TWI528021B - 由聚合物材料製造科氏質量流率感測器之方法 - Google Patents

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Description

由聚合物材料製造科氏質量流率感測器之方法 [相關申請案之交叉參考]
本申請案主張2013年8月22日申請之美國臨時申請案第61/868,705號之權利，該案之全文以引用之方式併入。
本發明大體上係關於一種基於科氏原理之流體質量流率量測裝置，且特定言之係關於用於製造由一聚合物材料構造之一經改良之科氏流率感測器之方法。
科氏質量流量計可用於量測流動通過一閉合管道之一流體之質量流率。傳統科氏流量計採用一或兩個管(流體流動通過該等管)之各種組態，按一受控制之方式振盪該等管而容許量測科氏誘導偏轉(或(若干)管上之此等偏轉之效應)作為流動通過感測器之流體質量流率之一指示。
科氏流量計之先前技術之大部分涉及使用金屬合金流管作為流敏感元件。雖然先前技術亦指示理論可能性，塑料可替換一流管中之金屬，但同時先前技術教示避免使用塑料。美國專利第No.7,127,815號(「’815專利」)在第2欄、第16至25行陳述：用一塑料流管單純替換一金屬流管將產生看似一流量計之一結構。然而，該結構將不會作為一流量計運作以產生在一有效之操作條件範圍內之準確之輸出資訊。單純斷定一流量計可由塑料製成僅不過係空想塑料可替換金屬。其並 未教示一塑料流量計如何經製造以產生在一有效操作條件範圍內之準確資訊。」類似陳述可在美國專利第No.6,776,053號(「’053專利」)自第1欄、第58至68行至第2欄、第1至10行中找到。
成功操作任何科氏流量計之基礎係流敏感元件(例如，在’815及’053專利中之一管)必須依照為振動流敏感元件之末端建立一固定、穩定且不變之邊界條件之方式固定附接至一支撐基底。’815及’053專利描述用使用一氰基丙烯酸酯黏著劑附接至一金屬支撐件之至少一個聚合物(例如，PFA(聚(全氟烷氧基)))管製造一科氏流量計之方法。因此，接頭之穩定性及邊界條件之品質係由黏著劑限制，其係在操作期間最易受降解影響之介面。
在’815及’053專利中描述之黏著劑接頭之另一態樣係由於使用黏著劑，管與金屬基底之耦合完整性未必係穩固且不變的。實情係，耦合可能由於管之連續振動隨時間經過劣化而造成黏著劑接頭破裂或者降解。另外，各種構造材料(例如，PFA管、氰基丙烯酸酯黏著劑及金屬基底)間之不同熱膨脹將削弱管與金屬基底之耦合完整性而產生導致不受控制之振動特性之一不穩定之邊界條件以致於將損及器件之效能。
’815及’053專利描述PFA管件之性質，為促進氰基丙烯酸酯黏著劑至PFA管之黏結，PFA管件經受需要在含有乙二醇二醚之一加熱池中浸沒且溫和地攪動PFA管之腐蝕(在’815專利中稱為一程序)。此腐蝕程序為流量計之製造添加成本及複雜性，且未必可出產適用於在一致性之基礎上之一流量計製造之管件。
描述具有塑料流管之科氏流量計之其他技術具有不同問題。美國專利第6,450,042號(「’042專利」)、美國專利第6,904,667號及美國專利公開申請案第2002/0139199號描述經由射出成型製造一科氏流量計且從由一低熔點易熔金屬合金製成之一核心模具形成流動路徑之方 法，該金屬合金含有具有約47攝氏度之一熔點之鉍、鉛、錫、鎘及銦之一混合物。’042專利在美國專利第6,450,042號，第2欄、第65至67行中確認「......可能地除一驅動器及撿拾器外，且在此情況下，流量計之全部係由射出成型形成。」。此製造方法呈現重大問題及限制。在射出成型程序期間，在超過5000磅每平方吋之壓力下可超過350攝氏度之溫度將熱塑料射入一模具中。當製造薄壁或小直徑流通道(例如，具有小於2毫米之壁厚度之2毫米至4毫米之內直徑)時，此熔化溫度及壓力將可能地損害相對窄(且可撓)易熔金屬核心(例如，可能地熔化其表面)而導致流通道變形及污染以致於器件可呈現出不可用。
此外，在半導體、製藥、生物製藥或其他關鍵高純度程序應用中，雖然污染極小，但避免金屬污染係重要的。不同於一固體核心(例如，不銹鋼)，在此等指涉中描述之相對軟之易熔核心可在射出成型程序中部分熔化或磨損，而容許金屬原子混合且變為嵌入至射入之塑料內，因此永久地污染流通道致使器件不適用於高純度半導體製造應用。
此外，在塑料射出成型程序中，吾人可期望各種模製特徵部具有類似厚度，此係因為另有模製之部分可並不正確地形成(歸因於冷卻期間部分之體積變化)。參考’042專利，此意謂科氏流量計之所有結構特徵部(例如，流敏感元件之壁厚度、隔離板(或支撐條)、入口及出口凸緣、歧管壁)皆具有類似厚度。但藉由射出成型形成流量計之全部之結果係可不利地限制流量計之效能之結構及/或動態設計限制或妥協。
美國專利第8,404,076號及美國專利公開申請案第2013/0174670號二者皆描述包含採用由一聚合物材料製造之流敏感元件之一結構之發明，其中流通道係由一單一彈性聚合物材料片形成。流通道係藉由將單一聚合物片附接至一歧管後在單一聚合物片中由一外部表面機械加 工(例如，鑽孔)該等流通道而製造。在鑽孔後，密封來自鑽孔之外部孔。替代地，結構可由射出成型製造，流通道係由在模具內採用之一實心核心及/或在將零件從其模具移除後之二次鑽孔操作之一組合形成。
此之一個缺點係歸因於製造限制，在一模具內用實心核心形成流通道及/或鑽孔可必要地需要大於流通道之所需壁厚度(例如，大於1毫米)之方法。較大之壁厚度可限制一器件之可撓性，且因此限制在低流率下之量測靈敏度。另一缺點係相鄰線性片段之交叉處之隅角之存在(例如，正形「U」或三角形)可成為當量測漿液時用於累積固體之位置。相較於在流路徑中不具有尖銳彎頭或不連續點之一曲線結構，此累積將增大壓力損失。
一科氏質量流量計係由包括一動態響應歧管之一聚合物材料製造，該動態響應歧管係由與流感測器之流敏感元件相同之材料製造且不具有機械接頭及黏著劑。由此方法製造之一期間產生一穩固、固定之邊界條件用於振動(若干)流敏感元件。流量計因此避免在流敏感元件自身之間及/或流敏感元件與動態響應歧管之間的相對位置中之非所需之改變或變化性，該等改變或變化性係由原本可能將在振動流敏感元件之末端處破壞邊界條件之長期完整性及可靠性之滑動及/或不同熱膨脹/收縮造成。
此外，使用下文描述之製造方法完全由聚合物材料製造之流量計避免來自使用其他方法製造之聚合物流量計之問題。舉例而言，流通道(及流量計之其他元件)係藉由模製或另塑形聚合物管而製造。此避免使用可用金屬原子永久污染(若干)流通道之低熔點易熔金屬合金。因此，避免致使器件不適用於涉及高純度半導體製造之應用之風險。
同樣地，由於不需要後製造加工來製造流通道自身，流敏感部件可係由具有較薄壁(小於等於1毫米)之具有一曲線形狀的聚合物管件所製造。曲線形狀及薄壁容許於低流率之經增強的量測靈敏度。曲線形狀亦消除流通道內側之隅角，其另可成為累積漿液固體之位置。藉由防止此累積，根據下文之方法製造之流量計避免此污染源且避免由一流通道內之材料累積所引發之一壓力降。
110‧‧‧動態響應歧管/歧管
115‧‧‧主體
120A‧‧‧管狀端口延伸部
120B‧‧‧管狀端口延伸部
120C‧‧‧管狀端口延伸部
120D‧‧‧管狀端口延伸部
122‧‧‧焊接表面/對應焊接表面
125A‧‧‧歧管流體通道/歧管流通道
125B‧‧‧歧管流體通道/歧管流通道
125C‧‧‧歧管流體通道/歧管流通道
125D‧‧‧歧管流體通道/歧管流通道
130A‧‧‧隔離板
130B‧‧‧隔離板
130C‧‧‧隔離板
130D‧‧‧隔離板
140A‧‧‧流敏感部件
140B‧‧‧流敏感部件/管
150A‧‧‧敞開端
150B‧‧‧敞開端
150C‧‧‧敞開端
150D‧‧‧敞開端
160A‧‧‧突片
160B‧‧‧突片
160C‧‧‧突片
160D‧‧‧突片
200‧‧‧科氏流感測器子總成
300‧‧‧組裝之科氏流感測器子總成
305A‧‧‧聚合物接頭
305B‧‧‧其他聚合物接頭
305C‧‧‧其他聚合物接頭
305D‧‧‧其他聚合物接頭
405‧‧‧管形狀
425‧‧‧管形狀
500‧‧‧例示性方法
505‧‧‧製造
510‧‧‧製造
515‧‧‧焊接
520‧‧‧冷卻
605‧‧‧聚合物接頭
610‧‧‧管腳
620‧‧‧管狀端口延伸部
640‧‧‧流敏感部件
圖1係在一實施例中由一聚合物材料製造之一動態響應歧管結構之一圖解說明。
圖2係描繪在一實施例中由一聚合物材料製造之一動態響應歧管及一對「U」型流管之一流感測結構之一分解圖。
圖3係描繪在一實施例中焊接至一動態響應歧管之「U」型管件之一科氏流感測器次組件之一圖解說明。
圖4A至圖4E係在一實施例中焊接至一動態響應歧管之各種可能管形狀之科氏流敏感部件之示意性圖解說明。
圖5係在一實施例中由一單元聚合物材料製造一科氏流量計之一例示性方法之一方法流程圖。
圖6係在一實施例中經插入至一流敏感部件中以在焊接期間防止聚合物進入流敏感部件之一管腳之一圖解說明。
該等圖僅為圖解說明之目的繪示本發明之各種實施例。熟習此項技術者由下列討論容易認識到可在不脫離本文所描述之原理的情況下，採取本文所繪示之結構及方法的替代實施例。
綜述
實施例包含由一聚合物材料製造一科氏質量流量計之方法，其中一動態響應歧管係自與流感測器之流敏感元件相同材料製造且不具 有機械接頭及黏著劑。根據此等方法製造一流量計在動態響應歧管處提供一穩固、固定之邊界條件用於振動敏感元件，而改良量測靈敏度。
在一個實施例中，一動態響應歧管係由與流量計之流敏感元件相同之材料製造。如在下文中所描述，歧管不具有黏著劑及其他機械接頭(即，在由(例如)一黏著劑、一夾箝、一干涉配合、一軟管、一風箱等等之兩個實體區分之元件之間的一接頭)。避免機械接頭及黏著劑之一優勢係歧管及流敏感元件相對於彼此並不滑動或改變其等位置，且其等並不經受不同程度之熱膨脹，此原本可能將在振動(若干)流敏感元件之末端處之邊界條件之完整性、可靠性及/或準確性。
下文描述之實施例亦列舉不使用低熔點易熔金屬合金製造一動態響應歧管及對應之流敏感元件兩者之方法。此方法之一優勢係消除用金屬原子污染(若干)流通道之風險，此原本可能將致使器件不適用於涉及例如高純度半導體製造或生物製藥程序之應用之應用。
此外，下文描述之實施例係用於由相同聚合物材料製造一歧管及其對應之流敏感元件。在相同實例中，(若干)流敏感元件係由經形成具有相對薄壁(小於等於1毫米)之一曲線形狀之聚合物管件製造。此等特徵部之一優勢係流量計(甚至按低流率)具有改良之量測靈敏度。此外，在一些情況下，流敏感部件係由經形成具有一曲線形狀而不具有尖銳隅角或方向上之突然變化之市面上可購得之聚合物管件所製造。此之一優勢係由所製造之結構消除可能累積漿液固體(此可增大壓力降或脫位而產生顆粒污染)之位置。
科氏流量計之結構
圖1繪示使用本發明之方法製造之一動態響應歧管110。歧管110包含一主體115、管狀端口延伸部120A至120D(整體標示為120)、歧管流體通道125A至125D(整體標示為125)及隔離板130A至130D(整體 標示為130)。
主體115提供一結構，管狀端口延伸部120及隔離板130連接至該結構上，且流體(量測其流)行進通過該結構。在一實施例中，主體115係藉由由一單聚合物材料片CNC(電腦數字控制)機械加工而由一聚合物材料製造。在其他實施例中，主體115係藉由射出成型或其他模製操作由一聚合物材料製造。在此後者情況下，歧管流體通道125係在模製主體115後現場模製或以一單獨機械加工操作而鑽孔。
在一些實施例中，使用由一單元聚合物材料片之CNC機械加工或藉由模製將主體115與管狀端口延伸部120、歧管流體通道125及隔離板130製造在一起。習知科氏流量計單獨製造主體及隔離板且接著稍後將其等附接。主體115(及用主體製造之動態響應歧管110之任何元件)可由任何數量之聚合物材料之一者製造，該等聚合物材料包含但不限於市面上可購得之聚合物材料(例如，PFA、聚(醚醚酮))(PEEK)、聚(偏二氟乙烯)(PVDK)、聚(四氟乙烯)(PTFE)、聚(氟化乙烯丙烯)(FEP)或定製聚合物及聚合物摻合物。
管狀端口延伸部120連接至主體115及隔離板130且最終連接至流敏感部件140。因此經連接，管狀端口延伸部120振動作為流敏感部件之連續延伸部。各對應管狀端口延伸部120 A-D之一焊接表面122 A-D連接至對應流敏感部件之一敞開端(在圖2中展示且在下文描述)，因此使流敏感部件與對應歧管流體通道125處於流體連通。管狀端口延伸部120具有與流敏感部件相同之標稱外側及內側直徑及尺寸容差，通常+/-0.2毫米。如下文描述，此等容差促進將管狀端口延伸部精確對準及焊接至流敏感部件之管狀端口延伸部。管狀端口延伸部120(藉由機器加工或模製)經形成與主體115整合。即，管狀端口延伸部120經形成具有主體115且因此無縫接合至主體而作為不具有管狀端口延伸部與主體之間的一單獨或相異機械連接之一單元結構。如在下文 描述，焊接係用於添加組件(即，流敏感部件)，其方式係使得該等組件亦被整合至主體115。
經連接至管狀端口延伸部120之動態響應歧管110之隔離板130藉由提供固定節點而對流敏感部件140之振動建立邊界條件，由該等節點量測振動。隔離板130影響流量計之動態頻率響應特性。舉例而言，當操作一科氏流量計時，兩個流敏感部件140按其等自然頻率在反相位中相對彼此振動，而導致類似於一音叉之運動。另外，兩個流敏感部件140亦可共調一起振動(即，對稱地「同相」)。取決於流敏感部件140與主體115之間的連接之剛性及流體敏感部件140之材料及尺寸，同相振動之自然頻率可係(若不相同)接近於反相振動之自然頻率。兩個頻率愈接近，流量計不穩定性之風險愈大，此係因為振動激勵能量將在兩個(同相及反相)振動模式之間不受控制地共用。當按其自然頻率操作一科氏流量計時，所有振動模式之自然頻率應係充分明顯分離的以不干擾感測器之操作。
隔離板130產生明確界定之振動邊界條件，其藉由容許流敏感部件140之不同部分(其具有不同質量及慣性矩)參與同相及反相振動而使同相及反相模式之頻率分離。隔離板130之尺寸及厚度亦影響流量計之頻率響應，此係因為隔離板130僅在反相模式中影響振動流敏感部件140之剛性。重要的係，隔離板130直接影響一感測器之頻率響應特性以容許令人滿意之效能。由於機械挑戰及靠近流敏感部件140之敞開端附接隔離板130之困難，故此等元件經由管狀端口延伸部120附接至歧管。
不同於先前技術之科氏流量計(其將實體區分之隔離板(亦被稱為支撐條)附接至管狀端口延伸部或流敏感部件(例如，如上文描述使用一黏著劑))，本發明之隔離板130係與歧管110(及主體115)及管狀端口延伸部120整合(即，無縫連接以產生具有不同元件之一單一結 構)。此整合結構之一優勢係易於製造且可不論管之形狀而用於終止(若干)管狀流敏感元件之振動之一更穩固、不變之邊界條件。製造具有在歧管上之整合隔離板130之一流量計亦容許允許各種形狀之管之任何一者焊接至動態響應歧管而不必將隔離板單獨附接至管之更大之設計靈活性(例如，隔離板厚度及間距)。
隔離板130亦提供與外部源(例如，安裝動態響應歧管110之結構)之振動隔離，且不論在反相或同相模式中振動，其亦容許在兩個流敏感部件之模式之間的頻率分離。若在此等兩個模式之間並不存在合適頻率分離，則感測器將在其操作期間變為不穩定。儘管如此，動態響應歧管110包括包含管狀端口延伸部120及與主體115整合之隔離板130之一單一、無縫之結構。
圖2繪示一科氏流感測器子總成200之一「分解」圖。除上文描述之動態響應歧管110之元件外，圖2亦展示流敏感部件140A及140B(整體標示為140)及突片160A至160D(整體標示為160)。
僅組態於動態響應歧管110之後部之管道連接(未展示)容許流體經由歧管流體通道125以一液壓串聯或並聯之方式流動通過各流敏感部件140。流敏感部件140A之敞開端150A及150C各經焊接至管狀端口延伸部120A及120C之對應焊接表面122。類似地，管140B之敞開端150B及150D各經焊接至管狀端口延伸部120B及120D之對應焊接表面122。在一些實施例中，同時執行流敏感部件之各者至對應管狀端口延伸部之焊接操作。下面在圖5之內容背景中更詳細地描述一製造方法之此態樣。
圖2亦展示突片160A至160D(整體標示為160)，其等用於促進將運動響應器件(未展示)安裝至流敏感部件140。突片160滑動至(夾箝)流敏感部件140上或另附接至流敏感部件140。突片160亦係由一聚合物材料製造，但不必具有與用於製造動態響應歧管110之其他元件相 同之材料。舉例而言，用於製造突片160之材料可不同於流敏感部件140之材料且可具有小於用於製造流敏感部件之材料之熱膨脹係數之一熱膨脹係數。此之一優勢係突片160更可能隨系統溫度改變而維持與流敏感部件140接觸，因此維持量測準確度。
圖3繪示一經組裝之科氏流感測器子總成300之一視圖。圖3包含上文描述之元件，其等包含主體115之經標記之元件、管狀端口延伸部120A、隔離板130A及130B，以及流敏感部件140A，其等為清楚解釋之目的而被標記。除此等先前描述之元件外，圖3亦包含聚合物接頭305A。聚合物接頭305A係在管狀端口延伸部120A與流敏感部件140A之敞開端150A之間之一無黏著劑的連接部。其他聚合物接頭305B至305D在圖3中係展示為在其他管狀端口延伸部120與其等對應流敏感部件之敞開端之間。聚合物接頭共同被稱為305。
如在上文提及，聚合物接頭305接合由相同聚合物材料製造之元件，此係因為動態響應歧管110及流敏感部件140之各種元件皆係由相同聚合物材料製造或模製。因此，管狀端口延伸部120及流敏感部件140之敞開端150僅需經加熱至一焊接溫度範圍(根據所使用之聚合物材料判定)內，且使之接觸彼此以形成聚合物接頭305。在一些實施例中，將所有敞開端150同時焊接至所有管狀端口延伸部120係有利的。此係有利的係因為更可能產生於兩個流敏感部件中之慣性矩係足夠接近以被平衡之一流量計。若單獨焊接，更可能將無法符合一焊接之至少一個尺寸容差(+/- 0.2毫米)，因而產生由於流敏感部件(構成振動結構)之長度係不同的而不具有平衡之慣性矩之一振動結構。
在各流敏感部件之慣性矩中的不等性將導致一動態不平衡結構，而不利於流量計之準確度(及零流偏移穩定性)。舉例而言，一不平衡結構係對流體及周圍溫度變化更敏感且更易受外部振動影響，因此致使器件之量測不準確、不精確且不可靠。下文更詳細地描述用於 產生具有平衡慣性矩之流敏感部件之製造方法的細節。
圖4A至圖4E呈現可經焊接至一動態響應歧管110(示意性地表示為一矩形塊)之流敏感部件140之各種形狀405、410、415、420及425之平面圖。所描繪之例示性管形狀405、410、415、420及425之任一者可經選定為設計選擇之一問題來符合一特定流量測應用之需求。製造根據本發明之一動態響應歧管110之一個優勢係整合各種管形狀之任一者用於作為流敏感部件而不必設計一完全嶄新之歧管110係可能或更方便的。
例示性科氏流量計之製造方法
圖5係用於製造根據本發明之一科氏流量計之一例示性方法500之一方法流程圖。透過CNC機械加工或透過模製(例如，射出成型)由一單一聚合物材料製造505歧管110。如上文描述，所製造之歧管110不僅包含主體115，而且包含隔離板130及管狀端口延伸部120。所使用之聚合物可係各種市面上可購得之聚合物(例如，PFA、PEEK、PVDF、PTFE、FEP)或一定制聚合物或聚合物摻合物之任一者。通過主體115之歧管流體通道125可視情況在一單一步驟中用歧管製造或在製造歧管主體115後鑽孔(或以其他方式製造)。
製造510流敏感部件。使用用於製造505歧管之相同聚合物材料來製造流敏感部件。在一些情況下，流敏感部件係市面上可購得之管，其等經形成為一特定形狀(諸如在圖4中展示之該等)。塑形包含加熱管件接近(或處於或略微高於)聚合物之玻璃轉化溫度、將管形成為一所需形狀(例如，使用經機械加工成其之具有所需形狀之一板或其他模具)、維持溫度以容許在塑形管內之任何機械應力耗散及以一受控制之方式冷卻流敏感部件。在塑形程序期間執行之此加熱亦被稱為退火，其之溫度及溫度分佈將取決於所使用之聚合物材料而變化。
管狀流敏感部件可由市面購得(或定製製造)之聚合物管件(包含但不限於PFA、PEEK、PVDF、PTFE、FEP)製造以符合一特定流量測 應用之設計需求且以匹配歧管之聚合物材料。雖然流敏感部件(及對應匹配管狀端口延伸部)之內直徑及外直徑可係任何值，但此等直徑(及/或一壁厚度)之尺寸容差較佳地係在一毫米之十分之若干之一範圍內。此等容差促進在焊接期間將流敏感部件與隔離板及管狀端口延伸部準確地對準。
將流敏感部件之敞開端焊接515至管狀端口延伸部之焊接表面。管狀端口延伸部之敞開端及流敏感部件之敞開端經加熱至一焊接溫度範圍內，該溫度範圍係選定之聚合物之一函數。此可使用(例如)插入至管狀端口延伸部之實體近似之焊接表面與流敏感部件之敞開端之間的一電阻加熱元件(例如，一陶瓷或金屬加熱元件)，因此局部加熱待被焊接之表面來執行。一旦焊接表面及敞開端達到所需溫度，則移除加熱元件且同時接觸敞開端及焊接表面。如上文提及，同時焊接之一優勢係流敏感部件之長度將幾乎係相同的使得當用於流量計中時流敏感部件具有相同(或大約相同)之慣性矩。類似地，同時焊接促進正確定位流敏感部件，使得基於流敏感部件之位置之尺寸係在+/- 0.2毫米內。其他尺寸(諸如內直徑及外直徑)亦較佳地在目標尺寸之+/- 0.2毫米內。焊接之另一優勢係聚合物自焊點之兩個側流至一起，因此將流敏感部件140與管狀端口延伸部120無縫整合，而不具有降級或降低流量計效能之一單獨機械接頭。
一夾具可用於固持流敏感部件以促進同時且準確之焊接。舉例而言，流敏感部件視情況放置於一夾具中，該夾具經組態以相對於彼此且相對於管狀端口延伸部之焊接表面精確地定位流敏感部件之敞開端，使得可以符合尺寸容差。該夾具亦可經組態以精確地且按一受控制之方式平移流敏感部件。此等夾具之實例包含用於機器工具上之平移臺，其等包含具有已知平面性(例如，平坦至0.0001吋內)之表面之該等。
在一些實例中，透過主體115之一歧管流體通道125，一或多個管腳可經插入至對應於聚合物接頭(在圖3中展示為元件305)之流敏感部件與管狀端口延伸部內側之一位置。在圖6中展示此之一實例，其中管腳610係在管狀端口延伸部620與流敏感部件640內對應於聚合物接頭605之一位置處。管腳610通常與管狀端口延伸部620、流敏感部件640及聚合物接頭605之內表面緊密接觸。然而，為清晰起見，在圖6中展示管腳610與此等表面之間的一些間距。由在用於製造歧管及流敏感部件之聚合物的焊接溫度範圍中機械穩定且化學穩定之任何非污染材料製成之管腳係用於聚合物由聚合物接頭305擠壓或流動至流通道之外部。此保存準確量測所需要之流通道之無障礙連續性。在聚合物接頭305凝固後接著移除管腳。
接著按一受控制之方式冷卻520組裝之歧管110以容許在任何之前步驟期間引入之機械應力耗散。冷卻之溫度及溫度比時間分佈係用於製造所組裝之流量計之聚合物之一函數。
退火程序之另一優勢係降低過度聚合物流及在一不受控之冷卻程序或一較快冷卻率期間由跨管狀零件之過度熱梯度翹曲之風險。此有助於維持將管狀元件之尺寸控制至千分之若干吋。此係用於保存在在各振動流敏感部件中之實質上相等之慣性矩。
額外考量
已為圖解說明之目的呈現本發明之實施例之先前描述；其並不意在係詳盡性的或將技術方法限制至所揭示之精確形式。熟習相關技術者可瞭解鑒於上述揭示內容許多修改及變化係可能的。
最後，為可讀性及教示之目的，本說明書使用之語言大部分已經選定，且其可未經選定以描繪或限定本發明標的。因此，吾人意欲此實施方式並不限制本發明之範疇，而實情係由基於本發明之一應用上所發生之任何請求項所限制。因此，本發明之實施例意在圖解說明 (而非限制)本發明之範疇，本發明之範疇係在下列申請專利範圍中提出。
500‧‧‧例示性方法
505‧‧‧製造
510‧‧‧製造
515‧‧‧焊接
520‧‧‧冷卻

Claims (18)

  1. 一種由一單一聚合物材料製造一科氏流量計之方法，該方法包括：由一第一聚合物材料製造一動態響應歧管，該動態響應歧管包括：一主體；整合至該主體之至少四個管狀端口延伸部，各管狀端口延伸部包含一焊接表面；整合至該主體及該至少四個管狀端口延伸部之至少一個隔離板；由該第一聚合物材料製造至少兩個流敏感部件，各流敏感部件包含兩個敞開端；及將該至少兩個流敏感部件之各敞開端焊接至該至少四個管狀端口延伸部之一者之一對應焊接表面，其中該至少一個隔離板之各者安置在該等焊接表面與該動態響應歧管之該主體之間。
  2. 如請求項1之方法，其中將該至少兩個流敏感部件之各敞開端焊接至該至少四個管狀端口延伸部之一者之該對應焊接表面同時發生。
  3. 如請求項1之方法，其中該焊接進一步包括：局部加熱該至少四個管狀端口延伸部之各者之該焊接表面至該第一聚合物材料之一焊接溫度範圍內；局部加熱該至少兩個流敏感部件之各敞開端至該第一聚合物材料之該焊接溫度範圍內；及當各焊接表面與各敞開端係在該第一聚合物材料之該焊接溫 度範圍內時，將各敞開端同時地接合至該對應焊接表面。
  4. 如請求項1之方法，其中該等管狀端口延伸部及該等流敏感部件具有大約相同之一外側直徑。
  5. 如請求項4之方法，其中該外側直徑之一容差係+/- 0.2毫米。
  6. 如請求項1之方法，其中該焊接形成一無黏著劑連接部。
  7. 如請求項1之方法，進一步包括在焊接期間臨時插入一管腳至該等流敏感部件與該等對應管狀端口延伸部兩者之各一者內側之一位置，該位置對應於一聚合物接頭，該管腳與該聚合物接頭緊密接觸以防止來自該聚合物接頭之聚合物流動至該流敏感部件中。
  8. 一種方法，其包括：提供由一第一聚合物材料製造之一動態響應歧管，該動態響應歧管包含：一主體；整合至該主體之至少四個管狀端口延伸部，各管狀端口延伸部包含一焊接表面；整合至該主體及該至少四個管狀端口延伸部之至少一個隔離板；提供由該第一聚合物材料製造之至少兩個流敏感部件，各流敏感部件包含兩個敞開端；及將該至少兩個流敏感部件之各敞開端焊接至該至少四個管狀端口延伸部之一者之一對應焊接表面，其中該至少一個隔離板之各者安置在該等焊接表面與該動態響應歧管之該主體之間。
  9. 如請求項8之方法，其中將該至少兩個流敏感部件之各敞開端焊接至該至少四個管狀端口延伸部之一者之該對應焊接表面同時 發生。
  10. 如請求項8之方法，其中該焊接進一步包括：局部加熱該至少四個管狀端口延伸部之各者之該焊接表面至該第一聚合物材料之一焊接溫度範圍內；局部加熱該至少兩個流敏感部件之各敞開端至該第一聚合物材料之該焊接溫度範圍內；及當各焊接表面與各敞開端係在該第一聚合物材料之該焊接溫度範圍內時，同時將各敞開端接合至該對應焊接表面。
  11. 如請求項8之方法，其中該等管狀端口延伸部及該等流敏感部件具有大約相同之一外側直徑。
  12. 如請求項11之方法，其中該外側直徑之一容差係+/- 0.2毫米。
  13. 如請求項8之方法，其中該焊接形成一無黏著劑連接部。
  14. 如請求項8之方法，進一步包括在焊接期間臨時插入一管腳至該等流敏感部件與該等對應管狀端口延伸部兩者之各一者內側之一位置，該位置對應於一聚合物接頭，該管腳與該聚合物接頭緊密接觸以防止來自該聚合物接頭之聚合物流動至該流敏感部件中。
  15. 一種裝置，其包括：一第一聚合物材料之一主體；該第一聚合物材料之至少四個管狀端口延伸部，該至少四個管狀端口延伸部整合至該主體；該第一聚合物材料之至少一個隔離板，該至少一個隔離板整合至該主體及該至少四個管狀端口延伸部；該第一聚合物材料之至少兩個流敏感部件，該至少兩個流敏感部件之各者具有一第一端及一第二端，該等第一端及該等第二端之各者對應於該至少四個管狀端口延伸部之一者；及 至少四個聚合物焊點，該至少四個聚合物焊點之各者將該至少兩個流敏感部件之該等第一端之一者或該等第二端之一者連接至該至少四個管狀端口延伸部之該對應者，其中該至少一個隔離板之各者安置在該至少四個聚合物焊點與該動態響應歧管之該主體之間。
  16. 如請求項15之裝置，其中該至少四個管狀端口延伸部之各者與該至少兩個流敏感部件之各者之一壁厚度係小於一毫米。
  17. 如請求項15之裝置，其中該至少兩個流敏感部件之一內直徑係在兩毫米與四毫米之間。
  18. 如請求項15之裝置，其中該至少四個聚合物焊點之各者之一尺寸容差係在0.2毫米內。
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