SE458723B - Floedesmaetare foer massor enligt coriolis-principen - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 458 725 * 2 förbindning till ungefärligen ett motsvarande mittområde i mät- rörsmitten och har ungefärligen samma temperaturutvidgnings- koefficient som mätrören och att tillopps- och bortledningskana- lerna sträcker sig från detta mittområde till tillhörande an- slutning.

Vid denna konstruktion användes i stället för böjda mätrör raka mätrör. Följaktligen är sidledes utläggning liten. Mätrören kan förlöpa parallellt till rörledningen, i vilken mätanordníngen omkopplas. Då nu emellertid rörförbindelserna har ett stort axiellt avstånd från varandra, erhålles till följd av temperatur- svängningarna längdförändringar. Bildar rörförbindningarna på känt sätt en fast konstruktion med anslutningen, som för an- bringning vid rörledningen blir fast, leder längdförändringen till axiella spänningar i mätrören, genom vilka svängningsför- hållandena förändras och därmed ger felaktig mätning. Axiella spänningar kan också uppträda på grund av felaktig inspänníng av anordningen och på grund av andra skäl. Av denna anledning är enligt föreliggande uppfinning kompensationsrör anordnade.

Dessa undgâr vid temperaturförändringar samma längdförândring som mätrören, så att på själva mätrören ingen axiell spänning utövas. Mätresultatet är därför temperaturoberoende.

Företrädesvis är kompensationsrören förenade med varandra fast i mittområdet. På detta sätt bildar mätrörenj kompensationsrö- ren och rörförbindningarna en konstruktionsenhet med hög sta- bilitet. vid en föredragen utföringsform är en gemensam bärare för fast- hållning av mät- och kompensationsrören fäst i mittområdet vid kompensationsrören. Med denna bärare kan hela mätanordningen hållas mot ett underlag. över denna mekaniska brygga överföres trots svängningsalstringen praktiskt taget inget ljud.

Företrädesvis förlöper kompensationsrören i mätrörens plan.

Detta ger en mycket kompakt anordning.

Med speciell fördel är kompensationsrören anordnade_mellan de båda mätrören. Detta ger en symmetrisk konstruktion, som möjlig- 10 15 20 25 30 35 _,- 458 723 3 gör ändå noggrannare mätning. Vidare erhålles på grund av den symmetriska konstruktionen i mittområdet en definierad notpunkt för samtliga sex möjliga linjära rörelser och vridrörelser, så att vid en infästning vid detta ställe en perfekt isolering av resonansfrekvensen relativt omgivningen blir möjlig.

Vid en föredragen utföringsform är mät- och kompensationsrören omslutna av ett hölje och med detta förenat enbart via tillopps- och avloppskanalerna vid deras genomgångsställe genom höljes- väggen. Ett sådant hölje kan vara hermetiskt tätt stängt eller eventuellt vara evakuerat, så att inget kondensat bildas på rören, som kan störa mätnoggrannheten. Emedan förbindningen en- bart sker via tillopps- och avloppskanalerna förblir mätrören opåverkade av spänningen, som till följd av infästningen i höl- jet skulle kunna uppträda.

Företrädesvis är genomgångsställena i mittområdet intilliggande.

Då där ingen temperaturberoende utvidgning uppträder, kan höljet över huvud taget ej överföra störande krafter på rörsystemet.

Vid en mätanordning, vid vilken avkännarna är anordnade framför och bakom den ungefärligen i mitten av mätrören anordnade sväng- ningsalstraren och omfattar mätrörens relativa läge, är det lämpligt att avståndet för avkännaren till mätrören är mindre än motsvarande till mätrörsmitten. Vid detta avstånd till av- kännarna kan man uppfatta den största fasskillnaden. I alla fall bör avkännarna ha också ett litet avstånd från mätrörsändarna, varigenom en tillräckligt stor mätsignal kan omfattas. Det opti- mala läget kan lätt fastställas genom försök.

Uppfinningen kommer i det följande närmare att beskrivas i de i ritningarna visade utföringsformerna. Dessa visar: Fig. 1 visar ett längdsnitt efter linjen A-A i fig. 2.

Fig. 2 visar ett horisontalsnitt längs linjen B-B i fig. 1.

Fig. 3 visar ett tvärsnitt längs linjen C-C i fig. 1. 10 15 20 25 30 35 458 72% 4 Fig. 4 visar en tredimensionell schematisk framställning av mät- och kompensationsröret.

Fig. 5 visar en schematisk framställning av kopplingsschemat för drift av svängningsalstraren och avkännarna.

Fig. 6 visar ett längdsnitt genom en varierad utföringsform. vid massflödesmätorganet enligt fig. 1 är tvâ raka och parallellt till varandra i samma plan förlöpande mätrör 1 och 2 visade, vilka vid sina ändar E är anslutna vid rörförbindningar 3 resp. 4.

Två kompensationsrör 5 och 6, vilka vart och ett har ungefär halva längden av ett mätrör, sträcker sig i samma plan som mät- rören och mellan dessa från rörförbindningarna 3 resp. 4 till ett mittenområde 7 som är tillordnat mätrörens mitt..

De mot varandra vända sidorna av kompensationsrören 5 och 6 är förenade med varandra, genom att de är fästade vid en gemensam bärare 8. I föreliggande utföringsform sker fastsättningen genom instickning av omböjda rörstudsar 9 resp. 10 i de såsom hål ut- formade ändarna av till- och bortledningskanaler 11 resp. 12 och genom fastlödning med en uppstående vägg 13 av bäraren. De båda gavelsidorna av bäraren 8 bildar anslutningar 14 och 15 vid vilka rördelar 16 resp. 17 av en vanlig genomströmningsrör- ledning kan anslutas med sina flänsar 18 resp. 19 med hjälp av skruvar 20.

I mittområdet 7 befinner sig en svängningsalstrare 21 , som kan försätta mätrören 1 och 2 motsatt i svängningar i sina plan.

Svängningen sker över mätrörets 1 och mätrörets 2 fria längd, således mellan sina ändar E, vid vilka de är fast förbundna mekaniskt med rörförbindningarna 3 resp. 4. Avkännare 22 och 23, vilka griper om avståndet för mätrören 1 och 2 från varand- G ra i avkänningsomrâdet, är så placerade, att de har ett mindre avstånd till änden E än till mätrörets mitt. Exempel pâ deras konstruktion framgår av fig. 4.

Mätrören 1 och 2, rörförbindelserna 3 och 4 och kompensations- rören 5 och 6 befinner sig i ett hölje 24, som i praktiken be- 10 15 20 25 30 35 458 725 5 står av en överdel och en underdel och har ett hermetiskt tätat genomgângsställe 25 i mittomrâdet 7 för till- och bortlednings- kanalerna 11, 12. Enbart vid detta genomgångsställe är höljet 24 förenat med rörsystemet. Innanmätet 26 är evakuerat, så att kondensatbildning ej kan uppträda på mät- och kompensations- rören.

Materialet för mätrören 1 och 2 och kompensationsrören 5 och 6 skall ha ungefärligen samma temperaturutvidgningskoefficient.

Företrädesvis rör det sig om samma material, varvid enbart kom- pensationsrörens tvärsnitt är något större än motsvarande för mätrören. Följaktligen kommer vid en temperaturförändring sum- man av längdförändringen för kompensationsrören 5, 6 att vara lika med längdförändringen för mätrören 1, 2. Mätrören får där- för ingen av temperaturen beroende axiell spänning, som skulle kunna förfela mätvärdet.

Det skall antagas, att ett medium, särskilt en vätska, genom- strömmar mätanordningen i pilriktningen. Då bildar de båda mät- rören 1 och 2 strömningstekniskt en parallellkoppling. Blir nu mätrören 1 och 2 genom svängningsalstraren 21 försätta till mot- satta svängningar i sitt plan, om möjligt i resonanssvängningar, kommer på grund av Coriolis-krafterna, som utövas av det genom- strömmande mediets massa, en fasförskjutning av mätrörens sväng- ningar över deras längd. Pâ grund av de motsatta svängningarna kan denna fasförskjutning mycket bra fastställas med avkännarna 22, 23, vilka griper det relativa läget för de båda mätrören 1 och 2 relativt varandra. Emedan avkännarna befinner sig nära ändarna E, är fasförskjutningen förhållandevis stor. Emedan ändå ett visst avstånd förblir till ändarna E, är mätsignalen 1 tillräckligt stor relativt alla störsignaler.

I fig. 4 är mät- och kompensationsrören schematiskt visade.

Med streckade linjer är ett extremt svängningsläge för mätrören 1, 2 indraget. Man ser, att på grund av den motsatta rörelsen svängningskrafterna upphäver varandra vid rörförbindningarna 3, 4 och därför kommer svängningarna i detta plan ej att avledas 1 över den mittbeläget anbringade bäraren, så att ävenledes inget I 10 15 20 25 30 35 _mellan de båda delarna av avkännarna kommer ' 458 723 6 motsvarande oljud kan överföras. På grund av svängningsutbukt- ningen sker en periodisk stukning av kompensationsrören 5, 6.

Emedan stukningskrafterna är lika stora och motsatta varandra, upphäver de sig i området för bäraren 8. De kommer d likaledes ej överf ärför att öras till omgivningen. Detsamma gäller på grund av den symmetriska uppbyggnaden för alla andra translations- rotationsrörelser, och som kan uppträda på grund av svängningsalst- ring. Förbindelsestället för de båda kompensationsrören 5, 6 bildar därför en knutpunkt (not) K, så att ingen eller högst litet svängningsoljud kan överföras via bäraren utåt.

Till- och bortledningskanalerna 11, 12 förlöper i bäraren 8, som har en tillräckligt stor stabilitet, för att kunna uppbära hela anordningen. Emedan bärarens anslutningar 14 och 15 likaledes befinner sig i mittomrâdet 7 , så kan inga störande temperatur- utvidgningar ske.

Samma gäller beträffande fäststället mellan höljet 24 och bäraren 8 i området för genomgângsstället 25.

Också där är eventuella av temperaturen beroende massändringar för höljet och bäraren försumbart små.

För fastställningen av fasskillnaden hos svängningen mellan de båda sensorerna 22 och 23 kommer de mest olika mätsignaluppta- garna i betraktande. Särskilt skall sensorerna arbeta berörings- fritt. Detta kan ske på optiskt, magnetiskt, kapacitivt eller på annat känt sätt. Fastställningen av fasläget kan exempelvis ske genom mätning av accelerationen, hastigheten eller amplitu- den. Mätsignalen behöver inte vara en svängning. Snarare kan också tiden mätas, inom vilken mätrörets avstånd under- eller överskrider bestämda gränsvärden.

Vid utföringsformen enligt fig. 5. vid vilken för motsvarande delar användes med talet 100 förhöjda hänvisningssiffror rela- tivt de i figurerna 1 till 4, är anordnat elektromagnetiska av- kännare 122 och 123, som var och en uppvisar en induktionsspole 126 resp. 127, som är fästade vid det ena mätröret 102 och en permanentmagnet 128 resp. mätröret 101. 129, som är anordnad vid det andra Till följd av de relativa svängningsrörelserna 1 induktionsspolen 10 15 20 25 30 35 458 723 f* 7 att alstras en växelspänning, som tillföres en detektor 132 över ledningarna 130 och 131, vilken detektor är försedd med en visareanordning 133 för att anvisa förhandenvarande genom- flöde.

Svängningsalstraren 121 bildas av en drivspole 134, som är före- nad med mätröret 102, och en permanentmagnet 135, som är förenad med mätröret 101. Drivspolen 134 matas av en drivkoppling 136 med en växelspänning, vilken är bestämd för svängningen av mätrören 101 och 102. Den skall om möjligt ligga i området för dessa rörs resonansfrekvens, så att för mätningen av den nödvändiga tvär- rörelsen för mätrören en så liten driveffekt som möjligt blir tillräcklig. Genom återkoppling av mätsignalen till ledningen 130 kan detta resonansberoende särskilt lätt uppnås.

De båda kompensationsrören ligger vid denna utföringsform i ett annat plan än mätrören 101 och 102. För detta ändamål har rör- förbindningarna 103 och 104 uppåt skjutande studsar 137, 138, med vilka kompensationsrören är förenade i ett plan ovanför ritningsplanet.

Vid utföringsformen enligt fig. 6 användes med talet 200 förhöj- da hänvisningssiffror relativt de för motsvarande delar i figu- rerna 1 till 4. Kompensationsrören 205 och 206 befinner sig återigen i ett plan mellan de parallellt förlöpande, icke synli- ga mätrören. I mittområdet 207 är kompensationsrören förenade med varandra över ett fästställe 213. Till- och bortledningska- nalerna 211 och 212 förlöper väsentligen parallellt till mät- och kompensationsrören. Deras genomgångsställen 225 och 225a genom höljet 224 befinner sig vid de mittför varandra gavel- ändarna av detta hölje. Där sker också infästningen vid höljet.

Skulle höljet 224 samt till- och bortledningskanalerna 211 och 212 ha olika värmeutvidgningskoefficienter, så är detta utan be- tydelse för mätningen, emedan eventuell axiell spänning i kana- lerna motsatt upphäves och förblir utan inflytande på mätrören.

Claims (8)

458 723 PATENTKRAV

1. Flödesmätare för massor enligt Coriolis-principen, vid vil- ken tvâ mätrör är anordnade bredvid varandra, vid vilkas ändar de med två rörförbindningar är förenade med varandra mekaniskt såväl som är strömningstekniskt parallellt kopplade, vilka rör- förbindningar å sin sida var och en är förenad via en till- resp. avledningskanal med en anslutning, vid vilken en mätrören mot- satt drivande svängningsalstrare är anordnad och vid vilken är anordnade med avstånd från svängningsalstraren avkännare för mätrören för upptagning av mätsignaler, ur vilka massgenomström- ningsflödet kan fastställas, k ä n n e t e c k n a d av, att mätrören (1,2: 101,102) är raka och förlöper parallellt till varandra, att kompensationsrör (5,6; 205,206) är anordnade, som leder från var och en av rörförbindningarna (3, 4- 103, I 104; 203, 204) fram till ett ungefärligen mätrörmitten motsva- rande mittområde (7: 107; 207) och har ungefärligen samma tempe- raturutvidgningskoefficient som mätrören, och att till- och av- loppskanalerna (11, 12; 211,212) sträcker sig från detta mitt- område till tillhörande anslutning (14, 15; 214, 215).

2. Mätanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att kompensationsrören (5, 6; 205, 206) är förenade fast med varandra i mittområdet (77 207).

3. Mätanordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av, att en gemensam bärare (8) för att hålla mät- och kompensations- rören i mittomrâdet (7) är fäst vid kompensati onsrören (5, 6).

4. Mätanordning enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e - t e c k n a d av, att kompensationsrören (5 , 6) förlöper i mätrörens (1, 2) plan.

5. Mätanordning enligt något av kraven 1 till 4, k ä n n e - t e c k n a d av, att kompensationsrören (5, 6) är anordnade mellan de båda mätrören (1, 2). Q 458 723

6. Mätanordning enligt något av kraven 1 till 5, k ä n n e - t e c k n a d av, att mät- och kompensationsrören omslutes av ett hölje (24: 224) och är förenade med detta enbart via till- och bortledningskanalerna (11, 12; 211, 212) vid deras genomgångsställe (25: 225, 225a) genom höljesväggen.

7. Mätanordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av, att genomqångsstället (25) ligger intill mittområdet (7).

8. Mätanordning enligt något av kraven 1 till 7, vid vilken avkännarna är anordnade framför och bakom den ungefär i mitten av mätrören anordnade svängningsalstraren och omfattar mätrörens relativa läge till varandra, k ä n n e t e c k n a d av, att avkännarnas (22, 23; 122, 123) avstånd till mätrörsänden (E) är mindre än motsvarande till mittområdet.