NL8902140A - FLOW MEASURING SYSTEM OPERATING IN ACCORDANCE WITH THE CORIOLIS PRINCIPLE (IV). - Google Patents
FLOW MEASURING SYSTEM OPERATING IN ACCORDANCE WITH THE CORIOLIS PRINCIPLE (IV). Download PDFInfo
- Publication number
- NL8902140A NL8902140A NL8902140A NL8902140A NL8902140A NL 8902140 A NL8902140 A NL 8902140A NL 8902140 A NL8902140 A NL 8902140A NL 8902140 A NL8902140 A NL 8902140A NL 8902140 A NL8902140 A NL 8902140A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- oscillation
- measuring device
- tube
- loops
- flow measuring
- Prior art date
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 43
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000763 evoking effect Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
- G01F1/78—Direct mass flowmeters
- G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
- G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
- G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
- G01F1/8413—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details means for influencing the flowmeter's motional or vibrational behaviour, e.g., conduit support or fixing means, or conduit attachments
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
- G01F1/78—Direct mass flowmeters
- G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
- G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
- G01F1/845—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
- G01F1/8468—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
- G01F1/8481—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having loop-shaped measuring conduits, e.g. the measuring conduits form a loop with a crossing point
- G01F1/8486—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having loop-shaped measuring conduits, e.g. the measuring conduits form a loop with a crossing point with multiple measuring conduits
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
Volgens het Coriolis-principe werkende stromingsmeetinrichting (IV)Flow measuring device (IV) operating on the Coriolis principle
De uitvinding heeft betrekking op een volgens het Coriolis-princi-pe werkende stromingsmeetinrichting, met een aansluitinrichting, dieenerzijds met een toevoerzijdige en een afvoerzijdige aansluitbuis enanderzijds met twee nabij elkaar liggende meetbuislussen verbonden is,die door een oscillatie-opwekker met de met de n-de eigen oscillatie-vorm overeenkomende n-de eigen frequentie in tegengestelde richting inoscillatie gebracht kunnen worden en van sensoren voor de opname vaneen van de relatieve beweging afhankelijke meetgrootheid voorzienzijn.The invention relates to a flow measuring device operating according to the Coriolis principle, with a connecting device, on the one hand connected with a supply-side and a discharge-side connecting tube and on the other hand with two adjacent measuring tube loops, which are connected by an oscillation generator to the n- its own oscillation form corresponding to its own frequency can be brought in oscillation in the opposite direction and provided with sensors for recording a measured variable dependent on relative motion.
Bij een bekende inrichting van deze soort (EP-OS-O-239-679 Al) be¬staat de aansluitinrichting uit een stabiel blok, dat op beide voorzij¬den telkens drie tegenover elkaar liggende aansluitopeningen draagt. Opeen paar sluiten twee rechte aansluithuizen aan. Op de beide andere pa¬ren is telkens een meetbuislus bevestigd. Binnen in het blok lopenovereenkomst!ge verbindingskanalen.In a known device of this type (EP-OS-O-239-679 A1), the connecting device consists of a stable block, each of which carries three opposite connecting openings on both fronts. Two straight connection houses connect in a pair. A measuring tube loop is always attached to the other two pairs. Within the block, there are similar connection channels.
Elke meetbuislus bestaat uit een recht buissegment, twee hieropaansluitende 180°-krommingen en twee hiermee verbonden, ongeveer evenlange en eindsegmenten. De verhouding van de lengte van de meetbuislus-sen ten opzichte van hun hoogte bedraagt ongeveer 2:1.Each measuring tube loop consists of a straight tube segment, two adjacent 180 ° curves and two connected, approximately equal and end segments. The ratio of the length of the measuring tube loops to their height is about 2: 1.
Er zijn ook talrijke andere lusvormen, ze hebben bijvoorbeeld eencirkelvorm of een tennisracketvorm (DE-AS-2.822.087).There are also numerous other loop shapes, for example they have a circle shape or a tennis racket shape (DE-AS-2.822.087).
In alle gevallen is de meetgevoeligheid of kwaliteit van de meet-inrichting begrensd.In all cases, the measuring sensitivity or quality of the measuring device is limited.
De uitvinding beoogt een meetinrichting van de in de inleiding be¬schreven soort aan te geven, die een aanzienlijk hogere meetgevoelig¬heid bezit.The object of the invention is to indicate a measuring device of the type described in the introduction, which has a considerably higher measuring sensitivity.
Dit probleem wordt volgens de uitvinding opgelost door een zodani¬ge uitvoering van de meetbuislussen, dat de met de (n + l)-de eigen os-cillatievorm overeenkomende (n + l)-de eigen frequentie fn in het ge¬bied van 0,7 fn tot 1,5 fn, maar buiten het gebied van de resonan-tie-opwekking door fn, ligt.According to the invention this problem is solved by such a design of the measuring tube loops that the (n + l) -th own frequency fn corresponding to the (n + l) -th own oscillation form in the range of 0 .7 fn to 1.5 fn, but outside the range of the resonance generation by fn.
In het bedrijf worden de meetbuislussen door de osciUatie-opwek-ker met een van hun eigen frequenties, in de regel van de eerste eigenfrequentie, opgewekt; ze bewegen zich daarom in de bijbehorende eigenosei natievorm van elkaar af en naar elkaar toe. Deze beweging wordt opgrond van de Coriolis-krachten gesuperponeerd op een beweging, die ver¬regaand met de bewegingsvorm bij bekrachtiging met de (n + 1)-de eigenfrequentie, dus de (n + l)-de eigen osei natievorm, overeenkomt. Vol- gens de uitvinding wordt er constructief voor gezorgd, dat de(n + l)-de eigen frequentie relatief dicht naast de n-de eigen frequen¬tie ligt. Deze eigenschap leidt tot een duidelijk tot uitdrukking ko¬mende afbuiging afhankelijk van de Coriolis-krachten. Overeenkomstighoog is de gevoeligheid van de meetinrichting. Men kan met de(n + l)-de eigen frequentie zo dicht mogelijk de bekrachtigende n-deeigen frequentie benaderen; er moet slechts daar op gelet worden, datdeze bekrachtiging niet tot een resonantie-opwekking van de {n + l)-deeigen frequentie leidt, dus de bandbreedtekrommen elkaar niet of hoog¬stens in het gebied van voldoende sterke demping (bijvoorbeeld 80 dB)overlappen en daarom geen beïnvloeding van de faseverschuiving in hetsensorgebied plaats heeft.In operation, the measuring tube loops are generated by the oscillation generator at one of their own frequencies, as a rule of the first natural frequency; they therefore move away from and towards each other in the corresponding eigenosei nation form. On the basis of the Coriolis forces, this movement is superimposed on a movement which, corresponding to the form of movement when energized, corresponds to the (n + 1) th natural frequency, that is, the (n + 1) th own osei form. According to the invention it is constructively ensured that the (n + 1) -th natural frequency is relatively close to the nth natural frequency. This property leads to a clearly expressed deflection depending on the Coriolis forces. The sensitivity of the measuring device is correspondingly high. With the (n + 1) th own frequency one can approach the energizing n-th own frequency as closely as possible; only care has to be taken that this energization does not lead to a resonance generation of the {n + 1) own frequency, so the bandwidth curves do not overlap or at least in the region of sufficiently strong attenuation (e.g. 80 dB) and therefore no influence of the phase shift in the sensor region takes place.
Wanneer fn + j groter is dan fn wordt de afbuiging opgrond van de Coriolis-kracht in hoofdzaak door de stijfheid van demeetbuislussen en niet door de massa bepaald. Daarom hebben veranderin¬gen van de dichtheid of van de te meten vloeistof een in verhouding ge¬ringe invloed op de van de Coriolis-kracht afhankelijke afbuiging, het¬geen eveneens tot de verbetering van de meetgevoeligheid bijdraagt.When fn + j is greater than fn, the deflection due to the Coriolis force is mainly determined by the stiffness of the measuring tube loops and not by the mass. Therefore, changes in the density or the liquid to be measured have a proportionally influenced influence on the deflection dependent on the Coriolis force, which also contributes to the improvement of the measuring sensitivity.
Bijzonder gunstig is het daarom, wanneer n gelijk is aan 1, dus deopwekking met de eerste eigen oscillatie plaatsheeft en de vervormingvan de meetbuislus door de Coriolis-krachten met de tweede eigen oscil-latievorm overeenkomt. Hierbij volgen a priori naar verhouding groteafbuigingen, zodat de bereikte verbeteringen bijzonder zwaar wegen.It is therefore particularly advantageous if n equals 1, so that the generation takes place with the first self-oscillation and the deformation of the measuring tube loop by the Coriolis forces corresponds to the second self-oscillation shape. This involves relatively large deflections a priori, so that the improvements achieved weigh particularly heavily.
Als bijzonder voordelig is gebleken, wanneer in het gebiedvan 1,2 fj tot 1,3 fj of in het gebied van 0,75 fj tot 0,85 filigt.It has been found to be particularly advantageous if, in the range from 1.2 fj to 1.3 fj or in the range from 0.75 fj to 0.85.
Een verdere verbetering volgt, wanneer de kwaliteit Q van het, demeetbuislussen bevattende oscillatiestelsel zowel bij de n-de als bijde (n + l)-de eigen frequentie tenminste gelijk is aan 3.000, en bijvoorkeur zelfs groter is dan 4.000. Omdat dit met een buitengewoonsmalle bandbreedte overeenkomt, kunnen de eigen frequenties nog dichterbij elkaar liggen, hetgeen tot overeenkomstig grote afbuigingen afhan¬kelijk van de Coriolis-krachten leidt.A further improvement follows when the quality Q of the oscillation system containing the measuring tube loops, at both the nth and the (n + 1) th natural frequencies, is at least equal to 3,000, and preferably even greater than 4,000. Since this corresponds to an extremely narrow bandwidth, the natural frequencies may be even closer together, leading to correspondingly large deflections depending on the Coriolis forces.
Bij een stromingsmeetinrichting, waarbij de meetbuislussen telkenseen recht buissegment, met twee hierop aansluitende 180e-krommingen entwee hiermee verbonden ongeveer even lange eindsegmenten bevatten, dieuitgaan van tegenover elkaar liggende voorzijden van een blok, verdienthet de voorkeur dat de lengte van de meetbuislussen tenminste gelijk isaan het 6-voudige van zijn hoogte. Bijzonder voordelig is een lengtevan de meetbuislussen die gelijk is aan het 8- tot 12-voudige, bij voorkeur ongeveer gelijk is aan het 10-voudige van zijn hoogte. Bij deoscillatiebeweging wordt de buis van de meetbuislus door buiging endoor torsie belast. Als gevolg van de grote lengte volgt reeds bijkleine torsiebelastingen een grote afbuiging. Daarom ligt niet slechtsde tweede eigenfrequentie verhoudingsgewijs laag, maar de buis wordtook mechanisch verhoudingsgewijs weinig belast, hetgeen tot een over¬eenkomstig hoge levensduur leidt. Een verder voordeel bestaat daaruit,dat de gehele meetinrichting dwars op de rechte buissegmenten verhou¬dingsgewijs kleine afmetingen bezit. Daarom kan hij zonder moeilijkhe¬den in een beveiligingsbuis ingebracht worden hetgeen op grond van deveiligheidsvoorzorgen gunstig is.In a flow measuring device in which the measuring tube loops each have a straight tube segment, with two adjacent 180th bends and two end segments connected therewith of approximately the same length, starting from opposite front sides of a block, it is preferred that the length of the measuring tube loops is at least equal to the 6-fold of its height. Particularly advantageous is a length of the measuring tube loops equal to 8 to 12 times, preferably approximately equal to 10 times its height. In de-oscillation movement, the tube of the measuring tube loop is subjected to bending and torsion. As a result of the great length, even small torsional loads follow a large deflection. Therefore, not only the second natural frequency is relatively low, but the tube is also mechanically relatively little loaded, which leads to a correspondingly long service life. A further advantage consists in that the entire measuring device has comparatively small dimensions transverse to the straight pipe segments. Therefore, it can be inserted into a protection tube without difficulty, which is favorable due to safety precautions.
De lengte van het blok zal hoogstens 15%, bij voorkeur minder dan5% van de lengte van de meetbuislussen moeten bedragen. De eindsegmen-ten zijn daarom praktisch in het midden van de meetbuislussen beves¬tigd, zodat enerzijds verhoudingsgewijs lange eindsegmenten voor detorsiebelasting ter beschikking staan en anderzijds vervormingen vanhet blok op grond van uitwendige invloeden, bijvoorbeeld van de tempe¬raturen slechts weinig invloed op het eindresultaat hebben.The length of the block should be at most 15%, preferably less than 5%, of the length of the measuring tube loops. The end segments are therefore mounted practically in the middle of the measuring tube loops, so that on the one hand relatively long end segments are available for torsion load and on the other hand deformations of the block due to external influences, for example of the temperatures, only have little influence on the end result. to have.
Bij een verdere ontwikkeling is ervoor gezorgd, dat het de meet¬buislussen dragende blok via tenminste een paar verende verbindingsbui-zen met een ander blok verbonden is, waarnaar de beide aansluithuizenleiden. De verende verbindingsbuizen zorgen ervoor, dat invloeden vanbuiten, in het bijzonder ook vibraties, door de meetbuislussen en hethun dragende blok op afstand gehouden worden. In het bijzonder kanhierdoor een bekrachtiging van de (η + 1)-de eigen frequentie van bui¬ten vermeden worden.In a further development it is ensured that the block carrying the measuring tube loops is connected to another block via at least a pair of resilient connecting pipes, to which the two connecting housings lead. The springy connecting tubes ensure that external influences, in particular also vibrations, are kept at a distance by the measuring tube loops and their supporting block. In particular, by energizing the (η + 1) -the natural frequency of outside, this can be avoided.
Gunstig is het verder, dat tenminste de meetbuislussen ende hier¬op aansluitende buissegmenten uit een meervoudig gebogen afzonderlijkebuis bestaan en dat het buissegment tussen de lussen en de buissegmen-ten op de einden daarvan in drie met elkaar verbonden huishouders ge¬fixeerd zijn. Op deze manier is verzekerd, dat over de totale lengtevan de meetbuislussen en de in de huishouders gefixeerde buissegmentengeen soldeerpunt aanwezig is. De verhoudingen van de eigen oscillatiekunnen daarom ook bij massaproductie zeer nauwkeurig vastgelegd worden.Er bestaat geen gevaar, dat er ongelijkmatige soldeerpunten verschil¬lende eigen frequenties optreden. Bovendien zorgt het ontbreken van desoldeerpunten voor een hogere stevigheid. Er bestaat ook geen gevaar,dat het te meten medium door contact met sol deermaten'aal ongewenstereacties ondervindt.It is further advantageous that at least the measuring tube loops and the adjacent tube segments consist of a multi-bent separate tube and that the tube segment between the loops and the tube segments are fixed at the ends thereof in three connected house holders. In this way it is ensured that no soldering tip is present over the entire length of the measuring tube loops and the tube segments fixed in the housing holders. The proportions of the own oscillation can therefore also be determined very accurately during mass production. There is no danger of uneven soldering points of different natural frequencies. In addition, the lack of desoldering tips ensures higher strength. There is also no danger that the medium to be measured may experience undesirable reactions through contact with solder sizes.
Voor de doelmatigheid zijn de drie huishouders parallel naast el- kaar in een vlak aangebracht. Vervaardiging en montage worden hierdoorzeer vergemakkelijkt. De doorlopende afzonderlijke buis wordt evenwelspiraal vormig vervormd. Dit is echter zonder betekenis voor de metingomdat zowel erna als ervoor de met elkaar samenwerkende segmenten van: de meetbuislussen parallel naast elkaar liggen.For efficiency, the three householders are arranged parallel to each other in a plane. Manufacturing and assembly are thus greatly facilitated. The continuous individual tube is deformed in the same way as the spiral. However, this is of no significance for the measurement, since both after and before the interacting segments of the measuring tube loops are parallel to each other.
Een andere oplossing van het gestelde probleem, dat ook samen metde eerste oplossing toegepast kan worden, bestaat daaruit dat de meet-buislussen in de oscillatiebuiken van de n-de eigen oscillatie evenalsvan de (n + l)-de eigen oscillatie met massa-elementen, met inbegripvan de op de meetbuis aangebrachte delen van de oscillatie-opwekker envan de sensoren, zijn voorzien en hun massa's zo op elkaar afgestemdzijn dat de door de Coriolis-krachten bewerkstelligde afbuiging onaf¬hankelijk is van de dichtheid van de te meten vloeistof.Another solution to the posed problem, which can also be applied together with the first solution, consists in that the measuring tube loops in the oscillation bellies of the nth own oscillation as well as of the (n + 1) th own oscillation with mass elements including the parts of the oscillation generator and the sensors applied to the measuring tube and their masses are so coordinated that the deflection effected by the Coriolis forces is independent of the density of the liquid to be measured.
Het is onvermijdelijk dat op de meetbuislussen delen van de oscil¬latie-opwekker en de sensoren aangebracht worden. Hierdoor wordt echterhet oscillatiegedrag zodanig beïnvloed, dat de door de Coriolis-krachten opgeroepen afbuigingen afhankelijk van de dichtheid, dus vande specifieke massa van de te meten vloeistof verandert. Wanneer menechter de genoemde oscillatiebuiken met massa-elementen bezet en dezemassa's op elkaar afstemt, kan de invloed van de vloeistofdichtheid opde afbuiging geëlimineerd worden. De grootheid van de voor de aanpas¬sing vereiste massa's kan men door proefnemingen of berekeningen vast¬stellen.It is inevitable that parts of the oscillation generator and the sensors are applied to the measuring tube loops. However, this influences the oscillation behavior such that the deflections evoked by the Coriolis forces change depending on the density, i.e. the specific mass of the liquid to be measured. However, if the above-mentioned oscillation bellies are occupied with mass elements and these masses are coordinated, the influence of the liquid density on the deflection can be eliminated. The magnitude of the masses required for the adaptation can be determined by experiments or calculations.
In het eenvoudigste geval is bij met de eerste eigen frequentief]_ opgewekte meetbuis!us telkens een massa-element ongeveer in hetmidden van de lus en ongeveer in het midden van de lushelften aange¬bracht, zoals dit voor oscillatie-opwekker en sensoren, evenwel zonderde hiervoor vermelde aanpassing reeds bekend is.In the simplest case, with the first self-generated frequency tube, a mass element is always arranged approximately in the middle of the loop and approximately in the middle of the loop halves, such as this for oscillation generator and sensors, however without the aforementioned adjustment is already known.
De uitvinding wordt in het vervolg aan de hand van in de tekeningweergegeven voorkeursuitvoeringsvoorbeelden nader toegelicht. Hierbijtonen: fig. 1 een schematische weergave van een eerste uitvoeringsvorm,fig. 2 een ruimtelijke weergave van een tweede uitvoeringsvorm,fig. 3 in een diagram de op de opwekkracht F betrekking hebbendeafbuiging U en de daarmee verbonden demping D over de frequentie F,fig. 4 in een diagram de faseverschuiving op de sensor over defrequentie, fig. 5 het oscillatiegedrag bij de aftakking van massa-elementenen fig. 6 de tweede eigen oscillatievorm en de bijbehorende Coriolis- kracht.The invention will be explained in more detail below with reference to preferred exemplary embodiments shown in the drawing. Herein: fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment, fig. 2 a spatial representation of a second embodiment, fig. 3 shows in a diagram the deflection U relating to the generating force F and the associated damping D over the frequency F, FIG. 4 shows in a diagram the phase shift on the sensor over the frequency, FIG. 5 the oscillation behavior at the tap-off of mass elements, and FIG. 6 the second inherent oscillation form and the corresponding Coriolis force.
Fig. 1 is een meetinrichting 1 in een beveiligingsbuis 2 aange¬bracht. Twee aansluitbuizen 3 en 4 die telkens van een flens 5 en 6voorzien zijn, leiden van uitwendige aansluitpunten tot tegenover el¬kaar liggende voorzijden van een blok 7. Ze zijn met twee verende ver-bindingsbuizen 8 resp. 9 verbonden, die naar een tweede blok 10 leiden.Dit draagt twee meetbuislussen 11 en 12, die met elkaar en met de ver-bindingsbuizen in serie liggen. De meetbuislussen hebben een lengte L,die een veelvoud, hier het 10-voudige, van de lushoogte H bedraagt. Hetblok 7 bezit een zeer geringe lengte L. Die bedraagt minder dan 5% vande lengte L.Fig. 1, a measuring device 1 is arranged in a safety tube 2. Two connecting pipes 3 and 4, each with a flange 5 and 6, lead from external connection points to opposite front sides of a block 7. They are provided with two resilient connecting pipes 8 and 6, respectively. 9 leading to a second block 10. This carries two measuring tube loops 11 and 12 which are in series with each other and with the connecting tubes. The measuring tube loops have a length L, which is a multiple, here 10 times, of the loop height H. The block 7 has a very small length L. It is less than 5% of the length L.
In het midden van de lussen bevindt zich een oscillatie-opwekker13, waarmee de beide lussen met de met de eerste eigen oscillatievormovereenkomende eerste eigen frequentie f^ relatief naar elkaar toe envan elkaar af bewogen worden. In het gebied van het midden van elkelushelft bevinden zich sensoren 14 en 15, die meetsignalen opwekken,die van de relatieve beweging van de meetbuislus 11 en 12 afhangen.Uitde beide meetwaarden kan op bekende wijze de doorstroomhoeveelheid be¬rekend worden. De oscillatiebekrachtiger 13 bezit twee elementen 13a en13b, die met telkens een lus verbonden zijn. Eveneens bezitten de sen¬soren 14 resp. 15 twee elementen 14a, 14b resp. 15a, 15b die telkensmet een meetbuislus verbonden zijn.In the middle of the loops there is an oscillation generator 13, with which the two loops are moved towards and away from each other with the first natural frequency f ^ corresponding to the first own oscillation form. In the region of the center of each loop half there are sensors 14 and 15 which generate measuring signals which depend on the relative movement of the measuring tube loop 11 and 12. The flow rate can be calculated from the two measured values in a known manner. The oscillation exciter 13 has two elements 13a and 13b, which are each connected with a loop. The seniors also have 14 resp. Two elements 14a, 14b resp. 15a, 15b which are each connected to a measuring tube loop.
In fig. 2 worden voor overeenkomstige delen met 100 verhoogde re¬ferentie tekens ten opzichte van fig. 1 toegepast, waarbij oscillatie-bekrachtigers en sensoren niet weergegeven zijn. Het belangrijke ver¬schil bestaat daaruit, dat het blok 107 met de aansluitende segmentenvan de aansluitbuis 105 en 106 volledig in de door de meetbuislussen111 en 112 begrensde ruimte aangebracht is. De radiale uitzetting isdaarom nog geringer. Er kan een beveiligingsbuis 2 met kleinere diame¬ter toegepast worden.In FIG. 2, corresponding parts with 100 raised reference characters relative to FIG. 1 are used, oscillation actuators and sensors not shown. The important difference consists in that the block 107 with the connecting segments of the connecting tube 105 and 106 is completely arranged in the space delimited by the measuring tube loops 111 and 112. The radial expansion is therefore even smaller. A protection tube 2 with a smaller diameter can be used.
De meetbuislus 111 bestaat uit een recht eindsegment 116, een180°-kromming 117, een recht buissegment 118, een 180°-kromming 119 eneen ander recht buissegment 120. De tweede meetbuislus 112 bestaat uiteen recht buissegment 121, een 180°-kromming 122, een langer recht seg¬ment 123, een 180e-kromming 124 en een recht eindsegment 125. De totalebuisconstructie is uit een doorlopende afzonderlijke buis R gebogen.Vanwege de vele rechte buissegmenten kunnen slechts zes buigpunten aan¬gebracht worden.The measuring tube loop 111 consists of a straight end segment 116, a 180 ° bend 117, a straight tube segment 118, a 180 ° bend 119, and another straight tube segment 120. The second measuring tube loop 112 consists of a straight tube segment 121, a 180 ° bend 122, a longer straight segment 123, a 180th curvature 124 and a straight end segment 125. The total tube construction is bent from a continuous separate tube R. Due to the many straight tube segments, only six inflection points can be applied.
Het blok 107 bestaat uit een bovendeel 126 en een onderdeel 127,die onderling twee huishouders 128 en 129 voor de opname van die buis- segmenten vormen, die tussen de aansluithuizen 105 resp. 106 en de bij¬behorende verbindingsbuis lopen. Het blok 110 bestaat uit een bovendeel130 en een onderdeel 131, die onderling drie huishouders vormen, waar¬van slechts de huishouders 132 en 133 zichtbaar zijn. De huishouder 132dient voor de opname van het buissegment tussen de beide meetbuisseg-menten 120 en 121. De beide andere huishouders dienen voor de opnamevan de buissegmenten tussen de meetbuis-eindsegmenten 116 en 125 en denabije verbindingsbuis. De gebogen buis wordt op de overeenkomstigepunten in de onderdelen van de blokken 107 en 109 gelegd. Dan wordendeze door opleggen van het bovendeel en verbinden van de beide delengefixeerd. Dit kan telkens naar gelang materiaal door solderen, lassen,kleven, schroeven of ook door wrijvingssluiten plaatshebben.The block 107 consists of an upper part 126 and a part 127, which mutually form two house holders 128 and 129 for the accommodation of those tube segments, which are located between the connection houses 105 and 129, respectively. 106 and the associated connecting tube are running. The block 110 consists of an upper part 130 and a part 131, which form three house holders, of which only the house holders 132 and 133 are visible. The housing holder 132 serves to receive the tube segment between the two measuring tube segments 120 and 121. The other two housing holders serve to receive the tube segments between the measuring tube end segments 116 and 125 and the adjacent connecting tube. The bent tube is placed on the corresponding points in the parts of blocks 107 and 109. Then they are fixed by placing the top part and connecting the two parts. Depending on the material, this can be done by soldering, welding, gluing, screwing or also by frictional locking.
Fig. 3 geeft over de frequentie F de opwektoestand van het oscil-latiestelsel aan. Deze opwektoestand is enerzijds als afbuiging u perkrachteenheid F en anderzijds als demping D in dB aangegeven. Er zijntwee resonantiepunten bij de eerste eigen frequentie fj en de tweedeeigen frequentie f£ aangegeven. Op beide resonantiepunten bezit hetoscillatieselsel een hoge kwaliteit Q van boven 4.000, zodat zeer smal¬le bandbreedten volgen. De kwaliteit Q is op gebruikelijke wijze gede¬finieerd alsFig. 3 indicates the generating state of the oscillation system over the frequency F. This generating state is indicated on the one hand as deflection u power unit F and on the other hand as damping D in dB. Two resonance points are indicated at the first natural frequency fj and the second natural frequency f £. The oscillation system has a high quality Q of above 4,000 at both resonance points, so that very narrow bandwidths follow. The quality Q is conventionally defined as
waarbij u de amplitude en T de periodetijd is. Deze uitdrukking komtovereen met de verhouding van de amplitude ten opzichte van amplitude-afname per oscillatie.where u is the amplitude and T is the period time. This expression corresponds to the ratio of amplitude to amplitude decrease per oscillation.
De eerste eigen frequentie leidt tot de eerste eigen oscillatie-vorm, waarbij de Tussen geen knopen tussen de bevestigde einden vormen.De opwekking met de tweede eigen frequentie leidt tot de tweede eigenoscillatievorm, waarbij een oscillatieknoop in het lusmidden volgt ende eerste helft van de lus in tegengestelde richting ten opzichte vande tweede helft oscilleert. Deze wijze van afbuiging komt overeen metde door Coriolis-krachten opgeroepen vervorming van de meetbuislussen.The first natural frequency leads to the first natural oscillation shape, with the Between not forming nodes between the attached ends. The generation with the second natural frequency leads to the second natural oscillation shape, with an oscillation node in the loop center and the first half of the loop oscillates in the opposite direction to the second half. This deflection corresponds to the deformation of the measuring tube loops evoked by Coriolis forces.
Omdat de beide eigen frequenties relatief dicht naast elkaar lig¬gen volgt een verhoudingsgewijze sterke afbuiging uc op grond van deCoriolis-krachten Fc. Deze zijn namelijk volgens de volgende formule ten opzichte van elkaar evenredigBecause the two natural frequencies are relatively close to each other, a relatively strong deflection uc follows on the basis of the Coriolis forces Fc. These are in fact proportional to each other according to the following formula
De geringe afstand van f\ en f2 wordt door de in verhoudingtot de hoogte H grote lengte L van de meetbuislussen bereikt. Bij eenafbuiging van de buis!ussen worden namelijk de rechte buissegmenten116, 120, 121 en 125 niet alleen door torsie, maar ook door buigingvervormd. Daarom kunnen de gewenste vervormingen door kiesbare combina¬ties van torsie en buiging bereikt worden. De torsievervorming over eenlang eindsegment bezit het verdere voordeel, dat de optredende spannin¬gen geringer zijn en daarom de levensduur hoger is.The small distance of f \ and f2 is achieved by the length L of the measuring tube loops, which is large relative to the height H. Namely, when the tubes are deflected, the straight tube segments 116, 120, 121 and 125 are deformed not only by torsion, but also by bending. Therefore, the desired deformations can be achieved by selectable combinations of torsion and bending. The torsion deformation over a long end segment has the further advantage that the stresses that occur are less and therefore the service life is longer.
Fig. 4 geeft de van de Coriolis-kracht Fc en de Coriolis-afbui-ging Uc afhankelijke faseverschuiving <p(Fc, Uc) over een opwek-kerfrequentie f aan. Voor een invloed van de opwekkerfrequentie op defaseverschuiving en daarmee op het meetresultaat behoeft slechts tussende grenzen z\ en gevreesd te worden. Buiten de grenzen zijn deverhoudingen ongeveer constant. Voor de opgewekte eerste eigen frequen¬tie fj wordt echter een kleinere waarde dan f2 toegepast, omdat inhet gebied onder z\ de afbuiging op grond van de Coriolis-krachtenvan de stijfheid van het oscillatiestelsel afhangt, boven Z2 echtervan de massa van het stelsel. Daar volgden dienovereenkomstig verschil¬lende afbuigingen afhankelijk van de dichtheid van de te meten vloei¬stof. Wanneer het slechts om de meetbuislus zelf gaat, kan men daaromde afbuiging verregaand onafhankelijk van de vloeistofdichtheid houden.Fig. 4 indicates the phase shift <p (Fc, Uc) dependent on the Coriolis force Fc and the Coriolis deflection Uc over a generator frequency f. For an influence of the exciter frequency on the phase shift and thus on the measurement result, only intermediate limits z and need be feared. Outside the limits, the ratios are roughly constant. However, a smaller value than f2 is used for the generated first natural frequency fj, because in the region below z the deflection depends on the stiffness of the oscillation system, above Z2, on the mass of the system due to the Coriolis forces. There followed correspondingly different deflections depending on the density of the liquid to be measured. Therefore, when it concerns only the measuring tube loop itself, the deflection can be kept largely independent of the liquid density.
De meetbuislus is echter met massa-elementen, bijvoorbeeld elemen¬ten 13a, 14a en 15a bezet. Deze leiden wederom tot een afhankelijkheidvan de afbuiging van de vloeistofdichtheid. Dit wordt aan de hand vanfig. 5 toegelicht. Hier wordt de eerste eigen oscillatievorm bekeken,waarbij de lus in uitgestrekte vorm weergegeven is. Uit de weergave ais zichtbaar, dat bij het aanbrengen van massa's mj en 1¾ ongeveerin het gebied van het midden van elke lushelft de oscillatievorm van devolledig uitgetrokken lijn bij geringere vloeistofdichtheid tot de on¬derbroken weergegeven lijn bij hogere vloeistofdichtheid verandert. Inde weergave bij b is een massa Π13 in het lusmidden zichtbaar gemaakt.Die leidt daartoe, dat de eerste eigen oscillatievorm van de volledig doorgetrokken lijn bij geringe vloeistofdichtheid ten opzichte van deonderbroken weergegeven lijn bij hogere vloeistofdichtheid verandert.De desbetreffende verandering hangt af van de grootte van de afzonder¬lijke massa’s. Door aanpassing van de massa's βχ, m? en 1¾ aanelkaar kan bereikt worden, dat de onderbroken weergegeven afwijkingenwederzijds opgeheven worden. De meetgevoeligheid is daarom verregaandonafhankelijk van de vloeistofdichtheid. Overeenkomstig hoog is demeetnauwkeurigheid.The measuring tube loop is, however, occupied with mass elements, for example elements 13a, 14a and 15a. These again lead to a dependence of the fluid density deflection. This is illustrated with fig. 5 explained. Here, the first proprietary oscillation shape is viewed, with the loop shown in extended form. It can be seen from the display that when applying masses mj and 1¾ approximately in the region of the center of each loop half, the oscillation shape changes from the fully drawn line at lower liquid density to the solid line shown at higher liquid density. In the display at b, a mass Π13 has been made visible in the loop center, which means that the first inherent oscillation shape of the fully traversed line at low liquid density changes from the solid line shown at higher liquid density. The respective change depends on the size of the individual masses. By adjusting the masses βχ, m? and 1¾ together it can be achieved that the interrupted displayed deviations are mutually canceled. The measurement sensitivity is therefore largely independent of the liquid density. Measuring accuracy is correspondingly high.
In de eerder beschreven uitvoeringsvoorbeelden werd een opwekkingmet de eerste eigen oscillatie toegepast, waarbij de afbuiging op grondvan de Coriolis-krachten met de tweede eigen oscillatievorm overeen¬komt. In ffg. 6 is in de weergave d zichtbaar gemaakt, dat de opwekkingmet de tweede eigen frequentie plaats heeft, de uitgestrekt weergegevenlus dus in tweede eigen oscillatievorm oscilleert. Hierbij resulterenCoriolis-krachten, zoals in de weergave e zichtbaar gemakt zijn, het¬geen tot afbuigingen volgens de derde eigen oscillatievorm leidt. Ietsovereenkomstigs geldt voor de bekrachtiging met hogere eigen frequen¬ties.In the previously described exemplary embodiments, a generation with the first self-oscillation was applied, the deflection corresponding to the second self-oscillation shape on the basis of the Coriolis forces. In ffg. 6, it is shown in the representation d that the generation with the second natural frequency takes place, so the extended reproduced loop oscillates in the second natural oscillation form. Coriolis forces, as shown in the representation e, result in this, which leads to deflections according to the third inherent oscillation shape. Something similar applies to the energization with higher natural frequencies.
Bij een uitvoeringsvorm had de meetinrichting volgens fig. 2 devolgende data:In one embodiment, the measuring device according to Fig. 2 had the following data:
Lengte L = 35 tot 45 cmHoogte H = 4 tot 5 cmBuisdiameter buiten = 8-10 mmBuiswanddikte = 1 mmBuismateriaal = roestvrijstaalKwaliteit >4.000 1. eigen frequentie = 135 Hz 2. eigen frequentie = 175 HzLength L = 35 to 45 cm Height H = 4 to 5 cm Tube diameter outside = 8-10 mm Tube wall thickness = 1 mm Tube material = stainless steel Quality> 4,000 1. Own frequency = 135 Hz 2. Own frequency = 175 Hz
Gunstig is het, wanneer fj tussen 100 en 150 Hz ligt. Dit gebiedligt op de bovenste grens van de voor de bekrachtiging geschikte eersteeigen frequentie en vergemakkelijkt daarom de tweede eigen frequentiedoor constructieve maatregelen in de nabijheid daarvan aan te brengen.It is favorable if fj is between 100 and 150 Hz. This area is at the upper limit of the first proper frequency suitable for the excitation and therefore facilitates the second own frequency by arranging constructional measures in the vicinity thereof.
Van de getoonde constructies kan in meerdere opzichten afgewekenworden zonder afstand te doen van de basisgedachte van de uitvinding.The shown constructions can be deviated from in several respects without departing from the basic idea of the invention.
Zo kunnen de meetlussen boven elkaar in plaats van naast elkaar aange¬bracht worden. De blokken 7 en 10 kunnen een andere vorm en indelingkrijgen. Vanwege verdere details wordt naar de parallelle aanvragen"Volgens het Coriolis-principe werkende stromingsinrichting" (I), (II)en (III) van de aanvraagster verwezen.This allows the measuring loops to be fitted one above the other instead of side by side. Blocks 7 and 10 can have a different shape and layout. For further details, reference is made to the applicant's parallel applications "Coriolis principle" (I), (II) and (III).
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3829062A DE3829062A1 (en) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | FLOW MEASURING DEVICE (IV) WORKING ACCORDING TO THE CORIOLIS PRINCIPLE |
| DE3829062 | 1988-08-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8902140A true NL8902140A (en) | 1990-03-16 |
Family
ID=6361683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8902140A NL8902140A (en) | 1988-08-26 | 1989-08-24 | FLOW MEASURING SYSTEM OPERATING IN ACCORDANCE WITH THE CORIOLIS PRINCIPLE (IV). |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02107925A (en) |
| DE (1) | DE3829062A1 (en) |
| DK (1) | DK416989A (en) |
| ES (1) | ES2014875A6 (en) |
| FR (1) | FR2635866A1 (en) |
| GB (1) | GB2222456A (en) |
| IT (1) | IT1233178B (en) |
| NL (1) | NL8902140A (en) |
| SE (1) | SE8902496L (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69515576T2 (en) * | 1994-09-09 | 2000-09-14 | Fuji Electric Co., Ltd. | Vibration measuring device |
| US5831178A (en) * | 1995-08-29 | 1998-11-03 | Fuji Electric Co., Ltd. | Vibration type measuring instrument |
| DE19652002C2 (en) * | 1995-12-15 | 2003-03-27 | Flowtec Ag | Vibration meter |
| HU225071B1 (en) * | 2000-12-21 | 2006-06-28 | Sandor Kun | Combined mass flow meter device and method for measuring mass flow of a non solid medium |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2865201A (en) * | 1954-08-26 | 1958-12-23 | Roth Wilfred | Gyroscopic mass flowmeter |
| US4127028A (en) * | 1977-06-07 | 1978-11-28 | Halliburton Company | Coriolis mass flow rate metering means |
| US4311054A (en) * | 1978-11-13 | 1982-01-19 | Halliburton Company | Mass flowmeter with sensor gain control |
| DE3534288A1 (en) * | 1985-09-26 | 1987-04-02 | Danfoss As | MASS FLOW METER ACCORDING TO THE CORIOLIS PRINCIPLE |
| US5423221A (en) * | 1986-02-11 | 1995-06-13 | Abb K-Flow Inc. | Mass flow measuring device |
| EP0239679B1 (en) * | 1986-04-04 | 1988-09-07 | Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg | Mass flow meter for fluids with coriolis force detecting devices |
| US4730501A (en) * | 1986-05-19 | 1988-03-15 | Exac Corporation | Single tube parallel flow coriolis mass flow sensor |
| GB2192714A (en) * | 1986-07-16 | 1988-01-20 | Schlumberger Electronics | Coriolis mass flow meter |
| US4803867A (en) * | 1987-04-28 | 1989-02-14 | Dahlin Erik B | Fluid measurement apparatus providing flow tube strain relief |
| US5115683A (en) * | 1988-09-27 | 1992-05-26 | K-Flow Division Of Kane Steel Co., Inc. | Coriolis mass flow meter adapted for low flow rates |
-
1988
- 1988-08-26 DE DE3829062A patent/DE3829062A1/en active Granted
-
1989
- 1989-07-10 SE SE8902496A patent/SE8902496L/en not_active Application Discontinuation
- 1989-08-23 ES ES8902916A patent/ES2014875A6/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-24 NL NL8902140A patent/NL8902140A/en not_active Application Discontinuation
- 1989-08-24 DK DK416989A patent/DK416989A/en not_active Application Discontinuation
- 1989-08-24 JP JP1218457A patent/JPH02107925A/en active Pending
- 1989-08-25 IT IT8967719A patent/IT1233178B/en active
- 1989-08-25 GB GB8919407A patent/GB2222456A/en not_active Withdrawn
- 1989-08-25 FR FR8911275A patent/FR2635866A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8919407D0 (en) | 1989-10-11 |
| FR2635866A1 (en) | 1990-03-02 |
| GB2222456A (en) | 1990-03-07 |
| SE8902496D0 (en) | 1989-07-10 |
| IT1233178B (en) | 1992-03-16 |
| JPH02107925A (en) | 1990-04-19 |
| DE3829062C2 (en) | 1992-07-09 |
| IT8967719A0 (en) | 1989-08-25 |
| ES2014875A6 (en) | 1990-07-16 |
| DK416989A (en) | 1990-02-27 |
| DK416989D0 (en) | 1989-08-24 |
| DE3829062A1 (en) | 1990-03-08 |
| SE8902496L (en) | 1990-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5253533A (en) | Mass flow meter | |
| US6330832B1 (en) | Coriolis flowmeter having a casing enclosed in a veneer | |
| KR100442461B1 (en) | Method and apparatus for a sensitivity enhancing balance bar | |
| NL1028938C2 (en) | Mass flow meter of the Coriolist type. | |
| RU2161780C2 (en) | Flowmeter based on coriolis effect (versions) and method of its operation | |
| US6301974B1 (en) | Mass flowmeter | |
| RU2007106893A (en) | VIBRATION TYPE MEASURING TRANSMITTER FOR MEASURING LEAKING FLUIDS AND MEASURING INSTRUMENT | |
| JP3416157B2 (en) | Coriolis flowmeter with corrugated flow tube | |
| US20060283264A1 (en) | Coriolis mass flow meter | |
| JP2003533677A (en) | Balance bar with low thermal stress for Coriolis flowmeter | |
| US6164140A (en) | Solid state transducer for Coriolis flowmeter | |
| GB2234591A (en) | Mass flowmeter working on the coriolis principle | |
| JP4830757B2 (en) | Angular velocity sensor and manufacturing method thereof | |
| US4856346A (en) | Dual flexures for coriolis type mass flow meters | |
| NL8902140A (en) | FLOW MEASURING SYSTEM OPERATING IN ACCORDANCE WITH THE CORIOLIS PRINCIPLE (IV). | |
| JPH0674989B2 (en) | Mass flow meter | |
| US5637804A (en) | Mass flowmeter | |
| KR20020038598A (en) | Apparatus for connecting a coriolis flowmeter to a case | |
| EP1337812B1 (en) | Gyroscopic mass flowmeter | |
| EP1726921A1 (en) | Coriolis flowmeter | |
| EP1208358B1 (en) | Coriolis mass flow meter | |
| AU2004315305B2 (en) | Coriolis flow rate meter | |
| AU2002232460A1 (en) | Gyroscopic mass flowmeter | |
| CN110073179A (en) | For measuring the density of flow media and/or the vibration-type measuring sensor of mass flow | |
| WO1999041572A9 (en) | Free standing coriolis driver |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1A | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BC | A request for examination has been filed | ||
| BV | The patent application has lapsed |