专利名称：用于测量粘结剂流动材料的流动特性的紧凑型振动性流量计的制作方法
用于测量粘结剂流动材料的流动特性的紧凑型振动性流量计发明背景1. 发明领域本发明涉及紧凑型振动性流量计，并且更特别地，涉及用于测量粘结剂(cement)流动材料的流动特性的紧凑型振动性流量计。2. 问题陈述振动导管传感器(sensor),比如科里奥利(Coriolis)质量流量计， 典型地操作来探测包含流动材料的振动导管的运动。与导管中的材 料相关联的特性，比如质量流、密度等等，可由对测量信号的处理 来确定，该信号接收自与导管相关联的运动换能器(transducer)。影响 振动材料填充系统的振动模式的一般是联合质量、硬度、和包含导 管以及其中包含材料的阻尼特性。典型的科里奥利质量流量计包括在管路中或其它运输系统中成 一线连接的并且在系统中传送材料(例如，流体、泥浆等等)的一个或 多个导管。每一个导管都可被视为具有一套自然的振动模式，例如 包括单纯弯曲、扭转、径向、和结合模式。在典型的科里奥利质量 流量计测量应用场合中，当材料流过导管时，在一个或多个振动模 式下导管被激励，并且在沿着导管间隔的点处可测量导管的运动。 激励典型地由促动器提供，例如电动机械装置，比如音圈型驱动器， 该促动器以周期方式摄动导管。通过在换能器位置处测量运动之间 的时间延迟和相差来确定质量流率。为了测量流动导管或导管们的 振动响应典型地应用两个这种换能器(或拾取传感器)，并且该换能器 典型地位于促动器的上游和下游的位置处。两个拾取传感器通过电 缆连接到电子仪器上。为了得到质量流率的测量，该仪器从两个拾 取传感器处接收信号并且处理信号。 使用流量计测量流动材料的一个困难是当流动材料不一致的时 候，比如处于多相流动条件下。在多相流动条件下，流动材料包括 两个或多个气相、液相、以及固相。例如，常见的流动测量情景是 当流动材料包括夹带在液体中的气体。空气是常见的夹带气体。由 于气体是可压缩的，所以流动材料的特性会变化并且因此夹带的气 体可引起流量计中错误的读数。夹带的气体可降低质量流率和密度 测量的精度，并且因此可间接地影响体积测量。图1所示为现有技术的U形振动性流量计。该现有4支术的U形振动性流量计具有非常低的长高比，其中长高比由计的总体长度(L) 除以计的总体高度(H)构成，也就是，长高比-L/H。从该图可以看 出现有技术的长高比典型地远远小于一，特别是对现有技术的U形 流量计。在导管直径大的应用场合中，可以看出的是该现有技术流 量计的小的长高比将需要大量的垂直物理空间以用于安装。在许多安置中，可用于流量计的物理空间是有限的。例如，计 的总体长度(L)和计的总体高度(H)二者都被可获得的安装空间规定好 了。因此，需要有紧凑型的流量计，该流量计的特点是既有减少的 长度(L)又有减少的高度(H),以及高的长高比(L/H)(也就是，是紧凑 的)。而且，对于更小的、更紧凑的流量计有增长的需要，该流量计 可提供需要的测量能力和高等级的测量精度与可靠性。在现有技术中，生产紧凑型振动性流量计的尝试包括对于这种 应用场合按比例缩小现有的流量计和/或使用弓形的或直形的流动导 管。然而，这都遇到了意料外的复杂和遇到了令人不满意的流量计 精度。按比例缩小现有流量计的设计的 一 个结果是流动导管的硬度 被大量增加了。该增加的硬度特性导致流量计驱动频率的增加。成 问题地，该相对高的驱动频率对于多相流动材料导致了降低的性能 和/或精确度。当气体被夹带在流动材料中时(例如，比如气泡)，流动 材料的共振频率受到影响，并且低于纯流体流动材料的共振频率。 因此，现有技术流量计应用的驱动频率可处于或接近流动材料的共
振频率。通过研究发现的是当多相流的流动材料的共振频率接近流 量计的驱动频率时流量计的精度会减少。因此，夹带的空气导致流 量计不能精确测量流动材料的流动特性和测量非流动特性。例如， 一个希望被测量的流动材料是液体粘结剂。当液体粘结 剂被混合和生产时液体粘结剂的质量、体积、和密度中的一个或多 个可被测量。特别地，需要液体粘结剂的密度。密度是液体粘结剂 品质的无价测量标准，并且为了生产液体粘结剂混合物可被使用来测量和控制希望的粘结剂、水、和任何填料(aggregate)的比例。当粘结剂、水、和填料被混合时空气典型地被夹带在液体粘结 剂中。在15磅每平方英寸(psi)的压力下，没有夹带空气的液体粘结 剂的流体共振频率是大约170Hz。该频率对于具有预定的流动导管特 性，比如预定的内径、预定的壁厚等等，的流量计是给定的。相反 地，在15psi的压力下，对于相同的流量计，在包括空气占体积百分 之15的空隙率的液体粘结剂中的粘结剂流动材料的共振频率典型地 是大约165Hz。从这些频率中可以看出，在液体粘结剂中夹带空气的 出现减少了驱动频率并且表明液体粘结剂的密度增加了。由此，夹 带的空气在现有技术的科里奥利流量计中将引起错误的或不精确的 密度测量。该错误的发生是由于现有技术流量计的驱动频率处于或 接近液体粘结剂的粘结剂流动材料的共振频率。当计的基频处于或 接近粘结剂流动材料的共振频率时，那么流量计的测量受到负面影 响。解决方案概要通过提供紧凑型振动性流量计来测量粘结剂流动材料的流动特根据本发明的实施例，提供了用于在粘结剂流动材料的压力大 于大约0磅每平方英寸(psi)下测量粘结剂流动材料的流动特性的紧 凑型振动性流量计。紧凑型振动性流量计包括至少两个拾取传感器
和驱动器。紧凑型振动性流量计还包括一个或多个流动导管。至少 两个拾取传感器被固定在一个或多个流动导管上并且驱动器被配置 成用以振动一个或多个流动导管。 一个或多个流动导管包括小于大约200赫兹(Hz)的驱动频率并且驱动频率与粘结剂流动材料的流体共 振频率的频率比小于大约0.8。根据本发明的实施例，提供了用于在粘结剂流动材料的压力大 于大约10磅每平方英寸(psi)下测量粘结剂流动材料的流动特性的紧 凑型振动性流量计。紧凑型振动性流量计包括至少两个拾取传感器 和驱动器。紧凑型振动性流量计还包括一个或多个流动导管。至少 两个拾取传感器被固定在一个或多个流动导管上并且驱动器被配置 成用以振动一个或多个流动导管。 一个或多个流动导管是基本上自 排出式的并且包括小于大约200赫兹(Hz)的驱动频率并且驱动频率与 粘结剂流动材料的流体共振频率的频率比小于大约0.8。根据本发明的实施例，提供了用于在粘结剂流动材料的压力大 于大约10磅每平方英寸(psi)下测量粘结剂流动材料的流动特性的紧 凑型振动性流量计。紧凑型振动性流量计包括至少两个拾取传感器 和驱动器。紧凑型振动性流量计还包括一个或多个流动导管。至少 两个拾取传感器被固定在一个或多个流动导管上并且驱动器被配置 成用以振动一个或多个流动导管。 一个或多个流动导管中的流动导 管包括由至少两个末端弯曲部分和中央弯曲部分处形成的弓形部 分。两个末端弯曲部分各自包括在大约120度到大约170度之间的 末端弯曲角e。 一个或多个流动导管包括小于大约200赫兹(Hz)的驱 动频率并且驱动频率与粘结剂流动材料的流体共振频率的频率比小 于大约0.8。发明的方面在紧凑型振动性流量计的 一 个方面，在粘结剂流动材料上的驱 动频率是小于大约170Hz。
在紧凑型振动性流量计的另 一 个方面，驱动频率是基于用于粘 结剂流动材料的紧凑型振动性流量计的预定的最小可接受的密度精 度的。在紧凑型振动性流量计的又 一 个方面， 一 个或多个流动导管包括大于大约2.5的长高比(L/H)。在紧凑型振动性流量计的又一个方面， 一个或多个流动导管包 括小于大约10的高孔比(H/B)。在紧凑型振动性流量计的又一个方面， 一个或多个流动导管包 括一个或多个基本上自排出式的流动导管。在紧凑型振动性流量计的又一个方面， 一个或多个流动导管中 的流动导管包括由至少两个末端弯曲部分和中央弯曲部分形成的弓 形部分，并且同时两个末端弯曲部分各自包括在大约120度到大约170度之间的末端弯曲角e。
在所有的附图上相同标号代表相同的元件。图1所示为现有技术的U形振动性流量计。图2所示为根据本发明实施例的紧凑型振动性流量计。图3所示为根据本发明实施例的紧凑型振动性流量计的部件。图4是在空隙率的范围中实际频率对测量频率的频率差(也就是，频率误差)的图表。图5是在空隙率的范围中密度误差的图表。图6A至图6B所示为紧凑型振动性流量计的自排出方位。图7是根据本发明实施例用于构造紧凑型振动性流量计的方法的流程图，该流量计用于测量多相流动材料的流动特性。发明的详细描述图2至图7以及下面的描述为教会本领域的那些技术人员如何
制造和使用本发明的最好模式而描绘了具体的实例。为了达到教会 本发明原理的目的， 一些常规的方面被简化或者省略了 。本领域的 那些技术人员将能理解来自这些落在本发明范围中的实例的变化。 本领域的那些技术人员将能理解的是下面描述的特征可以不同的方 式结合来形成本发明的多种变化。因此，本发明并不被限制在下面 描述的特定实例中，而仅仅被权利要求和它们的等同物限制。图2所示为根据本发明实施例的紧凑型振动性流量计200。紧凑 型振动性流量计200包括歧管104、法兰105、壳体102、和导管部 分106。紧凑型振动性流量计200在壳体102中包括作为导管部分106 的一部分的一个或多个流动导管301 (见图3)。在一些实施例中，紧 凑型振动性流量计200能包括两个流动导管301。 一个或多个流动导 管301可包括弓形的流动导管。在一个实施例中，紧凑型振动性流量计200包括科里奥利流量 计。在另一个实施例中，紧凑型振动性流量计200包括振动比重计。紧凑型振动性流量计200可被设计成用以获得希望的最小测量 精度。紧凑型振动性流量计200可被设计成用以获得最小密度测量 精度。紧凑型振动性流量计200可4皮设计成用以获得用于多相流动 材料的最小密度测量精度。紧凑型振动性流量计200可既能测量流 动材料的流动特性又能测量流动材料的非流动特性。许多因素可影响振动性流量计的操作(以及由此影响精度)。影响 操作的许多重要因素中的三个是被使用来振动 一个或多个流动导管 的驱动频率、流动材料压力、和流动导管几何形状。通过适当地选 择这三个因素一般能实现紧凑型振动性流量计合适的设计，甚至是 与多相流动材料一起使用。例如，根据本发明，紧凑型振动性流量计包括在任何包含水的 流体上，比如粘结剂流动材料上，小于大约250赫兹(Hz)的驱动频率。 在一些实施例中，驱动频率小于大约200Hz。驱动频率可以是基于一 个或多个流动导管301的有效长度LE、 一个或多个流动导管301的
转动惯量(I)、和一个或多个流动导管301的几何形状的。而且，驱 动频率可进一步地受一个或多个平衡质量的影响，根据需要，该平 衡质量可任选地被固定在一个或多个流动导管301上。有效长度LE 可以取决于流动导管的几何形状。流动导管的壁厚可以取决于流动 材料的压力。在其它的情况中转动惯量(I)可以取决于流动导管的内 径和流动导管的壁厚。而且，驱动频率可以是基于预定的最小可接 受的密度的精度的(见图4和附随的讨论)。根据本发明，紧凑型振动性流量计包括大于大约10磅每平方英 寸(psi)的流动材料压力。在一些实施例中，流动材料的压力在大约IO psi到大约475 psi之间。在一些实施例中，流动材料的压力大于大约 15 psi。根据希望的应用场合可以选择流动材料的压力或者该压力可 由最终用户指定。根据本发明，紧凑型振动性流量计包括预定的紧凑几何形状。 预定的紧凑几何形状可包括一个或多个预定的长高比(L/H)、预定的 高孔比(H/B)、或弓形的流动导管的几何形状。预定的长高比(L/H)大 于大约2.5。预定的高孔比(H/B)小于大约10。弓形的流动导管的几 何形状可包括在120度到大约170度之间的末端弯曲角e。弓形的流 动导管的几何形状可以基本上是自排出式的。紧凑型振动性流量计200可进一步地包括在一个或多个流动导 管301中的预定的压力降(AP)。预定的压力降(AP)可以是基于预定的 总流程长度L"见图3)、预定的计的摩擦系数(f)、预定的导管内径 (ID)、预定的流体密度(pf)、和预定的流动速度(V)的。在一个实施例 中，预定的压力降(AP)可根据公式被计算紧凑型振动性流量计200能进一步地包括在一个或多个导管301 中的预定的压力等级。预定的压力等级可根据特殊的应用场合被选 择或由最终用户来选择。 在一些实施例中紧凑型振动性流量计200被构造成具有高的长高比。在一个实施例中，计的总长度(L)基本上是流量计的歧管104 之间的距离(见图2)，而计的总高度(H)基本上是进口/出口歧管的中 心线与最远离中心线(也就是，弓形部分顶点的中央)之间的距离。因 此，长高比是流量计的总体形状和尺寸的近似量化。高的长高比(L/H) 意味着流量计相对其长度具有低的高度。因此，根据本发明，紧凑 型振动性流量计200是相对的小并且因此易于容纳在大多数计量应 用场合中。高的长高比使得紧凑型振动性流量计200可被安装在小 的空间中。高的长高比使得紧凑型振动性流量计200被使用在更多 的应用场合中。在一个实施例中，紧凑型振动性流量计200可被使 用在粘结剂灌装操作中，包括在用于混合和/或抽吸液体粘结剂的机 器中。其它的使用和其它的流动材料被预期并且在说明书和权利要 求的范围内。高孔比(H/B)包括高度(上面界定的)与进口/出口歧管的内径的 比。高孔比(H/B)反映了紧凑型4展动性流量计的垂直高度与入口/出口 孔以及因此流动导管尺寸之间的关系。因此，对于给定的流动材料 压力该孔影响流动速度(V)和计的摩擦系数(f)。在单流动导管流量计 中，孔(B)—般与流动导管是相同的直径。然而，该孔不是一定要和 流动导管的内径相同。例如，紧凑型振动性流量计200对于流动材料，包括对于粘结 剂流动材料，以低驱动频率为特点。甚至当获得高的长高比并且由 此获得紧凑的总体设计时也能获得该低的驱动频率。在现有技术中， 设计工程师只能从或者低驱动频率流量计设计或者紧凑型流量计设 计之中做出选择，而不是二者兼顾。为了测量流动材料的流动特性，驱动频率是一个或多个流动导 管301被振动时的频率。驱动频率典型地被选择为处于或低于流动 材料的共振频率。因此，根据流动材料的组成驱动频率可变化。而 且，驱动频率受流量计的硬度特性的影响。当硬度特性增加时，驱
动频率典型地也增加。提供以^f氐驱动频率为特点的紧凑型流量计的 根本困难是长高比/总体尺寸的减少会增加硬度特性。例如， 一个设 计特点是计的总体长度(L)。在^"流量计不做任何其它改变的情况下， 当计的总体长度(L)减少时硬度特性增加。另 一个影响硬度特性的设计特点是流动导管301的振动部分的有效长度LE(见图3)。对于直形 或弓形导管的流量计有效长度L^是小于总流程长度Lt。有效长度LE 的缩短可通过缩短总流程长度LT或通过增加可限制流动导管末端的 联接件、托架等等。而且，有效长度！^可通过流量计结构的改变被 缩短。例如，U形流管具有远大于直形导管流量计的有效长度LJ见 图1和图3)。由此，通过转变成直形流动导管或适度的弓行流动导 管，流量计的硬度特性和驱动频率将被大大地增加。根据本发明的实施例，流量计不仅仅是按比例缩减的现有技术 的流量计。根据本发明的实施例，流量计被如此设计，使得驱动频 率小于，或者甚至远远小于，流动材料的共振频率。理想地，计的 驱动频率应该是与流动材料的共振频率有可辨别的距离。由此，根 据本发明的实施例，流量计提供了外形低的、自排出式的、紧凑型 振动性流量计，而依然可获得希望的测量精度，甚至是在夹带气体 数量出现变化的情形下。图3所示为根据本发明实施例的紧凑型振动性流量计200的部 件。除了图2中所示的和讨论的部件之外，紧凑型振动性流量计200 包括一个或多个流动导管301、联接件(brace bar) 306、拾取传感器 (pickoff sensor) 308、和驱动器309。其它的部件也可被包括，比如每丈 感元件传感器(pick-off sensor)、温度和/或压力传感器、计的电子装置、根据需要质量平衡物等等。流动导管301包括弓形流动导管并且包括由至少两个末端弯曲 部分314和中央弯曲部分312形成的弓形部分。两个末端弯曲部分314 中的每一个都包括在大约120度到大约170度之间的末端弯曲角e。 在所示的实施例中，末端弯曲角e包括大约145度的弯曲。弓形部 分可增加有效长度LE,因为较小的末端弯曲角6能使得流动导管更呈U形并且由此可增加有效长度Le。紧凑型振动性流量计200可包括联接件306。联接件306被应用 以锚定流动导管301的末端。在包括两个流动导管301的实施例中， 联接件306又可将流动导管301彼此固定。联接件306可调整流量 计200的有效长度LE。因为有效长度k可影响紧凑型振动性流量计 200的硬度特性，所以为了获^f寻希望的驱动频率要更改有效长度LE。 在一些实施例中，为了减少紧凑型振动性流量计200的驱动频率联 接件306被尽可能远离地安装，同时保持希望的计的模态分离/性能。 备选地，在一些实施例中，为了最大化有效长度Le联接件306被省 去。另一个可影响紧凑型振动性流量计200操作的特性是一个或多 个流动导管301的内孔(B)(见图3)。该孔是紧凑型振动性流量计200 的入口和出口的内径，比如在》支管104处。在一个实施例中，该孔 的截面面积基本上等于流动导管的截面面积。因此，高孔比是在流 量计每截面面积上弓形量的指示器。在发明的一个实施例中，高孔 比(H/B)小于大约10。另一个可影响紧凑型振动性流量计200操作的特性是增加的附 加到一个或多个流动导管301上的平^f重量316的出现。增加的平 衡重量316影响流动导管301的总体质量，同时基本上不会影响硬 度特性。因此，平衡重量316可影响驱动频率。流动导管301质量 的增加会减少驱动频率。又一个可影响紧凑型振动性流量计200操作的特性是流动导管 301的壁厚。壁厚一般被选择以容纳流动材料的压力。然而，较厚的 导管壁将增加流动导管301的硬度特性。因此，根据本发明，在紧 凑型振动性流量计200中为了获得较低的驱动频率要选择相对薄的 壁厚。在流动材料不处于高压的情况下这是可能的。图4是在空隙率的范围中实际频率对测量频率的频率差(也就 是，频率误差)的图表。图表描绘了在15 psi的压力下粘结剂流动材 料的测量值。较低的线由针对现有技术的流量计操作在470 Hz的驱 动频率下绘制的频率值构成。中间的线由针对现有技术的流量计操 作在340 Hz的驱动频率下绘制的频率值构成。相反地，较高的线由 根据本发明紧凑型振动性流量计的驱动频率的绘制频率值构成，其 中根据本发明紧凑型振动性流量计操作在大约170 Hz的驱动频率 下。每一个频率响应都来自具有相同的流动导管几何形状而不同仅 在于有效长度Le和导管壁厚的流量计。从图表中可以看出对空隙率 的任何值而言170 Hz的流量计的驱动频率与实际响应的偏离不超过 0.5 Hz。因此，操作在低于250 Hz频率下的紧凑型振动性流量计在 频率测量上提供了高级别的精度。从该图表中可以看出通过选择适 当的低操作频率能获得，至少部分地获得，希望的频率精度级别。图5是在空隙率的范围中的密度误差的图表。密度误差图表是 频率差图表的补充，因为密度近似等于频率平方分之1 (p-l/f2)。上 方的线由针对现有技术的流量计操作在470 Hz的驱动频率下绘制的 密度值构成。中间的线由针对现有技术的流量计操作在340 Hz的驱 动频率下绘制的密度值构成。相反地，较低的线由根据本发明紧凑 型振动性流量计的绘制密度值构成，其中根据本发明紧凑型振动性 流量计操作在170 Hz的驱动频率下。从图表中可以看出对空隙率的 任何值而言由170 Hz流量计测量的密度值与实际密度的偏离不超过 大约百分之2丄因此，操作在低于250 Hz频率下的紧凑型振动性流量计在密度测量上提供了高级别的精度。图6A至图6B所示为紧凑型振动性流量计200的自排出方位。 在图6A中，流动导管301被垂直定向。因为流动导管301的特点是 弓形结构，包括大于120度的末端弯曲角e，所以任何在流动导管301 中的流动材料将由于重力的原因排出去(见箭头)。同样地，在图6B 中，甚至当流动导管301被水平定向安装时，流动材料也将排出流 动导管301 (见两个箭头)。该紧凑型振动性流量计200的自排出方位 改进，因为流动材料(例如，比如粘结剂流动 材料)，如果不能自排出那么将很快地堵塞在流动导管301的内部。图7是根据本发明实施例用于构造紧凑型振动性流量计的方法 的流程图700，该流量计用于测量多相流动材料的流动特性。在步骤 701中，如先前讨论的，在紧凑型振动性流量计中提供压力降。压力 降可对于希望的应用场合被选择或者可由最终用户指定。在一个实施例中，通过使用几个计的因子可以确定压力降。例 如，根据公式(1)可以计算出压力降(AP)。给定流体密度值和可接受 的计的压力降(AP)， 一个或多个流动导管的内径(ID)和总流程长度k 通过该7>式可纟皮确定。在步骤702中，如先前讨论的那样，提供预定的紧凑几何形状。在步骤703中，在紧凑型l^动性流量计中提供预定的压力等级。 预定的压力等级可指定用于紧凑型振动性流量计的可接受的压力上 限。而且，预定的压力等级可影响流动导管的壁厚。在步骤704中，如先前讨^r的，在紧凑型振动性流量计中提供 预定的末端弯曲角e。根据流动导管的几何形状和根据希望的流动导 管的有效长度LE，末端弯曲角e可变化。根据本发明，紧凑型振动 性流量计中的末端弯曲角e的范围是从大约120度到大约170度。末端弯曲角e造成了流动导管的弓形形状。在步骤705中，在紧凑型振动性流量计中提供驱动频率。驱动 频率小于大约250 Hz。在一些实施例中，驱动频率小于大约200 Hz。 如先前讨论的，驱动频率可被确定为其它流量计参数的函数。再次参考图3,紧凑型振动性流量计200可包括最优化用于粘结 剂流动材料应用场合的粘结剂振动性流量计。当液体粘结剂被混合 和生产时液体粘结剂的质量、体积、和密度中的一个或多个可^^皮测 量。特别地，需要液体粘结剂的密度。密度是液体粘结剂品质的无 价测量标准，并且为了生产液体粘结剂混合物可被使用来测量和控 制希望的粘结剂、水、和任何填料的比例。
当粘结剂、水、和填料被混合时空气典型地被夹带在液体粘结 剂中。在15磅每平方英寸(psi)的压力下，没有夹带空气的液体粘结 剂的流体共振频率是大约170 Hz。该频率对于具有预定的流动导管特性，比如预定的内径、预定的壁厚等等，的流量计是给定的。相反地，在15psi的压力下，对于相同的流量计，包括空气占体积百分 之15的空隙率的液体粘结剂的共振频率典型地是大约165 Hz。然而， 流体共振频率随空隙率(也就是，随夹带空气的百分比)变化，并且因 此流体共振频率可大于或小于175 Hz。在一个实施例中，粘结剂振 动性流量计的最大驱动频率小于大约200 Hz。从这些频率以及从图4 和图5中可以看出，在液体粘结剂中夹带空气的出现减少了驱动频 率并且表明液体粘结剂的密度增加了 ，即使夹带的空气实际上将减 少混合物的密度。由此，夹带的空气在现有技术的科里奥利流量计 中将引起错误的或不精确的质量流动和密度读数。该错误的发生是 由于现有技术流量计的驱动频率处于或接近液体粘结剂的流体共振 频率。当计的驱动频率处于或接近粘结剂流动材料的共振频率时， 然后流量计的测量受到不利影响。粘结剂振动性流量计200可被如此配置，使得用于粘结剂流动 材料的驱动频率小于粘结剂流动材料的流体共振频率。在一个实施 例中，对于流动材料的压力大于10 psi以及对于驱动频率小于大约200 Hz的情况下，驱动频率与粘结剂流动材料的流体共振频率的比小于 大约0.8。为了保持该比小于大约0.8，驱动频率将决不会接近或超 过流体的共振频率，并且因此粘结剂振动性流量计200的精度将获 得希望的精度。而且，该结构将包含基本上是自排出式几何形状的 选择。在一个实施例中，粘结剂振动性流量计200包括小于大约200Hz 的驱动频率和大于大约10psi的流动材料压力。在一个实施例中，粘 结剂振动性流量计200包括大于大约2.5的长高比(L/H)和小于10的 高孔比(H/B)。在一个实施例中， 一个或多个流动导管是基本上自排 出式的。在一个实施例中， 一个或多个流动导管中的流动导管包括 由至少两个末端弯曲部分和一个中央弯曲部分形成的弓形部分，其中两个末端弯曲部分各自包括在大约120度到大约170度之间的末 端弯曲角e。通过最大是475 psi的压力等级、相对薄的导管壁(例如， 比如大约0.036英寸)、相对长的有效长度！^(比如通过不包括联接件 306)、以及一个或多个备选平衡质量的增加可获得驱动频率限度。如果需要，为了提供几个优点，根据本发明的紧凑型振动性流 量计可根据任何一个实施例被应用。本发明提供了以低外形和高的 长高比为特点的紧凑型振动性流量计。本发明提供了便于提供低的 最大驱动频率的紧凑型振动性流量计。本发明提供了便于为粘结剂 流动材料提供驱动频率与流体共振频率低比率的紧凑型振动性流量 计。本发明提供了便于提供低的最大驱动频率的紧凑型振动性流量 计，该驱动频率远远小于现有技术中具有相同总体尺寸和外形的流 量计的驱动频率。本发明提供了精确地测量包括夹带空气的粘结剂 流动材料的流动特性的紧凑型纟展动性流量计。
权利要求
1.一种用于在粘结剂流动材料的压力大于大约10磅每平方英寸(psi)下测量粘结剂流动材料的流动特性的紧凑型振动性流量计(200)，所述流量计包括至少两个拾取传感器(308)、驱动器(309)和一个或多个流动导管(301)，其中所述至少两个拾取传感器(308)固定在所述一个或多个流动导管(301)上并且所述驱动器(309)配置成用以使所述一个或多个流动导管(301)振动，所述紧凑型振动性流量计(200)的特征在于所述一个或多个流动导管(301)包括小于大约200赫兹(Hz)的驱动频率，并且所述驱动频率与所述粘结剂流动材料的流体共振频率的频率比小于大约0.8。
2. 根据权利要求1所述的紧凑型振动性流量计(200),其特征在 于，所述驱动频率小于大约170赫兹。
3. 根据权利要求1所述的紧凑型振动性流量计(200),其特征在 于，所述驱动频率是基于用于所述粘结剂流动材料的所述紧凑型振 动性流量计(200)的预定的最小可接受的密度精度的。
4. 根据权利要求1所述的紧凑型振动性流量计(200)，其特征在 于，所述一个或多个流动导管(301)包括大于大约2.5的长高比(L/H)。
5. 根据权利要求1所述的紧凑型振动性流量计(200),其特征在 于，所述一个或多个流动导管(301)包括小于大约10的高孔比(H/B)。
6. 根据权利要求1所述的紧凑型振动性流量计(200)，其特征在 于，所述一个或多个流动导管(301)包括一个或多个基本上自排出式 的流动导管。
7. 根据权利要求1所述的紧凑型振动性流量计(200)，其特征在 于，所述一个或多个流动导管(301)中的流动导管包括由至少两个末 端弯曲部分(314)和中央弯曲部分(312)形成的弓形部分，并且所述两 个末端弯曲部分(314)各自包括在大约120度到大约170度之间的末 端弯曲角e。
8. —种用于在粘结剂流动材料的压力大于大约IO磅每平方英寸 (psi)下测量粘结剂流动材料的流动特性的紧凑型振动性流量计(200)，所述流量计包括至少两个拾取传感器(308)、驱动器(309)和一 个或多个流动导管(301)，其中所述至少两个拾取传感器(308)固定在 所述一个或多个流动导管(301)上并且所述驱动器(309)配置成用以使 所述一个或多个流动导管(301)振动，所述紧凑型振动性流量计(200) 的特征在于所述一个或多个流动导管(301)是基本上自排出式的并且包括小 于大约200赫兹(Hz)的驱动频率，并且所述驱动频率与所述粘结剂流 动材料的流体共振频率的频率比小于大约0.8。
9. 根据权利要求8所述的紧凑型振动性流量计(200),其特征在 于，所述驱动频率小于大约170赫兹。
10. 根据权利要求8所述的紧凑型振动性流量计(200),其特征在 于，所述驱动频率是基于用于所述粘结剂流动材料的所述紧凑型振 动性流量计(200)的预定的最小可接受的密度精度的。
11. 根据权利要求8所述的紧凑型振动性流量计(200),其特征在 于，所述一个或多个流动导管(301)包括大于大约2.5的长高比(L/H)。
12. 根据权利要求8所述的紧凑型振动性流量计(200),其特征在 于，所述一个或多个流动导管(301)包括小于大约10的高孑L比(H/B)。
13. 根据权利要求8所述的紧凑型振动性流量计(200),其特征在 于，所述一个或多个流动导管(301)中的流动导管包括由至少两个末 端弯曲部分(314)和中央弯曲部分(312)形成的弓形部分，并且所述两 个末端弯曲部分(314)各自包括在大约120度到大约170度之间的末端弯曲角e。
14. 一种用于在粘结剂流动材料的压力大于大约10磅每平方英 寸(psi)下测量粘结剂流动材料的流动特性的紧凑型振动性流量计 (200),所述流量计包括至少两个拾取传感器(308)、驱动器(309)和一 个或多个流动导管(301),其中所述至少两个拾取传感器(308)固定在 所述一个或多个流动导管(301)上并且所述驱动器(309)配置成用以使 所述一个或多个流动导管(301)l展动，所述紧凑型振动性流量计(200) 的特征在于所述一个或多个流动导管(301)中的流动导管包括由至少两个末 端弯曲部分(314)和中央弯曲部分(312)形成的弓形部分，并且所述两 个末端弯曲部分(314)各自包括在大约120度到大约170度之间的末 端弯曲角e,所述一个或多个流动导管(301)包括小于大约200赫兹(Hz) 的驱动频率，并且所述驱动频率与所述粘结剂流动材料的流体共振 频率的频率比小于大约0.8。
15. 根据权利要求14所述的紧凑型振动性流量计(200),其特征 在于，所述驱动频率小于大约170赫兹。
16. 根据权利要求14所述的紧凑型振动性流量计(200),其特征 在于，所述驱动频率是基于用于所述粘结剂流动材料的所述紧凑型 振动性流量计(200)的预定的最小可接受的密度精度的。
17. 根据权利要求14所述的紧凑型振动性流量计(200)，其特征 在于，所述一个或多个流动导管(301)包括大于大约2.5的长高比 (L/H)。
18. 根据权利要求14所述的紧凑型振动性流量计(200)，其特征 在于，所述一个或多个流动导管(301)包括小于大约10的高孔比 (H/B)。
19. 根据权利要求14所述的紧凑型振动性流量计(200)，其特征 在于，所述一个或多个流动导管(301)包括一个或多个基本上自排出 式的流动导管。
全文摘要
根据本发明的实施例，提供了一种用于在粘结剂流动材料的压力大于大约10磅每平方英寸(psi)下测量粘结剂流动材料的流动特性的紧凑型振动性流量计(200)。紧凑型振动性流量计(200)包括至少两个拾取传感器(308)和驱动器(309)。紧凑型振动性流量计(200)还包括一个或多个流动导管(301)。至少两个拾取传感器(308)被固定在一个或多个流动导管(301)上并且驱动器(309)被配置成用以振动一个或多个流动导管(301)。一个或多个流动导管(301)包括小于大约200赫兹(Hz)的驱动频率并且驱动频率与粘结剂流动材料的流体共振频率的频率比小于大约0.8。
文档编号G01F1/84GK101156053SQ200580049399
公开日2008年4月2日 申请日期2005年4月6日 优先权日2005年4月6日
发明者A·T·帕藤, A·W·潘克拉茨, M·J·贝尔 申请人:微动公司