一种螺旋布线的科里奥利质量流量计及布线方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量仪器，尤其是一种基于科里奥利原理的质量流量计。
【背景技术】
[0002]基于科里奥利原理的质量流量计的开发始于20世纪50年代初，直到70年代中期，由美国Micro Mot1n公司首先开发出谐振式科里奥利质量流量计，并于1982年申请专利将其推向国际市场。80年代中后期，各国仪表生产厂家与高校合作都相继对这种新型质量流量计进行了研究与开发。经过几十年的研究与发展，人们研制出多种形状的科里奥利质量流量计(Cor1lis Mass Flowmeter，简称CMF)，其测量性能也有了很大程度上的提尚ο
[0003]科里奥利质量流量计通常是利用传感器的某一振动模态，以闭环控制的形式使其工作在共振状态，当被测流量通过测量管时，将产生科里奥利力，从而使测量管发生扭转，进而产生相位差。由科里奥利质量流量计的原理可知，要获得较高的测量精度，传感器的振动状态必须稳定，既测量管的各组成部分要尽可能地连接牢固，形成一个刚体。若测量管上的某一组件没有牢固连接，则相当于这部分组件是柔性作用于测量管上，这将严重影响测量管的振动稳定性，降低传感器的振动品质因数，并产生显著的零点漂移。
[0004]常规的科里奥利质量流量计传感器是采用磁电式传感器来实现激振和信号拾取，通过线圈上的引出线与变送器相连，以此实现对传感器的驱动控制和科氏力相位差的计算。引出线一般是采用柔软的镀银线材质，在忽略其刚度的前提下粘接于振动管。
[0005]现行采用的引出线布线方式分为两种，一种是沿测量管长度方向铺设，并在测量管振动部分的根部分离，如图1所示。另一种是将引出线悬空，如图2所示，上述两种布线方式的特点是操作方便，生产效率高。
[0006]但是，上述两种布线方式都存在缺陷。具体原因如下:
对于第一种布线方式，继续参见图1，由于测量管，镀银线和粘胶剂三者的线膨胀系数不同，在温度发生变化时，三者之间的连接界面会产生剪切力，当温度变化较大时，三者会发生不可逆性的剥离。一旦剥离现象发生，传感器即告失效，而第一种方式布设的引出线正好位于三者线膨胀变形最大的方向，因此极易发生剥离。另外，为了保证引出线的粘接强度和耐振性能，往往需要涂覆较多的粘胶剂，降低了传感器的性能。
[0007]对于第二种布线方式，继续参见图2，尽管引出线并未粘贴于测量管上，但引出线在空间的形状将决定其刚度和其对测量管振动的作用力大小，且会随着传感器的安装方式(比如传感器在正反两种安装方式下，引出线受到方向相反的重力影响，势必改变其空间形状)和工作温度(工作温度的变化将改变引出线本身的弹性模量)而改变，这都严重影响了科里奥利质量流量计的测量精度。
【发明内容】
[0008]为了解决上述缺陷，本发明提出了一种螺旋布线的科里奥利质量流量计及其布线方法。
[0009]其中，本发明提供的螺旋布线的科里奥利质量流量计包括底座、U型测量管、定距板、信号传感器、驱动传感器及引出线汇总口，所述U型测量管的两个根部穿过定距板与底座固定连接，所述信号传感器及驱动传感器固定于U型测量管上，信号传感器及驱动传感器均具有信号引出线，各条信号引出线穿过所述引出线汇总口，所述引出线汇总口位于底座上，所述各条信号线以螺旋走线的形式缠绕在所述U型测量管上，且信号线与U型测量管之间通过粘胶固定。
[0010]优选地，所述引出线形成的螺距自U型测量管的顶部往根部逐渐变短。
[0011]本发明提供的科里奥利质量流量计上引线的布线方法，包括:
步骤1:将U型测量管上传感器的引出线自U型测量管的顶部开始缠绕在U型测量管上直到到达U型测量管的根部；
步骤2:在引出线的自由端施加一定的拉力，使之以紧绷的状态缠绕在U型测量管上； 步骤3:将粘胶涂覆在引出线上使其固定在U型测量管上；
步骤4:将引出线的自由端穿过引出线汇总口 ；所述引出线汇总口位于底座上。
[0012]优选地，所述步骤1包括将U型测量管上传感器的引出线自U型测量管的顶部开始缠绕在U型测量管上直到到达U型测量管的根部，并调整引出线形成的螺距，使螺距自U型测量管的顶部往根部逐渐变短。
[0013]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
1.本发明中的引出线是紧绷缠绕在U型测量管上的，这就使得引出线本身对测量管产生一个包覆力，进而显著降低粘胶剂的使用量，减少了引出线及粘胶对U型测量管振动的影响。
[0014]2.由于引出线的缠绕螺距是递增渐变的，在U型测量管振动变形较少的部位，螺旋线的螺距较大，这样有利于减少缠绕的圈数；而在U型测量管振动变形较大的部位，螺旋线的螺距设置为很小，这样可以使引出线的走线方向与测量管的径向接近垂直，从而减少引出线和粘胶剂对测量管的刚度影响，提高了传感器的品质因数和零点稳定性。
【附图说明】
[0015]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
图1为现有技术中沿测量管长度方向布线的质量流量计结构示意图。
[0016]图2为现有技术中悬空布线的质量流量计结构示意图。
[0017]图3为本发明质量流量计结构示意图。
[0018]图4为振动过程中U型测量管各个部位的变形量。
[0019]图中标记:1为底座；2为U型测量管；3为引出线汇总口 ；4为引出线；5为信号检测传感器；6为驱动传感器；7为定距板；8为引线柱；21为U型测量管顶部；22为U型测量管根部。
【具体实施方式】
[0020]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0021]本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0022]科里奥利质量流量计包括底座1、U型测量管2、定距板7、信号传感器5、驱动传感器6及引出线汇总口 3，所述U型测量管的两个根部22穿过定距板7与底座1固定连接，所述信号传感器5及驱动传感器6固定于U型测量管上，信号传感器5及驱动传感器6均具有信号引出线4，各条信号引出线4穿过所述引出线汇总口 3以便于连接后续的变送器。
[0023]本发明的改进点在于采用螺旋走线的形式布设质量流量计上传感器的引出线4。
[0024]参见图3，所述各条信号引出线4以螺旋走线的形式缠绕在所述U型测量管2上，且引出线4与U型测量管2之间通过粘胶固定。所述引出线汇总口 3位于底座上。
[0025]按照螺旋走线方式将引出线缠绕在U型测量管上，只需少量的粘胶便可达到良好的固定效果，减少了粘胶对U型测量管振动的影响。
[0026]参见图4，图4的上半部分是图3的侧视图，下半部分以上半部分示出的U型测量管的根部21为原点建立横坐标，顶部22的对应的横坐标最大，纵坐标表示变形量。从图4可以看出，在振动过程中，U型测量管各个部位的变形量是不同的，在U型测量管的顶部22形变量最小，越接近U型测量管的根部21变形量越大。为此，在一个优选的实施例中，所述引出线形成的螺距自U型测量管的顶部往根部逐渐变短。也即是说U型测量管顶部的引出线缠绕稀疏，越接近根部引出线缠绕越密集。这样可减少引出线和粘胶剂对测量管的刚度影响，提高传感器的品质因数和零点稳定性。
[0027]本发明提供的科里奥利质量流量计上引线的布线方法，包括:
步骤1:将U型测量管上传感器的引出线自U型测量管的顶部开始缠绕在U型测量管上直到到达U型测量管的根部。
[0028]步骤2:在引出线的自由端施加一定的拉力，使之以紧绷的状态缠绕在U型测量管上；此处引出线的自由端是相对于引出线与传感器连接的一端而言的。
[0029]步骤3:将粘胶涂覆在引出线上使其固定在U型测量管上。
[0030]步骤4:将引出线的自由端穿过引出线汇总口。
[0031]在一个优选的方法实施例中，所述步骤1还包括调整引出线形成的螺距，使螺距自u型测量管的顶部往根部逐渐变短。
[0032]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【主权项】
1.一种螺旋布线的科里奥利质量流量计，包括底座、U型测量管、定距板、传感器及引出线汇总口，所述U型测量管的两个根部穿过定距板与底座固定连接，所述传感器固定于U型测量管上，传感器均具有信号引出线，各条信号引出线穿过所述引出线汇总口，所述引出线汇总口位于底座上，其特征在于，所述各条信号线引出以螺旋走线的形式缠绕在所述U型测量管上，且信号引出线与U型测量管之间通过粘胶固定。2.根据权利要求1所述的一种螺旋布线的科里奥利质量流量计，其特征在于，所述信号引出线形成的螺距自U型测量管的顶部往根部逐渐变短。3.一种科里奥利质量流量计上引线的布线方法，其特征在于，包括: 步骤1:将U型测量管上传感器的信号引出线自U型测量管的顶部开始缠绕在U型测量管上直到到达U型测量管的根部； 步骤2:在信号引出线的自由端施加一定的拉力，使之以紧绷的状态缠绕在U型测量管上; 步骤3:将粘胶涂覆在信号引出线上使其固定在U型测量管上； 步骤4:将信号引出线的自由端穿过引出线汇总口，所述引出线汇总口位于底座上。4.根据权利要求3所述的一种科里奥利质量流量计上引线的布线方法，其特征在于，所述步骤1包括将U型测量管上传感器的引出线自U型测量管的顶部开始缠绕在U型测量管上直到到达U型测量管的根部，并调整引出线形成的螺距，使螺距自U型测量管的顶部往根部逐渐变短。
【专利摘要】本发明公开了一种螺旋布线的科里奥利质量流量计及布线方法，涉及测量仪器，本发明技术要点包括：底座、U型测量管、定距板、信号传感器、驱动传感器及引出线汇总口，所述U型测量管的两个根部穿过定距板与底座固定连接，所述信号传感器及驱动传感器固定于U型测量管上，信号传感器及驱动传感器均具有信号引出线，各条信号引出线穿过所述引出线汇总口，所述引出线汇总口位于底座上，所述各条信号线以螺旋走线的形式缠绕在所述U型测量管上，且信号线与U型测量管之间通过粘胶固定。
【IPC分类】G01F1/84
【公开号】CN105424113
【申请号】CN201510948232
【发明人】谭幼仪
【申请人】成都瑞帆智达科技有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月17日