专利名称：科氏力质量流量计用水滴型振动管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及流体的测量仪器，特别是科氏力质量流量计的振动管。
科里奥利力(Coriolis Force简称科氏力)质量流量计，是利用流体流过振动管时产生的科氏力来测量流体的质量流量。这种流量计不受流体温度、压力、粘度、导电性等流体状态的影响，可对糊状、浆状以及多相紊流流体进行测量。科氏力质量计由质量流量传感器及其相联接的质量流量变送器构成，质量流量传感器由振动管及安装在其上的力矩器、速度传感器、温度传感器构成。其中振动管有弯形管和直形管、单管和双管；在弯形管中，有呈U形的U型振动管、呈环形的环型振动管、呈Ω形的Ω型振动管、呈T形的T型振动管等等。其中，U型振动管虽然制造工艺简单，工作频带较宽，科氏力利用系数较高，但动态机械放大倍数小、几何放大倍数小。环型振动管虽然动态机械放大倍数高，但存在着多余的而不需要的横向振动。T型振动管的动态机械放大倍数较高、几何放大倍数较大，科氏力利用系数中下，工艺性一般，但在做大口径流量计时，制造工艺较复杂。
鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有较高的灵敏度，抗外界振动干扰的能力强，特别适合于进行大流量测量的科氏力质量流量计用水滴型振动管。
本实用新型采用将振动管设计成水滴形形状来实现其目的。
本实用新型的科氏力质量流量计用水滴型振动管(参见附图)，包含两端能分别与入口汇管(6)和出口汇管(7)连通的振动管(1、2)，上述振动管呈弯曲的水滴外轮廓形。
上述的振动管的上部为圆弧管段(ILB)，该圆弧管段的两端分别依次连通有斜管段(HI)、圆弧管段(GH)、直管段(FG)，和斜管段(BC)、圆弧管段(CD)、直管段(DE)。
上述的振动管的左右两半部相对于过圆弧管段(ILB)的中点(L)的中心线(mm)呈对称结构，上述的圆弧管段(ILB)的半径为R1，弧长为R1(π+2α1)，上述的斜管段(HI)和斜管段(BC)与中心线mm呈夹角α1倾斜，一端与圆弧管段(ILB)的圆心(O′)相距R1，另一端与圆弧管段(GH)和圆弧管段(CD)的圆心(O″)相距R2，两斜管段的长度各为H-hcosα1-R1sinα1+R2sinα2cosα2]]>当α1＝α2＝α，两斜管段的长度为H-hcosα-(R1+R2)tgα,]]>上述的圆弧管段(GH)和圆弧管段(CD)的半径为R2，弧长为R2α2，上述的直管段(FG)和直管段(DE)相平行，长度为h，间距为b。
将两根振动管(1、2)呈相互平行地装设在基座(15)上，在两根振动管的中点(L)有力矩器(5)，在与过圆弧管段的圆心(O′)的水平线(JA)成α3角的两对称点(K、M)各有速度传感器(4、3)，两根振动管的根部有限动块(9)和温度传感器(10)，其直管段(FG)和直管段(DE)分另与基座的入口汇管6和出口汇管7连通。
本实用新型振动管的水滴形结构，其中，上部的圆弧管段(ILB)主要担负对流体的质量流量的测量，经实验证实，这种形状能提高科氏力利用系数、动态放大倍数和几何放大倍数，其中部的斜管段(HI、BC)能提高弯制振动管的制造工艺性，下部的圆弧管段(GH、CD)和各管段的圆滑滑过渡连接能改变振动管中流体的流向和减小流阻。因此具有对扭转振动测量的灵敏度较高，抗外界振动干扰的能力强，量程范围较宽，制造工艺性好的优点。与U型振动管相比，在固有频率相同时，其灵敏度可提高10～20％。
本实用新型适用于制作科氏力质量流量计，特别适用于制作大口径的科氏力质量流量计，对大流量进行测量。
下面，再用实施例及其附图对本实用新型作进一步地说明。
附图的简要说明。
图1是本实用新型的一种科氏力质量流量计用水滴型振动管的结构示意图。
图2是用本水滴型振动管构成的质量流量传感器的结构示意图。
图3是图2的mm剖视图。
图4是用本水滴型振动管构成的水滴型振动管科氏力质量流量计的结构示意图。
实施例1本实用新型的一种科氏力质量流量计用水滴型振动管，如附图所示。呈弯曲的水滴外轮廓形结构。
本振动管的左右两半部相对于过圆弧管段ILB的中点L的中心线mm呈对称结构。振动管的上部为圆弧管段ILB，圆弧管段的两端分别依次连通有斜管段HI、圆弧管段GH、直管段FG，和斜管段BC、圆弧管段CD、直管段DE。直管段FG为进口端，直管段DE为出口端。
上述的圆弧管段ILB的以圆心O′，取半径为R1＝250毫米，α1＝30°，则弧长为R1(π＋2α1)＝1047.2毫米。
上述的斜管段HI和斜管段BC与中心线mm呈夹角α1倾斜，一端与圆心O′相距R1＝250毫米，另一端与圆弧管段GH和圆弧管段CD的圆心O″相距R2，取R2＝200毫米，α2＝30°，H＝500毫米，h＝135.3毫米，则两斜管段的长度为
当α1＝α2＝α，取α－30°，则两斜管段的长度为
上述的圆弧管段GH和圆弧管段CD的半径为R2＝200毫米，弧长为R2α2＝104.7毫米。
上述的直管段FG和直管段DE相平行，长度为h＝135.3毫米，其间距为b＝150毫米。
将呈水滴形状的两根本振动管1和振动管2，呈相互平行固装在基座15上，并将两根振动管的根部的直管段FG和直管段DE分别与基座的入口汇管6和出口汇管7焊接连通。在振动管根部h′高处再与限动块9焊接在一起。在两根振动管的顶端中点L点焊接有支架11，在与过圆弧管段的圆心O′的水平线JA成α3＝45°的K和M点备焊接有支架11。在L点的支架11上安装有力矩器5，在K、M点的支架11上，各安装有左部的速度传感器4和右部的速度传感器3，力矩器5是使两根水滴型振动管绕限动块9的基线nn进行自激的角振动，两个对称的速度传感器3、4是用来测量水滴型振动管绕中心线mm轴扭转振动的相位差。力矩器和两速度传感器为通常结构，都是由柱状永磁铁12和线圈13组成。上述的两根振动管1、2，两个速度传感器3、4，力矩器5等均被密封在一个充有隋性气体的不锈钢外壳(图中来表示)内。在振动管不动的根部，还安装有铂电阻式的温度传感器10，用来测量振动管内流体介质的温度。从而构成质量流量传感器14。
将上述的质量流量传感器14用通常的方法和电缆16与通常的质量流量计变送器17相联接，构成水滴型振动管质量流量计。
在对流体进行测量时，当被测量的流体流入入口汇管6后，被分成两路从各自的直管段FG端口进入两根本振动管1、振动管2，依次流经圆弧管段GH、斜管段HI、圆弧管段ILB、斜管段BC、圆弧管段CD、直管段DE后，汇合由出口汇管7流出。在流体流经振动管的同时进行测量，当振动管绕nn轴振动的角度速度为a，振动管中流体的流速度为v，则科氏力为F＝2m(a×v)式中，m为被测流体的质量。由于科氏力的作用，使得本振动管在绕nn轴进行同相角振动的同时，产生绕mm轴的扭转振动，左、右部的速度传感器4、3就可以测出困扭转振动而使振动管顶段左部和右部运动时的相位差。将任何一个速度传感器的信号，经质量流量计变送器中的放大器输入到力矩器5的线圈中，产生一个交变的电磁力，使振动管在其一阶振型的固有频率下进行自激振动。将所测得的数据经质量流量计变送器处理，得到流体的质量流量。
如下所述，本实用新型所采用的水滴型振动管，不仅限于上述实施侧。
权利要求1.科氏力质量流量计用水滴型振动管，包含两端能分别与入口汇管(6)和出口汇管(7)连通的振动管(1、2)，其特征在于上述振动管呈弯曲的水滴外轮廓形。
2.根据权利要求1所述的科氏力质量流量计用水滴型振动管，其特征在于所说的振动管的上部为圆弧管段(ILB)，该圆弧管段的两端分别依次连通有斜管段(HI)、圆弧管段(GH)、直管段(FG)，和斜管段(BC)、圆弧管段(CD)、直管段(DE)。
3.根据权利要求2所述的科氏力质量流量计用水滴型振动管，其特征在于振动管的左右两半部相对于过圆弧管段(ILB)的中点(L)的中心线(mm)呈对称结构，所说的圆弧管段(ILB)的半径为R1，弧长为R1(π+2α1)，所说的斜管段(HI)和斜管段(BC)与中心线mm呈夹角α1倾斜，一端与圆弧管段(ILB)的圆心(O′)相距R1，另一端与圆弧管段(GH)和圆弧管段(CD)的圆心(O″)相距R2，两斜管段的长度各为H-hcosα1-R1sinα1+R2sinα2cosα1,]]>所说的圆弧管段(GH)和圆弧管段(CD)的半径为R2，弧长为R2α2，所说的直管段(FG)和直管段(DE)相平行，长度为h，间距为b。
4.根据权利要求1、2或3所述的科氏力质量流量计用水滴型振动管，其特征在于将两根振动管(1、2)呈相互平行地装设在基座(15)上，在两根振动管的中点(L)有力矩器(5)，在与过圆弧管段的圆心(O′)的水平线(JA)成α3角的两对称点(K、M)备有速度传感器(4、3)，两根振动管的根部有限动块(9)和温度传感器(10)。
专利摘要本实用新型涉及流体的测量仪器，特别是一种科氏力质量流量计用水滴型振动管。旨在解决已有振动管的灵敏度不太高、量程范围不宽、抗外界振动干扰的能力不太强的问题。本振动管呈水滴形。其上部为圆弧管段ILB，该圆弧管段的两端分别依次连通有斜管段HI、圆弧管段GH、直管段FG，和斜管段BC、圆弧管段CD、直管段DE。其灵敏度可提高10～20%。适用于制作科氏力质量流量计，特别适用于制作大口径的科氏力质量流量计，对大流量进行测量。
文档编号G01F15/00GK2355304SQ98249890
公开日1999年12月22日 申请日期1998年12月16日 优先权日1998年12月16日
发明者孙玉声, 张光伟, 蔡进, 姚小兵, 杨富华, 康锁亮, 任樱 申请人:中国测试技术研究院