RU2037782C1 - Method and device for measuring mass flow rate of fluid - Google Patents

Method and device for measuring mass flow rate of fluid

Info

Publication number
RU2037782C1
RU2037782C1 SU4356532A RU2037782C1 RU 2037782 C1 RU2037782 C1 RU 2037782C1 SU 4356532 A SU4356532 A SU 4356532A RU 2037782 C1 RU2037782 C1 RU 2037782C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow tube
flow
output
input
tube
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алес Йожеф
Балаж Лайож
Биро Золтан
Глоди Иштван
Капуши Аттила
Кишш Андраш
Кун Шандор
Шаламон Петер
Сабо Ласло
Тот Золтан
Варга Золтан
Original Assignee
ММГ Аутоматика Мювек
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 ММГ Аутоматика Мювек filed Critical ММГ Аутоматика Мювек
Priority to SU4356532 priority Critical patent/RU2037782C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2037782C1 publication Critical patent/RU2037782C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment. SUBSTANCE: device has inlet and outlet pipe lines, assembling unit, two bent flow meter pipes, two flanges, vibrator, and circuit of an exciter. The assembling unit has the inlet passageway with a flow splitter and outlet passageway with a flow coupler. Each flow meter pipe has two bent sections and connecting section. The exciter circuit has input stage, stage for controlling amplitude, stage for controlling frequency, and output stage. EFFECT: excluded effect of external noise. 3 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения массового расхода измерителями Кориолисового типа. The invention relates to measuring equipment and is intended for measuring mass flow rate meters Coriolis type.

Известно устройство для измерения массового расхода потока текучей среды, содержащее входной и выходной трубопроводы, по меньшей мере одну упругую расходомерную трубку с монтажными концами, жестко прикрепленными к монтажному блоку и сообщенными с входным и выходным трубопроводами через монтажный блок, электромагнитный колебательный привод, подключенный к схеме возбудителя, взаимодействующий с расходомерной трубкой [1]
Известен способ измерения массового расхода, в котором измеряемый поток пропускают через расходомерную трубку, возбуждают ее поперечные колебания на второй гармонике резонансной частоты и измеряют параметры колебаний [2]
Недостатком известных способа и устройства является низкая точность измерения, обусловленная влиянием на параметры колебаний внешних шумов.A device is known for measuring the mass flow rate of a fluid stream containing inlet and outlet pipelines, at least one elastic flowmeter tube with mounting ends rigidly attached to the mounting block and in communication with the input and output pipelines through the mounting block, an electromagnetic oscillating drive connected to the circuit pathogen interacting with the flow tube [1]
A known method of measuring mass flow, in which the measured flow is passed through a flow tube, excite its transverse vibrations at the second harmonic of the resonant frequency and measure the oscillation parameters [2]
A disadvantage of the known method and device is the low measurement accuracy due to the influence of external noise on the vibration parameters.

Целью изобретения является повышение точности измерений. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurements.

Цель достигается тем, что в устройстве для измерения массового расхода, содержащем входной и выходной трубопроводы, по меньшей мере одну упругую расходомерную трубку с монтажными концами, жестко прикрепленными к монтажному блоку и сообщенными с входным и выходным трубопроводами через монтажный блок, электромагнитный колебательный привод, подключенный к схеме возбудителя, взаимодействующий с расходомерной трубкой, датчики колебаний и блок обработки сигналов, схема возбудителя содержит входной и выходной каскады, каскады регулирования частоты и амплитуды, причем выход входного каскада электрически связан с входами каскадов регулировки частоты и амплитуды, выходы которых соединены с входом выходного каскада, при этом вход входного каскада соединен с датчиками колебаний, а выход выходного каскада соединен с электромагнитным колебательным приводом. The goal is achieved by the fact that in the device for measuring the mass flow rate containing the input and output pipelines, at least one elastic flow meter tube with mounting ends rigidly attached to the mounting block and communicated with the input and output pipelines through the mounting block, an electromagnetic oscillating drive connected to the pathogen circuitry interacting with the flow tube, oscillation sensors and a signal processing unit, the pathogen circuitry includes input and output stages, control stages frequency and amplitude, wherein the input stage output is electrically connected to the inputs of cascades of frequency and amplitude, the outputs of which are connected to the input of the output stage, the input stage coupled to the input of oscillation sensors and the output stage output is connected to an electromagnetic oscillating drive.

Цель достигается также тем, что в способе измерения массового расхода, заключающемся в том, что поток текучей среды пропускают по меньшей мере через одну расходомерную трубку, возбуждают ее поперечные колебания на второй гармонике резонансной частоты и измеряют параметры колебаний, колебания возбуждают в одной точке, находящейся между узлами колебаний, а измерение параметров колебаний осуществляют между одним из узлов колебаний и первым монтажными концом расходомерной трубки и между другим узлом и вторым монтажным концом. The goal is also achieved by the fact that in the method of measuring the mass flow rate, namely, that the fluid flow is passed through at least one flow meter tube, its transverse vibrations are excited at the second harmonic of the resonant frequency and the vibration parameters are measured, the vibrations are excited at one point located between the vibration nodes, and the measurement of the vibration parameters is carried out between one of the vibration nodes and the first mounting end of the flow tube and between the other node and the second mounting end.

Сущность изобретения заключается в том, что расходомерным трубкам сообщаются колебания с большей частотой, чем их основная резонансная частота, в результате чего легче различается разница между колебательными действиями внешних шумов на устройство и прилагаемыми колебаниями. Это приводит к увеличению точности измерения эффекта реакции Кориолиса. The essence of the invention lies in the fact that the flow tubes communicate vibrations with a greater frequency than their main resonant frequency, as a result of which the difference between the oscillatory effects of external noise on the device and the applied vibrations is easier to distinguish. This leads to an increase in the accuracy of measuring the effect of the Coriolis reaction.

Путем использования гибкой конструкции расходомерной трубки, которая стабильна относительно ее центра тяжести, можно получить однородные картины колебательных волн, вызванных прилагаемыми колебаниями, по длине расходомерной трубки. Эти волны создают узлы колебаний, которые подобны точкам изгибания внутри непрерывного трубопровода. Полученные узлы в сущности являются свободно плавающими и образуют локальные минимальные амплитуды колебаний или стоячие участки внутри трубопровода, тогда как конструкция трубки, окружающая узлы, колеблется с частотой приложенных колебаний. Картины волн, полученные от относительно более высокой рабочей частоты колебаний, эффективно вызывают колебания расходомерной трубки около точек узлов. Это смещение оси колебаний производит в пределах длины расходомерной трубки амортизирующий эффект, который сводит к минимуму влияния нежелательного шума на измерение реакции Кориолиса. Узлы являются свободно плавающими точками изгибания, которые позволяют расходомерной трубке колебаться по отношению к определенной оси, которая по крайней мере в одном положении отделена от монтажных концов расходомерной трубки. Поэтому так как все колебания, вызванные внешним шумом, передаются на расходомерную трубку через монтажные концы, колебания, не зависящие от жесткого крепления, стремятся поглотить нежелательные колебания и поэтому еще более изолируют расходомерную трубку и чувствительную конструкцию для внешнего шума. By using the flexible design of the flow tube, which is stable with respect to its center of gravity, it is possible to obtain uniform patterns of vibrational waves caused by the accompanying vibrations along the length of the flow tube. These waves create vibration nodes that are similar to bending points inside a continuous pipeline. The resulting nodes are essentially free-floating and form local minimum amplitudes of oscillations or standing sections inside the pipeline, while the design of the tube surrounding the nodes oscillates with the frequency of the applied oscillations. The wave patterns obtained from the relatively higher operating frequency of the oscillations effectively cause the flow tube to oscillate around the nodes. This displacement of the axis of oscillation produces a shock-absorbing effect within the length of the flow tube, which minimizes the effect of unwanted noise on the measurement of the Coriolis reaction. The nodes are free-floating bending points that allow the flow tube to oscillate with respect to a certain axis, which is at least in one position separated from the mounting ends of the flow tube. Therefore, since all vibrations caused by external noise are transmitted to the flow tube through the mounting ends, vibrations independent of the rigid mount tend to absorb unwanted vibrations and therefore further isolate the flow tube and the sensitive structure for external noise.

На фиг. 1 показан пример осуществления устройства для измерения массового расхода по типу Кориолиса; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 то же, вид сбоку; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 5-7 показаны различные картины резонансных колебаний расходомерной трубки; на фиг. 8 и 9 картины колебаний, показанной на фиг. 7, вид сбоку и вид сверху; на фиг. 10 показан другой пример осуществления устройства, вид сбоку; на фиг. 11 показан разрез Б-Б на фиг. 10; на фиг. 12 электромагнитный колебательный привод, вид сверху; на фиг. 13 показан разрез В-В на фиг. 12; на фиг. 14 показана блок-схема возбудителя для электромагнитного колебательного привода. In FIG. 1 shows an example implementation of a Coriolis-type mass flow meter; in FIG. 2 same, top view; in FIG. 3 same side view; in FIG. 4, section AA in FIG. 2; in FIG. 5-7 show various patterns of resonant vibrations of the flow tube; in FIG. 8 and 9 of the oscillation pattern shown in FIG. 7 is a side view and a top view; in FIG. 10 shows another example embodiment of a device, side view; in FIG. 11 shows a section bB in FIG. 10; in FIG. 12 electromagnetic oscillating drive, top view; in FIG. 13 shows a section BB in FIG. 12; in FIG. 14 shows a block diagram of a driver for an electromagnetic vibration drive.

Устройство содержит входной трубопровод 1, выходной трубопровод 2, центральный монтажный блок 3 и две расходомерные трубки 4 и 5, обычно имеющие форму В. Входной трубопровод 1 и выходной трубопровод 2 содержат фланцы 6 и 7 соответственно для крепления устройства. Входной трубопровод 1 и выходной трубопровод 2 определяют вход в расходомерные трубки 4 и 5 и выход из них потока текучей среды и расположены соосно друг другу, а также соосно продольной оси потока текучей среды, который будет измеряться. The device comprises an inlet pipe 1, an outlet pipe 2, a central mounting unit 3, and two flow tubes 4 and 5, typically of the form B. The inlet pipe 1 and the outlet pipe 2 comprise flanges 6 and 7, respectively, for mounting the device. The inlet pipe 1 and the outlet pipe 2 determine the entrance to the flow tubes 4 and 5 and the output of the fluid flow from them and are located coaxially to each other, as well as coaxially with the longitudinal axis of the fluid flow, which will be measured.

Монтажный блок 3 имеет входной канал 8, который сообщается с входным трубопроводом 1, и выходной канал 9, который сообщается с выходным трубопроводом 2. Входной канал 8 и выходной канал 9 показаны на фиг.2 пунктирными линиями, которые указывают внутреннюю конструкцию монтажного блока 3. Входной канал 8 имеет расщепитель 10 потока, который разделяет поток текучей среды, проходящий через монтажный блок 3 так, чтобы подавать равные части потока из входного трубопровода 1 в две расходомерные трубки 4 и 5. Поток проходит из канала 8 по первой расходомерной трубке 4 и второй расходомерной трубке 5 одновременно и параллельно и выводится в выходной канал 9. Одинарный выводимый поток образуется в соединителе 11 потоков в выходном канале 9 и направляется в выходной трубопровод 2. Входной трубопровод 1, входной канал 8, выходной канал 9, выходной трубопровод 2 и соединительная часть между входной 8 и выходным 9 каналами и двумя концами 12, 12', 13 и 13' каждой расходомерной трубки 4 и 5 выполняются с гладкими внутренними поверхностями, чтобы снизить ограничения потока или любые неблагоприятные воздействия на поток. Расположение расходомерных трубок 4 и 5 по отношению к оси 14 потока текучей среды и к входному 8 и выходному 9
трубопроводам может быть выполнено под любым требуемым углом, включая их перпендикулярное или параллельное расположение. Кроме того, входной трубопровод 1 и выходной трубопровод 2 также могут быть смещены (не показано) по отношению друг к другу, если это необходимо. Однако желательно, чтобы поток текучей среды через трубки 4 и 5 минимально ограничивался для того, чтобы предотвратить неблагоприятные воздействия на текучую среду, а также ограничить влияние турбулентности потока или кавитации на измерения реакции Кориолиса.The mounting block 3 has an input channel 8, which communicates with the input pipe 1, and an output channel 9, which communicates with the output pipe 2. The input channel 8 and the output channel 9 are shown in FIG. 2 by dashed lines that indicate the internal structure of the mounting block 3. The inlet channel 8 has a flow splitter 10 that separates the fluid stream passing through the mounting unit 3 so as to supply equal parts of the stream from the inlet pipe 1 to the two flow tubes 4 and 5. The stream passes from the channel 8 through the first flow meter the first tube 4 and the second flow tube 5 are simultaneously and in parallel and output to the output channel 9. A single output stream is formed in the connector 11 flows in the output channel 9 and is sent to the output pipe 2. Inlet pipe 1, input channel 8, output channel 9, output the pipe 2 and the connecting part between the inlet 8 and the outlet 9 channels and the two ends 12, 12 ′, 13 and 13 ′ of each flow tube 4 and 5 are made with smooth inner surfaces to reduce flow restrictions or any adverse effects on flow. The location of the flow tubes 4 and 5 with respect to the axis 14 of the fluid flow and to the input 8 and output 9
pipelines can be made at any desired angle, including their perpendicular or parallel arrangement. In addition, the inlet pipe 1 and the outlet pipe 2 can also be offset (not shown) with respect to each other, if necessary. However, it is desirable that the fluid flow through the tubes 4 and 5 is minimally limited in order to prevent adverse effects on the fluid, as well as to limit the effect of flow turbulence or cavitation on the measurements of the Coriolis reaction.

Расходомерные трубки 4 и 5 могут быть выполнены из любого упругого материала, например из нержавеющей стали, и расположены рядом и параллельно. The flow tubes 4 and 5 can be made of any elastic material, for example stainless steel, and are located side by side and in parallel.

Входной конец 12 расходомерной трубки 4 жестко прикреплен к монтажному блоку 3, чтобы сообщаться с входным каналом 6. Выходной канал 13 расходомерной трубки 4 также жестко прикреплен к монтажному блоку 3 и сообщается с выходным каналом 9. The input end 12 of the flow tube 4 is rigidly attached to the mounting block 3 to communicate with the input channel 6. The output channel 13 of the flow tube 4 is also rigidly attached to the mounting block 3 and communicates with the output channel 9.

Как показано на фиг.2, входной конец 12, выходной конец 13 и остальные части расходомерной трубки 4 располагаются в одной вертикальной плоскости. Монтажные концы 12, 13 могут быть расположены рядом с плоскостью расходомерной трубки 4 посредством изогнутых секций (не показаны) между монтажным блоком 3 и расходомерной трубкой 4. Предпочтительно, чтобы по крайней мере большая часть расходомерной трубки 4 лежала в пределах одной плоскости, а остальные части находились в непосредственной близости к ней. Также предпочтительно, чтобы устройство было расположено так, чтобы плоскость расходомерной трубки 4 была вертикальной для предотвращения неодинакового влияния массы трубки 4 и массы потока на движение трубки и измерение реакции Кориолиса. Входной конец 12 и выходной конец 13 крепятся к монтажному блоку 3 в таких местах, которые находятся в непосредственной близости друг к другу. Конец 12 расходомерной трубки 4 располагается на задней стороне монтажного блока 3 (рядом с выходным трубопроводом 2), а конец 13 расходомерной трубки 4 сообщается с выходным каналом 9 монтажного блока 3 (рядом с передней стороной или входным концом устройства). Путем расположения расходомерной трубки 4 так, как показано, можно
добиться, что поток из входного трубопровода 1 может проходить по входному каналу 8 в расходомерную трубку 4 без поворотов или изменения своего направления под неожиданными или очень острыми углами. Кроме того, поток, выводимый из расходомерной трубки 4, может быть направлен в выходной трубопровод 2 с постепенным поворотом по выходному каналу 9. Хотя окончательная конструкция устройства может меняться в зависимости от количества расчетных характеристик, желательно, чтобы существовало общее минимальное ограничение потока, создаваемое помещением устройства внутрь трубопровода.As shown in figure 2, the input end 12, the output end 13 and the remaining parts of the flow tube 4 are located in one vertical plane. The mounting ends 12, 13 may be located adjacent to the plane of the flow tube 4 by means of curved sections (not shown) between the mounting block 3 and the flow tube 4. It is preferred that at least a large part of the flow tube 4 lie within the same plane and the remaining parts were in close proximity to her. It is also preferred that the device is positioned so that the plane of the flow tube 4 is vertical to prevent uneven effects of the mass of the tube 4 and the mass of the flow on the movement of the tube and the measurement of the Coriolis reaction. The input end 12 and the output end 13 are attached to the mounting block 3 in such places that are in close proximity to each other. The end 12 of the flow tube 4 is located on the rear side of the mounting block 3 (near the outlet pipe 2), and the end 13 of the flow tube 4 is in communication with the output channel 9 of the mounting block 3 (near the front side or the input end of the device). By arranging the flow tube 4 as shown, it is possible
to ensure that the flow from the inlet pipe 1 can pass through the inlet channel 8 to the flow tube 4 without turning or changing its direction at unexpected or very sharp angles. In addition, the flow output from the flow tube 4 can be directed to the outlet pipe 2 with a gradual rotation along the output channel 9. Although the final design of the device may vary depending on the number of design characteristics, it is desirable that there is a general minimum flow restriction created by the room devices inside the pipeline.

Как показано на фиг.4, расходомерная трубка 4 окружает или образует петли вокруг монтажного блока 3 и обычно имеет форму лежащей буквы В. Расходомерная трубка 4 крепится к монтажному блоку 3 в смежных вершинах двух полукруглых изогнутых частей 15, 16 формы В. Расходомерная трубка 4 включает в себя первую изогнутую часть 15, которая выступает за верх монтажного блока 3 от конца 12 и изгибается по непрерывной дуге, которая больше 180о по кривизне и, как показано, равна примерно 270о, вокруг монтажного блока 3, проходя в положение, которое находится ниже оси 14. Первая изогнутая часть 15 сообщается с соединительной частью 17, которая отходит от первой изогнутой части 15 на одной стороне монтажного блока 3 и сообщается с второй изогнутой частью 16, которая выполнена аналогично первой изогнутой части 15 и расположена на противоположной стороне монтажного блока 3 симметрично относительно линии 18 симметрии. Соединительная часть 17 предпочтительно является прямой и проходит в непосредственной близости к монтажному блоку 3, не пересекая, как показано, ось 14 входного трубопровода 1 и выходного трубопровода 2, а также потока текучей среды.As shown in FIG. 4, the flow tube 4 surrounds or loops around the mounting block 3 and is usually in the form of a lying letter B. The flow tube 4 is attached to the mounting block 3 at adjacent vertices of two semicircular curved parts 15, 16 of the shape B. The flow tube 4 includes the first curved part 15, which extends beyond the top of the mounting block 3 from the end 12 and bends along a continuous arc, which is greater than 180 about the curvature and, as shown, is approximately 270 about around the mounting block 3, passing in a position that is below about si 14. The first curved part 15 communicates with the connecting part 17, which departs from the first curved part 15 on one side of the mounting block 3 and communicates with the second curved part 16, which is similar to the first curved part 15 and is located on the opposite side of the mounting block 3 symmetrically relative to the line of symmetry 18. The connecting part 17 is preferably straight and extends in close proximity to the mounting block 3 without intersecting, as shown, the axis 14 of the inlet pipe 1 and the outlet pipe 2, as well as the fluid flow.

Предпочтительно, чтобы соединительная часть 17 располагалась в непосредственной близости к центру 19 тяжести расходомерной трубки 4, но не касалась его. Кроме того, желательно, чтобы центр 19 тяжести расходомерной трубки 4 был расположен в непосредственной близости к монтажным концам 12, 13 расходомерной трубки 4. Зазор между монтажными концами 12 и 13, соединительной частью 17 и центром 19 тяжести меньше общего отступления изогнутых частей 15, 16 от линии 18 симметрии расходомерной трубки 4. Относительное размещение соединительной части 17 по отношению к обоим монтажным концам 12, 13 расходомерной турбки 4 (а также по отношению к оси 14) может регулироваться по вертикали относительно монтажного блока 3 в любом направлении и любым необходимым образом. Кроме того, соединительной части 17 не нужно было быть прямой, как показано, и она может быть изогнута в соответствии с любой желательной комбинацией. Вибратор 20 крепится между двумя соединительными частями 17 расходомерных трубок 4 и 5 посредством кронштейна. Preferably, the connecting part 17 was located in close proximity to the center of gravity 19 of the flow tube 4, but did not touch it. In addition, it is desirable that the center of gravity of the flow tube 4 be located in close proximity to the mounting ends 12, 13 of the flow tube 4. The gap between the mounting ends 12 and 13, the connecting part 17 and the center of gravity 19 is less than the total deviation of the curved parts 15, 16 from the line of symmetry 18 of the flow tube 4. The relative placement of the connecting part 17 with respect to both mounting ends 12, 13 of the flow turbine 4 (and also with respect to the axis 14) can be adjusted vertically relative to the mounting block 3 in l any direction and in any necessary way. In addition, the connecting part 17 did not need to be straight, as shown, and it can be bent in accordance with any desired combination. The vibrator 20 is mounted between the two connecting parts 17 of the flow tubes 4 and 5 through the bracket.

Как показано на фиг.4, монтажные концы 12 и 13 расходомерной трубки 4 почти перпендикулярны верхней поверхности монтажного блока 3, поэтому каждая из изогнутых частей 15 и 16 изменяется в направлении потока почти на 270о. В этом примере осуществления общее изменение в направлении потока вдоль расходомерной трубки 4 от монтажного конца 12 к монтажному концу 13 составляет приблизительно 540о. Также возможно, чтобы монтажные концы 12 и 13 были наклонены к верхней поверхности монтажного блока 3 под острым углом. Если этот угол будет равен 45о, общее изменение в направлении потока вдоль расходомерной трубки 4 составит только 450о.As shown in figure 4, the mounting ends 12 and 13 of the flow tube 4 are almost perpendicular to the upper surface of the mounting block 3, so that each of the curved parts 15 and 16 changes in the flow direction by almost 270 about . In this embodiment, the total change in the direction of flow along the flow tube 4 from the mounting end 12 to the mounting end 13 is approximately 540 about . It is also possible that the mounting ends 12 and 13 are inclined to the upper surface of the mounting block 3 at an acute angle. If this angle is equal to 45 about , the total change in the direction of flow along the flow tube 4 will be only 450 about .

Сила реакции Кориолиса, генерируемая потоком в ответ на колебания, сообщаемые расходомерной трубке 4 вибратором 20, обычно соотносится с массовым расходом текучей среды, скорость текучей среды в расходомерной трубке 4 и степенью изменения наклона криволинейного пути текучей среды в расходомерной трубке 4. Когда расходомерная трубка 4 отклоняется в направлении, поперечном направлению скорости текучей среды (например, двигаясь в направлении Х), ей придается дополнительный компонент скорости, который также действует в относительно поперечном направлении (т.е. направлении Y). Таким образом, частица текучей среды, движущаяся внутри расходомерной трубки 4, движется как в направлении потока, так и в поперечном направлении (направлении Х и Y) или по криволинейному пути. Дифференциал между поперечным движением частицы (направление Y) и движением потока (направление Х) эквивалентен уклону криволинейного пути. Степень изменения уклона криволинейного пути по отношению к времени d2y/dxdt пропорциональна силе Кориолиса.The strength of the Coriolis reaction generated by the flow in response to vibrations communicated by the flow tube 4 to the vibrator 20 is usually correlated with the mass flow rate of the fluid, the speed of the fluid in the flow tube 4 and the degree of change in the slope of the curved path of the fluid in the flow tube 4. When the flow tube 4 deviates in a direction transverse to the fluid velocity direction (for example, moving in the X direction), it is given an additional velocity component, which also acts in a relatively transverse m direction (i.e., Y direction). Thus, a fluid particle moving inside the flow tube 4 moves both in the flow direction and in the transverse direction (X and Y direction) or along a curved path. The differential between the transverse particle motion (Y direction) and the flow motion (X direction) is equivalent to the slope of the curved path. The degree of change in the slope of the curved path with respect to time d 2 y / dxdt is proportional to the Coriolis force.

Так как расходомерная трубка 4 принимает колебания вибратора 20 в точке пересечения линии 18 симметрии и соединительной части 17, сила Кориолиса будет создаваться в направлениях, противоположных этому положению, и с симметричным градиентом по длине расходомерной трубки. Since the flow tube 4 receives vibrations of the vibrator 20 at the intersection of the line of symmetry 18 and the connecting part 17, the Coriolis force will be created in the directions opposite to this position, and with a symmetrical gradient along the length of the flow tube.

Датчики 21 и 22 расположены на изогнутой части 15 и изогнутой части 16 соответственно, чтобы измерять отклонение расходомерной трубки 4 из-за силы реакции Кориолиса. Датчики 21 и 22 могут иметь любую необходимую форму и крепятся непосредственно к расходомерной трубке 4 на противоположных сторонах колебательного вибратора 20 (фиг.1) или к кронштейнам 23, 24, которые одним концом закреплены на монтажном блоке 3, а другой их конец расположен рядом с расходомерной трубкой 4 (фиг.4). Кроме того, блок обработки сигналов (не показан) для определения массового расхода в расходомерной трубке 4 на основании сигналов, полученных с датчиков 21, 22, и как функции части сигналов, которые являются компонентом реакции Кориолиса, создаваемой текучей средой, также может быть выполнен в любой необходимой форме. The sensors 21 and 22 are located on the curved part 15 and the curved part 16, respectively, to measure the deviation of the flow tube 4 due to the Coriolis reaction force. The sensors 21 and 22 can have any desired shape and are attached directly to the flow tube 4 on opposite sides of the vibrating vibrator 20 (Fig. 1) or to the brackets 23, 24, which are fixed at one end to the mounting block 3, and the other end is located next to flow tube 4 (figure 4). In addition, a signal processing unit (not shown) for determining the mass flow in the flow tube 4 based on the signals received from the sensors 21, 22, and as a function of the part of the signals that are a component of the Coriolis reaction generated by the fluid can also be performed in any necessary form.

Изогнутые части 15 и 16, имеющие относительно большую кривизну и соединяемые соединительной частью 17, обеспечивают большую длину, которая повышает общую гибкость расходомерной трубки 4 и способность ее отклоняться в ответ на действие силы реакции Кориолиса и улучшить измеряемость этих отклонений. Кроме того, отклонение изогнутых частей 15 и 16 от линии 18 симметрии увеличивает действие реакции Кориолиса около линии 18 симметрии, создавая изгиб расходомерной трубки 4 закручивающего вида. Curved parts 15 and 16, having a relatively large curvature and connected by a connecting part 17, provide a large length that increases the overall flexibility of the flow tube 4 and its ability to deflect in response to the Coriolis reaction force and improve the measurability of these deviations. In addition, the deviation of the curved parts 15 and 16 from the line of symmetry 18 increases the effect of the Coriolis reaction near the line of symmetry 18, creating a bend of the flow tube 4 of a twisting type.

Результирующее движение расходомерной трубки 4 будет являться результатом градиента реакции и формы расходомерной трубки. Увеличение в закручивающемся изгибе является результатом большой длины, а также формы расходомерной трубки 4, которая изгибается в ответ на градиент силы Кориолиса. Большие изогнутые части 15, 16 также увеличивают объем потока, движущегося в некотором направлении с компонентом, перпендикулярным направлению потока на вибраторе 20, что увеличивает площадь, на которую может действовать сила Кориолиса на расходомерной трубке 4, увеличивая измеряемый динамический эффект реакции Кориолиса по всей длине изогнутых частей 15 и 16 для того, чтобы отличаться от колебаний, сообщаемых вибратором 20. Изогнутые части 15 и 16 не поворачиваются относительно линии 18 симетрии или своих монтажных концов 12, 13, а закручиваются из-за общей гибкости расходомерной трубки 4. Кроме того, так как расходомерная трубка 4 является симметричной петлей относительно своего центра 19 тяжести, колебания трубки 4 одинаковые во всех точках и не загрязнены внешним шумом. Ощущение реакции Кориолиса на расходомерной трубке 4 осуществляется относительно движения расходомерной трубки 5, и поэтому нет необходимости фиксировать ось отклонения для измерения. The resulting movement of the flow tube 4 will be the result of a reaction gradient and the shape of the flow tube. The increase in twisting bending is the result of a long length, as well as the shape of the flow tube 4, which bends in response to the gradient of the Coriolis force. Large curved portions 15, 16 also increase the volume of flow moving in a certain direction with a component perpendicular to the direction of flow on the vibrator 20, which increases the area on which the Coriolis force on the flow tube 4 can act, increasing the measured dynamic effect of the Coriolis reaction along the entire length of the curved parts 15 and 16 in order to differ from the vibrations reported by the vibrator 20. The curved parts 15 and 16 do not rotate relative to the symmetry line 18 or their mounting ends 12, 13, but are twisted from due to the general flexibility of the flow tube 4. In addition, since the flow tube 4 is a symmetrical loop relative to its center of gravity 19, the vibrations of the tube 4 are the same at all points and are not contaminated by external noise. The sensation of the Coriolis reaction on the flow tube 4 is relative to the movement of the flow tube 5, and therefore there is no need to fix the axis of deviation for measurement.

По форме расходомерная трубка 4 окружает своей центр 19 тяжести и свои монтажные концы 12 и 13. Такая форма расходомерной трубки 4 с центром 19 тяжести в непосредственной близости к ее монтажным концам 12 и 13 снижает влияние внешнего шума и неравномерных колебаний на расходомерную трубку 4. Как показано на фиг.4, расстояние от центра 19 тяжести расходомерной трубки 4 до каждого из монтажных концов 12 и 13 меньше, чем половина максимального удаления изогнутых частей 15 и 16 от соответствующих монтажных концов 12 и 13. Поэтому расходомерная трубка 4 стабильна по отношению к монтажным концам 12, 13 и внешний шум незначительно влияет на ощущение реакции Кориолиса датчиками 21 и 22. Форма расходомерной трубки 4 является более стабильным окружением для отделения реакции Кориолиса от колебаний, сообщаемых вибратором 20, поэтому вычисление массового расхода еще больше облегчается. The shape of the flow tube 4 surrounds its center of gravity 19 and its mounting ends 12 and 13. This shape of the flow tube 4 with the center of gravity 19 in close proximity to its mounting ends 12 and 13 reduces the effect of external noise and uneven vibrations on the flow tube 4. How shown in figure 4, the distance from the center of gravity of the flow tube 4 to each of the mounting ends 12 and 13 is less than half the maximum distance of the curved parts 15 and 16 from the corresponding mounting ends 12 and 13. Therefore, the flow tube 4 is stable and with respect to the mounting ends 12, 13, and external noise slightly affects the sensation of the Coriolis reaction by sensors 21 and 22. The shape of the flow tube 4 is a more stable environment for separating the Coriolis reaction from the vibrations communicated by the vibrator 20, so the calculation of mass flow is even more facilitated.

Относительно длинная расходомерная трубка 4 обеспечивает существенную гибкость конструкции, которая может свободно отклоняться в ответ на реакцию Кориолиса, и поэтому повышает чувствительность устройства. Кроме того, в результате повышенной гибкости конструкции расходомерной трубки 4 наряду с более стабильной ее формой она может иметь относительно большую толщину, что, хотя и будет снижать общую гибкость расходомерной трубки 4 и сокращать величину трубки в ответ на реакцию Кориолиса, но не ухудшать общую чувствительность устройства, так как измеряемые реакции невосприимчивы к внешнему шуму из-за стабильности расходомерной трубки 4. Увеличение толщины стенок повышает общую прочность и срок службы устройства и позволяет использовать его для текучих сред при относительно высоком давлении, а также позволяет повысить общую безопасность работы устройства. The relatively long flow tube 4 provides significant design flexibility that can freely deflect in response to the Coriolis reaction, and therefore increases the sensitivity of the device. In addition, due to the increased flexibility of the design of the flow tube 4, along with its more stable form, it can have a relatively large thickness, which, although it will reduce the overall flexibility of the flow tube 4 and reduce the size of the tube in response to the Coriolis reaction, but not worsen the overall sensitivity devices, since the measured reactions are immune to external noise due to the stability of the flow tube 4. An increase in wall thickness increases the overall strength and durability of the device and allows its use I fluid at a relatively high pressure, and also improves the overall safety of the device.

Возбуждение расходомерной трубки 4 в точке, близкой к центру 19 тяжести и близкой к монтажным концам 12, 13, стабилизирует ее колебательные характеристики, а также ее реакцию на силу Кориолиса. Чем больше расстояние, которое отделяет вибратор 20 от центра 19 тяжести, тем больше вероятность того, что вибратор 20 будет вносить искажения в движение прилагаемых колебаний и таким образом воздействовать на движение расходомерной трубки 4, воспринимаемое датчиками 21 и 22. Как показано на фиг.4, расстояние от вибратора 20, расположенного в средней точке соединительной части 17, до любого из монтажных концов 12, 13 меньше максимального удаления изогнутых частей 15 и 16 от соответствующих монтажных концов 12 и 13. Расстояние между вибратором 20 и центром 19 тяжести может быть изменено с учетом других расчетных факторов, таких как общая длина расходомерной трубки, положение центра 19 тяжести по отношению к монтажным концам 12 и 13 удаление изогнутых частей 15, 16 от линии 18 симметрии и т.д. Путем изменения положения соединительной части 17 вдоль линии 18 симметрии можно также изменять положение центра 19 тяжести во всей расходомерной трубке 4 по отношению к монтажным концам 12, 13. The excitation of the flow tube 4 at a point close to the center of gravity 19 and close to the mounting ends 12, 13 stabilizes its vibrational characteristics, as well as its response to the Coriolis force. The greater the distance that separates the vibrator 20 from the center of gravity 19, the greater the likelihood that the vibrator 20 will distort the movement of the applied vibrations and thus affect the movement of the flow tube 4, perceived by the sensors 21 and 22. As shown in figure 4 , the distance from the vibrator 20 located at the midpoint of the connecting part 17 to any of the mounting ends 12, 13 is less than the maximum distance of the curved parts 15 and 16 from the corresponding mounting ends 12 and 13. The distance between the vibrator 20 and the center 19 gravity can be changed taking into account other design factors, such as the total length of the flow tube, the position of the center of gravity 19 with respect to the mounting ends 12 and 13, the removal of the curved parts 15, 16 from the line of symmetry 18, etc. By changing the position of the connecting part 17 along the line of symmetry 18, you can also change the position of the center of gravity 19 in the entire flow tube 4 with respect to the mounting ends 12, 13.

Стабилизация устройства может быть обеспечена монтажным блоком 3 и входным и выходным трубопроводами 1, 2, которые имеют относительно большую массу по сравнению с массой расходомерных трубок 4, 5. Расходомерная трубка 4 плавает относительно свободно благодаря своей гибкости и расположению около относительно большой центральной массы и своих монтажных концов 12, 13. Большая масса монтажного блока 3 расположена в центре 19 тяжести расходомерной трубки 4, что еще больше делает расходомерную трубку 4 невосприимчивой к воздействиям внешнего шума и несимметричным искажениям на датчиках 21 и 22. Кроме того, расходомерные трубки 4, 5 не подвешены на входном трубопроводе 1 и выходном трубопроводе 2 устройства, и монтажные концы 12, 13 расположены относительно близко друг к другу, чтобы создавать более компактное окружение с тем, чтобы не подвергаться колебаниям большой амплитуды от внешнего шума. The stabilization of the device can be provided by the mounting unit 3 and the inlet and outlet pipelines 1, 2, which have a relatively large mass compared to the mass of the flow tubes 4, 5. The flow tube 4 floats relatively freely due to its flexibility and location near a relatively large central mass and its mounting ends 12, 13. The large mass of the mounting block 3 is located in the center of gravity 19 of the flow tube 4, which further makes the flow tube 4 immune to external noise and asymmetrical distortions on the sensors 21 and 22. In addition, the flow tubes 4, 5 are not suspended on the inlet pipe 1 and the outlet pipe 2 of the device, and the mounting ends 12, 13 are located relatively close to each other to create a more compact environment so that not subject to large amplitude vibrations from external noise.

Между расходомерными трубками 4, 5 могут быть предусмотрены скобы 25 и 26, которые располагаются рядом с соответствующими концами 12, 12' и 13, 13'. Скобы 25 и 26 образуют центр вращения, вокруг которого отклоняются изогнутые части 15 и 16. Скобы 25 и 26 используются для ограничения воздействия колебательного движения расходомерных трубок 4 и 5 на стык между ними и монтажным блоком 3. Between the flow tubes 4, 5, brackets 25 and 26 can be provided, which are located near the respective ends 12, 12 'and 13, 13'. The brackets 25 and 26 form a center of rotation around which the curved parts 15 and 16 deflect. The brackets 25 and 26 are used to limit the impact of the vibrational movement of the flow tubes 4 and 5 on the joint between them and the mounting block 3.

Альтернативный пример осуществления устройства показан на фиг. 10 и 11. Показанное в общем виде устройство имеет такую же конструкцию расходомерных трубок 4 и 5, как и на фиг. 1-4, но оно крепится к корпусу 27 в положении, которое отстоит от продольной оси 14 потока текучей среды или трубопровода (не показан). Входной трубопровод 1 и выходной трубопровод 2 прикреплены одним своим концом к корпусу 27, а противоположными концами к центральному монтажному блоку 3. Монтажный блок 3 прикреплен к корпусу 27 посредством кронштейнов 23 и 24, чтобы расположить монтажный блок 3 внутри корпуса 27. An alternative embodiment of the device is shown in FIG. 10 and 11. The device shown in general form has the same construction of flow tubes 4 and 5 as in FIG. 1-4, but it is attached to the housing 27 in a position that is spaced from the longitudinal axis 14 of the fluid flow or pipe (not shown). The inlet pipe 1 and the outlet pipe 2 are attached at one end to the housing 27, and opposite ends to the central mounting block 3. The mounting block 3 is attached to the housing 27 by means of brackets 23 and 24 to position the mounting block 3 inside the housing 27.

Монтажный блок 3 имеет входной канал 8, который принимает поток от входного трубопровода 1 и направляет его в обе расходомерные трубки 4 и 5 через их монтажные концы 12, 12', а также разделяет поток с помощью разделителя 10 потока. Расходомерные трубки 4, 5 направляют поток таким же образом, как и расходомерные трубки 4, 5 на фиг.1-4, и имеют изогнутые части 15 и 16, а также соединительную часть 17, центр 19 тяжести расположен рядом с монтажными концами 12, 12' и 13, 13'. The mounting block 3 has an inlet channel 8, which receives the flow from the inlet pipe 1 and directs it to both flow tubes 4 and 5 through their mounting ends 12, 12 ', and also separates the stream using the flow splitter 10. The flow tubes 4, 5 direct the flow in the same way as the flow tubes 4, 5 in FIGS. 1-4, and have curved parts 15 and 16, as well as a connecting part 17, the center of gravity 19 is located near the mounting ends 12, 12 'and 13, 13'.

Поток, выходящий из расходомерных трубок 4 и 5, направляется по выходному каналу 9 и сливается в один поток в соединителе потока, выходя обратно в поток текучей среды или трубопровод (не показан) по выходному трубопроводу 2. The stream exiting the flow tubes 4 and 5 is directed along the output channel 9 and merges into one stream in the flow connector, exiting back into the fluid stream or pipe (not shown) through the output pipe 2.

Расходомерные трубки 4 и 5 лежат в смежных и параллельных плоскостях, которые также параллельны линии 14. Входной и выходной каналы 8, 9 внутри монтажного блока 3 должны направлять поток только немного в сторону от входного трубопровода 1 и выходного трубопровода 2 по отношению к плоскости расходомерных трубок 4 и 5, которые расположены в непосредственной близости одна к другой. The flow tubes 4 and 5 lie in adjacent and parallel planes, which are also parallel to line 14. The inlet and outlet channels 8, 9 inside the mounting block 3 should direct the flow only slightly away from the inlet pipe 1 and the outlet pipe 2 with respect to the plane of the flow tubes 4 and 5, which are located in close proximity to one another.

Кронштейны 23 и 24, на которые опирается монтажный блок 3 (а также расходомерные трубки 4, 5) внутри корпуса 27, кроме того, поддерживают датчики 21, 22 между соответствующими изогнутыми частями 15, 16 расходомерных трубок 4, 5. Датчики 21, 22 могут иметь любую необходимую форму или могут прикрепляться непосредственно к расходомерным трубкам 4 и 5 (как показано на фиг. 1-3). Кроме того, вибратор 20 также может быть прикреплен к фиксированному корпусу 27 посредством кронштейнов 23, 24 и монтажного блока 3. Как показано, вибратор 20 закреплен в положении между двумя соединительными частями 17 расходомерных трубок 4 и 5 посредством кронштейна 28. The brackets 23 and 24, on which the mounting block 3 (as well as the flow tubes 4, 5) rests, inside the housing 27, in addition, support the sensors 21, 22 between the respective curved parts 15, 16 of the flow tubes 4, 5. The sensors 21, 22 can have any desired shape or can be attached directly to the flow tubes 4 and 5 (as shown in Fig. 1-3). In addition, the vibrator 20 can also be attached to the fixed housing 27 through the brackets 23, 24 and the mounting block 3. As shown, the vibrator 20 is fixed in position between the two connecting parts 17 of the flow tubes 4 and 5 by the bracket 28.

Общая форма трубопровода в соответствии с настоящим изобретением рассчитана на ограничение влияния шума и внутренних искажений на колебательное движение упругих расходомерных трубок 4 и 5, чтобы создать стабильную конструкцию и позволить получить точные результаты измерений реакции на изогнутых частях 15, 16 из-за силы Кориолиса, которая ощущается датчиками 21, 22. Обычно датчики 21 и 22 монтируются симметрично относительно вибратора 20 и измеряют равные и противоположно направленные реакции на изогнутых частях 15, 16 из-за природы градиента силы реакции Кориолиса относительно сообщенных колебаний. The overall shape of the pipeline in accordance with the present invention is designed to limit the influence of noise and internal distortions on the oscillatory movement of the elastic flow tubes 4 and 5, in order to create a stable structure and to obtain accurate measurement results of the reaction on the curved parts 15, 16 due to the Coriolis force, which sensed by the sensors 21, 22. Typically, the sensors 21 and 22 are mounted symmetrically with respect to the vibrator 20 and measure equal and oppositely directed reactions on the curved parts 15, 16 due to the nature of the force gradient Coriolis reactions regarding reported fluctuations.

На движение расходомерных трубок 4 и 5 в результате колебаний, сообщенных вибратором 20, будет влиять реакция Кориолиса, которая будет либо противодействовать, либо содействовать движению расходомерной трубки во время каждого колебательного движения. Общее движение, ощущаемое датчиками 21, 22 во время работы устройства, обрабатывается любым возможным методом для определения массового расхода. Один из способов определения массового расхода по этим сигналам заключается в определении дифференциала времени сигналов, соответствующих движению изогнутых частей 15 и 16 противоположной стороны. Практические дифференциалы времени двух сторон расходомерной трубки 4 с учетом известного аппаратного обеспечения и ограничений по материалам, используемым для трубопровода, близки к 10-100 мкс (или больше). The movement of the flow tubes 4 and 5 as a result of the vibrations reported by the vibrator 20 will be affected by the Coriolis reaction, which will either counteract or facilitate the movement of the flow tube during each oscillatory movement. The total movement sensed by the sensors 21, 22 during operation of the device is processed by any possible method to determine the mass flow rate. One way to determine the mass flow rate from these signals is to determine the time differential of the signals corresponding to the movement of the curved parts 15 and 16 of the opposite side. The practical time differentials of the two sides of the flow tube 4, taking into account the known hardware and limitations on the materials used for the pipeline, are close to 10-100 μs (or more).

Однако было установлено, что дифференциалы небольших сигналов (соответствующие небольшим реакциям Кориолиса или более высоким частотам работы) приемлемы, если сигналы датчика не загрязнены внешним шумом. Обычно в известных расходомерах сигналы датчиков содержат шумы, если общее отклонение из-за действия силы Кориолиса на расходомерную трубку ограничено. Чем гибче конструкция расходомерной трубки, тем больше отклонение расходомерной трубки 4 в ответ на реакцию Кориолиса (т.е. повышена чувствительность) и поэтому тем больше дифференциал времени или сигнала. Однако в известных расходомерах внутренний и внешний шумы будут также оказывать большее воздействие на более гибкую расходомерную трубку и загрязнять эти сигналы датчиков. However, it was found that differentials of small signals (corresponding to small Coriolis reactions or higher operating frequencies) are acceptable if the sensor signals are not contaminated with external noise. Typically, in known flow meters, the sensor signals contain noise if the total deviation due to the Coriolis force on the flow tube is limited. The more flexible the flow tube design, the greater the deviation of the flow tube 4 in response to a Coriolis reaction (i.e., increased sensitivity), and therefore the greater the time or signal differential. However, in known flow meters, internal and external noise will also have a greater effect on the more flexible flow tube and pollute these sensor signals.

Изобретение ограничивает влияние внешних шумов на расходомерную трубку 4, ощущаемое датчиками 21, 22, в ущерб чувствительности к отклонению расходомерной трубки 4 из-за силы реакции Кориолиса. Путем сообщения расходомерной трубке колебаний на относительно облее высокой частоте, чем ее основная резонансная частота, можно поддерживать невосприимчивость к внешнему шуму, в то же время обеспечивая более точное определение массового расхода. The invention limits the influence of external noise on the flow tube 4, sensed by the sensors 21, 22, to the detriment of sensitivity to deviation of the flow tube 4 due to the Coriolis reaction force. By letting the flow tube oscillate at a relatively higher frequency than its main resonant frequency, it is possible to maintain immunity to external noise, while at the same time providing a more accurate determination of the mass flow rate.

На фиг. 5-8 показана форма расходомерной трубки 4 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. В пределах этой формы и конструкции можно идентифицировать ряд природных резонансных частот, каждая из которых имеет четкую картину колебаний. Показанные три картины колебаний или волн относятся к модам колебаний первых трех резонансных частот расходомерной трубки 4 относительно ее закрепленных монтажных концов 12 и 13. In FIG. 5-8 show the shape of the flow tube 4 in accordance with an embodiment of the present invention. Within this form and design, a number of natural resonant frequencies can be identified, each of which has a clear picture of oscillations. The three patterns of vibrations or waves shown are related to the vibration modes of the first three resonant frequencies of the flow tube 4 relative to its fixed mounting ends 12 and 13.

На фиг. 15 показана картина колебаний основной резонансной частоты расходомерной трубки 4. На этой частоте колебания трубопровод обычно отклоняется относительно закрепленных монтажных колец 12 и 13 и центра 19 тяжести, что показано линиями А1 и А2. Максимальное смещение расходомерной трубки 4 от ее нормального положения, показанного линией АО, происходит в основном в соединительной части 17. In FIG. 15 shows the oscillation pattern of the main resonant frequency of the flow tube 4. At this oscillation frequency, the pipeline usually deviates relative to the fixed mounting rings 12 and 13 and the center of gravity 19, as shown by lines A1 and A2. The maximum displacement of the flow tube 4 from its normal position, shown by the line AO, occurs mainly in the connecting part 17.

Картина отклонения, указанная линиями В1 и В2, резонансной частоты первой гармоники, показана на фиг.6В. Нормальное положение показано линией ВО. Расходомерная трубка 4 в этом режиме колеблется относительно неподвижных монтажных концов 12 и 13 и линии 18 симметрии. Картина колебаний В1 и В2 получается путем сообщения колебаний свободно плавающей расходомерной трубке 4 в пространстве, когда она закреплена на своих концах 12, 13 и не обязательно возбудителем, расположенным в точке пересечения линии 18 симметрии и соединительной части 17. Узел 29 колебаний обычно образуется в картине колебаний на линии 18 симметрии и соединительной части 17. Узел 29 является локальной минимальной амплитудой колебаний, образовавшихся в ответ на приложение колебания, и свободно плавает в пространстве с остальными частями расходомерной трубки 4, колеблющейся до максимальной амплитуды между узлом 29 и неподвижными монтажными концами 12 и 13. Точка максимального смещения расходомерной трубки 4 в ответ на приложенные колебания находится между неподвижными концами 12, 13 и узлом 29 при всех колебаниях, симметричных по отношению к узлу 29. В окружении без внешнего шума и без потока в расходомерной трубке 4 узел 29 будет неподвижным. Однако предполагается, что этот узел будет перемещаться из-за влияния реакции Кориолиса без существенного изменения картин колебаний, показанных линиями В1 и В2. The deviation pattern indicated by lines B1 and B2 of the resonant frequency of the first harmonic is shown in FIG. The normal position is indicated by the VO line. The flow tube 4 in this mode oscillates relative to the fixed mounting ends 12 and 13 and the line of symmetry 18. The pattern of vibrations B1 and B2 is obtained by communicating the vibrations of a freely floating flow tube 4 in space when it is fixed at its ends 12, 13 and not necessarily by a pathogen located at the intersection of the line of symmetry 18 and the connecting part 17. The oscillation unit 29 is usually formed in a pattern oscillations on the line of symmetry 18 and the connecting part 17. The node 29 is the local minimum amplitude of the oscillations formed in response to the application of the oscillation, and freely floats in space with the rest of the flow an omeric tube 4, oscillating to a maximum amplitude between the node 29 and the fixed mounting ends 12 and 13. The point of maximum displacement of the flow tube 4 in response to the applied vibrations is between the fixed ends 12, 13 and the node 29 for all vibrations symmetrical with respect to the node 29 . In an environment without external noise and without flow in the flow tube 4, the node 29 will be stationary. However, it is assumed that this node will move due to the influence of the Coriolis reaction without significantly changing the vibration patterns shown by lines B1 and B2.

На фиг. 7 и 9 показана картина отклонения, обозначенная линиями С1 и С2 резонансной частоты второй гармоники расходомерной трубки 4, где прилагаемые колебания образуют волны по длине расходомерной трубки 4. Нормальное положение показано линией СО. Образуются два узла колебаний, которые расположены на противоположных концах соединительной части 17. Узлы 30, 31 образуют локальную минимальную амплитуду колебаний внутри расходомерной трубки 4, моделируя ось вращения, вокруг которой непрерывная равномерная трубка 4 будет упруго изгибаться. Резонансная частота второй гармоники может быть больше 100 Гц, например около 140 Гц. In FIG. Figures 7 and 9 show the deviation pattern, indicated by the lines C1 and C2 of the resonance frequency of the second harmonic of the flow tube 4, where the applied vibrations form waves along the length of the flow tube 4. The normal position is shown by the CO line. Two oscillation nodes are formed, which are located at opposite ends of the connecting part 17. The nodes 30, 31 form a local minimum amplitude of oscillations inside the flow tube 4, simulating the axis of rotation around which the continuous uniform tube 4 will elastically bend. The resonant frequency of the second harmonic may be greater than 100 Hz, for example, about 140 Hz.

Картины колебательных волн по гибкому трубопроводу являются суммами закручивающихся и продольных компонентов всех колебательных картин расходомерной трубки этой формы. Характер отклонения трубопровода и положение узлов колебаний в пределах длины расходомерной трубки будут вносить определенный вклад во все компоненты картин колебаний (включая и другие относительно более высокие резонансные частоты). Эта сумма называется коэффициентом участия, на который оказывают большое влияние формы, длина и конструктивные материалы расходомерной трубки, т.е. ее гибкость. Кроме того, общее смещение расходомерной трубки будет представлять собой сумму вкладов каждой моды, а также вклада реакции Кориолиса и внешних колебательных воздействий. The patterns of vibrational waves through a flexible pipe are the sums of the swirling and longitudinal components of all the vibrational patterns of a flowmeter tube of this shape. The nature of the deviation of the pipeline and the position of the vibration nodes within the length of the flow tube will make a certain contribution to all components of the vibration patterns (including other relatively higher resonant frequencies). This amount is called the participation coefficient, which is greatly influenced by the shape, length and structural materials of the flow tube, i.e. its flexibility. In addition, the total displacement of the flow tube will be the sum of the contributions of each mode, as well as the contribution of the Coriolis reaction and external vibrational influences.

Реакция Кориолиса происходит по форме градиента по длине расходомерной трубки 4 с результирующей силой, действующей на расходомерную трубку 4 в положениях узлов 30, 31 на противоположных сторонах. При определении градиента реакции Кориолиса по отношению к колебаниям узлового типа, как показано на фиг.7 и 8, наибольшая реакция Кориолиса текучей среды будет создаваться в узлах 30, 31 колебаний. Степень измерений уклона на единицу времени движения потока в колеблющейся расходомерной трубке 4 имеет максимумы в узлах 30, 31, так как поток в этих точках постоянно изменяет направление с большей степенью, чем поток в остальных частях расходомерной трубки 4, которые колеблются в отношении узлов 30, 31. Части расходомерной трубки 4, окружающие узлы 30, 31, имеют дифференциал времени при колебании вперед и назад и поэтому имеют меньшее изменение в смещении и соответственно меньшую реакцию Кориолиса. Датчики 21, 22 могут быть расположены в любом необходимом месте в симметричных положениях относительно вибратора 20, между узлами 30, 31 и монтажными концами 12, 13 (или скобами 25 и 26), чтобы определить движение изогнутых частей 15, 16 соответственно. The Coriolis reaction occurs in the form of a gradient along the length of the flow tube 4 with the resulting force acting on the flow tube 4 at the positions of the nodes 30, 31 on opposite sides. When determining the gradient of the Coriolis reaction with respect to nodal-type vibrations, as shown in FIGS. 7 and 8, the largest Coriolis reaction of the fluid will be created at the vibration nodes 30, 31. The degree of measurement of the slope per unit time of the flow in the oscillating flow tube 4 has maximums at nodes 30, 31, since the flow at these points constantly changes direction with a greater degree than the flow in other parts of the flow tube 4, which fluctuate with respect to nodes 30, 31. The parts of the flow tube 4 surrounding the nodes 30, 31 have a time differential when oscillating forward and backward and therefore have a smaller change in displacement and a correspondingly smaller Coriolis reaction. The sensors 21, 22 can be located at any desired location in symmetrical positions relative to the vibrator 20, between the nodes 30, 31 and the mounting ends 12, 13 (or brackets 25 and 26) to determine the movement of the curved parts 15, 16, respectively.

Дальнейшая изоляция расходомерной трубки 4 от внешнего шума создается путем сообщения расходомерной трубке 4 колебания при резонансе выше резонансной частоты ее первой гармоники. Узлы 30, 31 создают стабилизацию расходомерной трубки 4 путем определения положения, которое представляет собой точку изгиба для изгибания трубки 4 и не смещается из-за внешних помех или шума. При работе на основной резонансной частоте изгибание расходомерной трубки 4 прямо соотносится с его креплением к монтажному блоку 3 и подвержено смещению из-за внешнего шума. Further isolation of the flow tube 4 from external noise is created by letting the flow tube 4 oscillate at a resonance above the resonant frequency of its first harmonic. The nodes 30, 31 create stabilization of the flow tube 4 by determining the position, which is the bending point for bending the tube 4 and does not move due to external noise or noise. When working at the main resonant frequency, the bending of the flow tube 4 is directly related to its fastening to the mounting block 3 and is subject to bias due to external noise.

Конкретной оси колебаний, около которой колеблется расходомерная трубка 4, нет, так как трубка 4 движется в каждой точке по отдельному изогнутому пути, а не по круговому пути около его неподвижного крепления или точки колебаний. Определение характеристик изоляции, полученных в результате изгибания узлового типа расходомерной трубки 4 на более высокой резонансной частоте прилагаемых колебаний, легче объясняется путем применения правила "правой руки" к образованию реакции Кориолиса потока в колеблющейся расходомерной трубке 4. Однако при применении этого правила положения изгибания будут использоваться в качестве средства для определения положения оси, требующейся для применения правила "правой руки". There is no specific axis of oscillations around which the flow tube 4 oscillates, since the tube 4 moves at each point along a separate curved path, and not along a circular path near its fixed mount or oscillation point. The determination of the insulation characteristics obtained by bending the nodal type of the flow tube 4 at a higher resonant frequency of the applied oscillations is easier explained by applying the right-hand rule to the formation of the Coriolis reaction of the flow in the oscillating flow tube 4. However, when applying this rule, the bending positions will be used as a means to determine the position of the axis required to apply the right-hand rule.

Как показано на фиг. 8 и 9, существуют две оси изгибания W1, W2, которые определяются узлами 30, 31 и монтажными концами 12, 13, когда расходомерная трубка 4 колеблется на резонансной частоте второй гармоники колебаний. Поток движется по расходомерной трубке 4 от входного конца 12 к выходному концу 13. Сила Кориолиса Fс в изогнутой части 15 является результатом векторного произведения скорости

Figure 00000001
и
Figure 00000002
1, а в изогнутой части 16 является результатом векторного произведения скорости
Figure 00000003
и
Figure 00000004
, векторы
Figure 00000005
и
Figure 00000006
определяются как находящиеся на осях W1 и W2 соответственно и имеющие величину, соответствующую угловой частоте колебаний. Когда вибратор 20, который располагается в центре соединительной части 17, отклоняет расходомерную трубку 4 по направлению вниз, как показано линией С2 на фиг.9, изогнутые части 15, 16 будут отклоняться по направлению вверх на противоположных сторонах узлов 30, 31. Так как сила Кориолиса всегда действует через узлы 30, 31 как функция векторного произведения, результирующая сила не является функцией каких-либо внешних помех, действующих на узлы 30, 31. Таким образом, сила Кориолиса действует так, что отклонения расходомерной трубки 4, вызываемые вибратором 20, усиливаются или гасятся в зависимости от их фазы движения, показанной линиями С1, С2, и будут являться чисто функцией скорости и отклонений трубки, а не дальнейшим результатом участия внешних помех в движении расходомерной трубки 4.As shown in FIG. 8 and 9, there are two bending axes W1, W2, which are determined by the nodes 30, 31 and the mounting ends 12, 13, when the flow tube 4 oscillates at the resonant frequency of the second harmonic of the oscillations. The flow moves along the flow tube 4 from the input end 12 to the output end 13. The Coriolis force F with in the curved part 15 is the result of the vector product of speed
Figure 00000001
and
Figure 00000002
1, and in the curved part 16 is the result of the vector product of speed
Figure 00000003
and
Figure 00000004
vectors
Figure 00000005
and
Figure 00000006
are defined as being on the axes W1 and W2, respectively, and having a value corresponding to the angular frequency of oscillations. When the vibrator 20, which is located in the center of the connecting part 17, deflects the flow tube 4 in a downward direction, as shown by line C2 in FIG. 9, the curved parts 15, 16 will deflect upward on opposite sides of nodes 30, 31. Since the force Coriolis always acts through nodes 30, 31 as a function of the vector product, the resulting force is not a function of any external interference acting on nodes 30, 31. Thus, the Coriolis force acts so that the deviations of the flow tube 4 caused by the vibrator Ohm 20, amplify or quench depending on their phase of movement, shown by lines C1, C2, and will be a pure function of the speed and deviations of the tube, and not a further result of the participation of external noise in the movement of the flow tube 4.

Общая форма расходомерной трубки 4 с ее центром тяжести, расположенным в непосредственной близости к ее монтажным концам 12, 13, которая их окружает (но не подвешена на них), стабилизирует движение расходомерной трубки 4 так, что все колебания, как внешние, так и иные, действуют на трубку 4 однообразно, чтобы произвести более точный сигнал датчика о реакции Кориолиса. Возбуждение расходомерной трубки 4 на неосновной резонансной частоте повышает точность устройства, делая генерацию реакции Кориолиса невосприимчивой к внешнему шуму. The general shape of the flow tube 4 with its center of gravity, located in close proximity to its mounting ends 12, 13, which surrounds them (but is not suspended on them), stabilizes the movement of the flow tube 4 so that all vibrations, both external and other act on the tube 4 uniformly to produce a more accurate Coriolis response from the sensor. The excitation of the flow tube 4 at a non-fundamental resonant frequency increases the accuracy of the device, making the generation of the Coriolis reaction immune to external noise.

Вибратор 20, который используется для создания колебательного движения расходомерных трубок 4 и 5, может быть любого подходящего типа или может являться электромагнитным возбудителем 32, показанным на фиг. 12 и 13. Кроме того, так как частота колебаний имеет большое значение для генерации силы Кориолиса, а также волновых картин при колебаниях на неосновной резонансной частоте, желательно также управление силой колебаний. The vibrator 20, which is used to create the oscillatory motion of the flow tubes 4 and 5, may be of any suitable type or may be the electromagnetic exciter 32 shown in FIG. 12 and 13. In addition, since the oscillation frequency is of great importance for the generation of the Coriolis force, as well as wave patterns when oscillating at a non-fundamental resonant frequency, it is also desirable to control the oscillation strength.

Электромагнитный возбудитель 32, показанный на фиг. 12 и 13, расположен между двумя расходомерными трубками 4 и 5 и сообщает им колебания в противоположной моде. Каждая трубка 4 и 5 снабжена контактом 33, 34 из ферромагнитного материала, который жестко крепится к внешней стенке расходомерной трубки 4, 5 и заходит в воздушный зазор 35, 36 соответственно на противоположных сторонах электромагнитного возбудителя 32. Воздушный зазор 35, 36 определяет область магнитного потока, которая заставляет контакт 33, 34 либо отталкиваться от воздушного зазора 35, 36, либо притягиваться к нему после подачи питания на электромагнитный возбудитель 32. Изменение состояния электромагнитного возбудителя 32 создается путем подачи переменного тока на катушку 37, имеющую сердечник 38. На противоположных сторонах катушки 37 и сердечника 38 находятся две неподвижно закрепленные пластинки 39, 40, которые окружают катушку 37 и сердечник 38 и определяют границы воздушных зазоров 35 и 36. Сердечник 38 может быть постоянным магнитом, а две пластинки 39, 40 могут быть изготовлены из мягкого железа. Таким образом, электромагнитный возбудитель 32 расположен так, чтобы сообщать колебания расходомерным трубкам 4 и 5, которые могут и не прикрепляться непосредственно к его конструкции, которая может амортизировать или разбалансировать движение расходомерных трубок 4 и 5 или изменять их обычную частоту колебаний. The electromagnetic driver 32 shown in FIG. 12 and 13, is located between two flow tubes 4 and 5 and tells them the oscillations in the opposite mode. Each tube 4 and 5 is provided with a contact 33, 34 of ferromagnetic material, which is rigidly attached to the outer wall of the flow tube 4, 5 and enters the air gap 35, 36, respectively, on opposite sides of the electromagnetic exciter 32. The air gap 35, 36 defines the magnetic flux area , which causes the contact 33, 34 to either push off from the air gap 35, 36, or to be attracted to it after applying power to the electromagnetic pathogen 32. A change in the state of the electromagnetic pathogen 32 is created by applying alternating current to a coil 37 having a core 38. On the opposite sides of the coil 37 and the core 38 are two fixed plates 39, 40 that surround the coil 37 and the core 38 and define the boundaries of the air gaps 35 and 36. The core 38 may be a permanent magnet, and two plates 39, 40 can be made of soft iron. Thus, the electromagnetic exciter 32 is positioned to transmit vibrations to the flow tubes 4 and 5, which may not be attached directly to its structure, which may dampen or unbalance the movement of the flow tubes 4 and 5 or change their normal vibration frequency.

Схема возбудителя 41 для сообщения колебаний расходомерным трубкам 4 и 5, показана схематически на фиг. 14. Функцией схемы 41 возбудителя является сообщение колебаний расходомерным трубкам 4 и 5 на частоте, предварительно выбранной, чтобы уменьшить влияние внешних колебаний на движение расходомерных трубок 4, 5. Конфигурация расходомерных трубок 4, 5 позволяет совершать стабильные колебания на нескольких частотах и их гармониках. Схема обеспечивает надежные колебания расходомерных трубок 4, 5 на предварительно выбранной частоте для любой текучей среды, проходящей через устройство. Схема возбудителя 41 обеспечивает колебания постоянной амплитуды независимо от плотности текучей среды, чтобы избежать нелинейности из-за различий в плотности и характеристиках потока. A driver circuit 41 for communicating vibrations to the flow tubes 4 and 5 is shown schematically in FIG. 14. The function of the pathogen circuit 41 is to vibrate the flow tubes 4 and 5 at a frequency preselected to reduce the influence of external vibrations on the movement of the flow tubes 4, 5. The configuration of the flow tubes 4, 5 allows stable oscillations at several frequencies and their harmonics. The circuit provides reliable vibrations of the flow tubes 4, 5 at a preselected frequency for any fluid passing through the device. The driver circuit 41 provides oscillations of constant amplitude regardless of the density of the fluid to avoid non-linearity due to differences in density and flow characteristics.

Схема возбудителя 41 генерирует сигнал возбуждения в форме треугольной волны, симметричной около опорного напряжения 0 В. Частотой треугольной волны является предварительно выбранная частота колебаний расходомерных трубок 4, 5. Схема возбудителя 41 содержит 4 каскада: входной каскад 42, содержащий прецизионный интегратор входа; каскад 43 регулировки амплитуды, содержащий прецизионный детектор 44 отрицательных пиков и преобразователь 45 напряжение-ток; каскад 46 регулировки частоты, содержащий схему 47 фазовой автоматической подстройки частоты; выходной каскад 48, содержащий операционный усилитель активной междуэлектродной проводимости и прецизионный интегратор выхода. The driver circuit 41 generates an excitation signal in the form of a triangular wave, symmetrical near the reference voltage of 0 V. The frequency of the triangular wave is the preselected oscillation frequency of the flow tubes 4, 5. The driver circuit 41 contains 4 stages: input stage 42 containing a precision input integrator; an amplitude adjustment stage 43 comprising a precision negative peak detector 44 and a voltage-current converter 45; a frequency control stage 46 comprising a phase locked loop 47; an output stage 48 comprising an operational amplifier of active interelectrode conductivity and a precision output integrator.

Входной каскад 42 с входом 49 содержит операционный усилитель 50 и конденсатор 51, расположенные как интегратор. Резистор 52 входа соединяет отрицательный вход операционного усилителя 50 с катушкой 53, которая ощущает скорость расходомерной трубки 4. Вместо катушки 53 может использоваться пьезоэлектрический или оптический датчик. The input stage 42 with input 49 contains an operational amplifier 50 and a capacitor 51 located as an integrator. An input resistor 52 connects the negative input of the operational amplifier 50 to a coil 53, which senses the speed of the flow tube 4. Instead of a coil 53, a piezoelectric or optical sensor can be used.

В показанном примере осуществления напряжение, индуцируемое катушкой 53, в результате движения расходомерной трубки 4 пропорционально скорости колебаний (т.е. dy/dt, фиг.9). Для получения напряжения, пропорционального смещению (чтобы сохранять амплитуду колебаний в правильной фазе), напряжение, индуцированное в катушке 53, интегрируется в операционном усилителе 50 и конденсаторе 51. Таким образом, входной каскад 42 производит электрический сигнал, характеризующий смещение расходомерной трубки 4. Обычно этот сигнал будет составлять порядка 500 мВ. Так как ощущается скорость, изменения в амплитуде движения расходомерной трубки 4 из-за внешних воздействий практически исключаются. In the shown embodiment, the voltage induced by the coil 53 as a result of the movement of the flow tube 4 is proportional to the oscillation speed (i.e., dy / dt, Fig. 9). To obtain a voltage proportional to the bias (in order to maintain the amplitude of the oscillations in the correct phase), the voltage induced in the coil 53 is integrated in the operational amplifier 50 and the capacitor 51. Thus, the input stage 42 produces an electrical signal characterizing the displacement of the flow tube 4. Usually this the signal will be about 500 mV. Since the speed is felt, changes in the amplitude of motion of the flow tube 4 due to external influences are practically eliminated.

Выходной сигнал из входного каскада 42 затем посылается к каскаду 43 регулировки амплитуды и каскаду 46 регулировки частоты. The output signal from the input stage 42 is then sent to the amplitude control stage 43 and the frequency control stage 46.

Каскад 43 регулировки амплитуды содержит прецизионный детектор 44 отрицательных пиков и преобразователь 45 напряжение-ток. Каскад 43 регулировки амплитуды производит ток, который подается на выходной каскад 48 для обработки, чтобы получить напряжение возбуждения на выходе 54 для электромагнитного возбудителя 25. Амплитуда этого тока регулируется прецизионным детектором 44 отрицательных пиков, который состоит из резистора 55, операционного усилителя 56 и диодов 57, 58. Выходной сигнал детектора 44 пиков подается на усилитель 59 возбудителя через резистивно-емкостную цепь, состоящую из резистора 60 и конденсатора 61. Выходной сигнал усилителя 59 возбудителя подается обратно на инвертирующий вход операционного усилителя 56 резистором 62. The amplitude control stage 43 includes a precision negative peak detector 44 and a voltage-current converter 45. The amplitude control stage 43 produces a current that is supplied to the output processing stage 48 to obtain an excitation voltage at the output 54 for the electromagnetic exciter 25. The amplitude of this current is regulated by a precision negative peak detector 44, which consists of a resistor 55, an operational amplifier 56 and diodes 57 , 58. The output signal of the detector 44 peaks is fed to the amplifier 59 of the pathogen through a resistive-capacitive circuit consisting of a resistor 60 and a capacitor 61. The output signal of the amplifier 59 of the pathogen is fed back but to the inverting input of the operational amplifier 56 by a resistor 62.

Выходной сигнал от усилителя 59 возбудителя подается на преобразователь 45 напряжение-ток через резистор 63. Преобразователь 45 напряжение-ток содержит операционный усилитель 64, транзистор 65 и резистор 66 обратной связи. Эмиттер транзистора 65 соединен с источником напряжения +Uсс через резистор 67. Нулевая точка операционного усилителя 64 может быть выбрана потенциометром 68. Крутизна преобразования может быть определена резисторами 66, 63 известным способом. Имеется в виду, что изменения в выходном сигнале операционного усилителя 64 в результате изменений в выходном сигнале детектора 44 пиков будут изменять проводимость транзистора 65. Это будет приводить к изменению к коллекторном токе транзистора 65, который прямо пропорционален изменению в напряжении на выходе детектора 44 пиков.The output signal from the amplifier 59 of the exciter is supplied to the voltage-current converter 45 through a resistor 63. The voltage-current converter 45 comprises an operational amplifier 64, a transistor 65, and a feedback resistor 66. The emitter of the transistor 65 is connected to a voltage source + U cc through a resistor 67. The zero point of the operational amplifier 64 can be selected by a potentiometer 68. The steepness of the conversion can be determined by resistors 66, 63 in a known manner. It is understood that changes in the output signal of the operational amplifier 64 as a result of changes in the output signal of the peak detector 44 will change the conductivity of the transistor 65. This will lead to a change in the collector current of the transistor 65, which is directly proportional to the change in the voltage at the output of the detector 44 peaks.

Напряжение выходного сигнала детектора 44 пиков поддерживается на постоянном уровне, чтобы обеспечить постоянный ток от преобразователя напряжение-ток, подаваемый на выходной каскад 48. Управляющее напряжение для преобразователя 45 напряжение-ток извлекается из интегрированного выходного сигнала от интегратора 42 детектором 44 пиков. Интегрированный выходной сигнал инвертируется в операционном усилителе 56 и подается в запоминающий конденсатор 61, который изменяет отрицательные пики интегрированного выходного сигнала. Напряжение на конденсаторе 61 соответствует форме интегрированного выходного сигнала, но удерживает значения отрицательных пиков, так как конденсатор 61 не может разряжать отрицательные напряжения из-за диода 58, таким образом он будет детектировать и удерживать отрицательные пики интегрированного выходного сигнала. The output voltage of the peak detector 44 is kept constant to provide a constant current from the voltage-current converter supplied to the output stage 48. The control voltage for the voltage-current converter 45 is extracted from the integrated output from the integrator 42 by the peak detector 44. The integrated output signal is inverted in the operational amplifier 56 and supplied to a storage capacitor 61, which changes the negative peaks of the integrated output signal. The voltage across capacitor 61 corresponds to the shape of the integrated output signal, but holds negative peak values, since capacitor 61 cannot discharge negative voltages due to diode 58, so it will detect and hold negative peaks of the integrated output signal.

Напряжение, присутствующее на конденсаторе 61, подается на повторитель напряжения усилителя 59 возбудителя, который в свою очередь подает возбуждение на преобразователь 45 напряжение-ток. Увеличения в отрицательных пиках приводят к снижению выходного тока транзистора 65, вызывая уменьшение выходного сигнала электромагнитного возбудителя 25, что, в свою очередь, уменьшает смещение расходомерной трубки 4. The voltage present on the capacitor 61 is supplied to a voltage follower of the exciter amplifier 59, which in turn supplies excitation to the voltage-current converter 45. The increase in negative peaks leads to a decrease in the output current of the transistor 65, causing a decrease in the output signal of the electromagnetic exciter 25, which, in turn, reduces the displacement of the flow tube 4.

Интегрированный сигнал скорости от входного каскада 42 посылается на каскад 46 регулировки частоты. Каскад 46 регулировки частоты содержит обычную схему фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) 47. Схема ФАПЧ 47 соединена с источником напряжения ∓Uсс через переменной резистор 69 и конденсатор 70 и с источником напряжения Uсс через конденсатор 71. Схема ФАПЧ 47 работает на частоте, кратной предварительной выбранной частоте возбуждения, которая затем разделяется делителем 72 с обычной схемой. Работа схемы ФАПЧ 47 на частоте, кратной предварительно выбранной частоте возбуждения, дает несколько преимуществ: на более высокой частоте можно использовать конденсаторы меньшего размера, что позволяет сделать схему более компактной, более широкий диапазон частот возбуждения можно получить путем выбора степени разделения делителем 72; различные сдвиги фаз между сигналами датчиков (0о для датчиков положения, 90о для датчиков скорости и 180о для датчиков ускорения) и выходным сигналом получить легче.An integrated speed signal from the input stage 42 is sent to the frequency control stage 46. The frequency control stage 46 contains a conventional phase locked loop (PLL) 47. The PLL 47 is connected to a voltage source ∓U cc through a variable resistor 69 and a capacitor 70 and to a voltage source U cc through a capacitor 71. The PLL 47 operates at a frequency a multiple of the preselected excitation frequency, which is then divided by a divider 72 with a conventional circuit. The operation of the PLL 47 at a frequency multiple of the preselected excitation frequency provides several advantages: at a higher frequency, smaller capacitors can be used, which makes the circuit more compact, a wider range of excitation frequencies can be obtained by choosing the degree of separation by the divider 72; different phase shifts between the sensor signals (of 0 for the position sensors 90 and speed sensor 180 for acceleration sensors) to receive the output signal and easier.

Контролируемый выходной сигнал каскада 46 регулировки частоты затем подается на выходной каскад 48 вместе с выходным сигналом каскада 43 регулировки амплитуды. Ток от каскада 43 регулировки амплитуды усиливается операционным усилителем 73 с активной междуэлектродной проводимостью, соединенным своим инвертирующим входом через резистор 74 с выходом схемы делителя 72, и затем подается на презиционный интегратор мощности, содержащий операционный усилитель 75 и два транзистора 76 и 77. Выходной сигнал из усилителя подается обратно на инвертирующий вход операционного усилителя 75 через конденсатор 78 и подается на выход 54 для возбуждения электромагнитного возбудителя 32. Амплитуда выходного сигнала пропорциональна току из преобразователя 45 напряжение-ток, а частота выходного сигнала определяется схемой ФАПЧ 47. Коммутация тока осуществляется операционным усилителем 73 с активной междуэлектродной проводимостью. The monitored output of the frequency control stage 46 is then supplied to the output stage 48 along with the output of the amplitude control stage 43. The current from the amplitude control stage 43 is amplified by an operational amplifier 73 with active interelectrode conductivity, connected by its inverting input through a resistor 74 to the output of the divider circuit 72, and then fed to a power supply presenter containing an operational amplifier 75 and two transistors 76 and 77. The output signal from the amplifier is fed back to the inverting input of the operational amplifier 75 through a capacitor 78 and fed to the output 54 to excite the electromagnetic exciter 32. The amplitude of the output signal is proportional it is the current from the voltage-to-current converter 45, and the frequency of the output signal is determined by the PLL 47. The current is switched by an operational amplifier 73 with active interelectrode conductivity.

Схема возбудителя 41 обладает следующими преимуществами. The pathogen circuit 41 has the following advantages.

Треугольная форма волны не содержит парных высших гармоник; схема имеет высокое качество, что приводит к низким гармоническим искажениям напряжения, индуцируемого ощущающей катушкой. The triangular waveform does not contain paired higher harmonics; the circuit is of high quality, which leads to low harmonic distortion of the voltage induced by the sensing coil.

Путем изменения входного тока к выходному интегратору можно получить эффективную и легко реализуемую регулировку амплитуды; использование операционного усилителя 73 с активной междуэлектродной проводимостью упрощает переключение входного тока в интегратор и выхода из него. By changing the input current to the output integrator, you can get an effective and easily implemented amplitude control; the use of operational amplifier 73 with active interelectrode conductivity simplifies switching the input current to and from the integrator.

Изобретение повышает точность устройства путем увеличения измеряемого действия реакции Кориолиса на расходомерную трубку и стабилизации колебаний расходомерных трубок путем усовершенствованной конфигурации для повышения соответствующего отношения сигнал-шум. Изобретение также повышает точность определения массового расхода путем увеличения рабочей частоты. Изобретение обеспечивает более точное определение массового расхода, является полезным при большом разнообразии текучих сред и применимо при агрессивных окружающих условиях. The invention improves the accuracy of the device by increasing the measurable effect of the Coriolis reaction on the flow tube and stabilizing the vibrations of the flow tubes by an improved configuration to increase the corresponding signal-to-noise ratio. The invention also improves the accuracy of determining the mass flow rate by increasing the operating frequency. The invention provides a more accurate determination of the mass flow rate, is useful in a wide variety of fluids, and is applicable under aggressive environmental conditions.

Claims (2)

1. Устройство для измерения массового расхода потока текучей среды, содержащее входной и выходной трубопроводы, по меньшей мере одну упругую расходомерную трубку с монтажными концами, жестко прикрепленными к монтажному блоку и сообщенными с входными и выходными трубопроводами через монтажный блок, электромагнитный колебательный привод, подключенный к схемам возбудителя, взаимодействующий с расходомерной трубкой, датчики колебаний и блок обработки сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, схема возбудителя содержит входной и выходной каналы, каскады регулирования частоты и амплитуды, причем выход входного каскада электрически связан с входами каскадов регулировки частоты и амплитуды, выходы которых соединены с входом выходного каскада, при этом вход входного каскада соединен с датчиками колебаний, а выход выходного каскада с электромагнитным колебательным приводом. 1. A device for measuring the mass flow rate of a fluid stream containing inlet and outlet pipelines, at least one elastic flow meter tube with mounting ends rigidly attached to the mounting block and in communication with the input and output pipelines through the mounting block, an electromagnetic oscillating drive connected to exciter circuits interacting with a flow tube, oscillation sensors and a signal processing unit, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the exciter circuit contains input and output channels, cascades of frequency and amplitude control, and the output of the input stage is electrically connected to the inputs of the cascades of frequency and amplitude control, the outputs of which are connected to the input of the output stage, while the input of the input stage is connected to vibration sensors, and the output of the output stage with electromagnetic oscillatory drive. 2. Способ измерения массового расхода потока текучей среды, заключающийся в том, что поток текучей среды пропускают через по меньшей мере одну расходомерную трубку, возбуждают ее поперечные колебания на второй гармоники резонансной частоты для получения узлов колебаний по длине расходомерной трубки и измеряют параметры колебаний, по величине которых определяют значение массового расхода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, колебания возбуждают в одной точке, находящейся между узлами колебаний, а измерение параметров колебаний осуществляют между одним из узлов колебаний и первым монтажным концом расходомерной трубки и между другим узлом и вторым монтажным концом. 2. A method for measuring the mass flow rate of a fluid stream, namely, that a fluid stream is passed through at least one flow tube, transverse vibrations thereof are excited at the second harmonic of the resonant frequency to obtain vibration nodes along the length of the flow tube, and vibration parameters are measured by the value of which determines the value of the mass flow rate, characterized in that, in order to increase accuracy, the vibrations are excited at one point located between the vibration nodes, and the measurement of the parameters Bans are carried out between one of the vibration units and the first mounting end of the flow tube and between the other assembly and the second mounting end.
SU4356532 1988-09-28 1988-09-28 Method and device for measuring mass flow rate of fluid RU2037782C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4356532 RU2037782C1 (en) 1988-09-28 1988-09-28 Method and device for measuring mass flow rate of fluid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4356532 RU2037782C1 (en) 1988-09-28 1988-09-28 Method and device for measuring mass flow rate of fluid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2037782C1 true RU2037782C1 (en) 1995-06-19

Family

ID=21346980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4356532 RU2037782C1 (en) 1988-09-28 1988-09-28 Method and device for measuring mass flow rate of fluid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2037782C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент РСТ 088/03261, кл. G 01F 1/84, 1988. *
2. Патент РСТ 087/06691, кл. G 01F 1/84, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5423221A (en) Mass flow measuring device
CA2184751C (en) Increased sensitivity coriolis effect flowmeter using nodal-proximate sensors
EP0680602B1 (en) In-flow coriolis effect mass flowmeter
US4823614A (en) Coriolis-type mass flowmeter
US4831885A (en) Acoustic wave supressor for Coriolis flow meter
US4420983A (en) Mass flow measurement device
US4747312A (en) Double-loop Coriolis type mass flowmeter
US4811606A (en) Mass flowmeter
CA2465310A1 (en) Manufacturing of a coriolis flowmeter consisting primarily of perfluoralkoxy
JPH07104197B2 (en) Ferromagnetic drive and velocity sensor for Coriolis mass flowmeter
JPH0353131A (en) Mass flowmeter operating under coriolis principle
KR100453257B1 (en) Method and apparatus for a coriolis flowmeter having its flow calibration factor independent of material density
US5226330A (en) High sensitivity mass flowmeter
JP2850556B2 (en) Coriolis mass flowmeter
US5700957A (en) Method and apparatus for measuring mass flow
JP2557098B2 (en) Convection inertial force flow meter
RU2037782C1 (en) Method and device for measuring mass flow rate of fluid
US5123287A (en) Vibrating conduit mass flowmeter
US6178828B1 (en) Free standing Coriolis driver
JPS58206926A (en) Mass flowmeter
US5184518A (en) Method for measuring mass flow rate
JPH1151733A (en) Vibration type measuring device
JPS58117416A (en) Flowmeter
JP3051681B2 (en) Coriolis flow meter
JPH06235652A (en) Mass flowmeter