PL196959B1 - Urządzenie do stabilizacji drgań w przepływomierzu Coriolisa - Google Patents

Urządzenie do stabilizacji drgań w przepływomierzu Coriolisa

Info

Publication number
PL196959B1
PL196959B1 PL349921A PL34992100A PL196959B1 PL 196959 B1 PL196959 B1 PL 196959B1 PL 349921 A PL349921 A PL 349921A PL 34992100 A PL34992100 A PL 34992100A PL 196959 B1 PL196959 B1 PL 196959B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
flow tube
tube
flow
frequency
transverse
Prior art date
Application number
PL349921A
Other languages
English (en)
Other versions
PL349921A1 (en
Inventor
Curtis John Ollila
Original Assignee
Micro Motion
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Micro Motion filed Critical Micro Motion
Publication of PL349921A1 publication Critical patent/PL349921A1/xx
Publication of PL196959B1 publication Critical patent/PL196959B1/pl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8413Coriolis 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8413Coriolis 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
    • G01F1/8418Coriolis 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 motion or vibration balancing means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/845Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
    • G01F1/8468Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
    • G01F1/849Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having straight measuring conduits

Abstract

1. Urz adzenie do stabilizacji drga n w przep lywomierzu Corioli- sa, zawieraj ace rur e przep lywow a do przyjmowania przep lywu materia lu, rur e równowazac a po laczon a z rur a przep lywow a, wzbudnic e, która powoduje drgania rury przep lywowej i rury równo- wazacej na p laszczy znie wzbudzania w przeciwnej fazie wzgl edem siebie nawzajem, przy czym te drgania na p laszczy znie wzbudzania i przep lyw materia lu wspólnie wzbudzaj a odchylenia Coriolisa rury przep lywowej, za s po laczone z rur a przep lywow a elementy prze- tworników przesuni ecia wykrywaj a te odchylenia Coriolisa i wytwa- rzaj a sygna ly reprezentuj ace informacje dotycz ace przep lywu materia lu w odpowiedzi na wykrycie odchyle n Coriolisa, oraz uk lady elektroniczne miernika odbieraj ace sygna ly z elementów przetworni- ków przesuni ecia i wytwarzaj ace informacj e wyj sciow a dotycz ac a przep lywu materia lu, przy czym przep lywomierz Coriolisa jest pod- czas pracy wystawiony na dzia lanie niepo zadanych drga n po- przecznych rury przep lywowej na p laszczy znie zasadniczo prosto- pad lej do wspomnianej p laszczyzny wzbudzania i te drgania po- przeczne wytwarzaj a w elementach przetworników przesuni ecia niepozadane sygna ly, które utrudniaj a przetwarzanie sygna lów przetworników przesuni ecia reprezentuj acych odchylenia Coriolisa kiedy odst ep cz estotliwo sci pomi edzy cz estotliwosci a wzbudzania i drganiami poprzecznymi jest mniejszy od wielko sci pozadanej, a ponadto z rur a przep lywow a i rura równowazac a s a po laczone elementy stabilizatora modów poprzecznych, za s ka zdy element stabilizatora modów poprzecznych ma cz esc pier scieniow a, posia- daj ac a okr agly otwór, w którym usytuowana jest rura przep lywowa, znamienne tym, ze ka zdy element (101) stabilizatora modów poprzecznych ma pierwsz a i drug a boczn a wyd luzon a cz esc (108) przebiegaj ac a od cz esci pier scieniowej (204) osiowo do wewn atrz, w kierunku wzd luznego srodka rury przep lywowej (303), wzd luz boków rury przep lywowej (303). PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196959 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 349921 (13) (22) Data zgłoszenia: 20.01.2000 (51) Int.Cl.
G01F 1/84 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:
20.01.2000, PCT/US00/01367 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:
17.08.2000, WO00/47956 PCT Gazette nr 33/00 (54)
Urządzenie do stabilizacji drgań w przepływomierzu Coriolisa
(30) Pierwszeństwo: 10.02.1999,US,09/247,429 (73) Uprawniony z patentu: MICRO MOTION, INC.,Boulder,US
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 21.10.2002 BUP 22/02 (72) Twórca(y) wynalazku: Curtis John Ollila,Westminster,US
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (74) Pełnomocnik:
29.02.2008 WUP 02/08 Kuczyńska Teresa, POLSERVICE, Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o.
(57) 1. Urządzenie do stabilizacji drgań w przepływomierzu Coriolisa, zawierające rurę przepływową do przyjmowania przepływu materiału, rurę równoważącą połączoną z rurą przepływową, wzbudnicę, która powoduje drgania rury przepływowej i rury równoważącej na płaszczyźnie wzbudzania w przeciwnej fazie względem siebie nawzajem, przy czym te drgania na płaszczyźnie wzbudzania i przepływ materiału wspólnie wzbudzają odchylenia Coriolisa rury przepływowej, zaś połączone z rurą przepływową elementy przetworników przesunięcia wykrywają te odchylenia Coriolisa i wytwarzają sygnały reprezentujące informacje dotyczące przepływu materiału w odpowiedzi na wykrycie odchyleń Coriolisa, oraz układy elektroniczne miernika odbierające sygnały z elementów przetworników przesunięcia i wytwarzające informację wyjściową dotyczącą przepływu materiału, przy czym przepływomierz Coriolisa jest podczas pracy wystawiony na działanie niepożądanych drgań poprzecznych rury przepływowej na płaszczyźnie zasadniczo prostopadłej do wspomnianej płaszczyzny wzbudzania i te drgania poprzeczne wytwarzają w elementach przetworników przesunięcia niepożądane sygnały, które utrudniają przetwarzanie sygnałów przetworników przesunięcia reprezentujących odchylenia Coriolisa kiedy odstęp częstotliwości pomiędzy częstotliwością wzbudzania i drganiami poprzecznymi jest mniejszy od wielkości pożądanej, a ponadto z rurą przepływową i rurą równoważąc ą są połączone elementy stabilizatora modów poprzecznych, zaś każdy element stabilizatora modów poprzecznych ma część pierścieniową, posiadającą okrągły otwór, w którym usytuowana jest rura przepływowa, znamienne tym, że każdy element (101) stabilizatora modów poprzecznych ma pierwszą i drugą boczną wydłużoną część (108) przebiegającą od części pierścieniowej (204) osiowo do wewnątrz, w kierunku wzdłużnego środka rury przepływowej (303), wzdłuż boków rury przepływowej (303).
PL 196 959 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do stabilizacji drgań w przepływomierzu Coriolisa.
Przepływomierze Coriolisa charakteryzują się rurą przepływową, przez którą przepływa materiał, podczas gdy wymuszane jest drganie rury przepływowej z jej częstotliwością rezonansową. Kiedy materiał nie przepływa, każdy punkt rury przepływowej drga w fazie zgodnej z każdym innym punktem na rurze przepływowej. Dwa przetworniki przesunięcia umieszczone w różnych punktach na rurze przepływowej wytwarzają sygnały sinusoidalne, które mają tę samą fazę kiedy materiał nie przepływa, oraz występuje pomiędzy przesunięcie fazowe kiedy materiał przepływa. To przesunięcie fazowe jest spowodowane siłą Coriolisa wytwarzaną przez przepływ materiału przez drgającą rurę przepływową. Wielkość przesunięcia fazowego pomiędzy dowolnymi dwoma punktami na długości rury przepływowej jest zasadniczo proporcjonalna do wielkości przepływu masowego dla strumienia materiału. Przepływomierze masowe Coriolisa wykorzystują przetwarzanie sygnałów, które określa to przesunięcie fazowe i wytwarza sygnał wyjściowy wskazujący na wielkość przepływu masowego oraz inne informacje dotyczące przepływu materiału.
Podczas pracy rura przepływowa jest wzbudzana w przesunięciu w fazie względem sąsiedniego elementu równoległego, takiego jak rura równoważąca dla przepływomierza Coriolisa z prostą rurą. Siła wzbudzająca jest wytwarzana przez wzbudnicę elektro-mechaniczną, która wytwarza przesunięte w fazie drgania rury przepływowej i rury równoważącej z ich połączoną częstotliwoś cią rezonansową.
Odchylenia Coriolisa drgającej rury przepływowej z przepływającym materiałem występują także na tej samej płaszczyźnie pionowej co drgania wzbudzające. Odchylenia Coriolisa występują z czę stotliwoś cią wzbudzają c ą , ale odchylenie rury ma kształ t modu zginają cego o wyż szej czę stotliwości. Z tego powodu amplituda odchyleń Coriolisa jest znacznie mniejsza niż amplituda drgań rury przepływowej z częstotliwością wzbudzającą. Pomimo tego, że amplituda odpowiedzi Coriolisa jest względnie mała, to odpowiedź Coriolisa wytwarza sygnały wyjściowe przetworników przesunięcia, które są przetwarzane przez układy elektroniczne urządzenia pomiarowego w celu wytworzenia pożądanej wielkości przepływu masowego i innych informacji dotyczących przepływającego materiału. Błąd wyjściowy przepływomierza Coriolisa może typowo wynosić 0,15% albo mniej. W celu osiągnięcia takiej dokładności konieczne jest, aby sygnały przetworników przesunięcia Coriolisa były w miarę możliwości wolne od hałasu i niepożądanych sygnałów, które mogą wpłynąć na przetwarzanie sygnałów przetworników przesunięcia Coriolisa.
Podczas pracy przepływomierza Coriolisa sygnały wzbudzone w przetwornikach przesunięcia obejmują nie tylko pożądane sygnały odpowiedzi Coriolisa o małej amplitudzie, ale obejmują także niepożądane sygnały, które są podawane do obwodów przetwarzających wraz z pożądanymi sygnałami odpowiedzi Coriolisa. Odbiór tych niepożądanych sygnałów pogarsza zdolność obwodów przetwarzających do wytwarzania sygnałów wyjściowych spełniających założenie uzyskiwania błędu mniejszego niż 0,15%.
Niepożądane sygnały przetworników przesunięcia mogą być spowodowane hałasem tła z otaczającego je środowiska. Hałas tła może być spowodowany przez pobliskie urządzenia i drgania powodowane przez pobliski ruch samochodowy i kolejowy. Może on być także spowodowany przez drgania rurociągu, do którego podłączony jest przepływomierz Coriolisa. Hałas tła może być zneutralizowany poprzez odpowiedni montaż przepływomierza, w celu odizolowania go od drgań powodowanych przez urządzenia i ruch pojazdów. Hałas pochodzący od drgań podłączonych rurociągów może być zneutralizowany poprzez odpowiednie odizolowanie przepływomierza od rurociągu.
Innym źródłem niepożądanych sygnałów są niepożądane drgania w przepływomierzu. Te niepożądane drgania są trudniejsze do neutralizacji i mogą być zminimalizowane, ale nie wyeliminowane, poprzez ulepszenie ukształtowania przepływomierza.
Wszystkie przepływomierze Coriolisa posiadają kształty modów, które wynikają z wzbudzania rury przepływowej z jej częstotliwością rezonansową. Typowy przepływomierz posiada mody drgań, które charakteryzują się ich poniższymi kształtami:
Giętne, zgodne w fazie
Poprzeczne, zgodne w fazie
Giętne, przesunięte w fazie
Poprzeczne przesunięte w fazie
Giętny, przesunięty w fazie jest pożądanym modem wzbudzającym; reszta to mody niepożądane. Wszystkie te mody są nieodłączne dla przepływomierza Coriolisa, przy czym dobre ukształtowanie
PL 196 959 B1 może zminimalizować, ale nie wyeliminować, mody niepożądane. Ponadto częstotliwość tych modów zmienia się wraz z gęstością przepływającego materiału. Kiedy mod zmienia częstotliwość, wtedy istnieje potencjalna możliwość wzajemnego oddziaływania pomiędzy sąsiednimi modami, która może spowodować niestabilność przepływomierza i wytwarzanie błędnych danych wyjściowych. Jak wspomniano powyżej modem, który jest pożądany i wykorzystywany do wytwarzania pożądanej informacji wyjściowej przepływomierza, jest mod giętny z przesunięciem w fazie. To ten mod wytwarza siłę Coriolisa. Wynikowa odpowiedź Coriolisa jest wykrywana przez przetworniki przesunięcia, które wytwarzają sygnały wykorzystywane do wytworzenia informacji wyjściowej przepływomierza.
Drgania poprzeczne zgodne w fazie i poprzeczne przesunięte w fazie są problemem, który musi zostać uwzględniony przy projektowaniu przepływomierza. Celem dobrego projektu przepływomierza Coriolisa jest zapewnienie, że częstotliwość wzbudzająca jest oddzielona od niższej zgodnej w fazie częstotliwości poprzecznej i wyższej przesuniętej w fazie częstotliwości poprzecznej o wielkość wystarczającą do uniknięcia albo zminimalizowania niekorzystnego wpływu dwóch różnych częstotliwości poprzecznych na przetwarzanie oddzielnego sygnału odpowiedzi Coriolisa. Jest to konieczne, aby elektroniczne obwody przetwarzające mogły wytwarzać sygnały wyjściowe o wymaganym błędzie mniejszym niż 0,15%.
Niepożądane drgania poprzeczne mogą być wzbudzane przez częstotliwość wzbudzającą z powodu asymetrii róż nych części przepł ywomierza, jak również hał asu tł a. Wystę powanie drgań poprzecznych może być tolerowane jeśli tylko częstotliwości są o wystarczającą wielkość oddzielone od częstotliwości wzbudzającej. Jeśli ten odstęp jest niewystarczający, wtedy bliskość częstotliwości poprzecznych do częstotliwości sygnału wzbudzającego może spowodować powstanie częstotliwości dudnień i wzajemnych oddziaływań, które wytwarzają niepożądane sygnały przetworników przesunięcia, które są podawane do elektronicznych obwodów przetwarzających razem z pożądanym sygnałem odpowiedzi Coriolisa. Jeśli te niepożądane sygnały modów poprzecznych mają nadmierną amplitudę i/lub są zbliżone do częstotliwości sygnału odpowiedzi Coriolisa, to elektroniczne obwody przetwarzające mogą nie być zdolne do przetworzenia sygnału Coriolisa w celu wytworzenia informacji wyjściowej o pożądanej dokładności.
Z powyż szego opisu widać , ż e przy projektowaniu i pracy przepł ywomierzy Coriolisa problemem jest minimalizacja niekorzystnego wpływu sygnałów wytwarzanych przez niepożądane mody drgań, tak że nie można osiągnąć kompromisu przy przetwarzaniu sygnału odpowiedzi Coriolisa i dokładności wyjściowej sygnału wyjściowego przepływomierza.
US 5,945,609 ujawnia przepływomierz masowy do pomiaru wielkości przepływu płynu poprzez wytwarzanie siły Coriolisa w rurze pomiarowej, zawierający obudowę i mechanizm do podtrzymywania rury w obudowie. Mechanizm podtrzymujący zawiera generalnie cylindryczną pustą w środku belkę oraz pierwsze i drugie końcowe elementy podtrzymujące. Rura pomiarowa jest podtrzymywana wewnątrz pustej w środku belki przez końcowe elementy podtrzymujące. W obudowie umieszczony jest wibrator do powodowania drgań rury pomiarowej i dwa czujniki do wykrywania tych drgań. Efektywna długość wibracyjna rury pomiarowej jest ustawiona jako krótsza niż efektywna długość wibracyjna mechanizmu podtrzymującego, tak aby ustawić częstotliwość drgań rury pomiarowej jako wyższą od częstotliwości naturalnej mechanizmu podtrzymującego bez zmniejszania sztywności mechanizmu podtrzymującego albo stosowania dodatkowej masy.
US 5,731,527 ujawnia przepływomierz Coriolisa, którego rury przepływowe są wykonane przynajmniej w części z materiałów antystrofowych, takich jak kompozyty wzmocnione włóknami. Materiał kompozytowy jest ukształtowany poprzez kontrolowane zorientowanie włókien w jednym kierunku, w celu zwiększenia wytrzymałości na rozciąganie materiału w tym kierunku. Wybrane obszary rur przepływowych są ukształtowane z tego kompozytu w celu zwiększenia czułości przepływomierza i lepszego oddzielenia pożądanych czę stotliwo ś ci drgań przepł ywomierza od niepożądanych czę stotliwości drgań. Obwodowo zorientowane włókna zwiększają odporność rur przepływowych na ciśnienia wewnętrzne. Czujnik tensometryczny przymocowany do rur przepływowych wygina się wraz z odkształ ceniem rury w celu pokazania wewnę trznego ciś nienia rury przepł ywowej.
Urządzenie do stabilizacji drgań w przepływomierzu Coriolisa zawierające rurę przepływową do przyjmowania przepływu materiału, rurę równoważącą połączoną z rurą przepływową, wzbudnicę, która powoduje drgania rury przepływowej i rury równoważącej na płaszczyźnie wzbudzania w przeciwnej fazie względem siebie nawzajem, przy czym te drgania na płaszczyźnie wzbudzania i przepływ materiału wspólnie wzbudzają odchylenia Coriolisa rury przepływowej, zaś połączone z rurą przepływową elementy przetworników przesunięcia wykrywają te odchylenia Coriolisa i wytwarzają sygnały
PL 196 959 B1 reprezentujące informacje dotyczące przepływu materiału w odpowiedzi na wykrycie odchyleń Coriolisa, oraz układy elektroniczne miernika odbierające sygnały z elementów przetworników przesunięcia i wytwarzające informację wyjściową dotyczącą przepływu materiału, przy czym przepływomierz Coriolisa jest podczas pracy wystawiony na działanie niepożądanych drgań poprzecznych rury przepływowej na płaszczyźnie zasadniczo prostopadłej do wspomnianej płaszczyzny wzbudzania i te drgania poprzeczne wytwarzają w elementach przetworników przesunięcia niepożądane sygnały, które utrudniają przetwarzanie sygnałów przetworników przesunięcia reprezentujących odchylenia Coriolisa kiedy odstęp częstotliwości pomiędzy częstotliwością wzbudzania i drganiami poprzecznymi jest mniejszy od wielkości pożądanej, a ponadto z rurą przepływową i rurą równoważącą są połączone elementy stabilizatora modów poprzecznych, zaś każdy element stabilizatora modów poprzecznych ma część pierścieniową, posiadającą okrągły otwór, w którym usytuowana jest rura przepływowa, według wynalazku charakteryzuje się tym, że każdy element stabilizatora modów poprzecznych ma pierwszą i drugą boczną wydłużoną część przebiegającą od części pierścieniowej osiowo do wewnątrz, w kierunku wzdłużnego środka rury przepływowej, wzdłuż boków rury przepływowej.
Boczne wydłużone części elementów stabilizatora modów poprzecznych są oparte o pierwszy i drugi bok rury przepł ywowej dla podniesienia czę stotliwoś ci rezonansowej drgań poprzecznych rury przepływowej.
Każda boczna wydłużona część tworzy boczne segmenty obwodowe, które przebiegają wzdłuż przeciwległych części obwodowych rury przepływowej, i te boczne wydłużone części podnoszą poprzeczną częstotliwość rezonansową rury przepływowej, równocześnie pozostawiając zasadniczo nie zmienioną częstotliwość rezonansową drgań wzbudzających, a ponadto górne i dolne segmenty każdego elementu stabilizatora modów poprzecznych tworzą luki obwodowe sąsiadujące z bocznymi segmentami obwodowymi tworzonymi przez boczne wydłużone części.
Para bocznych wydłużonych części przymocowanych do części pierścieniowej zorientowanych obwodowo naprzeciwko siebie nawzajem przebiega od części pierścieniowej do wewnątrz, wzdłuż przeciwległych powierzchni bocznych rury przepływowej, w kierunku wzdłużnego środka rury przepływowej, przy czym para górnych i dolnych obwodowych segmentów tworzy puste elementy umieszczone obwodowo naprzeciwko siebie nawzajem i przebiegające od części pierścieniowej do wewnątrz, w kierunku wzdłużnego środka rury przepływowej, zaś te puste elementy są obwodowo umieszczone pomiędzy parą bocznych wydłużonych części, a te boczne wydłużone części usztywniają rurę przepływową dla drgań poprzecznych, równocześnie pozostawiając względnie nienaruszoną sztywność rury przepływowej w stosunku do drgań na płaszczyźnie wzbudzania, zaś para górnych i dolnych segmentów obwodowych tworzących puste elementy, oraz boczne wydł u ż one części umoż liwiają pozostawienie rury przepływowej względnie nienaruszonej względem drgań rury przepływowej na płaszczyźnie wzbudzania, a ponadto, usztywnienie rury przepływowej dla drgań poprzecznych podnosi częstotliwość rezonansową drgań poprzecznych rury przepływowej i powoduje zwiększenie odstępu częstotliwości pomiędzy częstotliwością drgań wzbudzających i częstotliwością drgań poprzecznych rury przepływowej.
Urządzenie, w którym rura przepływowa, rura równoważąca i elementy stabilizatora modów poprzecznych są umieszczone wewnątrz zasadniczo cylindrycznej obudowy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że z pierwszym końcem i drugim końcem rury równoważącej i z rurą przepływową, oraz z elementami stabilizatora modów poprzecznych jest połączona pierwsza i druga złączka połączeniowa obudowy, przy czym pierwszy zewnętrzny koniec złączki połączeniowej obudowy jest połączony z pierwszym fragmentem ścianki wewnętrznej obudowy, zaś drugi zewnętrzny koniec złączki połączeniowej obudowy jest połączony z fragmentem ścianki wewnętrznej obudowy obwodowo przeciwległym do pierwszego fragmentu ścianki wewnętrznej.
Złączka połączeniowa obudowy jest utworzona przez zasadniczo płaski element przebiegający od pierwszego zewnętrznego końca do drugiego zewnętrznego końca, oraz mający zasadniczo okrągły otwór w części środkowej tego płaskiego elementu, przy czym w tym okrągłym otworze są usytuowane rura równoważąca i rura przepływowa oraz część pierścieniowa elementów stabilizatora modów poprzecznych.
Wynalazek umożliwia zmienianie charakterystyk drgań rur przepływowych przepływomierza Coriolisa tak, że częstotliwość wzbudzająca i odpowiedzi Coriolisa są oddzielone o wystarczającą wielkość zarówno od drgań poprzecznych zgodnych jak i przesuniętych w fazie. Ten zwiększony odstęp polepsza zdolność elektronicznych układów miernika do przetwarzania sygnału odpowiedzi Coriolisa tak, że można osiągnąć pożądaną dokładność wyjściową.
PL 196 959 B1
Jak napisano powyżej, niepożądane sygnały, które mogą wzajemnie oddziaływać z przetwarzaniem sygnałów odpowiedzi Coriolisa, są spowodowane dwiema przyczynami. Pierwsza jest spowodowana obecnością hałasu tła. Druga jest spowodowana niepożądanymi drganiami ukształtowania przepływomierza. Obie przyczyny mogą wytwarzać niepożądane sygnały, które mogą pogarszać przetwarzanie sygnału odpowiedzi Coriolisa.
Hałas tła może być zredukowany do dopuszczalnego poziomu dzięki ulepszonej izolacji mechanicznej przepływomierza Coriolisa od źródła hałasu. Sygnały wytwarzane przez niepożądane drgania przepływomierza są spowodowane głównie asymetrią ukształtowania przepływomierza. Ta asymetria może być spowodowana niedoskonałym zamontowaniem członu wzbudzającego i/lub przetworników przesunięcia na płaszczyźnie pionowej. Ta asymetria może być także spowodowana niedokładnością spawania albo lutowania podczas wytwarzania miernika. W wyniku tej asymetrii człon wzbudzający może na przykład powodować drgania rury przepływowej na pożądanej płaszczyźnie pionowej; ale może także powodować drgania rury przepływowej w mniejszym zakresie na niepożądanej płaszczyźnie poprzecznej. Podobnie, przymocowanie przetworników przesunięcia do rury przepływowej może być mniej niż doskonałe, tak że przetworniki przesunięcia odpowiadają głównie na ruch na płaszczyźnie pionowej, ale także odpowiadają na ruch na płaszczyźnie poprzecznej. Inaczej mówiąc, żaden przepływomierz Coriolisa nie osiąga całkowitej doskonałości podczas jego wytwarzania oraz/lub pracy, a w rezultacie elementy przepływomierza, które powinny pracować tylko na płaszczyźnie pionowej, posiadają także odpowiedź, pomimo tego że małą, na płaszczyźnie, która jest prostopadła do płaszczyzny pionowej. W rezultacie elementy te posiadają niepożądany składnik poprzeczny ich drgań, tak samo jak pożądany składnik pionowy. Ten składnik poprzeczny, chociaż mały, może spowodować wytworzenie niepożądanych sygnałów na wyjściu przetworników przesunięcia.
Rozwiązaniem nieuniknionej obecności drgań poprzecznych jest zmienianie charakterystyk strukturalnych przepływomierza w celu osiągnięcia kontroli nad częstotliwościami drgań poprzecznych. Umożliwia to oddzielenie częstotliwości drgań poprzecznych o większą wielkość od częstotliwości sygnału wzbudzającego i sygnału odpowiedzi Coriolisa. Zwiększony odstęp częstotliwości zmniejsza zarówno amplitudę drgań poprzecznych jak i częstotliwości dudnień, oraz ich oddziaływanie na sygnał odpowiedzi Coriolisa. Zwiększony odstęp częstotliwości modów poprzecznych od częstotliwości wzbudzającej i odpowiedzi Coriolisa umożliwia także łatwiejsze przetwarzanie sygnału odpowiedzi Coriolisa przez odpowiednie układy elektroniczne miernika. Częstotliwość modu poprzecznego, która jest niedopuszczalnie bliska częstotliwości sygnału odpowiedzi Coriolisa, wymaga niezwykle wąskiej szerokości pasma i selektywności w obwodach przetwarzających sygnały. Ta wąska szerokość pasma i selektywność są trudne i kosztowne do osiągnięcia.
Przeciwnie, kiedy częstotliwości drgań modu poprzecznego są oddzielone od częstotliwości odpowiedzi Coriolisa o odpowiednią wielkość, wtedy szerokość pasma i wymagania selektywności elektronicznych elementów miernika są zmniejszone, tak że sygnał odpowiedzi Coriolisa może być przetwarzany w celu osiągnięcia pożądanej dokładności wyjściowej informacji przepływomierza. Powodem jest to, że zwiększony odstęp częstotliwości umożliwia selektywności elektroniki miernika odrzucenie, albo zmniejszenie do dopuszczalnego poziomu, sygnałów modu poprzecznego.
Urządzenie według niniejszego wynalazku pozwala osiągnąć kontrolę nad częstotliwościami drgań poprzecznych dzięki zastosowaniu koncentrycznego pierścienia przymocowanego do końców rury przepływowej, z poprzecznymi występami osiowymi pierścienia kontaktującymi się z rurą przepływową po każdej jego stronie. Te poprzeczne występy osiowe znacznie zwiększają sztywność rur przepływowych na drgania poprzeczne, a tylko trochę wpływają na drgania rury przepływowej na płaszczyźnie pionowej (wzbudzającej). W rezultacie osiąga się zwiększone oddzielenie pomiędzy częstotliwością pionową (wzbudzającą) rury przepływowej i częstotliwościami drgań poprzecznych rury przepływowej. To zwiększone oddzielenie częstotliwości eliminuje niepożądane konsekwencje częstotliwości drgań modów poprzecznych poprzez ułatwienie przetwarzania sygnałów odpowiedzi Coriolisa, przy zwiększonej dokładności informacji wyjściowej przepływomierza.
Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 i 2 przedstawiają urządzenie do stabilizacji drgań poprzecznych wykonane według niniejszego wynalazku; fig. 3 przedstawia przekrój podłużny przepływomierza Coriolisa z pojedynczą prostą rurą według wynalazku; fig. 4 - przekrój poprzeczny przepływomierza wykonany wzdłuż linii 4-4 z fig. 9; fig. 5 - przekrój podłużny przepływomierza według wynalazku; oraz fig. 6 - aksonometrię przepływomierza według fig. 3, zawierającego urządzenie do stabilizacji drgań poprzecznych według fig. 1 i 2; fig. 7 i 8 przedstawiają dodatkowe aksonometrie pokazujące przepływomierz Coriolisa według fig. 3 zawierający
PL 196 959 B1 urządzenie do stabilizacji drgań poprzecznych według fig. 1 i 2; fig. 9 - widok z boku fragmentu przepływomierza według wynalazku.
Przedstawiony na fig. 1, 2 i 3 przepływomierz Coriolisa, zawierający urządzenie do stabilizacji drgań poprzecznych według niniejszego wynalazku, służy do zmieniania poprzecznej częstotliwości rezonansowej rury przepływowej, równocześnie pozostawiając zasadniczo nie zmienioną pionową rezonansową częstotliwość wzbudzającą na poziomie częstotliwości odpowiedzi Coriolisa rury przepływowej. Urządzenie do stabilizacji drgań poprzecznych jest przedstawione na fig. 1 i 2. Figury 3 do 8 przedstawiają urządzenie do stabilizacji drgań poprzecznych zawarte w przepływomierzu Coriolisa z prostą rurą .
Urządzenie do stabilizacji drgań poprzecznych według fig. 1 i 2 zawiera cylindryczny element 101 posiadający otwór centralny 115 przystosowany do przyjmowania rury przepływowej 303 z fig. 3-8. Cylindryczny element 101 posiada powierzchnię wewnętrzną zawierającą część pierścieniową 204 (pokazaną na fig. 2) oraz parę bocznych wydłużonych części 108, z których każda posiada koniec 104 i powierzchnię boczną 205. Element 101 stabilizatora modów poprzecznych posiada rowek 106 na jego części górnej i dolnej, służący do przyjmowania zębów 411 złączki połączeniowej 401 obudowy, co najlepiej pokazano na fig. 4 i 6. Element 101 stabilizatora modów poprzecznych posiada parę rowków bocznych 107, które ułatwiają lutowanie kiedy element 101 jest mocowany do rury przepływowej 303 podczas procesu produkcyjnego.
Figura 1 przedstawia widok z przodu elementu 101 stabilizatora modów poprzecznych, pokazanego wzdłuż linii 1-1 z fig. 2. Elementy 109 z fig. 1 są pustymi w środku ćwiartkami elementu 101 i są ustawione obwodowo pomiędzy dwoma ćwiartkami zawierającymi boczne wydłużone części 108 elementu 101. Jak pokazano na fig. 1 i 2, każda obwodowa luka 109 obejmuje obwodowy segment albo ćwiartkę umieszczoną na górze i dole elementu 101 pomiędzy dwoma poprzecznymi ćwiartkami zawierającymi wydłużone części 108. Element 105 to powierzchnia wewnętrzna pustej w środku ćwiartki 109. Dwie boczne wydłużone części 108 są pokazane z lewej i prawej strony fig. 1, przy czym element 104 jest prawą tylną krawędzią każdej wydłużonej części 108 z fig. 2.
Na fig. 2 element 101 stabilizatora modów poprzecznych posiada powierzchnię zewnętrzną, która może być funkcjonalnie podzielona na część pierścieniową 204 i parę bocznych wydłużonych części 108 posiadających powierzchnię zewnętrzną 205. Lewy koniec elementu 101 z fig.2 zawiera powierzchnię końcową 202 zasadniczo prostopadłą do części pierścieniowej 204, jak również nachyloną powierzchnię 203 łączącą ze sobą zewnętrzną część obwodową powierzchni końcowej 202 i lewy koniec części pierścieniowej 204. Powierzchnie 202 i 203 razem z rowkami 106 umożliwiają złączce połączeniowej 401 obudowy i jej zębom 411 z fig. 6 połączenie się z rowkami 106 elementu 101 stabilizatora modów poprzecznych. Elementy 111, 112, 114 i 116 stanowią górne i dolne krawędzie bocznych wydłużonych części 108.
Figura 3 przedstawia przekrój przepływomierza Coriolisa z prostą rurą 300 według niniejszego wynalazku. Przepływomierz 300 zawiera obudowę 301, która osłania rurę przepływową 303 i otaczającą ją koncentryczną rurę równoważącą 302, które są połączone na lewych i prawych końcach rury równoważącej 302 z elementem 101 stabilizatora modów poprzecznych. Rura przepływowa 303 przechodzi przez koniec 310 obudowy oraz część szyjkową 315 i kończy się na elementach kołnierzowych 306. Lewym końcem rury przepływowej 303 jest element 307; prawym końcem rury przepływowej 303 jest element 318. Para przetworników przesunięcia LS i RS zawiera zwoje lewy i prawy 312, oraz magnesy lewy i pracy 313. Przepływomierz zawiera ponadto wzbudnicę D, 309, połączoną z rurą równoważącą 302 i rurą przepływową 303 w celu wzbudzania rury równoważącej i rur przepływowych z przesunię ciem w fazie wzglę dem siebie nawzajem z pierwszą częstotliwoś cią rezonansową modu giętnego ukształtowania rury przepływowej/rury równoważącej.
Sygnał wzbudzający jest wytwarzany przez układy elektroniczne 316 miernika i podawany poprzez przewodnik 328 do wzbudnicy 309, w celu powodowania drgań pary rury przepływowej/rury równoważącej z pierwszą częstotliwością rezonansową modu giętnego. Układy elektroniczne miernika odbierają drogami 317 i 319 sygnały z przetworników przesunięcia LS i RS reprezentujące przemieszczenie Coriolisa drgającej rury przepływowej z przepływającym materiałem. Układy elektroniczne 316 miernika przetwarzają te sygnały w celu wytworzenia przepływu masowego i innych pożądanych informacji dotyczących przepływu materiału. Informacja wyjściowa z przepływomierza jest przekazywana drogą 320 do nie pokazanego obwodu użytkowego.
Element 304 stanowi ściankę obudowy 301. Ponieważ fig. 3 przedstawia przekrój podłużny rury przepływowej 303, to połączenie elementu 101 stabilizatora modów poprzecznych ze złączką
PL 196 959 B1 połączeniową 401 obudowy nie jest pokazane. Na fig. 3 nie jest pokazane także połączenie części końcowej 407 złączki połączeniowej 401 obudowy z tylną ścianką wewnętrzną 321 obudowy 301. Element 305 reprezentuje przestrzeń pomiędzy powierzchnią wewnętrzną rurę równoważącą 302 i powierzchnią zewnę trzną rury przepł ywowej 302.
Figura 4 przedstawia motylkową złączkę połączeniową 401 obudowy posiadającą zewnętrzny lewy koniec 407 połączony ze ścianką wewnętrzną 408 obudowy 301 przepływomierza. Zewnętrzny prawy koniec 403 złączki połączeniowej 401 obudowy, jak pokazano na fig. 4, jest także przymocowany do ścianki wewnętrznej 408 obudowy 301. Figury 4 i 5 pokazują razem w jaki sposób element 101 stabilizatora modów poprzecznych jest połączony z rurą przepływową 303, rurą równoważącą 302 i złączką połączeniową 401 obudowy. Figura 4 przedstawia przekrój poprzeczny ukształtowania z fig. 5 wykonany wzdł u ż linii 4-4 z fig. 5. Inaczej mówią c, fig. 4 przedstawia przekrój ukształ towania przepływomierza wykonany w środkowej części przepływomierza. Na fig. 4 pokazana jest część centralna rury przepływowej 303, przy czym najbardziej wewnętrzna para koncentrycznych zakreskowanych linii to przekrój ścianki rury przepływowej 303. Do lewego i prawego fragmentu bocznego ścianki rury przepływowej 303 są przymocowane lewe i prawe boczne powierzchnie 104 elementu 101 cylindrycznego stabilizatora modów poprzecznych. Obwodowe części krawędziowe lewych powierzchni bocznych 104 są przedstawione liniami 111 i 112 z fig. 4. Odpowiadające im linie z prawej strony tej figury są obwodowymi krańcami prawych powierzchni bocznych 104, których krawędzie obwodowe są na fig. 1 oznaczone jako 114 i 116. Element 113 z fig. 4 to powierzchnia dolnej luki 109 pokazanej na fig. 2. Najwyższa linia 113 to powierzchnia wewnętrzna górnej luki 109 pokazanej na fig. 2.
Następna para obwodowych zakreskowanych linii rozciągających się na zewnątrz ze środka rury przepływowej 303 to ścianki rury równoważącej 302. Jest to zakreskowany segment 421. Zewnętrzna powierzchnia segmentu 421 na górze i dole fig. 4 tworzy część złączki połączeniowej 401 obudowy, która jest przymocowana do górnych i dolnych fragmentów rury równoważącej 302. Lewa strona fig. 4 przedstawia lewy koniec 407 złączki połączeniowej 401 obudowy połączonej z powierzchnią wewnętrzną ścianki 408 obudowy. Prawa strona fig. 4 przedstawia prawy koniec 403 złączki połączeniowej 401 obudowy połączony z powierzchnią wewnętrzną ścianki 408 obudowy. Element 406 to połączenie złączki połączeniowej 401 i rury równoważącej 302.
Figura 6 przedstawia rurę przepływową 303 i rurę równoważącą 302 razem z detalem przedstawiającym, w jaki sposób złączka połączeniowa 401 obudowy i element 101 stabilizatora modów poprzecznych łączą końce rury równoważącej 302 i rury przepływowej 303. Boczne wydłużone części 108 elementu 101 stabilizatora modów poprzecznych są dokładnie pokazane, tak samo jak osiowo wewnętrzne końce 104 prawej bocznej wydłużonej części 108. Pokazane są także wewnętrzne końce 113 luk 109 elementu 101 stabilizatora modów poprzecznych. Zęby 411 na złączce połączeniowej 401 obudowy są przystosowane do wchodzenia w rowki 106 elementu 101 stabilizatora modów poprzecznych.
Na fig. 7 i 8 przedstawiony jest przepływomierz Coriolisa z prostą rurą 300 posiadający obudowę 301 osłaniającą rurę przepływową 303 i koncentryczną rurę równoważącą 302. Rura przepływowa 303 wychodzi z obudowy 301 przez lewy i prawy koniec 310 obudowy oraz części szyjkowe 315 do kołnierzy 306. Na fig. 7 element 307 to lewy koniec rury przepływowej 303, a element 308 to prawy koniec rury przepływowej 303. Kołnierze 306 umożliwiają połączenie rury przepływowej 303 z rurociągiem do odbierania materiału, który ma być przetwarzany przez przepływomierz 300. Otwory 801 w koł nierzach 306 umoż liwiają połączenie przepł ywomierza z rurocią giem.
Element 101 stabilizatora modów poprzecznych jest pokazany jako połączony z każdym końcem rury równoważącej 302. Element 101 stabilizatora modów poprzecznych łączy rurę równoważącą 302 z rurą przepływową 303 i ze złączką połączeniową 401 obudowy. Lewy zewnętrzny koniec 407 każdej złączki połączeniowej 401 obudowy jest pokazany jako połączony z powierzchnią wewnętrzną 321 ścianki 321 obudowy 301 z fig. 4. Połączenie 410 prawego końca 403 złączki połączeniowej 401 obudowy na fig. 4 znajduje się tam, gdzie ścianka wewnętrzna 321 obudowy 301 spotyka się z prawym końcem złączki połączeniowej 401 obudowy.
Figura 7 i 8 przedstawiają szczegóły elementu 101 stabilizatora modów poprzecznych i jego połączenia z rurą przepływową 303 oraz rurą równoważącą 302. Na fig. 7 element 101 stabilizatora modów poprzecznych jest pokazany jako połączony z lewymi i prawymi końcami rury równoważącej 302. Element 101 stabilizatora modów poprzecznych jest przymocowany do końca rury równoważącej 302 i umieszczony pomię dzy rurą równoważącą 302 i rurą przepływową 303. Obwodowa część pierścieniowa 204 elementu 101 stabilizatora całkowicie otacza rurę przepływową 303. Boczna wydłużona
PL 196 959 B1 część 108 po każdej stronie elementu 101 stabilizatora wystaje osiowo do wewnątrz, w kierunku środka rury przepływowej 303.
Widok pokazany na fig. 7 i 8 jest zasadniczo taki sam, za wyjątkiem tego, że fig. 8 przedstawia przekrój elementów przepływomierza, podczas gdy na fig. 7 pokazany jest bardziej szczegółowo element 101 stabilizatora modów poprzecznych. Zgodnie z tym, rowek lutowniczy 107 z fig. 1 pojawia się na fig. 8 jako wąska luka pomiędzy rurą przepływową 303 i bocznymi wydłużonymi częściami 108.
Z powyż szego opisu przepł ywomierza 303 wynika, ż e obecność elementu 101 stabilizatora modów poprzecznych umożliwia taką sytuację, że na drgania pionowe rury przepływowej 303 zasadniczo nie ma wpływu element 101 stabilizatora modów poprzecznych i jego boczne wydłużone części 108. Widać także, że boczne wydłużone części 108 skutecznie zmieniają charakterystyki drgań poprzecznych rury przepływowej 303, jak pokazano na fig. 7 i 8. Te boczne wydłużone części 108 usztywniają boczne części rury przepływowej 303, do których są one przymocowane. W ten sposób węzeł wibracyjny albo punkt podparcia dla drgań poprzecznych rury przepływowej 303 jest skutecznie przemieszczony do wewnątrz, do wewnętrznego końca 104 każdej bocznej wydłużonej części 108. To w skuteczny sposób skraca długość wibracyjną rury przepływowej 303 dla drgań poprzecznych i podnosi częstotliwość rezonansową drgań poprzecznych.
Figura 9 przedstawia zewnętrzny widok z góry przepływomierza z fig. 4. Na fig. 9 przedstawiona jest obudowa 301, złączka połączeniowa 401 obudowy, rura przepływowa 303, rura równoważąca 302, część pierścieniowa 204 i boczne wydłużone części 108 elementu 101.
T a b e l a 1
Przepływomierz odniesienia SG IPL ΔΡ F Wzbudzające ΔF OPL
0,5 398 141 539 7 546
1/0 377 96 473 19 492
1,5 351 83 434 35 469
T a b e l a 2
Przepływomierz ze stabilizatorem modów poprzecznych SG IPC ΔF F Wzbudzające ΔF OPC
0,5 436 178 614 46 660
1,0 418 122 540 48 588
1,5 397 98 495 55 550
Tabele 1 i 2 przedstawiają korzyści zapewniane przez urządzenie do stabilizacji drgań poprzecznych według niniejszego wynalazku. Tabela 1 przedstawia wartości uzyskane za pomocą niekompensowanego przepływomierza odniesienia dla materiałów o ciężarze właściwym 0,5, 1,0 i 1,5. Tabela 2 przedstawia wyniki dla przepływomierza zawierającego urządzenie do stabilizacji drgań poprzecznych według niniejszego wynalazku.
W obu tabelach 1 i 2 kolumny oznaczone jako SG przedstawiają ciężar wł a ś ciwy, kolumna oznaczona jako IPL przedstawia częstotliwość rezonansową zgodną w fazie, kolumna oznaczona jako F Wzbudzająca przedstawia rezonansową częstotliwość wzbudzającą, a kolumna oznaczona jako OPL przedstawia poprzeczną częstotliwość rezonansową przesuniętą w fazie. Znajdująca się z lewej strony kolumna oznaczona jako ΔF przedstawia różnicę częstotliwości pomiędzy częstotliwością poprzeczną zgodną w fazie i częstotliwością wzbudzającą. Znajdująca się z prawej strony kolumna oznaczona jako ΔF przedstawia różnicę częstotliwości pomiędzy częstotliwością wzbudzającą i poprzeczną częstotliwością rezonansową przesuniętą w fazie.
Tabela 1 pokazuje, że dla ciężaru właściwego wynoszącego 0,5 ΔF pomiędzy IPL i częstotliwością wzbudzającą F Wzbudzające wynosi 141. Jest do dopuszczalny odstęp częstotliwości jeśli rozważa się selektywność elektronicznych elementów miernika do przetwarzania sygnałów przetworników przesunięcia. Jednak ΔF pomiędzy F Wzbudzające i częstotliwościami OPL dla SG wynoszącego 0,5 wynosi tylko 7. Jest do niedopuszczalny odstęp częstotliwości. Widać także, że ΔF pomiędzy F Wzbudzające i częstotliwościami OPL wynosi odpowiednio 19 i 35 dla specyficznych ciężarów właściwych 1,0 i 1,5. Są to także niedopuszczalne odstępy częstotliwości.
PL 196 959 B1
Tabela 2 przedstawia wyniki uzyskane kiedy w przepływomierzu porównywalnym z przepływomierzem odniesienia z tabeli 1 zawarto stabilizator modów poprzecznych. W tabeli 2 widać, że dla wszystkich przedstawionych wartości ciężaru właściwego ΔF pomiędzy częstotliwościami IPL i F Wzbudzające jest znacznie zwiększony w porównaniu do porównywalnego miernika z Tabeli 1. Widać także, że ΔF pomiędzy częstotliwościami F Wzbudzające i OPL jest znacznie zwiększony w stosunku do porównywalnego ΔF dla przepływomierza odniesienia z Tabeli 1. ΔF wynoszące odpowiednio 46, 48 i 55 dla ciężarów właściwych 0,5, 1,0 i 1,5 są znacznie zwiększone i reprezentują odpowiedni odstęp częstotliwości, umożliwiający elementowi elektronicznemu 316 miernika zadawalające przetwarzanie tych sygnałów i uzyskiwanie informacji wyjściowej o wymaganej dokładności.
Jak widać z tabeli 2, stabilizator modów poprzecznych umożliwia zwiększenie modów poprzecznych przepływomierza, jak również utrzymanie ΔF oraz częstotliwości F Wzbudzające i OPL na umiarkowanie stałym poziomie. Umożliwia to większą elastyczność ukształtowania, ponieważ częstotliwość poprzeczna OPL może być obniżona bez komplikacji ze strony potencjalnego wzmacniania albo interferencji modaInej. Umożliwia to uzyskanie miernika o zwiększonej stabilności sygnału.
Podsumowując, z powyższego opisu widać, że zastosowanie w przepływomierzu stabilizatora modów poprzecznych zapewnia zwiększony odstęp częstotliwości pomiędzy pożądanymi i niepożądanymi częstotliwościami, a w ten sposób umożliwia przetwarzanie pożądanych sygnałów Coriolisa przetworników przesunięcia z większą łatwością, w celu wytwarzania danych wyjściowych o zwiększonej dokładności.
Powinno być wyraźnie zrozumiane, że zastrzeżony wynalazek nie ma być ograniczony do opisu korzystnego przykładu wykonania, ale że obejmuje inne modyfikacje i zmiany mieszczące się w zakresie i duchu idei wynalazczej. Na przykład, chociaż niniejszy wynalazek został ujawniony jako stanowiący część przepływomierza Coriolisa z pojedynczą prostą rurą, to należy rozumieć, że niniejszy wynalazek nie jest do tego ograniczony i może być stosowany w innych typach przepływomierzy Coriolisa, obejmujących przepływomierze z pojedynczą rurą o nieregularnym albo zakrzywionym ukształtowaniu, jak również przepływomierze Coriolisa posiadające wiele rur przepływowych.

Claims (6)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Urządzenie do stabilizacji drgań w przepływomierzu Coriolisa, zawierające rurę przepływową do przyjmowania przepływu materiału, rurę równoważącą połączoną z rurą przepływową, wzbudnicę, która powoduje drgania rury przepływowej i rury równoważącej na płaszczyźnie wzbudzania w przeciwnej fazie względem siebie nawzajem, przy czym te drgania na płaszczyźnie wzbudzania i przepływ materiału wspólnie wzbudzają odchylenia Coriolisa rury przepływowej, zaś połączone z rurą przepływową elementy przetworników przesunięcia wykrywają te odchylenia Coriolisa i wytwarzają sygnały reprezentujące informacje dotyczące przepływu materiału w odpowiedzi na wykrycie odchyleń Coriolisa, oraz układy elektroniczne miernika odbierające sygnały z elementów przetworników przesunięcia i wytwarzające informację wyjściową dotyczącą przepływu materiału, przy czym przepływomierz Coriolisa jest podczas pracy wystawiony na działanie niepożądanych drgań poprzecznych rury przepływowej na płaszczyźnie zasadniczo prostopadłej do wspomnianej płaszczyzny wzbudzania i te drgania poprzeczne wytwarzają w elementach przetworników przesunięcia niepożądane sygnały, które utrudniają przetwarzanie sygnałów przetworników przesunięcia reprezentujących odchylenia Coriolisa kiedy odstęp częstotliwości pomiędzy częstotliwością wzbudzania i drganiami poprzecznymi jest mniejszy od wielkości pożądanej, a ponadto z rurą przepływową i rurą równoważącą są połączone elementy stabilizatora modów poprzecznych, zaś każdy element stabilizatora modów poprzecznych ma część pierścieniową, posiadającą okrągły otwór, w którym usytuowana jest rura przepływowa, znamienne tym, że każdy element (101) stabilizatora modów poprzecznych ma pierwszą i drugą boczną wydłużoną część (108) przebiegającą od części pierścieniowej (204) osiowo do wewnątrz, w kierunku wzdłużnego środka rury przepływowej (303), wzdłuż boków rury przepływowej (303).
  2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że boczne wydłużone części (108) elementów (101) stabilizatora modów poprzecznych są oparte o pierwszy i drugi bok rury przepływowej (303) dla podniesienia częstotliwości rezonansowej drgań poprzecznych rury przepływowej (303).
  3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że każda boczna wydłużona część (108) tworzy boczne segmenty obwodowe, które przebiegają wzdłuż przeciwległych części obwodowych rury przepływowej (303), i te boczne wydłużone części (108) podnoszą poprzeczną częstotliwość
    PL 196 959 B1 rezonansową rury przepływowej (303), równocześnie pozostawiając zasadniczo nie zmienioną częstotliwość rezonansową drgań wzbudzających, a ponadto górne i dolne segmenty każdego elementu (101) stabilizatora modów poprzecznych tworzą luki (109) obwodowo sąsiadujące z bocznymi segmentami obwodowymi (108) tworzonymi przez boczne wydłużone części (108).
  4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że para bocznych wydłużonych części (108) przymocowanych do części pierścieniowej (204) zorientowanych obwodowo naprzeciwko siebie nawzajem przebiega od części pierścieniowej do wewnątrz, wzdłuż przeciwległych powierzchni bocznych rury przepływowej (303), w kierunku wzdłużnego środka rury przepływowej (303), przy czym para górnych i dolnych obwodowych segmentów tworzy puste elementy (109) umieszczone obwodowo naprzeciwko siebie nawzajem i przebiegające od części pierścieniowej do wewnątrz, w kierunku wzdłużnego środka rury przepływowej (303), zaś te puste elementy są obwodowo umieszczone pomiędzy parą bocznych wydłużonych części (108), a te boczne wydłużone części (108) usztywniają rurę przepływową (303) dla drgań poprzecznych, równocześnie pozostawiając względnie nienaruszoną sztywność rury przepływowej (303) w stosunku do drgań na płaszczyźnie wzbudzania, zaś para górnych i dolnych segmentów obwodowych tworzących puste elementy (109), oraz boczne wydłużone części umożliwiają pozostawienie rury przepływowej (303) względnie nienaruszonej względem drgań rury przepływowej (303) na płaszczyźnie wzbudzania, a ponadto, usztywnienie rury przepływowej (303) dla drgań poprzecznych podnosi częstotliwość rezonansową drgań poprzecznych rury przepływowej (303) i powoduje zwiększenie odstępu częstotliwości pomiędzy częstotliwością drgań wzbudzających i częstotliwością drgań poprzecznych rury przepływowej (303).
  5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, w którym rura przepływowa (303), rura równoważąca (302) i elementy (101) stabilizatora modów poprzecznych są umieszczone wewnątrz zasadniczo cylindrycznej obudowy (301), znamienne tym, że z pierwszym końcem i drugim końcem rury równoważącej (302) i z rurą przepływową (303), oraz z elementami (101) stabilizatora modów poprzecznych jest połączona pierwsza i druga złączka połączeniowa (401) obudowy, przy czym pierwszy zewnętrzny koniec (407) złączki połączeniowej (401) obudowy jest połączony z pierwszym fragmentem ścianki wewnętrznej (408) obudowy, zaś drugi zewnętrzny koniec (403) złączki połączeniowej (401) obudowy jest połączony z fragmentem ścianki wewnętrznej (408) obudowy, obwodowo przeciwległym do pierwszego fragmentu ścianki wewnętrznej.
  6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że złączka połączeniowa obudowy jest utworzona przez zasadniczo płaski element (401) przebiegający od pierwszego zewnętrznego końca (407) do drugiego zewnętrznego końca (403), oraz mający zasadniczo okrągły otwór (404) w części środkowej tego płaskiego elementu, przy czym w tym okrągłym otworze (404) są usytuowane rura równoważąca (302) i rura przepływowa (303) oraz część pierścieniowa (204) elementów (101) stabilizatora modów poprzecznych.
PL349921A 1999-02-10 2000-01-20 Urządzenie do stabilizacji drgań w przepływomierzu Coriolisa PL196959B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/247,429 US6314820B1 (en) 1999-02-10 1999-02-10 Lateral mode stabilizer for Coriolis flowmeter
PCT/US2000/001367 WO2000047956A1 (en) 1999-02-10 2000-01-20 Lateral mode stabilizer for coriolis flowmeter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL349921A1 PL349921A1 (en) 2002-10-21
PL196959B1 true PL196959B1 (pl) 2008-02-29

Family

ID=22934905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL349921A PL196959B1 (pl) 1999-02-10 2000-01-20 Urządzenie do stabilizacji drgań w przepływomierzu Coriolisa

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6314820B1 (pl)
EP (1) EP1153269B1 (pl)
JP (1) JP3550363B2 (pl)
KR (1) KR100688692B1 (pl)
CN (1) CN1192219C (pl)
AR (1) AR022546A1 (pl)
AU (1) AU755696B2 (pl)
BR (1) BR0008100B1 (pl)
CA (1) CA2361947C (pl)
HK (1) HK1045186B (pl)
MY (1) MY125981A (pl)
PL (1) PL196959B1 (pl)
RU (1) RU2237870C2 (pl)
WO (1) WO2000047956A1 (pl)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6634241B1 (en) 2000-09-22 2003-10-21 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for bonding a connecting ring to a flow tube and balance bar of a coriolis flowmeter
US6520028B1 (en) * 2000-11-28 2003-02-18 Micro Motion, Inc. Gyroscopic mass flowmeter
DE10159809B4 (de) 2001-12-05 2020-07-16 Endress + Hauser Flowtec Ag Messaufnehmer vom Vibrationstyp
KR100445419B1 (ko) 2002-02-25 2004-08-25 삼성에스디아이 주식회사 냉음극 전자원
AU2003227729A1 (en) * 2002-05-08 2003-11-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Torsional oscillation damper for a vibrating measuring transformer
DE10351311B3 (de) * 2003-10-31 2005-06-30 Abb Patent Gmbh Coriolis-Massendurchflussmessgerät
ATE506602T1 (de) * 2004-07-01 2011-05-15 Micro Motion Inc Coriolis durchflussmessgerät mit aufgeteilten auswucht-gewichten zur beseitigung des dichteeffekts auf gemessene durchflüsse
EP1914526B1 (de) 2005-02-25 2017-07-19 Endress+Hauser Flowtec AG Meßaufnehmer vom Vibrationstyp
US7631561B2 (en) * 2006-03-22 2009-12-15 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring transducer of vibration-type
DE102006013601A1 (de) 2006-03-22 2007-09-27 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßaufnehmer vom Vibrationstyp
US7555962B2 (en) * 2006-03-22 2009-07-07 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring transducer of vibration-type
US7546777B2 (en) * 2006-03-22 2009-06-16 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring transducer of vibration-type
CN101828097B (zh) * 2007-10-08 2012-08-15 微动公司 流量装置及其操作方法
CN102216740B (zh) * 2008-11-19 2013-07-17 微动公司 具有改进的模式分离的科里奥利流量计
EP2812660B1 (en) * 2012-02-06 2021-03-31 Micro Motion, Inc. Vibrating meter with a synthetically wrapped case
CA2885860C (en) * 2012-09-26 2017-08-29 Micro Motion, Inc. A vibrating densitometer with an improved vibrating member
DE102015118346A1 (de) * 2015-10-27 2017-04-27 Endress+Hauser Flowtec Ag MEMS Sensor zu Messung mindestens einer Messgröße
WO2019005008A1 (en) * 2017-06-27 2019-01-03 Micro Motion, Inc. FORCE COMPENSATION FOR VIBRATING FLOWMETER AND ASSOCIATED METHOD
DE102019129744A1 (de) * 2019-11-05 2021-05-06 Krohne Ag Coriolis-Massendurchflussmessgerät und Knotenelement

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4124295A1 (de) * 1991-07-22 1993-01-28 Krohne Ag Massendurchflussmessgeraet
JP2758798B2 (ja) * 1992-11-19 1998-05-28 株式会社オーバル コリオリ流量計
US5691485A (en) * 1994-06-06 1997-11-25 Oval Corporation Coaxial double tube type Coriolis flowmeter
JP3265859B2 (ja) * 1994-10-18 2002-03-18 富士電機株式会社 質量流量計
JPH08247816A (ja) 1995-03-09 1996-09-27 Fuji Electric Co Ltd 質量流量計
US5945609A (en) 1996-03-08 1999-08-31 Fuji Electric Co., Ltd. Mass flowmeter for measuring flow rate of a fluid
JP3058094B2 (ja) 1996-09-04 2000-07-04 富士電機株式会社 質量流量計
US5731527A (en) 1996-09-20 1998-03-24 Micro Motion, Inc. Coriolis flowmeters using fibers and anisotropic material to control selected vibrational flowmeter characteristics
DE19825775A1 (de) * 1997-10-07 1999-05-12 Krohne Ag Massendurchflußmeßgerät
US5979246A (en) 1998-02-09 1999-11-09 Micro Motion, Inc. Spring rate balancing of the flow tube and a balance bar in a straight tube Coriolis flowmeter

Also Published As

Publication number Publication date
KR100688692B1 (ko) 2007-02-28
AR022546A1 (es) 2002-09-04
HK1045186B (zh) 2005-10-21
JP2002536655A (ja) 2002-10-29
RU2237870C2 (ru) 2004-10-10
MY125981A (en) 2006-09-29
AU755696B2 (en) 2002-12-19
WO2000047956A1 (en) 2000-08-17
BR0008100B1 (pt) 2012-06-26
US6314820B1 (en) 2001-11-13
BR0008100A (pt) 2001-11-06
CA2361947C (en) 2004-05-25
AU2732500A (en) 2000-08-29
JP3550363B2 (ja) 2004-08-04
EP1153269A1 (en) 2001-11-14
PL349921A1 (en) 2002-10-21
CN1192219C (zh) 2005-03-09
HK1045186A1 (en) 2002-11-15
EP1153269B1 (en) 2018-09-26
CN1353809A (zh) 2002-06-12
KR20020000762A (ko) 2002-01-05
CA2361947A1 (en) 2000-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL196959B1 (pl) Urządzenie do stabilizacji drgań w przepływomierzu Coriolisa
JP5674675B2 (ja) 振動モード分離を向上させたコリオリ流量計
US7340964B2 (en) Coriolis mass flow meter
US6354154B1 (en) Balance bar for a coriolis flowmeter
KR100987103B1 (ko) 힘 평형 방법 및 장치
JP4870299B2 (ja) コリオリ流量計をケースに連結するための装置
KR101817537B1 (ko) 진동계용 방법 및 장치
MXPA01008026A (en) Lateral mode stabilizer for coriolis flowmeter
JP2023515054A (ja) コリオリ流量計のバランスバーのためのモード分割共振器
RU2351901C2 (ru) Способ и средство для балансировки