5之间，与流量管4的外周侧和外管5的内周侧钎焊起来。这样，由于使板状构件呈圆盘状，所以既能维持难以通过板状构件进行热传导的较薄的厚度，又能具有足够的机械强度、并能进行牢固的钎焊。

另外，本发明的双重直管式科里奥利流量计的特征在于：将上述板状构件对称地延长到外管5的半径方向的外侧，作为板簧14，将其端部固定在外框1上。因此，结构简单，能同时具有获得稳定的振动用的板簧14的功能。通过将连接板和板簧构成一体，能减少零件个数，降低成本，同时能使流量管和外管的支点同管组件的支撑点完全一致，能获得稳定的振动，结果能低成本地制作高性能的科里奥利流量计。

附图的简单说明

图1表示应用本发明的双重直管式科里奥利流量计之一例。

图2是将图1中用A表示的圆圈内的流量管和外管的连接部分放大后的详图。

图3表示应用本发明的双重直管式科里奥利流量计的另一例，将流量管和外管的连接部分局部地放大后的示意图。

图4表示现有技术的双重直管式的科里奥利流量计。

实施发明用的最佳形态

以下，根据该实施形态，参照附图详细说明本发明。图1表示应用本发明的双重直管式科里奥利流量计之一例。该双重直管式科里奥利流量计有两端带连接法兰2的呈中空圆筒状的外框1，在外框1内与该外框1共轴地设有流过被测定流体的直管状的、由例如不锈钢、耐蚀高镍合金、钛合金等制成的流量管4。呈中空筒状的外管5在其两侧通过板状构件(连接板6)同心地固定在该流量管4的外侧，以便除其长度方向的两端部分外，构成同心双重管，详细情况如后文所述。而且，该位置成为振动支点。外管5由具有弹性的例如不锈钢、耐蚀高镍合金、钛合金等制成，同时在其中央部分安装着平衡锤10，作为全体来说具有平衡器的功能。

按照通常的方法使流量管4振动、以及检测由于振动产生的科里奥利力引起的相位差。即，驱动装置7被安装在外管5上，使流量管4以其固有振动的一次方式振动。而且，流体流过时，以振动速率最大的中央部分为界进行弯曲，以便科里奥利力在流入侧和流出侧方向相反，使流量管弯曲。将它称为二次方式分量，但流量管以根据驱动装置施加的振动进行的一次方式的振动和根据科里奥利力进行的二次方式的振动相重叠的形式进行位移。一对传感器8被设置在外管5上，且在驱动装置7的两侧、位于二次方式分量为最大的位置，检测由科里奥利力引起的流量管4的相位差，根据该相位差就能知道质量流量。

图2(a)是将图1中用A表示的圆圈内的成为流量管4和外管5的振动支点的连接部分放大后的详图。本发明在将流量管4和外管5连接起来时，使用以连接板6为例示出的板状构件。作为该板状构件，从后文所述的传热观点来看，越薄越有利，但从支撑外管所需要的机械强度的观点来看，另外为了牢固地进行钎焊，最好使两个管的厚度相同。同样，从机械强度及牢固地进行钎焊的观点来看，连接板6最好呈圆盘状位于流量管4和外管5之间。

另外，图2(b)与(a)一样，也是将成为流量管4和外管5的振动支点的连接部分放大后的详图。如图所示，为了获得稳定的钎焊强度，连接板6与流量管4的连接部分可以压弯。

该连接板6可以用例如不锈钢、耐盐酸镍基合金、钛合金等制成。如图所示，通过将连接板6与流量管4的外周、而且与外管5的内周分别进行钎焊，流量管4和外管5在其两端侧通过连接板6被固定成一体，成为振动支点。

作为原材料，可以使用金、镍、银、钒等。另外，图中虽然示出了外管5的内周和连接板6的外周钎焊的例，但也可以使连接板6的外周部分从侧面与外管5的两端的侧面接触进行钎焊。另外，也可以用焊接、粘接等适当的固定方法，代替钎焊进行固定。

本发明通过用板状构件将流量管4和外管5连接起来，能吸收热应力。假定流体温度发生了变化，则内部有流体流过的流量管4的温度立刻随之而变化，另一方面，位于其外侧的外管5的温度响应产生滞后。即，在流量管4和外管5之间产生温差，由该温差引起流量管4和外管5的伸缩差，从而产生热应力。如果采用本发明，则该热应力利用上述连接板6的弹性而被吸收。因此，即使发生热应力，弹簧常数不变，管的固有频率也不变，能稳定地维持共振驱动。

另外，本发明通过用连接板6进行连接，使得外管5的温度分布均匀。如上所述，假定流体温度发生了变化，则随之而变化的流量管4的温度(热量)传递到外管5上时，通过同心的两管之间的空间(这里存在的空气及辐射)，而且通过连接板6的传热，进行上述传递。通过两管之间的空间进行的传热情况沿其纵向相同，与此不同，通过连接板6进行的传热只从两端进行，成为温度分布不均匀的原因。本发明由于将连接板6制成板状构件，而不是象现有技术那样的刚体块，所以通过成为不均匀的原因的连接板6进行的传热比通过两管之间的空间同样进行的传热少。因此，作为整体，外管5的温度分布均匀，为了修正仪器误差，在外管上的一点测定的温度，就表示正确的温度，所以能正确地修正仪器误差。

图3表示应用本发明的双重直管式科里奥利流量计的另一例，将流量管和外管的连接部分局部地放大后示出。图中，14是与连接板6呈一体形成的板簧。

迄今已知，在双重直管式的情况下，通过用板簧14将振动支点支撑在外框1上，不易受支撑部分的特性变化的影响，能获得稳定的振动，但在该图所示的例中，将连接板6对称地延长到外管5的半径方向的外侧，在两侧构成板簧14。换句话说，将板簧14和连接板6构成一体，共用一块板。通过这样共用，能使结构简单，能同时具有连接板6的功能、以及板簧14的功能，容易进行钎焊。如图所示，在上下留出容易进行钎焊用的突出部分13，将左右部分切掉，将呈一体形成的连接板6及板簧14镶在这里，进行钎焊。然后，再用钎焊等适当的方法，将板簧14的另一端固定在外框1上。

另外，在图示的例中，假设沿图的上下方向进行振动驱动，对此将板簧14沿垂直横断方向延长，但板簧14的延长方向也可以沿与图示的例上下垂直的方向，与振动驱动的方向相同，或者也可以沿半径方向向四面八方延长。

工业上利用的可能性

如上所述，如果采用本发明，则在平衡器用的备有外管的双重直管式的科里奥利流量计中，能吸收在流量管和外管之间发生的应力，还能限制局部的热传导，能谋求外管温度的均匀化。

Claims (3)

1.一种双重直管式科里奥利流量计，它由以下部分构成：流过被测定流体的直管状的流量管；同心地配置在该流量管的外周侧，起平衡器作用，两端固定的中空筒状的外管；驱动装置；以及一对传感器，利用驱动装置，使上升流量管振动，通过用一对传感器检测由于该振动而与作用于该流量管上的科里奥利力成比例的相位差，测定质量流量，该双重直管式科里奥利流量计的特征在于：

通过板状构件，在上述外管的两端与流量管进行固定，而且该板状构件利用其弹性，吸收由流量管和外管的伸缩之差引起的热应力。

2.根据权利要求1所述的双重直管式科里奥利流量计，其特征在于：使上述板状构件呈圆盘状地置于同心配置的流量管和外管之间，与流量管的外周侧和外管的内周侧固定起来。

3.根据权利要求1或2所述的双重直管式科里奥利流量计，其特征在于：将上述板状构件对称地延长到外管的半径方向的外侧，作为板簧，将其端部固定在外框上。

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