专利名称：包括平衡构件的流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及流量计，并且更具体地涉及包括平衡构件的流量计。
背景技术：
众所周知，使用科里奥利效应质量流量计来测量流过流量计中的导管的材料的质量流量和其他信息。均授予J. E. Smith等人的美国专利4，109，524、美国专利4，491，025 和再颁专利31，450中公开了示例性的科里奥利流量计。这些流量计具有一个或多个直构造或弯曲构造的导管。科里奥利质量流量计中的每个导管构造具有一组固有振动模式，其可以是简单弯曲、扭转或耦合类型。每个导管可被驱动以按照优选模式振动。从流量计的入口侧上的被连接管线进入流量计的材料流被引导通过(一个或多个)导管，并且通过流量计的出口侧排出流量计。振动的、填充有材料的系统的固有振动模式部分地由导管和在导管内流动的材料的组合质量来限定。当流量计中没有流通过时，施加到(一个或多个)导管的驱动力导致沿着(一个或多个)导管的所有点都振动并具有相同的相位或者具有小的初始固定相位偏置，这是可以校正的。当材料开始流过流量计时，科里奥利力导致沿着(一个或多个)导管的每个点具有不同的相位。例如，流量计的入口端处的相位落后于中央的驱动器位置处的相位，而出口端处的相位领先于中央的驱动器位置处的相位。(一个或多个)导管上的传感器产生代表(一个或多个)导管的运动的正弦信号。从传感器输出的信号被处理以确定传感器之间的相位差。两个或更多个传感器之间的相位差与流过(一个或多个)导管的材料的质量流率成比例。被连接到驱动器的计量电子器件产生驱动信号以操作驱动器并从接收自传感器的信号来确定材料的质量流率和其他性质。驱动器可包括许多公知布置之一，不过在流量计行业中，磁体和相对的驱动线圈已经获得了极大的成功。交流电流被传递到驱动线圈，用于使(一个或多个)导管以期望流量管幅度和频率振动。本领域还已知将传感器设置成非常类似于驱动器布置的磁体和线圈布置。然而，虽然驱动器接收了导致运动的电流，传感器可使用由驱动器提供的运动来产生电压。传感器所测量到的时间延迟的幅度是非常小的，通常被测量在纳秒量级。因此，有必要使得换能器输出非常准确。换能器准确度可能受累于流量计结构中的非线性和不对称性，或者外部力所引起的运动。例如，具有未平衡部件的科里奥利质量流量计可能使其外壳、法兰和管线以流量计的驱动频率振动。该振动干扰了时间延迟信号，干扰的量取决于底座的刚度。由于底座的刚度通常是未知的并且可能随着时间和温度变化，所以未平衡部件的效果通常无法被补偿并且可显著地影响流量计性能。可通过使用经平衡的流量计设计并通过使用信号处理技术来补偿不希望的部件运动来降低这些未平衡振动和安装振动的效^ ο典型的双管科里奥利流量计设计使用歧管将材料流分成两股流并且将这两股材料流送到两个分离的流量管中。所述两个管通常在形状上是对称的并且彼此平行地安装。两个管通常以相同频率但以相反相位振动。由于所述管是对称的并且彼此相反地振动，所以振动通常在两个管结合的地方平衡抵消。这产生了经平衡的流量计(即，在歧管处流量计没有振动或者振动极小)。流过两个管的材料的密度变化基本上均等地使得两个管的质量变化，因此，两个管在宽范围的材料密度上保持平衡。例如由于歧管产生的堵塞和/或压力降的问题，有一些应用不希望使用双管流量计。在这些情况中，常常希望采用单管流量计。单管科里奥利流量计的问题在于它们可能在流体密度变化的情况下变得不平衡。随着流过流量计的流体密度变化，流量计的质心也变化。该不平衡可对于流量计的性能和可靠性产生负面影响。因此，本领域需要一种能够在宽范围的材料密度上保持平衡的单管流量计。现有技术中进行了多次尝试，但没有哪一种提供了宽范围流体密度上的令人满意的结果。例如， 一些单管流量计已经包括了分离的抵消平衡杆。虽然这种方案可对于有限流体密度范围提供可接受的结果，但是如果驱动器部件和传感器部件二者未被连接到该平衡杆，则该方案是不完整的。另一个现有技术方案是将流量管的振动参考刚性安装板。尽管这在理想情况中提供了能满足需要的结果，但是却常常难以产生绝对稳定的安装板。因此，被转移到安装板的外部振动可能负面地影响流量计性能。美国专利6，666，098中介绍了另一个现有技术方案，该专利公开了使用平行于流量管延伸的抵消管。该设计的一个潜在问题在于流量管和抵消管必须由基本相同材料制成并且具有大致相同的质量分布。在该现有技术方案中，相同的质量分布对于维持平衡的系统是必不可少的。此外，由于流量管和抵消管彼此平行地延伸并且因而具有大致相同的长度，两个管应当由相同材料制成。如果流量管和抵消管包括具有不同热膨胀系数的不同材料，则温度的变化可在流量管中产生轴向应力，从而导致错误的测量。虽然这可能看上去不是大问题，但应当意识到在许多情况中，希望提供具有相对低的热膨胀系数的流量管，例如钛或锆。然而，这种材料通常很昂贵。在要求流量管和抵消管均由昂贵材料形成时，流量计的制造成本显著地提高。本发明克服了该问题和其他问题并且实现了技术进步。然而应当意识到，虽然本发明克服了单管设计中尤为流行的困难，但本发明也可同等地适用于双管流量计。尽管以下描述主要涉及科里奥利流量计，但应当意识到本发明也可同等地适用于其他缺少科里奥利流量计的测量能力的振动结构，例如振动显像密度计。
发明内容
根据本发明的实施例提供了一种流量计。所述流量计包括弯曲流量管和平衡构件。根据本发明的实施例，所述平衡构件定位成使得所述平衡构件的中心线位于所述流量管的中心线的平面上。提供了驱动器，其包括第一驱动器部件和第二驱动器部件，所述第一驱动器部件联接到所述弯曲流量管，所述第二驱动器部件联接到所述平衡构件邻近所述第一驱动器部件。根据本发明的实施例，所述流量计还包括传感器，其包括第一传感器部件和第二传感器部件，所述第一传感器部件联接到所述流量管，所述第二传感器部件联接到所述平衡构件邻近所述第一传感器部件。根据本发明的实施例，提供了一种形成流量计的方法，所述流量计包括弯曲流量管和平衡构件。所述方法包括步骤将所述平衡构件定位成邻近所述流量管，使得所述平衡构件的中心线位于所述流量管的中心线的平面上。所述方法还包括步骤将第一驱动器部件联接到所述流量管并且将第二驱动器部件联接到所述平衡构件邻近所述第一驱动器部件。根据本发明的实施例，所述方法还包括步骤将第一传感器部件联接到所述流量管并且将第二传感器部件联接到所述平衡构件邻近所述第一传感器部件。根据本发明的一个方面，一种流量计包括 弯曲流量管；
平衡构件，其定位成使得所述平衡构件的中心线位于所述弯曲流量管的中心线的平面
上；
驱动器，其包括第一驱动器部件和第二驱动器部件，所述第一驱动器部件联接到所述流量管，所述第二驱动器部件联接到所述平衡构件邻近所述第一驱动器部件；和
至少第一传感器，其包括第一传感器部件和第二传感器部件，所述第一传感器部件联接到所述流量管，所述第二传感器部件联接到所述平衡构件邻近所述第一传感器部件。优选地，所述流量计还包括抵消配重(平衡重)，其联接到所述流量管，与所述第一驱动器部件相对。优选地，所述抵消配重被设置尺寸和定位成使得所述抵消配重和所述第一驱动器部件的组合的质心位于所述流量管的中心线的平面上。优选地，所述流量计还包括抵消配重，其联接到所述平衡构件，与所述第二驱动器部件相对。优选地，所述抵消配重被设置尺寸和定位成使得所述抵消配重、所述第二驱动器部件和支架的组合的质心位于所述平衡构件的中心线的平面上。优选地，所述流量计还包括抵消配重，其联接到所述流量管，与所述第一传感器部件相对。优选地，所述抵消配重被设置尺寸和定位成使得所述抵消配重和所述第一传感器部件的组合的质心位于所述流量管的中心线的平面上。优选地，所述流量计还包括抵消配重，其联接到所述平衡构件，与所述第二传感器部件相对。优选地，所述抵消配重被设置尺寸和定位成使得所述抵消配重、所述第二传感器部件和支架的组合的质心位于所述平衡构件的中心线的平面上。优选地，其中，所述平衡构件位于所述弯曲流量管的内弯曲区域内。优选地，所述流量计还包括多个撑杆，其联接到所述流量管和所述平衡构件以至少部分地限定流量管弯曲轴线和平衡构件弯曲轴线。根据本发明的另一个方面，一种形成包括弯曲流量管和平衡构件的流量计的方法包括步骤
将所述平衡构件定位成邻近所述流量管，使得所述平衡构件的中心线位于所述弯曲流量管的中心线的平面上；
将第一驱动器部件联接到所述流量管并且将第二驱动器部件联接到所述平衡构件邻近所述第一驱动器部件；以及
将第一传感器部件联接到所述流量管并且将第二传感器部件联接到所述平衡构件邻近所述第一传感器部件。
优选地，所述方法还包括步骤将抵消配重联接到所述流量管，与第一驱动器部件相对。优选地，所述方法还包括步骤将所述抵消配重设置尺寸和定位成使得所述抵消配重和所述第一驱动器部件的组合的质心位于所述弯曲流量管的中心线的平面上。优选地，所述方法还包括步骤将抵消配重联接到所述平衡构件，与所述第二驱动器部件相对。优选地，所述方法还包括步骤将所述抵消配重设置尺寸和定位成使得所述抵消配重和所述第二驱动器部件的组合的质心位于所述平衡构件的中心线的平面上。优选地，所述方法还包括步骤将抵消配重联接到所述流量管，与所述第一传感器部件相对。优选地，所述方法还包括步骤将所述抵消配重设置尺寸和定位成使得所述抵消配重和所述第一传感器部件的组合的质心位于所述流量管的中心线的平面上。优选地，所述方法还包括步骤将抵消配重联接到所述平衡构件，与所述第二传感器部件相对。优选地，所述方法还包括步骤将所述抵消配重设置尺寸和定位成使得所述抵消配重、所述第二传感器部件和支架的组合的质心位于所述平衡构件的中心线的平面上。优选地，将所述平衡构件定位成邻近所述流量管的步骤包括将所述平衡构件定位在所述流量管的内弯曲区域内。优选地，所述方法还包括步骤将多个撑杆联接到所述流量管和所述平衡构件以至少部分地限定流量管弯曲轴线和平衡构件弯曲轴线。
图1示出了现有技术的振动传感器组件。图2示出了根据本发明的实施例的单管流量计。图3示出了根据本发明的实施例的单管流量计的剖面图。图4示出了根据本发明的另一实施例的单管流量计。
具体实施例方式图1-4以及下面的描述示出了特定示例来教导本领域技术人员如何制造和使用本发明的最佳模式。为了教导创造性原理的目的，已经简化或省略了一些常规的方面。本领域技术人员将会从这些示例中意识到落入本发明范围内的一些变体。本领域技术人员将会意识到下面描述的特征可按照各种方式组合以形成本发明的多个变体。结果，本发明不限于下面描述的特定示例，而是仅由权利要求及其等同物限定。图1示出了科里奥利流量计形式的现有技术振动传感器组件5的示例，其包括流量计10以及一个或多个计量电子器件20。一个或多个计量电子器件20连接到流量计10 以测量流动材料的特性，例如密度、质量流率、体积流率、总质量流量、温度和其他信息。流量计10包括一对法兰101和101，、歧管102和102，、以及导管103A和103B。 歧管102、102，固定到导管103A、103B的相对的端部。本示例的法兰101和101，固定到歧管102和102，。本示例的歧管102和102，固定到间隔件106的相对的端部。间隔件106维持本示例中的歧管102和102’之间的间距，以防止导管103A和103B中的不期望的振动。 导管103A、103B从歧管102、102，以基本平行的方式向外延伸。当流量计10被插入携带流动材料的管线系统(未示出)时，该材料通过法兰101进入流量计10，经过入口歧管102 (在那里，全部量的材料被以大致相等的量引导进入导管103A和103B)，流过导管103A和103B 并且回到出口歧管102，(在那里，其通过法兰101，排出流量计10)。流量计10包括驱动器104。驱动器104在一位置固定到导管103A、103B，在该位置，驱动器104能够使导管103A、103B以驱动模式振动。更具体地，驱动器104包括固定到导管103A的第一驱动器部件(未示出)和固定到导管103B的第二驱动器部件(未示出)。驱动器104可包括许多公知布置之一，例如安装到导管103A的磁体以及安装到导管103B的相对线圈。其他示例包括压电驱动器、声能驱动器等等。在本示例中，驱动模式是第一异相弯曲模式，并且导管103A和103B被优选地选择且适当地安装到入口歧管102和出口歧管102’从而提供平衡系统，该平衡系统具有基本相同的质量分布、惯性矩和分别绕弯曲轴线W-W和Ψ-Ψ的弹性模量。在本示例中，在驱动模式是第一异相弯曲模式的情况下，导管103A和103B被驱动器104绕它们各自的弯曲轴线 W和W’沿相反方向驱动。一个或多个计量电子器件20可例如经由通道110提供交流电流形式的驱动信号，该驱动信号经过线圈以导致两个导管103A、103B振动。上述平衡系统使流量导管103A、103B大致沿所示坐标系的Z方向振动。其他方向包括沿管线的X方向以及垂直于Z方向和X方向的Y方向。该坐标系被用于本申请的所有部分并且可帮助理解本发明。应当意识到也可使用其他坐标系，并且所使用的具体坐标系不应当限制本发明的范围。本领域普通技术人员将会意识到可在本发明的范围内使用其他驱动模式。作为示例，所述驱动模式可以是如本领域已知的扭转模式。在图1所示的示例中，一个或多个计量电子器件20从传感器105、105’接收传感器信号。路径26提供输入和输出装置，其允许一个或多个计量电子器件20与操作者(未示出)交互。一个或多个计量电子器件20测量流动材料的特性，例如密度、质量流率、体积流率、总质量流量、温度和其他信息。更具体地，一个或多个计量电子器件20例如从传感器 105,105'以及一个或多个温度传感器(未示出)接收一个或多个信号，并且使用该信息来测量流动材料的特性，例如密度、质量流率、体积流率、总质量流量、温度和其他信息。振动测量装置(例如科里奥利流量计或显像密度计)所用来测量流动材料特性的技术是公知的，例如参见美国专利No. 6，505，131，该专利的公开内容通过引用并入本文中，因此，为了本说明书的简洁而省略了详细的讨论。图2示出了根据本发明的实施例的流量计200。流量计200可包括科里奥利流量计或者可包括缺少科里奥利流量计的所有测量能力的振动系统，例如振动显像密度计。根据本发明的实施例，流量计200可包括弯曲流量管203、平衡构件250、入口法兰101和出口法兰101，。流量计200适于在使用时经由法兰101和101，连接到管线等。根据本发明的实施例，流量计200可包括一个或多个传感器部件104、105、106。根据所示实施例，流量计200包括驱动器104和两个传感器105、105’。尽管仅示出了两个传感器组件105、105’，但应当意识到流量计200可包括单个传感器组件105或者多于两个传感器组件。此外，在一些实施例中，驱动器104可包括传感器组件以及驱动组件。根据本发明的实施例，驱动器104和传感器105、105，可经由引线110、111、111，按照类似于上述关于现有技术振动传感器组件5所描述的方式与计量电子器件20通信。根据本发明的实施例，驱动器104包括第一驱动器部件10 和第二驱动器部件 104b。根据本发明的实施例，第一驱动器部件10 联接到流量管203。根据本发明的另一实施例，第二驱动器部件104b联接到平衡构件250邻近第一驱动器部件104a。驱动器部件 104aU04b可根据公知方法联接到流量管203和平衡构件250，所述方法包括例如铜焊、压焊、焊接、粘合剂、机械紧固件等。在所示实施例中，第一驱动器部件10 包括驱动器磁体， 而第二驱动器部件104b包括驱动器线圈。然而，应当意识到驱动器部件可以反过来，即第一驱动器部件10 可包括驱动器线圈，而第二驱动器部件104b可包括驱动器磁体。此外， 驱动器104不必包括磁体/线圈的组合。如上所述，存在各种替代的驱动器，包括例如压电和声能驱动器。因此，联接到流量管101和平衡构件250的特定驱动器部件不应当限制本发明的范围。重要的方面是驱动器部件之一联接到流量管101而另一个驱动器部件联接到平衡构件250。类似地，第一和第二传感器105、105，包括第一部件lOfe、105a，和第二部件105b、 105b，。如图所示，第一传感器部件105a、105a，联接到流量管203，而第二传感器部件105b、 10 ，联接到平衡构件250邻近第一传感器部件10fe、105a，。因此，如本领域已知的，传感器部件可彼此相互作用。尽管第一传感器部件10fe、105a’被示出为包括传感器磁体并且第二传感器部件l(^b、105b’被示出为包括传感器线圈，但是第一和第二传感器部件也可以反过来。因此，联接到流量管203和平衡构件250的特定部件不应当限制本发明的范围。此外，应当意识到传感器105、105’并不限于磁体/线圈构造。相反，传感器105、105’可包括任何公知的传感器构造，包括磁体/线圈、光学、电容传感器等等。在第二驱动器部件104b和第二传感器部件10 、105b，联接到平衡构件250的情况下，传感器部件104、105、105’基本与外部振动隔离，该外部振动否则将被传递到所述部件。例如，在传感器部件联接到静止参考板的现有技术系统中，会经历外部振动，由此导致错误的测量。然而，本发明基本隔离了传感器部件，由此降低了错误测量的机会。根据本发明的实施例，传感器部件104、105、105，使用支架230、231、231，联接到流量管203和/或平衡构件250。支架230、231、231，可联接到流量管203或平衡构件250 之一。在所述实施例中，支架230、231、231’联接到平衡构件250。根据图2所示的实施例， 支架230、231、231，被设置成将第二传感器部件104b、105b、10 ，联接到平衡构件250。有利地，第二传感器部件104b、10恥、105b，可延伸超过平衡构件250，以便与第一传感器部件 104a、105a、105a’ 相互作用。在支架230、231、231，之外，根据本发明的实施例，流量计200还可包括多个抵消配重 204a、204b、205a、205b、205a，、205b，。抵消配重 204a、204b、205a、205b、205a，、205b， 可被设置成平衡传感器部件104、105、105’的重量。例如，根据本发明的实施例，第一驱动器部件10 联接到流量管203的第一侧。为了平衡第一驱动器部件10 的重量，抵消配重20 可联接到流量管203，与第一驱动器部件10 相对，在流量管203的第二侧上。类似地，第二驱动器部件104b可联接到支架230第一侧。为了平衡第二驱动器部件104b的重量，抵消配重204b可联接到支架230，与第二驱动器部件104b相对。根据本发明的实施例，抵消配重可被设置尺寸和定位成使得传感器部件和平衡配重的组合的质心邻近流量管203和平衡构件250的中心线的平面。应当意识到，虽然希望使组合的质心位于中心线的 X-Y平面上，但是由于机加工的公差，提供精确平衡可能是昂贵得惊人的，因此，在一定情况下，偏离中心线平面的一些变体也是可接受的。然而应当意识到，随着组合的质心移动得更靠近流量管中心线的平面，操作期间所经历的不期望振动得以降低。在美国专利7，287，438 中更详细地解释了这种平衡，该专利通过引用并入于此。以类似的方式，联接到支架230的配重204b可被设置尺寸和定位成使得第二驱动器部件104b、抵消配重204b和支架230的组合的质心邻近平衡构件250的中心线的平面。 以这种方式为抵消配重204b设置尺寸和定位提供了上面关于第一驱动器部件104a所述相同的益处。应当意识到，可以为传感器105、105’实施类似的平衡。如图2所示，流量管203包括弯曲流量管，流量管203的形状限定了内弯曲区域 213。如图2所示，内弯曲区域213包括大致位于弯曲流量管203下面并且在入口和出口法兰101、101’之间的区域。在图2所示的实施例中，平衡构件250 “嵌套”在内弯曲区域213 内。换句话说，平衡构件250定位成邻近流量管203并且在流量管203的内弯曲区域213 中。所示的平衡构件250定位成邻近内弯曲区域213并且除了平衡构件250短于流量管 203之外包括与流量管203类似的形状。平衡构件250短于流量管203，这是因为其位于流量管203的内弯曲区域213中。因此，流量管203基本围绕平衡构件250弯曲。由于较短的平衡构件长度，平衡构件250可由具有比流量管材料的热膨胀系数更高的热膨胀系数的材料形成，而不显著增加施加到流量管203的轴向应力。这是因为热膨胀系数通常被表述为每长度比温度变化的长度。因此，当一块材料的长度减小时，由于温度变化而经历的总的长度变化也减小。因此，平衡构件250可由具有比流量管的热膨胀系数更高的热膨胀系数的材料形成，并且对于给定的温度变化，流量管203和平衡构件250的总的长度变化可基本相同。由于具有更高的热膨胀系数的材料通常更便宜，因此在不由于温度变化而向流量管 203施加显著轴向应力的情况下，平衡构件250可由比流量管203更便宜的材料形成。该构造在根据现有技术时是不可能的，在现有技术中，流量管和抵消管并排放置并且包括基本相同的长度。本发明的流量计200因此可比根据现有技术所能实现的更便宜地形成。应当意识到，虽然平衡构件250可由不同于流量管203的材料形成，但是用相同材料来形成平衡构件250和流量管203也当然在本发明的范围内。图3示出了流量计200的简化的X轴剖面图。如图3所示，流量管203的中心线 340和平衡构件250的中心线341共享共同的平面，即根据所述坐标系为X_Y平面。换句话说，平衡构件250的中心线341位于流量管203的中心线340的X-Y平面上，或者至少邻近流量管203的中心线340的X-Y平面。有利地，平衡构件250可嵌套在流量管203下面并且可被按照与流量管203的相位相反的相位驱动。然而应当意识到，在其他实施例中，流量管203可位于平衡构件250下面(流量管203可嵌套在平衡构件250下面)。虽然所示平衡构件250包括空心管，但应当意识到平衡构件250替代地也可包括基本实心的结构。此外，平衡构件250可包括任何形状，例如方形、I形梁、不规则形状等等。 因此，平衡构件250不应当限于如图所示的圆形管。应当意识到在某些实施例中，平衡构件 250可以填充有流体。该流体可包括密度接近于预期流过流量计200的流体密度的流体。 替代性地，该流体可包括预期流过流量计200的流体。用流体填充平衡构件250可帮助调整平衡构件250的固有频率。然而应当意识到，流过流量计200的流体在操作期间不流过平衡构件250。相反，平衡构件250可在例如流量计组装期间填充。图3中还示出了驱动器104的各个质心。如图所示，具有质心Qi的第一驱动器部件10 和具有质心CMbl的抵消配重20 联接到流量管203。根据本发明的实施例，抵消配重20 可被设置尺寸和定位成使得第一驱动器部件10 和抵消配重20 的组合的质心CCM1位于X-Y平面上，其也是流量管203的中心线340。根据本发明的实施例，具有质心CMb的支架230联接到平衡构件250。具有质心CM。的第二驱动器部件104b和具有质心 CMb2的抵消配重204b也联接到平衡构件250。抵消配重204b可被设置尺寸和定位在支架 230上使得支架230、第二驱动器部件104b和抵消配重204b的组合的质心CCM2位于X-Y平面上，其也包括平衡构件250的中心线341。应当意识到，虽然希望将组合的质心精确地定位在X-Y平面上，但由于例如一些制造公差，这可能是困难的。然而，可能希望将组合的质心定位成邻近X-Y平面或者尽可能接近。应当意识到，传感器105、105’可以使用例如抵消配重20fe、205b、20fe，、205b，被类似地平衡，为了说明书的简洁而省略了完整的讨论。图4示出了根据本发明另一个实施例的流量计200。图4所示实施例类似于前面描述的实施例，然而，图4所示的实施例不包括抵消配重2(Ma、204b、20fe、205b、20^i，、 205b‘。因此，图4所示流量计200可需要额外的校准以补偿联接到流量管203和平衡构件 250的驱动器104和传感器105、105’所产生的不平衡。根据图4所示的实施例，第二驱动器部件104b和第二传感器部件10恥、105b，可仍然使用支架230、231、231，联接到平衡构件250。然而应当意识到，在其他实施例中，支架230、231、231，可省略，并且第二部件104b、 105bU05b'可直接联接到平衡构件250。应当意识到，将驱动器104和传感器105、105，联接到流量管203和平衡构件250的特定方法可包括使用粘合剂、铜焊、压焊、机械联接器等等。所使用的特定方法不应当限制本发明的范围。在操作中，计量电子器件20可经由引线110将驱动信号发送到驱动线圈104b。驱动信号导致流量管203绕弯曲轴线W-W振动，而平衡构件250绕弯曲轴线W’ -W’振动。根据本发明的实施例，平衡构件250以与流量管203相同的模式但相位相反地振动。根据本发明的实施例，使用多个撑杆220-223来部分地限定轴线W-W、W’ -W’，该多个撑杆220-223 限制了流量管203和平衡构件250的活动区域。振动的管203、250引起传感器105、105，中的电压，该电压被经由引线111和111’发送到计量电子器件20。计量电子器件20基于传感器105、105’所发送的信号产生质量流信息以及其他信息(例如材料密度)。诸如RTD (未示出)的温度测量装置也可提供温度测量。计量电子器件20可经由引线沈将该信息发送到下游过程。根据本发明的实施例，在使得工艺流体流过流量管203之前，平衡构件250可填充有该工艺流体。这可以帮助调整平衡构件250的固有频率。在其他实施例中，这可能不是必要的，并且可根据其他公知方法来调整平衡构件250的频率，例如将一个或多个额外质量联接到平衡构件250。在平衡构件250的中心线341位于流量管203的中心线340的平面上的情况下， 可以比现有技术所能实现的便宜得多地制造流量计200。这是因为平衡构件250可由更便宜的材料形成，该材料具有比流量管203的热膨胀系数更高的热膨胀系数。另外，在平衡构件250嵌套于流量管203的内弯曲区域213中的情况下，流量计200可在流量计尺寸(尤其是流量计宽度)成为问题的情况下实施。这是因为平衡构件250不需要除了流量管203之外的显著量的空间。在许多实施例中，平衡构件250不增加流量计200的宽度，因为平衡构件250嵌套在流量管203的内弯曲区域213中。这与包括抵消管的现有技术流量计形成对比，该抵消管被设置成与流量管并排，由此使得流量计所需的宽度加倍。以上实施例的详细描述不是发明人所预期的本发明范围内的所有实施例的排他性描述。事实上，本领域技术人员将会认识到可各种方式将上述实施例的某些元件进行组合或去除以产生其它实施例，并且此类其它实施例落入本发明的范围和教导内。对于本领域普通技术人员来说还显见的是可以整体地或部分地将上述实施例组合以产生在本发明的范围和教导内的其他实施例。因此，虽然在本文中出于说明的目的描述了本发明的特定实施例和示例，但如相关领域的技术人员将会认识到的那样，在本发明的范围内可以有各种等同修改。本文所提供的教导可以应用于其它流量计，而不仅仅是上文所述和附图所示的实施例。因此，应根据所附权利要求来确定本发明的范围。
权利要求
1.一种流量计(200)，包括弯曲流量管(203)；平衡构件(250)，其定位成使得所述平衡构件(250)的中心线(341)位于所述弯曲流量管(203)的中心线(340)的平面上；驱动器(104),其包括第一驱动器部件(104a)和第二驱动器部件(104b),所述第一驱动器部件(104a)联接到所述弯曲流量管(203)，所述第二驱动器部件(104b)联接到所述平衡构件(250)邻近所述第一驱动器部件(104a)；和至少第一传感器(105)，其包括第一传感器部件(105a)和第二传感器部件(105b),所述第一传感器部件(105a)联接到所述弯曲流量管(203)，所述第二传感器部件(105b)联接到所述平衡构件(250 )邻近所述第一传感器部件(105a)。
2.如权利要求1所述的流量计(200)，还包括抵消配重(204a)，其联接到所述流量管 (203)，与所述第一驱动器部件(104a)相对。
3.如权利要求2所述的流量计(200)，其中，所述抵消配重(20 )被设置尺寸和定位成使得所述抵消配重(204a)和所述第一驱动器部件(104a)的组合的质心位于所述弯曲流量管(203)的中心线(340)的平面上。
4.如权利要求1所述的流量计(200)，还包括抵消配重(204b)，其联接到所述平衡构件 (250)，与所述第二驱动器部件(104b)相对。
5.如权利要求4所述的流量计(200)，其中，所述抵消配重(204b)被设置尺寸和定位成使得所述抵消配重(204b)、所述第二驱动器部件(104b)和支架(230)的组合的质心位于所述平衡构件(250)的中心线(341)的平面上。
6.如权利要求1所述的流量计(200)，还包括抵消配重(205a)，其联接到所述流量管 (203)，与所述第一传感器部件(105a)相对。
7.如权利要求6所述的流量计(200)，其中，所述抵消配重(20 )被设置尺寸和定位成使得所述抵消配重(205a)和所述第一传感器部件(105a)的组合的质心位于所述弯曲流量管(203)的中心线(340)的平面上。
8.如权利要求1所述的流量计(200)，还包括抵消配重(205b)，其联接到所述平衡构件 (250)，与所述第二传感器部件(105b)相对。
9.如权利要求8所述的流量计(200)，其中，所述抵消配重(205b)被设置尺寸和定位成使得所述抵消配重(205b)、所述第二传感器部件(105b)和支架(230)的组合的质心位于所述平衡构件(250)的中心线(341)的平面上。
10.如权利要求1所述的流量计(200)，其中，所述平衡构件(250)位于所述弯曲流量管 (203)的内弯曲区域(213)内。
11.如权利要求1所述的流量计(200)，还包括多个撑杆(220-223)，其联接到所述弯曲流量管(203)和所述平衡构件(250)以至少部分地限定流量管弯曲轴线(W-W)和平衡构件弯曲轴线(W’ -W’)。
12.—种形成流量计的方法，所述流量计包括弯曲流量管和平衡构件，所述方法包括步骤将所述平衡构件定位成邻近所述弯曲流量管，使得所述平衡构件的中心线位于所述弯曲流量管的中心线的平面上；将第一驱动器部件联接到所述弯曲流量管并且将第二驱动器部件联接到所述平衡构件邻近所述第一驱动器部件；以及将第一传感器部件联接到所述流量管并且将第二传感器部件联接到所述平衡构件邻近所述第一传感器部件。
13.如权利要求12所述的方法，还包括步骤将抵消配重联接到所述流量管，与第一驱动器部件相对。
14.如权利要求13所述的方法，还包括步骤将所述抵消配重设置尺寸和定位成使得所述抵消配重和所述第一驱动器部件的组合的质心位于所述弯曲流量管的中心线的平面上。
15.如权利要求12所述的方法，还包括步骤将抵消配重联接到所述平衡构件，与所述第二驱动器部件相对。
16.如权利要求15所述的方法，还包括步骤将所述抵消配重设置尺寸和定位成使得所述抵消配重和所述第二驱动器部件的组合的质心位于所述平衡构件的中心线的平面上。
17.如权利要求12所述的方法，还包括步骤将抵消配重联接到所述流量管，与所述第一传感器部件相对。
18.如权利要求17所述的方法，还包括步骤将所述抵消配重设置尺寸和定位成使得所述抵消配重和所述第一传感器部件的组合的质心位于所述弯曲流量管的中心线的平面上。
19.如权利要求12所述的方法，还包括步骤将抵消配重联接到所述平衡构件，与所述第二传感器部件相对。
20.如权利要求19所述的方法，还包括步骤将所述抵消配重设置尺寸和定位成使得所述抵消配重、所述第二传感器部件和支架的组合的质心位于所述平衡构件的中心线的平面上。
21.如权利要求12所述的方法，其中，将所述平衡构件定位成邻近所述弯曲流量管的步骤包括将所述平衡构件定位在所述弯曲流量管的内弯曲区域内。
22.如权利要求12所述的方法，还包括步骤将多个撑杆联接到所述流量管和所述平衡构件以至少部分地限定流量管弯曲轴线和平衡构件弯曲轴线。
全文摘要
提供了一种流量计(200)，其包括弯曲流量管(203)和平衡构件(250)。平衡构件(250)定位成使得平衡构件(250)的中心线(341)位于弯曲流量管(203)的中心线(340)的平面上。流量计(200)还包括驱动器(104)，其包括第一驱动器部件(104a)和第二驱动器部件(104b)。第一驱动器部件(104a)联接到弯曲流量管(203)，而第二驱动器部件(104b)联接到平衡构件(250)邻近第一驱动器部件(104a)。流量计(200)还包括至少第一传感器(105)。第一传感器(105)包括第一传感器部件(105a)和第二传感器部件(105b)。第一传感器部件(105a)联接到弯曲流量管(203)，而第二传感器部件(105b)联接到平衡构件(250)邻近第一传感器部件(105a)。
文档编号G01F1/84GK102449441SQ200980159512
公开日2012年5月9日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者T. 佩滕 A., A. 维尔巴赫 C., T. 兰哈姆 G. 申请人:微动公司