专利名称：一种双c型管科里奥利质量流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种科里奥利质量流量计。
背景技术：
众所周知，科里奥利质量流量计的工作是以检测流体流经敏感管时所引起的科里奥利力来确定其质量为基础的，也就是被两端支撑的敏感管在与分流体流动的垂直方向上振动时，施加到敏感管上的科里奥利力与流经管子流体的质量成正比。
构成科里奥利质量流量计敏感管的形状是各式各样的，现有流量计中，比较典型的敏感管形状可以归结为三种弯管、直管、弓型管。
图8是普通两平行U型弯曲敏感管科里奥利质量流量计的结构示意图，两个平行安装的U型敏感管1和2，在他们弯曲部分的中间装有驱动单元15，该驱动单元15由一个线圈和一个磁铁构成。另外，在与驱动单元15两边对称位置装有两个分别由一个线圈和一个磁铁所构成的信号传感器16和17，当驱动单元15通电，使两敏感管受力产生位移时，信号传感器16和17的线圈则产生位移信号，该信号反馈到驱动单元，便使敏感管工作在谐振状态；而两信号器所产生信号之间的相位差与所检测的科里奥利力成正比，也即与所测流体质量成正比。
待测流体通过进口端法兰18进入分流总管37，经挡板38转90°，再经分流管一分为二进入敏感管1和2中，这两股流体流过敏感管1和2时，再反向进入分离体合二为一，在总管中转90°，由出口法兰19流出到外部管道中。在这种结构中，由于敏感管处于谐振状态，其驱动频率比较高，且不易受流体状态和外界振动与温度变化的影响。
但是，这种科里奥利质量流量计，一方面由于其两个U型敏感管与总管本体垂直安装，为保证一定的振动频率，U型管就必须具有所需的长度；另一方面，为了减少振动能的逸散，或增强总管本体的刚度，其总管本体必须具有足够的壁厚和较为粗大的流量计外形尺寸。
直管形科里奥利质量流量计的敏感管是沿输入和输出管的轴线方向布置的，其两端被支承在基座上或外套管中。敏感管的中部设有驱动单元和驱动单元两边等距离安装的信号传感器。当驱动单元工作，使敏感管在与其轴线相垂直的方向上产生位移时，传感器也感测其位移变化再反馈到驱动单元，使敏感管工作在谐振状态。从两个传感器的位移或相位差即可检测出流体的质量。直管型科里奥利质量流量计对温度比较敏感，因为敏感管被支承在台体或外套管中，当被测量流体的温度发生变化时，敏感管的温度很快随流体温度而变化，但基座或外套管的温度则延迟变化，这样，不可避免地使敏感管和基座或外套管之间产生伸缩率的不一致，也就使敏感管产生应力，进而会引起敏感管的刚度和谐振频率的变化。为克服这一问题，在结构上直管型科里奥利质量流量计需考虑调整应力的弹性元件补偿机构。
图9是弓型管科里奥利质量流量计结构示意图。这种结构在一定程度上缓解了应力消散问题，补偿了直管型易受温度影响的缺点，但进出口总管和分流体及抗压壳体的形状比较复杂，增大了仪器的制造难度和重量。
纵观上述不同类型科里奥利质量流量计所存在的优缺点，可以很清楚的看出其中最主要的问题在于敏感管振动能量的逸散和应力消除两个方面，当然，另外还存在工艺的简便和缩小体积、减轻重量等问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种由两个平行C型敏感管构成的科里奥利质量流量计，它不受外部振动、安装条件、敏感管的内应力、以及敏感管成型过程中所产生形变应力的影响，能减小振动能的逸散，提高质量流量计的测量精度，且能减小质量流量计的外形尺寸和重量。
实现本发明目的的技术方案是一种双C型管科里奥利质量流量计，包括两个平行安装的C型敏感管，两个敏感管分别由两个固定板所固定，并焊接到总管本体上，两个C型敏感管除了4个端部与总管本体刚性连接外，完全处于自由状态，两个固定板被分别设置在靠近两个敏感管的根部，在敏感管的一个端部或其他对振动特性不产生影响的部位装有温度传感器——热敏电阻，总管本体是一个输入输出完全逆向对称的机械结构，也就是流体流入总输入口，然后就一分为二地从两个分支口流出；反过来，流体从两分支口流入，然后合二为一从总输出口流出，其管道形状完全是反向对称的，总管本体的总管和分支管尺寸稍大于被测流量敏感管的尺寸，并且弯曲和接面处平滑过渡。
根据输入、输出总管与分支管之间的距离和与外管道连接方式的不同，有两种实施方式第一种是输入、输出总管与分支管之间的距离较长，他们直接带有两个外接法兰。
第二种是输入、输出总管与分支管之间的距离较短，它们可以不带法兰，与外接管道可用螺纹连接。
图1是本发明双C型管科里奥利质量流量计结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图。
图4是本发明总管本体及分流体出入口的局部放大结构示意图。
图5是图4的A-A剖视图。
图6是图4的B-B剖视图。
图7是图4的C-C剖视图。
图8是普通常见两平行U型管科里奥利质量流量计的结构示意图。
图9是两平行弓型管科里奥利质量流量计的结构示意图。
图10是本发明第一实施方案的结构示意图。
图11是本发明第二实施方案的结构示意图。
具体实施例方式
本发明的科里奥利质量流量计，如图1所示，它包括两个平行C型敏感管1和2，被测流体从本体总管25输入口5进入流量计后被一分为二，流入敏感管1和2，然后从敏感管1和2的出口流入本体内合二为一，由总管输出口6经法兰18流向外接管道，在敏感管1和2中段，装有驱动单元15，工作时两敏感管谐振，对称装置在敏感管1和2圆弧中间部分的位移信号器16和17，检测与科里奥利力成比例的相位差信号。
本发明的科里奥利质量流量计包括一个近似刚体的输入、输出总管本体25，由图4可见，它是一个在结构上反向对称的构件。如图5、图7所示，输入与输出总管5和6，经圆弧转弯后，又各自对称地分为两对出入口7与8和9与10完全对应相同的构件，这对构件毛坯的准备和机加工艺都是比较方便的。
本发明的科里奥利质量流量计在一个敏感管与总管本体连接的根部装有温度传感器——热敏电阻3，以便检测敏感管及被测流体的在线温度，并对本质量流量计受温度变化影响进行补偿或修正。
如图1、图2所示，用于决定振动节点的固定板27和28被设置在靠近C型敏感管1和2的根部。固定板的作用，首先，在于保持敏感管1和2的平行；其次，在敏感管被驱动时，他们沿敏感管轴线的位置决定着振动运动的基频，也就是改变固定板的位置，可以在一定范围内调整敏感管的谐振频率。可以看出，在本发明双C型敏感管的科里奥利质量流量计结构中，敏感管在振动时根部的直线段做扭转运动，而在圆弧部分则做即扭转又弯曲的复合运动。这种运动特点对减轻振动管疲劳是有利的。
另外，两C型敏感管的四个端部近距离地连接在总管本体上，如果把总管本体作为刚体看待时，两敏感管的振动在其根部便不会引起变形，也就不会有振动能量的逸散；同时，两敏感管也不会引起内部应力，因而保证了质量流量计的测量精度，又不受安装及环境条件的影响。
如图3所示，驱动单元15和位移传感器16与17位于两个C型敏感管之间，两敏感管1和2再由固定板27和28所固定，并焊接到总管本体上。
驱动单元15由一个线圈和一个磁铁所构成，其线圈通过安装件固定在敏感管1上，而磁铁则通过安装件固定在敏感管2上，线圈是经软导线12与输出线路34相连的，而输出线路34是装在壳体32上的。位移传感器16和17的安装与驱动单元15的安装相类似，也就是他们的磁体通过安装件固定在一个敏感管上，而传感器的线圈则固定在另一个敏感管上，线圈的输出导线沿敏感管走到与驱动单元15的软导线12一起输出，或用软导线12接到壳体32上的接线端子再到输出线路34上。位移传感器16和17被配置在敏感管1和2的圆弧中间是由于他们离开驱动单元15所在中线的距离最远，这对提高检测科利奥利力或与所测流量成比例的相位差信号的灵敏度是最有利的。
如图4所示，总管本体是一个输入输出完全逆向对称的机械结构，也就是流体流入总输入口，然后就一分为二地从两个分支口流出；反过来，流体从两分支口流入，然后合二为一从总输出口流出，其管道形状完全是反向对称的。为了减小液体能量的阻力，各处转弯处的表面应当圆滑，相对敏感管直径及被测流量总管及分支管径应设计的比较大，这在一定范围内也便于适应不同量程的流量计改型和加大总管本体的刚度；也就是说，当需要增加量程，改换较大尺寸直径的敏感管时，只需要对分支管的接口部分增大尺寸，或对敏感管的连接端部改变过渡套件的尺寸即可，不需要改变总管本体的设计。
图10所示为本发明所采用双C型敏感管的科里奥利流量计的第一种实施方案，图11所示为本发明所采用双C型敏感管的科里奥利流量计的第二种实施方案。其不同之处主要是总管本体25构造的不同，或者说，主要是输入、输出总管与分支管之间的距离和与外管道连接方式的不同。图10表示输入、输出总管与分支管之间的距离较长，他们直接带有外接法兰18和19；而图11则表示输入、输出总管与分支管之间的距离较短，它们可以不带法兰，与外接管道可用螺纹连接。这种方案可允许质量流量计本身的体积更小，更方便于某些特定位置上的安装。如果输入、输出总管与外接管道之间的过渡段采用相对较细的管子，其刚度不很大的话，这更有利于科里奥利质量流量计本身的减震和安装。
纵上所述，可以看出本发明与现有技术相比，具有以下优点1、在敏感管的一个端部或其他对振动特性不产生影响的部位装有温度传感器，它可感测液体流经敏感管使敏感管温度的变化，以便对科里奥利质量流量计因温度变化所引起测量精度的影响进行修正或补偿。
2、本发明由两个平行C型敏感管所构成的科里奥利质量流量计，其两个敏感管4个端部很近地与总管本体刚性连接，使敏感管的运动力变为内力作用，因而减小或消除了振动能的逸散，有利于提高科里奥利质量流量计的计量精度。
3、本发明科里奥利质量流量计的双C型敏感管，除了4个端部与总管本体刚性连接外，完全处于自由状态，也就不会因温度变化而产生热胀冷缩变形应力的影响。
4、本发明科里奥利质量流量计的总管本体相对于其他类型的结构来说它的尺寸很小；另外，也无需要求刚度较大，结构特殊的受压壳体，只要普通壳体即可，这些特点大大地缩小了质量流量计的整体尺寸和重量。
5、本发明的科里奥利质量流量计的总管本体的总管和分支管要求尺寸稍大于被测流量敏感管的尺寸，并且要求弯曲和接面处平滑过渡，用以减缓在总管本体部分流体的流速和动力损耗，也便于必要的清洗。
权利要求
1.一种双C型管科里奥利质量流量计，包括总管本体(25)，一个驱动单元(15)和两个振动信号传感器(16)和(17)，其特征是还包括两个平行安装的C型敏感管(1)和(2)，两个敏感管(1)和(2)由固定板(27)和(28)所固定，并焊接到总管本体上，两个C型敏感管(1)和(2)除了4个端部与总管本体(25)刚性连接外，完全处于自由状态，固定板(27)和(28)被设置在靠近C型敏感管(1)和(2)的根部，在敏感管的一个端部或其他对振动特性不产生影响的部位装有温度传感器——热敏电阻(3)，总管本体(25)是一个输入输出完全逆向对称的机械结构，也就是流体流入总输入口，然后就一分为二地从两个分支口流出；反过来，流体从两分支口流入，然后合二为一从总输出口流出，其管道形状完全是反向对称的，总管本体(25)的总管和分支管尺寸稍大于被测流量敏感管的尺寸，并且弯曲和接面处平滑过渡。
2.根据权利要求1所述的双C型管科里奥利质量流量计，其特征是输入、输出总管与分支管之间的距离较长，他们直接带有外接法兰(18)和(19)。
3.根据权利要求1所述的双C型管科里奥利质量流量计，其特征是输入、输出总管与分支管之间的距离较短，它们可以不带法兰，与外接管道可用螺纹连接。
全文摘要
一种双C型管科里奥利质量流量计，两个敏感管被做成“C”字型，两个敏感管由固定板所固定，并焊接到总管本体上，在敏感管的一个端部或其他对振动特性不产生影响的部位装有温度传感器——热敏电阻，总管本体是一个输入输出完全逆向对称的机械结构，两敏感管的4个端部与总管本体连接的距离很小，近于刚性连接，使敏感管振动运动的作用力处于内力状态，因而消除或减小了振动能的逸散，敏感管除了端部与总管本体的连接外，完全处于自由状态，消除了因温度变化产生变形应力的可能，减小了外界振动的影响和便利了流量计的安装。
文档编号G01F1/84GK1587921SQ20041007304
公开日2005年3月2日 申请日期2004年9月1日 优先权日2004年9月1日
发明者任思聪, 王博, 张鹏, 任卫东 申请人:西安东风机电有限公司