振动换能器和流量计的制作方法

下面描述的实施方式涉及振动传感器，并且更具体地涉及改善的流量计平衡机构。

背景技术：

1、振动式传感器、比方说例如振动式密度计和科里奥利流量计是通常已知的，并且用以对与流动通过流量计中的导管的材料有关的质量流量和其他信息进行测量。在美国专利4,109,524、美国专利4,491,025和re.31,450中公开了示例科里奥利流量计。这些流量计具有计量器组件，其具有呈直线或弯曲构型的一个或更多个导管。科里奥利质量流量计中的每个导管构型例如均具有一组自然振动模式，一组自然振动模式可以是简单弯曲、扭转或耦合类型。可以驱动每个导管以优选的模式进行振荡。当没有流量穿过流量计时，施加至导管的驱动力导致沿着导管的所有点以相同的相位或以小的“零偏移”——这是在零流量下测量到的时间延迟——进行振荡。

2、当材料开始流动通过导管时，科里奥利力导致沿着导管的每个点具有不同的相位。例如，流量计的入口端部处的相位滞后于集中式驱动器位置处的相位，而出口处的相位超前于集中式驱动器位置处的相位。导管上的拾取器产生表示导管运动的正弦信号。来自拾取器的信号输出被处理以确定拾取器之间的已知为δt的时间延迟。两个或更多个拾取器之间的时间延迟与流动通过导管的材料的质量流量成比例。

3、连接至驱动器的计量器电子装置产生驱动信号以操作该驱动器，并且还根据从拾取器接收到的信号来确定处理材料的质量流量和/或其他性质。驱动器可以包括许多众所周知的装置中的一种装置；然而，磁体和相对的驱动线圈在流量计行业中已经取得巨大成功。交流电被传递至驱动线圈，以使导管以期望的导管振幅和频率进行振动。在本领域中还已知的是，将拾取器提供为与驱动器布置结构非常相似的磁体与线圈布置结构。

4、流量计——科里奥利或其他流量计——有时采用对称振荡或更具体地对称反向振荡来执行测量，提供平衡振动和/或类似功能。这样的对称振荡可能需要对称振荡装置的两个部分以相对的方式朝向彼此移动以及远离彼此移动。这可以被称为异相振动或振荡，或具有为180度异相的更具体振动。通过示例的方式，振动计量器可以被看作是对称振动装置。

5、由拾取传感器测量的时间延迟的幅度非常小；通常以纳秒进行测量。因此，有必要使换能器的输出非常准确。换能器的精度可能受到计量器结构中或来自由外来力引起的运动的非线性和不对称性的影响。例如，具有不平衡部件的科里奥利质量流量计可以在计量器的驱动频率下使科里奥利质量流量计的壳体、凸缘和管线振动。这种振动使时间延迟信号的量扰动，时间延迟信号的量取决于安装部的刚性。由于安装部的刚性通常是未知的并且可以随着时间和温度而变化，不平衡部件的影响通常不能补偿并且可能显著影响计量器性能。这些不平衡振动和安装变化的影响可以通过使用平衡的流量计设计以及通过使用信号处理技术来减少，以对不希望的部件运动进行补偿。

6、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，并将两股材料传送到两个分开的流动管中。两个管在形状上通常是对称的并且被安装成彼此平行。两个管通常以相同频率但以相反相位进行振动。因为这些管是对称的并且彼此相反地振动，所以振动通常在两个管连结的地方抵消。这产生了平衡流量计(即，流量计在歧管处的振动很小或没有振动)。流动通过两个管的材料中的密度的变化实质上相等地改变两个管的质量，并且因此，两个管在各种材料密度内保持平衡。

7、传感器组件可以依赖于两个振动构件比如导管、尖状物等的理想或假定的对称振荡，以精确地测量流体参数。电磁换能器可以附接至两个振动构件，以对传感器组件所感测的材料的参数进行测量。电磁换能器可以是移位传感器、驱动器、拾取器或类似物。然而，电磁换能器可以不是对称平衡的。因此，两个振动构件的振荡可以不是对称的。因此，需要下述电磁换能器：该电磁换能器用于在生产期间易于实现的对称振荡装置的对称振荡。

技术实现思路

1、在实施方式中，提供了一种振动换能器，该振动换能器具有联接至换能器的平衡系统，其中，平衡系统定尺寸和定位成使得换能器围绕振动轴对称平衡。平衡系统包括至少一个重量件，所述至少一个重量件还包括多个可移除的部段。

2、在实施方式中，提供了一种流量计，该流量计具有流动导管和连接至流动导管的换能器，其中，换能器包括驱动器和拾取传感器。计量器电子装置配置成对驱动器进行驱动以使流动导管以第一弯曲模式振荡，并接收来自拾取传感器的信号。平衡系统联接至换能器或流动导管中的至少一者，其中，平衡系统定尺寸和定位成使得流动导管围绕振动轴对称平衡，其中，平衡系统包括至少一个重量件，所述至少一个重量件还包括多个可移除的部段。

3、方面

4、根据一方面，提供了一种振动换能器，该振动换能器具有联接至换能器的平衡系统，其中，平衡系统定尺寸和定位成使得换能器围绕振动轴对称平衡。平衡系统包括至少一个重量件，所述至少一个重量件还包括多个可移除的部段。

5、优选地，多个部段中的每个部段以可移除的方式粘附至多个部段中的相邻的部段。

6、优选地，振动换能器还包括：中央孔，该中央孔由所述至少一个重量件限定，和紧固件，该紧固件将所述至少一个重量件联接至振动换能器的组件。

7、优选地，多个部段中的至少一个部段包括重量减轻孔。

8、优选地，多个部段中的每个部段是同心的。

9、优选地，多个部段中的每个部段包括大约相同的质量。

10、优选地，多个部段中的至少一些部段包括不同的质量。

11、根据一方面，流量计包括流动导管和连接至流动导管的换能器，其中，换能器包括驱动器和拾取传感器。计量器电子装置配置成对驱动器进行驱动以使流动导管以第一弯曲模式振荡，并接收来自拾取传感器的信号。平衡系统联接至换能器或流动导管中的至少一者，其中，平衡系统定尺寸和定位成使得流动导管围绕振动轴对称平衡，其中，平衡系统包括至少一个重量件，所述至少一个重量件还包括多个可移除的部段。

12、优选地，平衡系统定尺寸和定位成使得平衡系统和该平衡系统所联接至的换能器的组合质心定位成与所述至少一个流动导管的中心线的平面相邻。

13、优选地，多个部段中的每个部段以可移除的方式粘附至多个部段中的相邻的部段。

14、优选地，由所述至少一个重量件限定中央孔，并且紧固件将所述至少一个重量件联接至振动换能器的组件。

15、优选地，多个部段中的至少一个部段包括重量减轻孔。

16、优选地，多个部段中的每个部段是同心的。

17、优选地，多个部段中的每个部段包含大约相同的质量。

18、优选地，多个部段中的至少一些部段包括不同的质量。

技术特征：

1.一种振动换能器(104、105、105’)，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的振动换能器(104、105、105’)，其特征在于，多个所述部段(502)中的每个部段(502)以可移除的方式粘附至多个所述部段(502)中的相邻的部段(502)。

3.根据权利要求1所述的振动换能器(104、105、105’)，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的振动换能器(104、105、105’)，其特征在于，多个所述部段(502)中的至少一个部段(502)包括重量减轻孔(510)。

5.根据权利要求1所述的振动换能器(104、105、105’)，其特征在于，多个所述部段(502)中的每个部段(502)是同心的。

6.根据权利要求1所述的振动换能器(104、105、105’)，其特征在于，多个所述部段(502)中的每个部段(502)包括大约相同的质量。

7.根据权利要求1所述的振动换能器(104、105、105’)，其特征在于，多个所述部段(502)中的至少一些部段包括不同的质量。

8.一种流量计(5)，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的流量计(5)，其特征在于，所述平衡系统定尺寸和定位成使得所述平衡系统所联接至的所述换能器(104、105、105’)及所述平衡系统的组合质心定位成与至少一个所述流动导管的中心线的平面相邻。

10.根据权利要求8所述的流量计(5)，其特征在于，多个所述部段(502)中的每个部段(502)以可移除的方式粘附至多个所述部段(502)中的相邻的部段(502)。

11.根据权利要求8所述的流量计(5)，其特征在于，由所述至少一个重量件(500)限定中央孔(504)；并且

12.根据权利要求8所述的流量计(5)，其特征在于，多个所述部段(502)中的至少一个部段(502)包括重量减轻孔(510)。

13.根据权利要求8所述的流量计(5)，其特征在于，多个所述部段(502)中的每个部段(502)是同心的。

14.根据权利要求8所述的流量计(5)，其特征在于，多个所述部段(502)中的每个部段(502)包括大约相同的质量。

15.根据权利要求8所述的流量计(5)，其特征在于，多个所述部段(502)中的至少一些部段包括不同的质量。

技术总结
本技术涉及一种振动换能器和流量计。根据实施方式，振动换能器(104、105、105’)包括联接至换能器(104、105、105’)的平衡系统，其中，平衡系统定尺寸和定位成使得换能器围绕振动轴对称平衡，并且其中，平衡系统包括至少一个重量件(500)，所述至少一个重量件(500)还包括多个可移除的部段(502)。

技术研发人员：冯艳
受保护的技术使用者：高准有限公司
技术研发日：20230217
技术公布日：2024/1/15