专利名称：一种科氏质量流量计用振动管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种科氏质量流量计用的振动管，属于流量测量仪器领域。
背景技术：
科氏质量流量计其振动管有直管和弯管两大类，而每一类中又分单管和双管两种型式，单管型以直管为多，双管型以弯管为多。现有技术中弯管类有U形，T形，Ω形，环形，箭头形，C形，雨滴形等形式。U形和C形振动管形状较简单，生产容易但灵敏度较低，T形和箭头形灵敏度较高，但形状复杂生产难度大。中国专利96213252.7和98249891.8中分别公开的T型和箭头型振动管，就存在有形状复杂生产难度大等问题。
发明内容
本实用新型的目的在于制作一种灵敏度高，稳定性好，工艺简单，易于生产，造价低的新型振动管轮廓外形。
本实用新型是通过下面的途径实现的一种科氏质量流量计用振动管，包含单管式、双管式和双管串连式结构，该振动管是由刚性管体弯曲成左右对称而下大于上的非对称四边形轮廓外形组成，且该四边形轮廓外形的下端留有开口。该四边形轮廓外形是由三段弯曲段构成一个上顶点及两个水平方向顶点，并由四段直管段配合组成一无缝管路。
本实用新型由于其下部固定处较窄，上部较宽而且又有一定高度，因此科氏力对头部检测部分的摆动增幅较大，其与三角形、T形、箭头形振管类似具有较高的灵敏度，高于U形，C形等其他一些形式振动管；由于其激振器的安装比三角形和T形高出，稳定性高于三角形和T形等其他一些形式振动管。由于弯曲较少，其制造工艺比T形(四弯曲段五直管段)、箭头形(五弯曲段四直管段)和Ω形等简单，工序少，成品率高。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型科氏质量流量计用振动管结构示意图图2为本实用新型科氏质量流量计用振动管构成质量流量计的示意图具体实施例一种科氏质量流量计用振动管，包含单管式、双管式和双管串连式结构，如图1所示，振动管(1)制作成左右对称而上下不对称、且下部顶点到水平对角线(3)的距离大于上部顶点(5)到水平对角线(3)的距离的四边形轮廓外形(2)。振动管四边形轮廓外形(2)的水平方向顶点(6)和(7)之间的宽度与上顶点(5)到开口(4)处的高度之比为0.5～2。四边形轮廓外形(2)的上顶点(5)高出水平顶点间连线1～10个振动管(1)的直径。振动管(1)的壁厚为0.2～0.01振动管直径。上顶点(5)及水平方向顶点(7)和顶点(6)处的弯曲半径为2～5个振动管直径不能起皱。振动管的轮廓外形尺寸主要与四方面有关，它们分别是材料类型和壁厚，加工能力，流量大小，变送器支持的范围。一般流量大振动管直径就大，四边形振动管轮廓外形尺寸(2)相应也大，相应振动频率较低。例如以316L不锈钢材料为例，若振动管(1)直径选28毫米、壁厚2毫米，则推荐振动管轮廓外形(2)尺寸为水平方向顶点(6)和(7)之间的宽度为390毫米，下部开口宽度122毫米，上顶点(5)至开口(4)处的高度为340毫米，顶点弯曲段(5)中点距平顶的高度40毫米弧度自然过渡，左右顶点弯曲段半径75毫米。四边形振动管外形尺寸选取原则宽高比为0.5～2，顶弯曲段中点高出平顶时1～10个振动管(1)的直径，振动管(1)壁厚为0.2～0.01振动管直径，弯曲段一般选弯曲半径为2～5个振动管直径不能起皱。针对不同介质和不同应用环境酌情加减。振动管(1)的材料可是不锈钢、钛合金钢或其他具有较高品质因数的弹性材料。
如图2所示，振动管式科氏质量流量计由传感器和变送器两部分组成，振动管式传感器由振动管组件、支架体14、法兰体15、接线盒16、端子17等组成。振动管上弯曲段顶点(5)安装有激振器(8)，激振器为电磁方式。在水平方向顶点(7)和(6)弯曲段摆幅最大位置处安装有检测器(9)和(10)，检测器可为电磁方式或光电方式。振动管(1)的下部末端对称安装有隔离装置(12)和(13)，并装有温度传感器(11)。整个四边形振动管构件焊接在支架体流道端口上并密封在不锈金属壳体内，壳体内充填惰性气体。
上述振动管式质量流量计传感器中，激振器、左右检测器和温度传感器的引线顺管壁粘贴而下至支架体，经密封处理引接到接线盒中接线端子板(17)上，用专用电缆(18)把四边形振管式传感器和质量流量变送器(19)相连，构成四边形振动管式质量流量计。
通电工作后，当传感器内介质不流动时，传感器检测信号经变送器放大处理推动激振器，激振振幅增长后引起检测信号增强再传给变送器，变送器放大处理推动激振器，从而构成闭环，由于增益控制作用很快使振动管在谐振频率上做等幅振动。当介质流动时由于科氏力的推动，在振动的同时叠加一个与振动同频的左右摆动，摆动幅度角(Δθ)的大小与科氏力Fc的大小成正比，有Fc∝Δθ。由于Δθ＝ωΔt，即左右检测器的相位差为Δt，即有Fc∝Δt。因为振动管确定后其通径不变，所以有解算公式Qm＝K*E*Δt。
式中Qm为质量流量，K为流量系数，E为修正系数。
流量系数K在标定时给出。
E主要是由温度变化引起的四边形振动管弹性模量修正系数，用振动管外壁上贴的温度传感器11感知温度变化，在变送器中对此进行校正，以便得到流体的准确质量流量。
由于传感器的流管为振动方式，管中介质密度的变化将引起四边形振动管振动频率f的变化，由于振动周期T＝1/f，即有密度ρ＝f(T)。所以变送器可对传感器四边形振动管流过的介质进行密度解算。
本实用新型所采用的四边形轮廓外形振动管，不仅限于上述实施例。
权利要求1.一种科氏质量流量计用振动管，包含单管式、双管式和双管串连式结构，其特征在于上述振动管是由刚性管体弯曲成左右对称而下大于上的非对称四边形轮廓外形(2)构成，且该四边形轮廓的下端留有开口(4)。
2.根据权利要求1所述的科氏质量流量计用振动管，其特征在于所述四边形轮廓外形(2)是由三段弯曲段构成上顶点(5)及水平方向顶点(6)和(7)，并由四段直管段配合组成一无缝管路。
3.根据权利要求1所述的科氏质量流量计用振动管，其特征在于振动管四边形轮廓外形(2)的水平方向顶点(6)和(7)之间的宽度与上顶点(5)到开口(4)处的高度之比为0.5～2。
4.根据权利要求1所述的科氏质量流量计用振动管，其特征在于四边形轮廓外形(2)的上顶点(5)高出水平方向顶点间连线1～10个振动管(1)的直径。
5.根据权利要求1所述的科氏质量流量计用振动管，其特征在于振动管(1)的壁厚为0.2～0.01振动管直径。
6.根据权利要求1所述的科氏质量流量计用振动管，其特征在于四边形轮廓外形(2)的上顶点(5)、左顶点(7)及右顶点(6)处的弯曲半径为2～5个振动管直径。
7.根据权利要求1所述的科氏质量流量计用振动管，其特征在于四边形轮廓外形(2)的上顶点(5)处安装有激振器(8)，在四边形轮廓外形(2)的左右顶点(7)和(6)弯曲段安装有检测器(9)和(10)。
8.根据权利要求1所述的科氏质量流量计用振动管，其特征在于振动管(1)的末段对称安装有隔离装置(12)和(13)，并装有温度传感器(11)。
专利摘要本实用新型涉及一种科氏质量流量计用的振动管，包括单管式、双管式和双管串连式结构，该振动管是由刚性管体弯曲成左右对称而下大于上的非对称四边形轮廓外形组成，且该四边形轮廓外形的下端留有开口。该四边形轮廓外形是由三段弯曲段构成一个上顶点及两个水平方向顶点，并由四段直管段配合组成一无缝管路。本实用新型具有灵敏度高，稳定性好，工艺简单，易于生产，造价低的新型振动管轮廓外形。
文档编号G01F1/76GK2729652SQ200420092978
公开日2005年9月28日 申请日期2004年9月24日 优先权日2004年9月24日
发明者欧歌 申请人:欧歌