專利名稱：具有由含氟聚合物物質(zhì)制成的流管的流量計的制造技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流量計，尤其涉及包括由含氟聚合物物質(zhì)制成流管的流量計的制造。
背景技術(shù)：
使用科里奧利效應(yīng)質(zhì)量流量計測量關(guān)于流經(jīng)管線的物料的質(zhì)量流量和其它信息是已知的，如在1985年1月1日的J.E.Smith等人的美國專利4491025和1982年2月11日的J.E.Smith的Re.31450所述。這些流量計具有一個或幾個非直的、彎曲的或不規(guī)則的構(gòu)形的流管。每個流管具有一組可以是簡單的彎曲的、扭轉(zhuǎn)的或扭曲型的固有振動模式。每個充有物料的流管被驅(qū)動，使得在這些固有模式的一種模式下諧振。固有振動模式部分地由流管和流管內(nèi)的物料的組合的質(zhì)量確定。如果需要，流量計不必在固有模式下被驅(qū)動。
物料從在入口側(cè)上連接的物料源流入流量計。物料通過一個或幾個其它流管，并流到流量計外部連接的物料接收器中。
驅(qū)動器提供用于使流管振動的力。當沒有物料流時，沿著流管的所有點在流管的第一彎曲模式下以相同的相位振動。科里奧利加速度使得流管上的每個點具有與流管上的其它點不同的相位。在流管的入口側(cè)上的相位滯后于驅(qū)動器，在出口側(cè)上的相位超前于驅(qū)動器。在流管上設(shè)置傳感器，以用于產(chǎn)生代表流管的運動的正弦信號。兩個傳感器信號之間的相位差除以振動頻率，從而獲得與物料流的質(zhì)量流量成比例的延遲。
使用具有不同流管結(jié)構(gòu)的流量計是已知的。在這些結(jié)構(gòu)當中，具有單管、雙管、直管、彎管和不規(guī)則構(gòu)形的流管。大部分的流量計由金屬構(gòu)成，例如鋁、鋼、不銹鋼和鈦。玻璃流管也是已知的。
在這些類型的流量計中鈦的有利的的屬性是其高的強度和低的熱膨脹系數(shù)(CTE)。鈦的不利的屬性是其金屬的性質(zhì)與制造成本。此外，鈦流量計制造困難而昂貴。
現(xiàn)有技術(shù)還提出了塑料的流管和塑料的流量計。其中整個流量計是塑料的，或者只是流管是塑料制成的。許多這種現(xiàn)有技術(shù)僅僅是包括對于流管可由鋼、不銹鋼、鈦、或塑料制成的推斷。
目前為止涉及科里奧利塑料流量計的這些現(xiàn)有技術(shù)不廣泛?？评飱W利流量計可在包括溫度的操作狀態(tài)的范圍內(nèi)準確地輸出信息。目前為止涉及具有塑料流管的科里奧利塑料流量計的這些現(xiàn)有技術(shù)也不廣泛。
僅僅用塑料流管代替金屬流管將產(chǎn)生流量計的結(jié)構(gòu)。然而，該結(jié)構(gòu)在操作狀態(tài)的范圍內(nèi)不能作為流量計準確地輸出信息。僅僅斷言流量計可由塑料制成并不能教示出超過在科里奧利流量計中由塑料代替金屬的構(gòu)思。其不能教示出塑料的流量計如何制造，以便在操作狀態(tài)的范圍內(nèi)產(chǎn)生準確的輸出信息。
全氟烷氧基乙烯(PFA)是一種可用于流量計的塑料。在Vanderpol的美國專利5918285中建議使用PFA制造流管。這個建議對于Vanderpol的專利是附帶性的，因為該專利沒有披露關(guān)于如何制造用于產(chǎn)生精確的流量信息的具有PFA流管的流量計的信息。
襯有PFA的流管，例如在Dieter Meier的美國專利5403533中披露的。然而，流管物料和PFA襯里具有不同的熱性能。這引起PFA襯里和流管脫離而產(chǎn)生泄露和性能問題。利用PFA進行鑲襯金屬流管的制造處理也是極其昂貴的。
現(xiàn)有技術(shù)還建議塑料流管和塑料流量計。這些現(xiàn)有技術(shù)中包括整個流量計是塑料的以及其中只有流管是由塑料制成的。這種現(xiàn)有技術(shù)的大多數(shù)涉及金屬流量計，并且僅僅包含一種斷言，指出流量計可以由各種物料例如鋼、不銹鋼、鈦或塑料制成。這種現(xiàn)有技術(shù)沒有披露關(guān)于可以在包括溫度在內(nèi)的操作條件的范圍內(nèi)精確地輸出信息的塑料的科里奧利流量計的內(nèi)容。
只用塑料的流管替代金屬的流管將產(chǎn)生一種看上去像流量計的一種結(jié)構(gòu)。不過，這種結(jié)構(gòu)不能作為流量計來在有用的操作條件范圍內(nèi)產(chǎn)生精確的輸出信息。只是作為一種斷言，認為流量計可以由塑料制成，這除去說明塑料可以替代金屬之外，毫無意義。其沒有教導(dǎo)如何制造塑料流量計來在有用的操作條件范圍內(nèi)產(chǎn)生精確的信息。
在一些應(yīng)用中的問題是，一般的科里奧利流量計可以污染處理物料。這是其中超高純度的物料必須借助于流量計提供給用戶應(yīng)用的系統(tǒng)所不希望的。在半導(dǎo)體芯片的制造中便是這種情況，其要求使用無污染物的處理物料，所述的污染物包括從處理物料流的路徑的管子遷移的離子。在這種應(yīng)用中，流管可能是一個污染源。流管的金屬壁可以在處理物料流中釋放離子。釋放的離子可以使半導(dǎo)體晶片上的芯片成為有缺陷的。對于玻璃流管同樣如此，其可以從玻璃向處理物料流釋放鉛離子。對于由常規(guī)的塑料構(gòu)成的流管也同樣如此。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述的和其它的問題，因而推進了本領(lǐng)域的發(fā)展，本發(fā)明披露了一種使用由含氟聚合物物質(zhì)制成的流管的改進的流量計，一種制造具有由含氟聚合物物質(zhì)制成的流管的流量計的固定設(shè)備，一種用于制造直的由含氟聚合物物質(zhì)制成的流管的方法，以及一種在流管上檢測驅(qū)動器和傳感器對準的方法。
改進的流量計有利地具有加工在該流量計的底座中的粘接劑開口，粘接劑注射到該開口中，以便將流管粘結(jié)到底座上。該粘接劑開口使得流管與底座之間的連接的有效區(qū)域更佳，這形成了牢固的粘結(jié)。粘接劑開口還使得流量計的加工過程更容易。
在制造過程中，固定設(shè)備有利地將流管固定在固定軸線上。由固定設(shè)備來固定該流管可使得流量計制造者更容易地將流管接附到流量計的底座上。該固定設(shè)備還使得驅(qū)動器和傳感器更容易地粘結(jié)到流管上。該固定設(shè)備還有助于在流管上正確地對準驅(qū)動器和傳感器。該固定設(shè)備還用來矯直流管并且使得在流管的有效或振動部分中的曲率最小化或消除該曲率。
檢測驅(qū)動器和傳感器在流管上對準的方法向流量計制造者有利地提供了質(zhì)量控制檢查。流量計制造者可容易和方便地確定制造過程的精確度。流量計制造者還可識別制造過程中的問題并且確定需要作出何種調(diào)整。
用于制造由含氟聚合物物質(zhì)制成的直流管的方法有利地有助于流管制造者制造更精確的流量計。當直流管是所希望的時，流量計制造者可容易和方便地從流管制造者直接接收直流管，流管制造者作為供應(yīng)商并限定對于流管規(guī)格的直度要求。流量計制造者不必在制造流量計之前矯直流管。流量計制造者不需面對制造帶有局部彎曲的流管的流量計的挑戰(zhàn)。
改進的流量計的一個實施例是包括底座、驅(qū)動器、傳感器、和流管的流量計。驅(qū)動器和傳感器接附到流管上。該流量計的底座包括第一柱和第二柱。第一柱包括管開口和粘接劑開口，第二柱包括管開口和粘接劑開口。該流管延伸穿過第一柱的管開口和第二柱的管開口。第一柱上的管開口和粘接劑開口在第一柱中相交并且位于近似相同的平面上，以便第一柱的管開口和粘接劑開口同時水平地定位。第二柱上的管開口和粘接劑開口在第二柱中相交并且位于近似相同的平面上，以便第二柱的管開口和粘接劑開口同時水平地定位。
第一柱的管開口的直徑稍微大于流管，從而形成第一柱的管開口和流管之間的間隙。第一柱的粘接劑開口提供了進入該間隙的進入口，以便使得粘接劑施加到流管和第一柱的管開口的內(nèi)表面上。第二柱的管開口的直徑稍微大于流管，從而形成第二柱的管開口和流管之間的間隙。
第二柱的粘接劑開口提供了進入該間隙的進入口，以便使得粘接劑施加到流管和第二柱的管開口的內(nèi)表面上。
以下描述制造者可用于制造如上所述的流量計的方法。首先，制造者使管開口、粘接劑開口、和流管在水平面上定向。制造者在粘接劑開口中定位粘接劑施加器的尖端，使其進入間隙，以便靠近流管的外表面和第一柱的管開口的內(nèi)表面。制造者將一定量的粘接劑引入到間隙中。由于流管的外表面和第一柱的管開口的內(nèi)表面的表面能，粘接劑通過毛細作用或芯吸作用從而吸入到間隙中。當粘接劑到達管開口的端部時，芯吸作用停止，并且形成均勻的且對稱的填料條。制造者隨后使得粘接劑在間隙中固化。制造者執(zhí)行相同的操作以便將流管接附到第二柱的管開口上。粘接劑開口提供容易和更佳的方式將流管粘結(jié)到流量計的底座上。
固定設(shè)備的一個實施例包括第一部段和第二部段。固定設(shè)備構(gòu)形成在流量計的制造過程中固定流量計的流管。第一部段包括在第一部段的端部上的第一管開口部分。第二部段包括在第二部段的端部上的第二管開口部分。第一部段的端部和第二部段的端部構(gòu)形成彼此相鄰配合。當相鄰布置時，第一部段和第二部段形成固定塊。固定塊包括由第一管開口部分和第二管開口部分形成的管開口。管開口用于在制造過程中保持流量計的流管。
固定裝置將第一部段和第二部段固定到流量計的底座上。固定裝置使得固定塊的管開口與流量計的底座的管開口對準。以這種方式，固定到流量計的底座上。
固定設(shè)備還包括用于將驅(qū)動器部件和傳感器部件接附到流管上的對準裝置。
檢測驅(qū)動器和傳感器在流量計的流管上對準的方法的一個實施例如下。為了檢測對準狀態(tài)，制造者通過使用驅(qū)動器使得流管以一個或多個驅(qū)動頻率振動。制造者使用處理系統(tǒng)接收來自傳感器的傳感器信號。該傳感器信號代表流管的振動頻率。處理系統(tǒng)處理該傳感器信號和代表驅(qū)動頻率的信號，以便確定頻率響應(yīng)。該處理系統(tǒng)基于該頻率響應(yīng)來識別驅(qū)動器和傳感器在流管上的不可接受的對準。
以下提供了一種制造由含氟聚合物物質(zhì)制成的流管的方法的一個實施例。制造者通過擠壓系統(tǒng)來擠壓流管。流管由含氟聚合物物質(zhì)制成，例如PFA。從擠壓機出來的流管的溫度高于室溫。制造者切割流管的一部段。隨后制造者將該流管部段固定，以便當該部段冷卻時保持該部段的縱向形狀是直的。當流管冷卻并矯直時，制造者封裝流管的該部段，以便保持該部段的直的形狀。
本發(fā)明包括以下的一個或多個方面。
本發(fā)明的一個方面是一種流量計，其包括流管；接附到該流管上以便該流管振動的驅(qū)動器；和至少一個傳感器，該傳感器接附到該流管上以便檢測該振動的流管的運動；該流量計的特征在于底座，其包括第一柱，延伸穿過該第一柱的管開口，從該第一柱上的一表面延伸并與該第一柱的該管開口相交的粘接劑開口，與該第一柱平行的第二柱，延伸穿過該第二柱并且與該第一柱的該管開口同軸的管開口，和從該第二柱上的一表面延伸并與該第二柱的該管開口相交的粘接劑開口；其中，該流管延伸穿過該第一柱的該管開口和該第二柱的該管開口；其中，該流管由含氟聚合物物質(zhì)制成。
優(yōu)選的是，該流管是由全氟烷氧基乙烯(PFA)制成的。
優(yōu)選的是，該底座是由不銹鋼制成的。
優(yōu)選的是，該流量計包括科里奧利流量計。
另一方面是一種將該流管接附到該流量計的該第一柱和該第二柱上的方法，該方法的特征在于包括以下步驟使該第一柱的該管開口、該第一柱的該粘接劑開口、和該流管在水平面上定向；在該第一柱的該粘接劑開口中定位粘接劑施加器的尖端，以便在該流管的外表面和該第一柱的該管開口的內(nèi)表面之間進入間隙；在該流管的該外表面和該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面之間將一定量的粘接劑引入到該間隙中；使該第二柱的該管開口、該第二柱的該粘接劑開口、和該流管在水平面上定向；在該第二柱的該粘接劑開口中定位粘接劑施加器的尖端，以便在該流管的外表面和該第二柱的該管開口的內(nèi)表面之間進入間隙；和在該流管的該外表面和該第二柱的該管開口的該內(nèi)表面之間將一定量的粘接劑引入到該間隙中。
優(yōu)選的是，該粘接劑包括腈基丙烯酸酯粘合劑(CA)。
優(yōu)選的是，該方法還包括基于該粘接劑的粘度來選擇該粘接劑。
優(yōu)選的是，該方法還包括控制該流量計的周圍環(huán)境的相對濕度，以便使該粘接劑固化。
優(yōu)選的是，該方法還包括控制該流量計的溫度，以便使該粘接劑固化。
優(yōu)選的是，在引入該粘接劑之前，蝕刻該流管的該外表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括使用萘基鈉蝕刻劑來蝕刻該流管的該外表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括在引入該粘接劑之前，清潔該流管的該外表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括在引入該粘接劑之前，使得該第一柱的該管開口的內(nèi)表面和該第二柱的該管開口的內(nèi)表面粗糙。
優(yōu)選的是，該方法還包括在引入該粘接劑之前，清潔該第一柱的該管開口的內(nèi)表面和該第二柱的該管開口的內(nèi)表面。
優(yōu)選的是，清潔該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面和該第二柱的該管開口的該內(nèi)表面包括在超聲波浴槽中用丙酮沖洗該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面和該第二柱的該管開口的該內(nèi)表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括基于該粘接劑的粘度、該流管的該外表面的表面能、和該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面的表面能，選擇該流管的該外表面和該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面之間的該間隙的尺寸。
優(yōu)選的是，該方法還包括基于固化速度來選擇該粘接劑的所述量。
優(yōu)選的是，該方法還包括向該粘接劑施加加速劑，以便加速該粘接劑的固化。
本發(fā)明的另一方面包括一種用于制造流量計的固定設(shè)備，該流量計包括底座、由含氟聚合物物質(zhì)制成的流管、用于使該流管振動的驅(qū)動器、和至少一個用于檢測該振動的流管的運動的傳感器，該底座具有第一柱以及與該第一柱彼此平行的第二柱，該第一柱具有延伸穿過該第一柱的管開口，該第二柱具有延伸穿過該第二柱并且與該第一柱的該管開口同軸的管開口，該固定設(shè)備的特征在于第一部段，其具有在該第一部段的端部上的第一管開口部分；和第二部段，其具有在該第二部段的端部上的第二管開口部分，該第二部段的該端部適于與該第一部段的該端部相鄰地配合，以形成固定塊，該固定塊具有由該第一管開口部分和該第二管開口部分形成的管開口，該固定塊適于裝配在該底座的該第一柱和該第二柱之間。
優(yōu)選的是，該固定塊還包括驅(qū)動器開口，該驅(qū)動器開口從該固定塊的表面延伸，并且與該固定塊的該管開口相交；和傳感器開口，該傳感器開口從該固定塊的表面延伸，并且與該固定塊的該管開口相交。
優(yōu)選的是，該固定塊的長度大致近似于該第一柱的內(nèi)表面和該第二柱的內(nèi)表面之間的距離。
優(yōu)選的是，該底座還包括固定裝置，該固定裝置適于將該第一部段和該第二部段固定到該流量計的該底座上，以使該固定塊的該管開口與該第一柱的該管開口和該第二柱的該管開口對準。
優(yōu)選的是，該底座還包括延伸穿過該底座的驅(qū)動器開口；該固定裝置還適于將該固定塊固定到該底座上，以便該底座的該驅(qū)動器開口與該固定塊的該驅(qū)動器開口對準；該底座還包括延伸穿過該底座的至少一個傳感器開口；和該固定裝置還適于將該固定塊固定到該底座上，以便該底座的該至少一個傳感器開口與該固定塊的該至少一個傳感器開口對準。
優(yōu)選的是，該固定塊包括聚甲醛樹酯。
或者，該固定塊包括不銹鋼。
優(yōu)選的是，該固定設(shè)備還包括適于將該第一部段連接到該第二部段上的緊固裝置。
優(yōu)選的是，該固定設(shè)備還包括對準裝置，該對準裝置適于裝配在在該固定塊的該驅(qū)動器開口中，并且該對準裝置從該固定塊的該表面延伸到該固定塊的該管開口附近的區(qū)域。
優(yōu)選的是，該對準裝置包括在一端上的唇部，其大于該固定塊的該驅(qū)動器開口的直徑，該唇部適于允許該對準裝置延伸到該驅(qū)動器開口中一特定距離。
本發(fā)明的另一方面包括一種使用所述的固定設(shè)備將該流管接附到該流量計的該底座上的方法，該方法的特征在于包括以下步驟將該流管穿過該第一柱的該管開口和該第二柱的該管開口插入；對準該固定設(shè)備的該第一部段和該第二部段，以便在該第一管開口部分和該第二管開口部分之間包圍該流管；將該第一部段緊固到該第二部段上，以便形成該固定塊；將該固定塊固定到該底座上；在該流管的該外表面與該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面之間將一定量的粘接劑引入到間隙中；和在該流管的該外表面與該第二柱的該管開口的該內(nèi)表面之間將一定量的粘接劑引入到間隙中。
優(yōu)選的是，該粘接劑包括腈基丙烯酸酯粘合劑。
優(yōu)選的是，該流管是由全氟烷氧基乙烯(PFA)制成的。
優(yōu)選的是，該底座由不銹鋼制成。
優(yōu)選的是，該方法其還包括基于該粘接劑的粘度來選擇該粘接劑。
優(yōu)選的是，該方法還包括控制該流量計的周圍環(huán)境的相對濕度，以便使該粘接劑固化。
優(yōu)選的是，該方法還包括控制該流量計的溫度，以便使該粘接劑固化。
優(yōu)選的是，在引入該粘接劑之前，蝕刻該流管的該外表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括使用萘基鈉蝕刻劑來蝕刻該流管的該外表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括在引入該粘接劑之前，清潔該流管的該外表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括在引入該粘接劑之前，使得該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面和該第二柱的該管開口的該內(nèi)表面粗糙。
優(yōu)選的是，該方法還包括在引入該粘接劑之前，清潔該第一柱的該管開口的內(nèi)表面和該第二柱的該管開口的內(nèi)表面。
優(yōu)選的是，清潔該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面和該第二柱的該管開口的該內(nèi)表面包括在超聲波浴槽中用丙酮沖洗該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面和該第二柱的該管開口的該內(nèi)表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括基于該粘接劑的粘度、該流管的該外表面的表面能、和該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面的表面能，選擇該流管的該外表面和該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面之間的該間隙的尺寸。
優(yōu)選的是，該方法還包括基于固化速度來選擇該粘接劑的所述量。
優(yōu)選的是，該方法還包括向該粘接劑施加加速劑，以便加速該粘接劑的固化。
本發(fā)明的另一方面包括一種使用所述的固定設(shè)備將該驅(qū)動器的驅(qū)動器部件接附到該流量計的該流管上的方法，該方法的特征在于包括以下步驟使該驅(qū)動器部件裝接到該對準裝置上；
將粘接劑施加到該驅(qū)動器部件的表面上；通過使用該對準裝置從而將該驅(qū)動器部件穿過該固定塊的該驅(qū)動器開口插入；和通過使用該對準裝置從而使得在該驅(qū)動器部件的該表面上的粘接劑接觸到該流管。
優(yōu)選的是，該粘接劑包括腈基丙烯酸酯粘合劑。
優(yōu)選的是，該驅(qū)動器部件包括磁體。
優(yōu)選的是，該方法還包括使得該粘接劑固化；和從該固定塊的該驅(qū)動器開口中取出該對準裝置。
優(yōu)選的是，該方法還包括控制該流量計的周圍環(huán)境的相對濕度，以便使該粘接劑固化。
優(yōu)選的是，該方法還包括控制該流管和該驅(qū)動器部件的溫度，以便使該粘接劑固化。
優(yōu)選的是，該方法還包括在引入該粘接劑之前，蝕刻該流管的該外表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括在引入該粘接劑之前，清潔該流管的該外表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括在引入該粘接劑之前，清潔該驅(qū)動器部件的該表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括向該粘接劑施加加速劑，以便加速該粘接劑的固化。
本發(fā)明的另一方面是一種使用所述的固定設(shè)備將該至少一個傳感器的傳感器部件接附到該流量計的該流管上的方法，該方法的特征在于包括以下步驟使該傳感器部件裝接到該對準裝置上；將粘接劑施加到該傳感器部件的表面上；通過使用該對準裝置從而將該傳感器部件穿過該固定塊的該至少一個傳感器開口插入；和通過使用該對準裝置從而使得在該傳感器部件的該表面上的粘接劑接觸到該流管。
優(yōu)選的是，該粘接劑包括腈基丙烯酸酯粘合劑。
優(yōu)選的是，該傳感器部件包括磁體。
優(yōu)選的是，該方法還包括使得該粘接劑固化；和從該固定塊的該至少一個傳感器開口中取出該對準裝置。
優(yōu)選的是，該方法還包括控制該流量計的周圍環(huán)境的相對濕度，以便使該粘接劑固化。
優(yōu)選的是，該方法還包括控制該流管和該傳感器部件的溫度，以便使該粘接劑固化。
優(yōu)選的是，該方法還包括在引入該粘接劑之前，蝕刻該流管的該外表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括在引入該粘接劑之前，清潔該流管的該外表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括在引入該粘接劑之前，清潔該傳感器部件的該表面。
優(yōu)選的是，該方法還包括向該粘接劑施加加速劑，以便加速該粘接劑的固化。
本發(fā)明的另一方面是一種制造流管的方法，該流管由含氟聚合物物質(zhì)制成并且是大致直的，其中流管由擠壓系統(tǒng)進行擠壓，該方法的特征在于以下步驟切割該流管的一部段，其中該流管的溫度高于室溫；將該流管的該部段固定，以便當該部段從該溫度冷卻時保持該流管的該部段的縱向形狀是直的；和封裝該流管的該部段，以便保持該流管的該部段的該直的縱向形狀。
優(yōu)選的是，該流管是由全氟烷氧基乙烯(PFA)制成的。
優(yōu)選的是，該方法還包括在封裝該流管的該部段之前，蝕刻該流管的該部段。
優(yōu)選的是，該方法還包括存儲該流管的該部段，以避免該流管的該部段曝光。
優(yōu)選的是，該方法還包括以恒定的溫度存儲該流管的該部段。
本發(fā)明的另一方面是一種用于在流量計的流管上檢測驅(qū)動器(D)和至少一個傳感器的對準的方法，該流量計包括底座、由含氟聚合物物質(zhì)制成的該流管、用于使該流管振動的該驅(qū)動器、和所述至少一個用于檢測該振動的流管的運動的傳感器，該驅(qū)動器和所述至少一個傳感器用粘接劑接附到該流管上，該方法包括通過使用該驅(qū)動器使得該流管以至少一個頻率振動；和接收來自該至少一個傳感器的傳感器信號，該傳感器信號代表該流管的振動頻率；該方法的特征在于處理該傳感器信號和代表所述至少一個頻率的信號，以便確定頻率響應(yīng)；和基于該頻率響應(yīng)來識別該驅(qū)動器和所述至少一個傳感器在該流管上的不可接受的對準。
優(yōu)選的是，該方法還包括如果該頻率響應(yīng)包括第二彎曲模式，則表明該驅(qū)動器和所述至少一個傳感器的軸向?qū)适遣豢山邮艿摹?br> 優(yōu)選的是，該方法還包括如果該頻率響應(yīng)包括第一扭轉(zhuǎn)模式，則表明該驅(qū)動器和所述至少一個傳感器的橫向?qū)适遣豢山邮艿摹?br>

通過結(jié)合附圖1-15并閱讀下面的詳細說明將會更好地理解本發(fā)明的這些和其它的優(yōu)點與特征，其中圖1是本發(fā)明的第一實施例的透視圖；圖2是圖1的實施例的頂視圖；圖3是圖1的實施例的正視圖；圖4是沿圖2的線4-4截取的截面圖；圖5-7示出了在本發(fā)明的實施例的流量計的底座中具有粘接劑開口的流量計；圖8-13示出了在本發(fā)明的實施例中的用于制造流量計的固定設(shè)備；圖14示出了在本發(fā)明的實施例中的檢測驅(qū)動器和在流量計的流管上的傳感器對準的方法；以及圖15示出了在本發(fā)明的實施例中的由含氟聚合物物質(zhì)制成流管的方法。
具體實施例方式
圖1-15和以下的詳細描述示出了特定的示例，以便向本發(fā)明的普通技術(shù)人員教示本發(fā)明的最佳實施方式。為了教示本發(fā)明的原理，一些常規(guī)的方面被簡化或省去了。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，這些示例的變型落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，以下所述的特征可以以各種方式進行組合，從而形成本發(fā)明的各個變型。因此，本發(fā)明不限于以下所述的特定實施例，而是由后附的權(quán)利要求及其等效形式來限定。
圖1的說明圖1是本發(fā)明的第一個可能的實施例的透視圖，其披露了一種流量計100，其包括通過底座101的柱117、118插入的流管(flow tube)102。傳感器LPO和RPO以及驅(qū)動器D與流管102相連。流量計100接收來自供應(yīng)管104的處理物料流，并通過連接器108使所述流動延伸到流管102。流管102借助于驅(qū)動器D在具有物料流的情況下在其諧振頻率下振動。產(chǎn)生的科里奧利偏轉(zhuǎn)由傳感器LPO和RPO檢測，所述傳感器通過導(dǎo)體112和114向流量計電子裝置121提供代表科里奧利偏轉(zhuǎn)的信號。流量計電子裝置121接收傳感器信號，確定其間的相位差，并通過輸出通路122向未示出的應(yīng)用電路提供關(guān)于物料流的輸出信息。
物料流從流管102流過，并流過管106。管106再次引導(dǎo)物料流流過返回管103，經(jīng)過連接器107流到出口管105，出口管105把物料流提供給用戶應(yīng)用。所述用戶應(yīng)用可以是半導(dǎo)體處理設(shè)備。處理物料可以是半導(dǎo)體漿，其被供給到半導(dǎo)體晶片的表面從而形成平的表面。在圖1所示的流管中使用的PFA(全氟烷氧基乙烯)物料確保處理物料無雜質(zhì)，所述雜質(zhì)可以是例如從金屬流管或玻璃流管的壁轉(zhuǎn)移的離子。
在使用時，流管102具有窄的直徑，其近似蘇打水吸管的直徑，并其重量可以忽略，例如0.8克，這不包括磁體的重量。與傳感器LPO、RPO以及驅(qū)動器D相連的磁體共具有大約0.2克的質(zhì)量，因此，流管102、接附的磁體以及處理物料的總質(zhì)量大約為2克。振動的流管102具有動態(tài)非平衡結(jié)構(gòu)。底座102是較重的，其重量大約為12磅。這提供大約等于3000比1的底座的質(zhì)量對充有物料的流管的質(zhì)量的比。這樣大的質(zhì)量的底座足以吸收由具有物料流的非動平衡的流管102產(chǎn)生的振動。
連接器107，108，109和110將管子104，105和106連接到流管102和返回管103的端部。這些連接器的細節(jié)如圖4所示。連接器具有包括螺紋124的固定部分111。連接器107-110的可移動部分通過螺紋旋到外螺紋124上，以便將其相應(yīng)的管連接到連接器的固定主體上，固定部分111是該固定主體的一部分。這些連接器以類似于熟知的銅管擴口連接器類似的方式把管子104，105和106連接到流管102和返回管103的末端。圖4進一步示出了連接器的細節(jié)。溫度傳感器RTD檢測返回管103的溫度，并通過通路125把代表檢測的溫度的信號傳遞給流量計電子裝置121。
開口130從柱117上的表面延伸穿過流管102并且從柱118上的表面延伸穿過流管102。開口130提供了一注射粘接劑的位置，以便將流管102固定到柱117-118上。一組螺釘旋入開口130中，以便將流管102保持就位。
圖2的說明圖2是圖1的流量計100的頂視圖。傳感器LPO和RPO以及驅(qū)動器D中的每一個都包括線圈C。這些元件中的每一個還包括接附到流管102的底部的磁體，如圖3所示。這些元件中的每一個還包括底座，例如用于驅(qū)動器D的143，以及薄的材料帶，例如用于驅(qū)動器D的133。薄的材料帶可以包括印刷線路板，線圈C及其繞組端子被固定于所述線路板上。傳感器LPO和RPO也具有相應(yīng)的底座元件142、144以及被固定到底座元件的頂部的薄帶132、134。這種結(jié)構(gòu)有助于驅(qū)動器或傳感器的安裝，所述安裝由以下步驟進行把磁體M膠粘到PFA流管的下側(cè)，把線圈C膠粘到(用于驅(qū)動器D的)印刷線路板133上，圍繞磁體M定位線圈C中的開口，向上移動線圈C，使得磁體M完全進入線圈C中的開口，然后把底座元件143設(shè)置在印刷線路板133的下方，并把這些元件用螺栓連接在一起，使得底座143的底部接附到重的底座116的表面上。圖12-13示出了用于將驅(qū)動器D和傳感器LPO、RPO接附到流管102上的系統(tǒng)和方法。
圖2示出了連接器107-110的外螺紋124。這些元件的每個的內(nèi)部細節(jié)如圖4所示。開口132接收導(dǎo)體112，113和114。開口126接收導(dǎo)體112、113、114。圖1所示的流量計電子裝置在圖2中未示出，以便使該圖簡明。不過應(yīng)當理解，導(dǎo)體112，113，114延伸穿過開口126，并進而經(jīng)過圖1所示的通路123延伸到圖1所示的流量計電子裝置121。
圖3的說明圖3示出了傳感器LPO、RPO和驅(qū)動器D，它們包括接附到流管102的底部的磁體M以及接附到每個元件LPO、RPO和驅(qū)動器D的底部的線圈C。
圖4的說明圖4是沿圖2的線4-4截取的截面圖。圖4披露了圖3的所有的元件和連接器108、109的進一步細節(jié)。圖4還披露了在底座101中的開口402和404。每個這些開口的頂部延伸到傳感器LPO，RPO和驅(qū)動器D的底部的下表面。圖4中還示出了與這些元件中的每一個相關(guān)的線圈C和磁體M。圖3和圖4中未示出圖1所示的流量計電子裝置121，以便簡明。在連接器108中的元件405是流管102的入口；連接器109中的元件406是流管102的出口。
連接器108的固定主體111包括外螺紋409，其旋入位于底座101的元件401中的配合螺紋中，以便把連接器111連接到底座101的元件401上。在右方的連接器109的固定主體111類似地進行裝配，并通過螺紋409連接到位于底座101的元件401上。
連接器108的固定主體111還包括螺紋部分124，其螺紋接收連接器108的可動部分415。連接器109類似地裝配。連接器108的固定主體111還包括在其左側(cè)上的錐形短管413，其與可動元件415一道作為擴孔接頭，以便迫使輸入管104的右端處于固定部分111的錐形短管413上。這形成壓緊配合，其密封地把供應(yīng)管104的擴口開口固定到連接器的固定部分111的錐形短管部分413上。流管102的入口405被定位在連接器固定部分111內(nèi)，并與短管413的面425齊平。利用這種方式，由供應(yīng)管104提供的處理物料被流管102的入口405接收。處理物料通過流管102向右流到連接器109的固定主體111，此處流管102的出口和短管413的端部齊平。這使得管106的端部408密封地接附到連接器109上以及流管102的出406上。圖1的其它的連接器107和110與圖4的連接器108、109的細節(jié)相同。
帶有粘接劑開口的流量計-圖5-7圖5-7示出了在本發(fā)明的實施例中的流量計500的示例。如圖5所示，流量計500包括U形底座522、流管501、驅(qū)動器D、和傳感器LPO、RPO。對于本發(fā)明，流量計500不必包括U形底座522。流量計500可包括V形底座或任何其它形式的底座，這均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。流管501由含氟聚合物物質(zhì)制成。含氟聚合物物質(zhì)的示例是全氟烷氧基乙烯(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、和氟化乙烯聚合物(FEP)。U形底座522可由不銹鋼制成。驅(qū)動器D和傳感器LPO、RPO接附在流管501上。
流量計500的U形底座522包括柱517和柱518。柱517和柱518彼此平行。柱517包括管開口502和粘接劑開口504。所示的粘接劑開口504位于柱517的中心，但是粘接劑開口504可定位成靠近一側(cè)或另一側(cè)。管開口502和粘接劑開口504可定位成與在柱517中彼此相交。柱518包括管開口512和粘接劑開口514。所示的粘接劑開口514位于柱518的中心，但是粘接劑開口514可定位成靠近一側(cè)或另一側(cè)。管開口512和粘接劑開口514可定位成與在柱518中彼此相交。管開口502和管開口512位于同一軸線上。
流管501穿過管開口502和管開口512。管開口502的直徑稍微大于流管501的直徑，以便在管開口502與流管501之間形成間隙506。圖6是柱517的截面圖，其示出了管開口502、粘接劑開口504、和間隙506。粘接劑開口504提供通向間隙506的進入口，以便粘接劑施加到流管501的外表面510上以及管開口502的內(nèi)表面508上。圖5所示的管開口512的直徑稍微大于流管501的直徑，以便在管開口512與流管501之間形成間隙516。粘接劑開口514提供通向間隙516的進入口，以便粘接劑施加到流管501的外表面510上以及管開口512的內(nèi)表面515上。粘接劑使得流管501粘結(jié)到管開口502的內(nèi)表面508和管開口512的內(nèi)表面515上。
流量計500的操作與圖1-4所示的流量計100的操作大致相同。流量計500接收過程物料流。該過程物料流經(jīng)流管501。驅(qū)動器D使得流管501以諧振頻率振動。傳感器LPO、RPO也接附到流管501上。傳感器LPO、RPO檢測由過程物料在流管501中流動而產(chǎn)生的科里奧利偏轉(zhuǎn)，并且產(chǎn)生表示該偏轉(zhuǎn)的信號。該信號傳送給處理該信號的(未示出的)流量計電子裝置。
以下描述了制造者所用的將流管501粘結(jié)到流量計500中的管開口502和管開口512上的方法。首先，制造者使管開口502、粘接劑開口504、和流管501在水平面上定向。參照圖7，制造者在粘接劑開口504中定位粘接劑施加器722的尖端724，使其進入間隙506，以便靠近流管501的外表面510和管開口502的內(nèi)表面508。應(yīng)當理解，在圖7中所示的粘接劑施加器722不是垂直的。粘接劑開口504、管開口502、和流管501在水平面上，并且粘接劑施加器722由此水平地插入粘接劑開口504。粘接劑施加器722的一個示例是型號為1500XL-CA的EFD微配送器。微配送器設(shè)定為3PSI并且具有3ml的注射器和半英寸長的0.006英寸的Teflon襯底的針。制造者在流管501的外表面510和管開口502的內(nèi)表面508之間將一定量的粘接劑720引入到間隙506中。粘接劑720可以是腈基丙烯酸酯粘合劑(CA)。CA的一個示例是由Loctite制造的Superbonder 420。
由于外表面510和內(nèi)表面508的表面能，粘接劑720通過毛細作用或芯吸作用從而吸入到間隙506中。圖7中的箭頭表示該芯吸作用。芯吸作用作用于間隙506的大致100％的有效區(qū)域。通過水平地定位管開口502、粘接劑開口504、和流管501，粘接劑720不受流體靜壓力。因此，粘接劑720由于芯吸作用而填充間隙506，并且不受流體靜壓力作用。當粘接劑720到達管開口502的端部時，芯吸作用停止，并且形成均勻的且對稱的填料條。制造者使得粘接劑720在間隙506中固化。
制造者隨后使管開口512、粘接劑開口514、和流管501在水平面上定向。該水平面可以是與上述水平面相同的水平面，以便管開口102和管開口112同時連接到流管501上。制造者在粘接劑開口514中定位粘接劑施加器722的尖端724，使其進入間隙516，以便靠近流管501的外表面510和管開口512的內(nèi)表面515。制造者將一定量的粘接劑720在流管501的外表面510和管開口512的內(nèi)表面515之間引入到間隙516中。由于外表面510和內(nèi)表面515的表面能，粘接劑720通過毛細作用或芯吸作用從而吸入到間隙516中。通過水平地定位管開口512、粘接劑開口514、和流管501，粘接劑720不受流體靜壓力。因此，粘接劑720由于芯吸作用而填充間隙516，并且不受流體靜壓力作用。當粘接劑720到達管開口512的端部時，芯吸作用停止，并且形成均勻的且對稱的填料條。制造者使得粘接劑720在間隙516中固化。在施加粘接劑之后，固定螺釘可旋到粘接劑開口504和514中以便進一步使流管501保持就位。
粘接劑開口504和514有利地提供了簡易、適當、且有效的通向間隙506、516的進入口，以便將流管501粘接到內(nèi)表面508、515上。
粘結(jié)強度流管501和管開口502、512之間的粘結(jié)強度和質(zhì)量取決于所用的粘接劑的類型和量、被粘結(jié)表面的制備、粘接劑固化時的空氣濕度、粘接劑固化時的表面溫度、以及被粘結(jié)表面之間的間隙尺寸。
粘接劑的選擇制造者可基于粘接劑的粘度來選擇其類型。粘接劑的粘度影響粘接劑在間隙506、516中的芯吸作用的程度。粘接劑的優(yōu)選粘度范圍是2-110厘泊。所用的粘接劑的量取決于粘結(jié)所需的強度、固化速度、和制造的簡易度。
表面制備為了形成強結(jié)合，流管501的外表面510、、管開口502的內(nèi)表面508、和管開口512的內(nèi)表面515應(yīng)當適當?shù)刂苽洹Ｔ谡辰觿┦┘又?，可進行表面510、508、515的制備。如在背景技術(shù)中所述，流管501由例如PFA的含氟聚合物物質(zhì)制成，其具有非常低的表面能。這使得粘接劑難以粘結(jié)到流管501上。以下的方法使得制造者可形成與流管501的外表面510的牢固粘結(jié)。在組裝流量計500之前，制造者蝕刻流管501的外表面510。制造者使用萘基鈉蝕刻劑來蝕刻外表面510。萘基鈉蝕刻劑的示例是乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、和四甘醇二甲醚。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，流管501的供應(yīng)商可蝕刻外表面510，因此制造者不必這樣做。隨后，制造者清潔外表面510。制造者使用乙醇溶液清潔外表面510。
管開口502的內(nèi)表面508和管開口512的內(nèi)表面515可同樣地制備。假設(shè)對于U形底座522由不銹鋼制成。制造者使得管開口502、512不平滑。最佳的表面粗糙度是大約64微英寸RMS(均方根值)。在通常的情況中，當制造者對在U形底座522中的管開口502和512進行加工時，內(nèi)表面508、515具有足以實現(xiàn)牢固粘結(jié)的表面粗糙度。制造者隨后通過清潔內(nèi)表面508和515以便除去機油和其它物質(zhì)。制造者可隨后通過在超聲浴槽內(nèi)用丙酮擦洗內(nèi)表面508、515從而清潔內(nèi)表面508、515。制造者還可在施加粘接劑之前清潔帶有乙醇的內(nèi)表面508、515。
濕度和溫度濕度和溫度影響粘接劑如何固化。為了形成更強的粘結(jié)，制造者可控制流量計500的制造環(huán)境。粘接劑例如CA(腈基丙烯酸酯粘合劑)是含水分的粘接劑。在流管501的外表面510以及管開口502、512的內(nèi)表面508、515上需要水分，以便粘接劑720適當?shù)毓袒Ｒ虼?，當粘接?20固化時，制造者可控制流量計500周圍的環(huán)境的相對濕度。當粘接劑720固化時，該相對濕度可保持在40-60％。如果相對濕度過低，則可使用粘接劑加速劑以便有助于粘接劑的固化。制造者還可控制流量計500周圍的環(huán)境的溫度或者控制被粘結(jié)的流量計500部件的溫度。該溫度被設(shè)定在大于23攝氏度。
間隙的尺寸間隙506、516的尺寸對于粘結(jié)強度是重要的。間隙506、516的尺寸可基于所用的粘接劑的粘度、施加的容易度、粘接劑有效區(qū)域的質(zhì)量、和流管501的外表面510以及管開口502、512的內(nèi)表面508、515的表面能來選擇。可接受的間隙尺寸的范圍是0.001-0.02英寸。如果間隙過小，粘接劑的芯吸作用被抑制，并且粘接劑有效區(qū)域不足。如果間隙過大，粘接劑無法通過芯吸作用來移動并且不能完全固化。對于間隙506、516而言的最佳間隙是大約0.0035英寸，以便形成牢固粘結(jié)。
固定設(shè)備-圖8-13圖8-13示出了在本發(fā)明的實施例中的固定設(shè)備。固定設(shè)備800構(gòu)形成在流量計的制造過程中固定流量計(例如流量計500)的流管。參照圖5，固定設(shè)備800可用于保持流管501就位，以便流管501粘結(jié)到管開口502、管開口512、驅(qū)動器D、和傳感器LPO、RPO上。
如圖8-9所示，固定設(shè)備800包括第一部段802和第二部段804。第一部段802和第二部段804可由聚甲醛樹酯或不銹鋼制成。第一部段802包括在第一部段802的端部913上的第一管開口部分912。第二部段804包括在第二部段804的端部915上的第二管開口部分914。第一部段802的端部913和第二部段804的端部915構(gòu)形成彼此相鄰配合。
圖10-11示出了與第二部段804相鄰的第一部段802。當相鄰布置時，第一部段802和第二部段804形成固定塊1000。固定塊1000包括由第一管開口部分912和第二管開口部分914形成的管開口1101，如圖9所示。管開口1101用于在制造過程中保持流量計500的流管501。管開口1101稍微大于流管501的直徑。固定塊1000構(gòu)形成以便裝配在U形底座552的柱517和柱518之間。固定塊1000的長度大致近似于柱517的內(nèi)表面和柱518的內(nèi)表面之間的距離。
固定設(shè)備800還包括固定裝置806。固定裝置806將第一部段802和第二部段804固定到流量計500的U形底座552上。固定裝置806使得管開口1101與U形底座552的管開口502、512對準。固定裝置806可以是螺栓、螺釘、夾具、銷、或任何其它的緊固裝置。
固定設(shè)備800還包括緊固裝置810，緊固裝置810將第一部段802連接到第二部段804上。緊固裝置810可以是螺栓、螺釘、夾具、銷、或任何其它的緊固裝置。
固定設(shè)備800實現(xiàn)以下功能。固定設(shè)備800迫使流管501為直的，使得流管501不彎曲。固定設(shè)備800使得流管501定位并保持流管，以便流管501與管開口502、512對準。固定設(shè)備800還定位并支承流管501，以便驅(qū)動器部件和傳感器部件接附到流管501上。
圖12-13以本發(fā)明的示例示出了固定設(shè)備800的另一實施例。固定設(shè)備800包括驅(qū)動器開口1202。驅(qū)動器開口1202從固定塊1000的表面延伸，并且與固定塊1000的管開口1101相交。在該示例中，U形底座552還包括開口402。驅(qū)動器開口1202位于U形底座552的開口402的同一軸線上。固定裝置806將固定塊1000固定到U形底座552上，以便U形底座552的開口402與固定塊1000的驅(qū)動器開口1202對準。
固定設(shè)備800還包括傳感器開口1204。傳感器開口1204從固定塊1000的表面延伸，并且與固定塊1000的管開口1101相交。在該示例中，U形底座552還包括開口404。傳感器開口1204位于U形底座552的開口404的同一軸線上。固定裝置806將固定塊1000固定到U形底座552上，以便U形底座552的開口404與固定塊1000的傳感器開口1204對準。
圖12-13示出了在固定設(shè)備800的底側(cè)上的驅(qū)動器開口1202和傳感器開口1204。驅(qū)動器開口1202和傳感器開口1204與U形底座552的開402和404對準。驅(qū)動器開口1202和/或傳感器開口1204可位于固定設(shè)備800的頂側(cè)上。在這種情況下，U形底座552不必具有開口402和404。
固定設(shè)備800還包括對準裝置1206。對準裝置1206構(gòu)形成裝配在U形底座552的開口402中和裝配在固定塊1000的驅(qū)動器開口1202中。對準裝置1206從固定塊1000的表面延伸到固定塊1000的管開口1101附近的區(qū)域。對準裝置1206包括在一端上的唇部1208，其大于開口402或驅(qū)動器開口1202的直徑。唇部1208允許對準裝置1206延伸到開口402或驅(qū)動器開口1202中一特定距離。在對準裝置1206的末端與流管501接觸之前，唇部1208使得對準裝置1206停止。這防止對準裝置1206損壞流管501。
以下是當流管501粘結(jié)到U形底座552上時使用固定設(shè)備800保持流管501的方法的實施例。制造者將流管501從圖5所示的柱517的管開口502和柱518的管開口515插入。制造者在U形底座552上對準第一半部段802和第二半部段804。制造者使得第一部段802的端部913和第二部段804的端部915抵靠，以便在第一管開口部分912和第二管開口部分914之間包圍流管501，從而形成固定塊1000。制造者將第一部段802緊固到第二部段804上。制造者可使用固定裝置806從而將固定塊1000固定到U形底座552上。制造者將一定量的粘接劑在流管501的外表面510與柱517的管開口502的內(nèi)表面508之間引入到間隙506中。粘接劑可以是CA。制造者可經(jīng)粘接劑開口引入粘接劑，例如圖5-7所示的粘接劑開口504。制造者還可將一定量的粘接劑在流管501的外表面510與柱518的管開口514的內(nèi)表面515之間引入到間隙516中。
該方法結(jié)合有制造如上所述的牢固粘結(jié)所考慮的因素。特別是，該方法還包括選擇所用的粘接劑的類型和量、被粘結(jié)表面的制備、控制粘接劑固化時的空氣濕度、控制粘接劑固化時的表面溫度、以及選擇最佳間隙尺寸。
以下是使用固定設(shè)備800將驅(qū)動器D的驅(qū)動器部件1212接附到流管501上的方法的實施例。制造者使驅(qū)動器部件1212接附到對準裝置1206上。此刻的接附不意味著驅(qū)動器部件1212必需固定到對準裝置1206上。驅(qū)動器部件1212只是被設(shè)置在對準裝置1206的端部上。制造者將粘接劑施加到驅(qū)動器部件1212的表面上。粘接劑可以是CA。制造者通過使用對準裝置1206從而將驅(qū)動器部件1212從開口402和驅(qū)動器開口1202插入。圖13示出了對準裝置1206完全地插入到開口402和驅(qū)動器開口1202中。制造者通過使用對準裝置1206從而使得在驅(qū)動器部件1212的表面上的粘接劑接觸到流管501。唇部1208防止對準裝置1206將驅(qū)動器部件1212推太遠并且防止其損壞流管501。制造者使得粘接劑固化。隨后制造者從開口402和驅(qū)動器開口1202中取出對準裝置1206。
該方法結(jié)合有制造如上所述的牢固粘結(jié)所考慮的因素。特別是，該方法還包括選擇所用的粘接劑的類型和量、被粘結(jié)表面的制備、控制粘接劑固化時的空氣濕度、控制粘接劑固化時的表面溫度、以及選擇最佳間隙尺寸。
以下是使用固定設(shè)備800將傳感器LPO、RPO的傳感器部件1214接附到流管501上的方法的實施例。制造者使傳感器部件1214接附到對準裝置1206上。此刻的接附不意味著傳感器部件1214必需固定到對準裝置1206上。傳感器部件1214只是被設(shè)置在對準裝置1206的端部上。制造者將粘接劑施加到傳感器部件1214的表面上。粘接劑可以是CA。制造者通過使用對準裝置1206從而將傳感器部件1214從開口404和傳感器開口1204插入。圖13示出了對準裝置1206完全地插入到開口404和傳感器開口1204中。制造者通過使用對準裝置1206從而使得在傳感器部件1214的表面上的粘接劑接觸到流管501。唇部1208防止對準裝置1206將傳感器部件1214推太遠并且防止其損壞流管501。制造者使得粘接劑固化。隨后制造者從開口404和傳感器開口1204中取出對準裝置1206。
驅(qū)動器部件1212和傳感器部件1214可以是磁體。驅(qū)動器D和傳感器LPO、RPO通常是磁體-線圈系統(tǒng)。因此，對準裝置1206由無磁性的材料制成，例如黃銅。
該方法結(jié)合有制造如上所述的牢固粘結(jié)所考慮的因素。特別是，該方法還包括選擇所用的粘接劑的類型和量、被粘結(jié)表面的制備、控制粘接劑固化時的空氣濕度、控制粘接劑固化時的表面溫度、以及選擇最佳間隙尺寸。
檢測驅(qū)動器和傳感器對準的方法-圖14
圖14以本發(fā)明的示例形式示出了用于檢測驅(qū)動器和傳感器在流量計的流管上對準的方法。該方法可用于檢測將驅(qū)動器部件和傳感器部分接附到流量計的流管上的制造過程的精確度。例如，在流量計的制造者使用圖8-13所示的固定設(shè)備800以便將驅(qū)動器部件1212和傳感器部件1214接附到流管501上之后，制造者可使用該方法檢測固定設(shè)備800的質(zhì)量。圖14的附圖標記在以下的括號中。
為了檢測流量計，制造者通過使用驅(qū)動器使得流管以一個或多個驅(qū)動頻率振動(1402)。制造者可使得流管在頻譜范圍內(nèi)振動，以便實現(xiàn)更有利的效果。制造者使用處理系統(tǒng)接收來自傳感器的傳感器信號(1404)。該傳感器信號代表流管的振動頻率。處理系統(tǒng)處理該傳感器信號和代表驅(qū)動頻率的信號，以便確定頻率響應(yīng)(1406)。該處理系統(tǒng)基于該頻率響應(yīng)來識別驅(qū)動器和傳感器在流管上的不可接受的對準(1408)。
例如，如果驅(qū)動器和傳感器的對準是良好的，則頻率響應(yīng)僅包括流管的第一和第三彎曲模式。如果頻率響應(yīng)包括在流管的第二彎曲模式中的尖峰信號，則表明驅(qū)動器和傳感器的軸向?qū)适遣畹?。處理系統(tǒng)可向制造者表明該軸向?qū)适遣豢山邮艿?。如果頻率響應(yīng)包括在流管的第一扭轉(zhuǎn)模式中的尖峰信號，則表明驅(qū)動器和傳感器的橫向?qū)适遣畹?。處理系統(tǒng)可向制造者表明該橫向?qū)适遣豢山邮艿摹Ａ鞴?、?qū)動器、和傳感器的不對準程度與第二彎曲模式和第一扭轉(zhuǎn)模式的損耗是成比例的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，流管的第一、第二、第三彎曲模式和第一扭轉(zhuǎn)模式的含義。因此為了簡化在此省去了詳細描述。
基于頻率響應(yīng)的信息，制造者可確定構(gòu)造的流管的質(zhì)量。制造者還可使用該信息來改變固定設(shè)備800或者制造過程中的的某一其它部件。
制造流管的方法-圖15圖15以本發(fā)明的示例形式示出了用于制造由含氟聚合物物質(zhì)制成的流管的方法。如背景技術(shù)所述，由流管制造者提供的流管通常是曲線形狀的。流管制造者可使用該方法制造直的流管。圖14的附圖標記在以下的括號中。
制造者通過擠壓系統(tǒng)來擠壓流管(1502)。流管由含氟聚合物物質(zhì)制成，例如PFA。從擠壓機出來的流管的溫度高于室溫。制造者切割流管的一部段(1504)。隨后制造者將該流管部段固定，以便當該部段冷卻時保持該部段的縱向形狀是直的(1506)。例如，制造者可將該部段夾持在平表面上，以便矯直該流管。制造者還可將流管置于其它形式的模具中，以便矯直該流管。當流管冷卻并矯直時，制造者封裝流管的該部段，以便保持該部段的直的形狀(1508)。制造者可將流管置于其它形式的封裝模具中，以便在運輸或存儲中保持流管是直的。
制造者還可在封裝該部段之前蝕刻該流管的該部段。這對于流量計的制造者而言是非常方便的。制造者可在特殊類型的封裝件中存儲該流管部段，避免該流管部段暴光，從而防止蝕刻表面的降解。制造者還可在受控的環(huán)境中保持該流管部段，以便將該部段保持在環(huán)境溫度。這些步驟中的兩個步驟可保持流管的蝕刻表面的完整性。
權(quán)利要求
1.一種流量計(500)，其包括流管(501)；接附到該流管上以便該流管振動的驅(qū)動器(D)；和至少一個傳感器(LPO、RPO)，該傳感器接附到該流管上以便檢測該振動的流管的運動；該流量計的特征在于底座(552)，其包括第一柱(517)，延伸穿過該第一柱的管開口(502)，從該第一柱上的一表面延伸并與該第一柱的該管開口相交的粘接劑開口(504)，與該第一柱平行的第二柱(518)，延伸穿過該第二柱并且與該第一柱的該管開口同軸的管開口(512)，和從該第二柱上的一表面延伸并與該第二柱的該管開口相交的粘接劑開口(514)；其中，該流管延伸穿過該第一柱的該管開口和該第二柱的該管開口；其中，該流管由含氟聚合物物質(zhì)制成。
2.如權(quán)利要求1所述的流量計(500)，其特征在于該流管(501)是由全氟烷氧基乙烯(PFA)制成的。
3.如權(quán)利要求2所述的流量計(500)，其特征在于該底座(552)是由不銹鋼制成的。
4.如權(quán)利要求1所述的流量計(500)，其特征在于該流量計包括科里奧利流量計。
5.一種將該流管(501)接附到如權(quán)利要求1所述的該流量計(500)的該第一柱(517)和該第二柱(518)上的方法，該方法的特征在于包括以下步驟使該第一柱的該管開口(502)、該第一柱的該粘接劑開口(504)、和該流管(501)在水平面上定向；在該第一柱的該粘接劑開口中定位粘接劑施加器(722)的尖端(724)，以便在該流管的外表面(510)和該第一柱的該管開口的內(nèi)表面(508)之間進入間隙(506)；在該流管的該外表面和該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面之間將一定量的粘接劑(720)引入到該間隙中；使該第二柱的該管開口(512)、該第二柱的該粘接劑開口(514)、和該流管(501)在水平面上定向；在該第二柱的該粘接劑開口中定位粘接劑施加器的尖端，以便在該流管的外表面和該第二柱的該管開口的內(nèi)表面(515)之間進入間隙(516)；和在該流管的該外表面和該第二柱的該管開口的該內(nèi)表面之間將一定量的粘接劑引入到該間隙中。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于該粘接劑(720)包括腈基丙烯酸酯粘合劑(CA)。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于其還包括基于該粘接劑的粘度來選擇該粘接劑(720)。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于其還包括控制該流量計(500)的周圍環(huán)境的相對濕度，以便使該粘接劑(720)固化。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于其還包括控制該流量計(500)的溫度，以便使該粘接劑(720)固化。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于在引入該粘接劑(720)之前，蝕刻該流管(501)的該外表面(510)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于其還包括使用萘基鈉蝕刻劑來蝕刻該流管(501)的該外表面(510)。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于其還包括在引入該粘接劑(720)之前，清潔該流管(501)的該外表面(510)。
13.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于其還包括在引入該粘接劑(720)之前，使得該第一柱(517)的該管開口(502)的內(nèi)表面(508)和該第二柱(518)的該管開口(512)的內(nèi)表面(515)粗糙。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于其還包括在引入該粘接劑(720)之前，清潔該第一柱(517)的該管開口(502)的內(nèi)表面(508)和該第二柱(518)的該管開口(512)的內(nèi)表面(515)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于清潔該第一柱(517)的該管開口(502)的該內(nèi)表面(508)和該第二柱(518)的該管開口(512)的該內(nèi)表面(515)包括在超聲波浴槽中用丙酮沖洗該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面和該第二柱的該管開口的該內(nèi)表面。
16.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于其還包括基于該粘接劑(720)的粘度、該流管的該外表面的表面能、和該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面的表面能，選擇該流管(501)的該外表面(510)和該第一柱(517)的該管開口(502)的該內(nèi)表面(508)之間的該間隙(506)的尺寸。
17.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于其還包括基于固化速度來選擇該粘接劑(720)的所述量。
18.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于其還包括向該粘接劑(720)施加加速劑，以便加速該粘接劑的固化。
19.一種用于制造流量計(500)的固定設(shè)備(800)，該流量計包括底座(552)、由含氟聚合物物質(zhì)制成的流管(501)、用于使該流管振動的驅(qū)動器(D)、和至少一個用于檢測該振動的流管的運動的傳感器(LPO、RPO)，該底座具有第一柱(517)以及與該第一柱彼此平行的第二柱(518)，該第一柱具有延伸穿過該第一柱的管開口(502)，該第二柱具有延伸穿過該第二柱并且與該第一柱的該管開口同軸的管開口(512)，該固定設(shè)備的特征在于第一部段(802)，其具有在該第一部段的端部(913)上的第一管開口部分(912)；和第二部段(804)，其具有在該第二部段的端部(915)上的第二管開口部分(914)，該第二部段的該端部適于與該第一部段的該端部相鄰地配合，以形成固定塊(1000)，該固定塊具有由該第一管開口部分和該第二管開口部分形成的管開口(1101)，該固定塊適于裝配在該底座的該第一柱和該第二柱之間。
20.如權(quán)利要求19所述的固定設(shè)備(800)，其特征在于該固定塊(1000)還包括驅(qū)動器開口(1202)，該驅(qū)動器開口從該固定塊的表面延伸，并且與該固定塊的該管開口(1101)相交；和傳感器開口(1204)，該傳感器開口從該固定塊的表面延伸，并且與該固定塊的該管開口相交。
21.如權(quán)利要求19所述的固定設(shè)備(800)，其特征在于該固定塊(1000)的長度大致近似于該第一柱(517)的內(nèi)表面和該第二柱(518)的內(nèi)表面之間的距離。
22.如權(quán)利要求20所述的固定設(shè)備(800)，其特征在于其還包括固定裝置(806)，該固定裝置將該第一部段(802)和該第二部段(804)固定到該流量計(500)的該底座(552)上，以使該固定塊(1000)的該管開口(1101)與該第一柱(517)的該管開口(502)和該第二柱(518)的該管開口(512)對準。
23.如權(quán)利要求22所述的固定設(shè)備(800)，其特征在于該底座(552)還包括延伸穿過該底座的驅(qū)動器開口(402)；該固定裝置(806)還適于將該固定塊(1000)固定到該底座上，以便該底座的該驅(qū)動器開口與該固定塊的該驅(qū)動器開口(1202)對準；該底座還包括延伸穿過該底座的至少一個傳感器開口(404)；和該固定裝置還適于將該固定塊固定到該底座上，以便該底座的該至少一個傳感器開口與該固定塊的該至少一個傳感器開口(1204)對準。
24.如權(quán)利要求19所述的固定設(shè)備(800)，其特征在于該固定塊(1000)包括聚甲醛樹酯。
25.如權(quán)利要求19所述的固定設(shè)備(800)，其特征在于該固定塊(1000)包括不銹鋼。
26.如權(quán)利要求19所述的固定設(shè)備(800)，其特征在于其還包括適于將該第一部段(802)連接到該第二部段(804)上的緊固裝置(810)。
27.如權(quán)利要求23所述的固定設(shè)備(800)，其特征在于其還包括對準裝置(1206)，該對準裝置適于裝配在在該固定塊(1000)的該驅(qū)動器開口(1202)中，并且該對準裝置從該固定塊的該表面延伸到該固定塊的該管開口(1101)附近的區(qū)域。
28.如權(quán)利要求27所述的固定設(shè)備(800)，其特征在于該對準裝置(1206)包括在一端上的唇部(1208)，其大于該固定塊(1000)的該驅(qū)動器開口(1202)的直徑，該唇部適于允許該對準裝置延伸到該驅(qū)動器開口中一特定距離。
29.一種使用如權(quán)利要求19所述的固定設(shè)備(800)將該流管(501)接附到該流量計(500)的該底座(552)上的方法，該方法的特征在于包括以下步驟將該流管穿過該第一柱(517)的該管開口(502)和該第二柱(518)的該管開口(512)插入；對準該固定設(shè)備的該第一部段(802)和該第二部段(804)，以便在該第一管開口部分(912)和該第二管開口部分(914)之間包圍該流管；將該第一部段緊固到該第二部段上，以便形成該固定塊(1000)；將該固定塊固定到該底座上；在該流管的該外表面(510)與該第一柱(517)的該管開口(502)的該內(nèi)表面(508)之間將一定量的粘接劑(720)引入到間隙(506)中；和在該流管的該外表面與該第二柱(518)的該管開口(512)的該內(nèi)表面(515)之間將一定量的粘接劑引入到間隙(516)中。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于該粘接劑(720)包括腈基丙烯酸酯粘合劑。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于該流管(501)是由全氟烷氧基乙烯(PFA)制成的。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于該底座(552)由不銹鋼制成。
33.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于其還包括基于該粘接劑的粘度來選擇該粘接劑(720)。
34.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于其還包括控制該流量計(500)的周圍環(huán)境的相對濕度，以便使該粘接劑(720)固化。
35.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于其還包括控制該流量計(500)的溫度，以便使該粘接劑(720)固化。
36.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于在引入該粘接劑(720)之前，蝕刻該流管(501)的該外表面(510)。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于其還包括使用萘基鈉蝕刻劑來蝕刻該流管(501)的該外表面(510)。
38.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于其還包括在引入該粘接劑(720)之前，清潔該流管(501)的該外表面(510)。
39.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于其還包括在引入該粘接劑(720)之前，使得該第一柱(517)的該管開口(502)的該內(nèi)表面(508)和該第二柱(518)的該管開口(512)的該內(nèi)表面(515)粗糙。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于其還包括在引入該粘接劑(720)之前，清潔該第一柱(517)的該管開口(502)的內(nèi)表面(508)和該第二柱(518)的該管開口(512)的內(nèi)表面(515)。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于清潔該第一柱(517)的該管開口(502)的該內(nèi)表面(508)和該第二柱(518)的該管開口(512)的該內(nèi)表面(515)包括在超聲波浴槽中用丙酮沖洗該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面和該第二柱的該管開口的該內(nèi)表面。
42.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于其還包括基于該粘接劑(720)的粘度、該流管的該外表面的表面能、和該第一柱的該管開口的該內(nèi)表面的表面能，選擇該流管(501)的該外表面(510)和該第一柱(517)的該管開口(502)的該內(nèi)表面(508)之間的該間隙(506)的尺寸。
43.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于其還包括基于固化速度來選擇該粘接劑(720)的所述量。
44.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于其還包括向該粘接劑(720)施加加速劑，以便加速該粘接劑的固化。
45.一種使用如權(quán)利要求27所述的固定設(shè)備(800)將該驅(qū)動器(D)的驅(qū)動器部件(1212)接附到該流量計(500)的該流管(501)上的方法，該方法的特征在于包括以下步驟使該驅(qū)動器部件裝接到該對準裝置(1206)上；將粘接劑施加到該驅(qū)動器部件的表面上；通過使用該對準裝置從而將該驅(qū)動器部件穿過該固定塊(800)的該驅(qū)動器開口(1202)插入；和通過使用該對準裝置從而使得在該驅(qū)動器部件的該表面上的粘接劑接觸到該流管。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于該粘接劑包括腈基丙烯酸酯粘合劑。
47.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于該驅(qū)動器部件(1212)包括磁體。
48.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于其還包括使得該粘接劑固化；和從該固定塊(1000)的該驅(qū)動器開口(1202)中取出該對準裝置(1206)。
49.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于其還包括控制該流量計(500)的周圍環(huán)境的相對濕度，以便使該粘接劑固化。
50.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于其還包括控制該流管(501)和該驅(qū)動器部件(1212)的溫度，以便使該粘接劑固化。
51.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于其還包括在引入該粘接劑之前，蝕刻該流管(501)的該外表面(510)。
52.如權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于其還包括在引入該粘接劑之前，清潔該流管(501)的該外表面(510)。
53.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于其還包括在引入該粘接劑之前，清潔該驅(qū)動器部件(1212)的該表面。
54.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于其還包括向該粘接劑施加加速劑，以便加速該粘接劑的固化。
55.一種使用如權(quán)利要求27所述的固定設(shè)備(800)將該至少一個傳感器(LPO、RPO)的傳感器部件(1214)接附到該流量計(500)的該流管(501)上的方法，該方法的特征在于包括以下步驟使該傳感器部件裝接到該對準裝置(1206)上；將粘接劑施加到該傳感器部件的表面上；通過使用該對準裝置從而將該傳感器部件穿過該固定塊(1000)的該至少一個傳感器開口(1204)插入；和通過使用該對準裝置從而使得在該傳感器部件的該表面上的粘接劑接觸到該流管。
56.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于該粘接劑包括腈基丙烯酸酯粘合劑。
57.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于該傳感器部件(1214)包括磁體。
58.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于其還包括使得該粘接劑固化；和從該固定塊(1000)的該至少一個傳感器開口(1204)中取出該對準裝置(1206)。
59.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于其還包括控制該流量計(500)的周圍環(huán)境的相對濕度，以便使該粘接劑固化。
60.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于其還包括控制該流管(501)和該傳感器部件(1214)的溫度，以便使該粘接劑固化。
61.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于其還包括在引入該粘接劑之前，蝕刻該流管(501)的該外表面(510)。
62.如權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于其還包括在引入該粘接劑之前，清潔該流管(501)的該外表面(510)。
63.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于其還包括在引入該粘接劑之前，清潔該傳感器部件(1214)的該表面。
64.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于其還包括向該粘接劑施加加速劑，以便加速該粘接劑的固化。
65.一種制造流管的方法，該流管由含氟聚合物物質(zhì)制成并且是大致直的，其中流管由擠壓系統(tǒng)進行擠壓，該方法的特征在于以下步驟切割該流管的一部段(1504)，其中該流管的溫度高于室溫；將該流管的該部段固定，以便當該部段從該溫度冷卻時保持該流管的該部段的縱向形狀是直的(1506)；和封裝該流管的該部段，以便保持該流管的該部段的該直的縱向形狀(1508)。
66.如權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于該流管(501)是由全氟烷氧基乙烯(PFA)制成的。
67.如權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于其還包括在封裝該流管的該部段之前，蝕刻該流管的該部段。
68.如權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于其還包括存儲該流管的該部段，以避免該流管的該部段曝光。
69.如權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于其還包括以恒定的溫度存儲該流管的該部段。
70.一種用于在流量計(500)的流管(501)上檢測驅(qū)動器(D)和至少一個傳感器(LPO、RPO)的對準的方法，該流量計包括底座(552)、由含氟聚合物物質(zhì)制成的該流管、用于使該流管振動的該驅(qū)動器、和所述至少一個用于檢測該振動的流管的運動的傳感器，該驅(qū)動器和所述至少一個傳感器用粘接劑接附到該流管上，該方法包括通過使用該驅(qū)動器使得該流管以至少一個頻率振動(1402)；和接收來自該至少一個傳感器的傳感器信號(1404)，該傳感器信號代表該流管的振動頻率；該方法的特征在于處理該傳感器信號和代表所述至少一個頻率的信號，以便確定頻率響應(yīng)(1406)；和基于該頻率響應(yīng)來識別該驅(qū)動器和所述至少一個傳感器在該流管上的不可接受的對準(1408)。
71.如權(quán)利要求70所述的方法，其特征在于其還包括如果該頻率響應(yīng)包括第二彎曲模式，則表明該驅(qū)動器(D)和所述至少一個傳感器(LPO、RPO)的軸向?qū)适遣豢山邮艿摹?br> 72.如權(quán)利要求70所述的方法，其特征在于其還包括如果該頻率響應(yīng)包括第一扭轉(zhuǎn)模式，則表明該驅(qū)動器(D)和所述至少一個傳感器(LPO、RPO)的橫向?qū)适遣豢山邮艿摹?br> 全文摘要
一種流量計(500)，其包括底座(552)、驅(qū)動器(D)、傳感器(LPO、RPO)、和由含氟聚合物物質(zhì)制成的流管(501)。該底座包括第一柱(517)和第二柱(518)。第一柱包括管開口(502)和粘接劑開口(504)，第二柱包括管開口(512)和粘接劑開口(514)。該流管延伸穿過第一柱和第二柱的該管開口。第一柱的管開口的直徑稍微大于流管，從而形成管開口和流管之間的間隙(506)。第一柱的粘接劑開口提供了進入該間隙的進入口，以便使得粘接劑施加到流管和管開口的內(nèi)表面(508)上，從而將流管接附到底座上。在第二柱中的粘接劑開口的功能相同。
文檔編號G01F1/84GK1613003SQ02823508
公開日2005年5月4日 申請日期2002年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月26日
發(fā)明者G·E·保拉斯, M·J·貝爾, M·G·惠勒, D·P·麥克努爾蒂, J·S·阿斯, L·C·萊伯 申請人:美國艾默生電氣公司