專利名稱：一種質(zhì)量流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種質(zhì)量流量計(jì)，屬于高精度質(zhì)量流量測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)一個(gè)位于以旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)做朝向旋轉(zhuǎn)中心或離向旋轉(zhuǎn)中心的運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一慣性力——科里奧利力，該力與流體的質(zhì)量流量成正比，質(zhì)量流量計(jì)正是基于這一原理制成的?，F(xiàn)有的質(zhì)量流量計(jì)主要包括直接式質(zhì)量流量計(jì)，普遍存在零點(diǎn)不穩(wěn)定，形成零點(diǎn)漂移，影響其準(zhǔn)確度的進(jìn)一步提高；對(duì)外界振動(dòng)干擾較為敏感，易受到各種干擾，影響測(cè)量精度等。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種質(zhì)量流量計(jì)，用于解決現(xiàn)有的質(zhì)量流量計(jì)存在的零點(diǎn)飄移問題，增強(qiáng)抗振動(dòng)干擾能力。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種質(zhì)量流量計(jì)，包括振動(dòng)管、振動(dòng)管驅(qū)動(dòng)裝置、流量信號(hào)檢測(cè)裝置、流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換器，所述振動(dòng)管由兩根平行彎管組成，所述振動(dòng)管的兩端分別與所述流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)連接，所述振動(dòng)管驅(qū)動(dòng)裝置和流量信號(hào)檢測(cè)裝置都設(shè)置在所述振動(dòng)管上，所述轉(zhuǎn)換器設(shè)置在所述流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)上。由上述提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型提供的質(zhì)量流量計(jì)的可測(cè)量流體范圍廣，包括高黏度的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量氣體的液體、高低溫介質(zhì)、有足夠密度的中高壓氣體等；通過驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)振動(dòng)管振動(dòng)，減少了質(zhì)量流量計(jì)的惰性；測(cè)量管振動(dòng)幅度小，可視作非活動(dòng)件，測(cè)量管內(nèi)無阻礙件和活動(dòng)件，可靠性較高；對(duì)迎流流速分布不敏感，對(duì)上下游直管段要求不高，因此安裝要求低，運(yùn)行可靠、維修率低。

圖I為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的質(zhì)量流量計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的質(zhì)量流量計(jì)的基本原理示意圖；圖3為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的振動(dòng)管動(dòng)作的原理示意圖；圖4為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的振動(dòng)管振動(dòng)扭曲的示意圖。
具體實(shí)施方式
本具體實(shí)施方式
提供了一種質(zhì)量流量計(jì),如圖I所示,包括振動(dòng)管I、振動(dòng)管驅(qū)動(dòng)裝置2、流量信號(hào)檢測(cè)裝置3、流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)4和轉(zhuǎn)換器6，振動(dòng)管I由兩根平行彎管組成，振動(dòng)管I的兩端分別與流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)4連接，振動(dòng)管驅(qū)動(dòng)裝置2和流量信號(hào)檢測(cè)裝置3都設(shè)置在振動(dòng)管I上，轉(zhuǎn)換器6設(shè)置在流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)4上。[0013]具體的，振動(dòng)管I由兩根平行彎管組成，當(dāng)管中有流體通過時(shí)，兩管的振動(dòng)有相位差，此相位差大小代表流量大?。划?dāng)管中無流體通過時(shí)，兩管振動(dòng)相位差為零；振動(dòng)管驅(qū)動(dòng)裝置2將轉(zhuǎn)換器來的振蕩信號(hào)通過線圈產(chǎn)生電磁力，用以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)管1，使振動(dòng)管I以接近諧振頻率振動(dòng)；流量信號(hào)檢測(cè)裝置3用于檢測(cè)振動(dòng)管I的扭曲變化，進(jìn)而通過轉(zhuǎn)換器中的運(yùn)算電路計(jì)算出兩根平行彎管的相位差；流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)4用于固定振動(dòng)管I ;支架8將兩振動(dòng)管固定在一起，作為振動(dòng)系統(tǒng)的震動(dòng)軸心；本體兩頭配的安裝法蘭7與被測(cè)管道相連接；轉(zhuǎn)換器6主要有MPU板、信號(hào)調(diào)理板、安全柵板、電源板、LCD顯示器和鍵盤以及外殼等組成，轉(zhuǎn)換器6提供振動(dòng)管的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并檢測(cè)處理隨著流量變化的傳感器信號(hào)，進(jìn)行流量顯示，輸出標(biāo)準(zhǔn)工控信號(hào)，轉(zhuǎn)換器6測(cè)量顯示的參數(shù)有質(zhì)量流量、質(zhì)量總量、體積流量、體積總量、密度、溫度等。進(jìn)一步地，本具體實(shí)施方式
提供的質(zhì)量流量計(jì)還可以包括保護(hù)殼體5，用于將振動(dòng)管I、振動(dòng)管驅(qū)動(dòng)裝置2和流量信號(hào)檢測(cè)裝置3及支架8封裝保護(hù)起來。本具體實(shí)施方式
提供的質(zhì)量流量計(jì)的工作原理是當(dāng)一個(gè)位于以旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)做朝向旋轉(zhuǎn)中心或離向旋轉(zhuǎn)中心的運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一慣性力，原理如圖2所示。圖2中質(zhì)量為Sm的質(zhì)點(diǎn)以勻速u在管道內(nèi)向右向運(yùn)動(dòng),而管道圍繞固定點(diǎn)P以角速度ω旋轉(zhuǎn),此時(shí)這個(gè)質(zhì)點(diǎn)將獲得兩個(gè)加速度分量；①法向加速度ar(向心加速度)，其量值等于ω2Γ，方向朝向P點(diǎn)②切向加速度at(科里奧利加速度)，其量值等于2 ω U，方向與a r垂直由切向加速度產(chǎn)生的作用力稱為科里奧利力,其大小等于Fe = 2ω υ δπι。在上圖中流體Sm= P ΑΔχ，因此科氏力可以表示為AFc = 2co v· δ ·πι=2ω ·ν· P ·Α·Δχ = 2ω· δ qm · Δ χ(I)式(I)中的A為管道內(nèi)截面積；δ qm = δ dm/dt = υ ρ A ；對(duì)于特定的旋轉(zhuǎn)管道，其頻率特性是一定的，AFc僅取決于Sqm。因此直接或間 接測(cè)量科氏力就可以測(cè)得質(zhì)量流量。實(shí)際的流量傳感器并非實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而代之以管道振動(dòng)產(chǎn)生所需要的力。管道的兩端被固定，在兩個(gè)固定點(diǎn)的中間位置給管道加以振動(dòng)力(按管道的諧振頻率)，使其以固定點(diǎn)為軸以其自然頻率ω振動(dòng)。當(dāng)有流體流動(dòng)時(shí)管道的兩個(gè)半段按相反的方向振動(dòng)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生相位差，這一相位差同質(zhì)量流量成正比。以U型測(cè)量管為例，如圖3所示。在外力的驅(qū)動(dòng)下，U型測(cè)量管繞0-0軸按其自然頻率(諧振頻率)ω振動(dòng)。當(dāng)流體以均勻流速流過U型管時(shí)，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)原理，在U型管向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，入口一側(cè)產(chǎn)生向上的科氏加速度，產(chǎn)生的科氏力Fl向下作用在管壁上；出口一側(cè)則產(chǎn)生大小相等方向相反的科氏力F2。Fe = Fl = F2 = 2mco X u(2)當(dāng)U型管沿0-0軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，科氏力繞R-R軸產(chǎn)生的力矩M，則M = F1I^F2IT2 = 2Fc r = 4m υ ω r(3)由qm = m/t, υ = L/t 得 qm = m u /L (m = qmt)Μ = 4ηιυωΓ = 4ωΓ q L(4)上式中m是給定點(diǎn)的質(zhì)量；L是管子的長(zhǎng)度；r是轉(zhuǎn)動(dòng)力臂力矩M引起U型管扭曲，扭曲角Θ為測(cè)量管繞軸R-R的夾角，Ks為測(cè)量管的彈性剛度，T為扭矩，則T = Ks Θ。由T = M 得
權(quán)利要求1.一種質(zhì)量流量計(jì)，包括振動(dòng)管、振動(dòng)管驅(qū)動(dòng)裝置、流量信號(hào)檢測(cè)裝置、流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述振動(dòng)管由兩根平行彎管組成，所述振動(dòng)管的兩端分別與所述流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)連接，所述振動(dòng)管驅(qū)動(dòng)裝置和流量信號(hào)檢測(cè)裝置都設(shè)置在所述振動(dòng)管上，所述轉(zhuǎn)換器設(shè)置在所述流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的質(zhì)量流量計(jì)，其特征在于，所述質(zhì)量流量計(jì)還包括保護(hù)殼體，所述保護(hù)殼體設(shè)置在所述振動(dòng)管的外圍，所述振動(dòng)管驅(qū)動(dòng)裝置和流量信號(hào)檢測(cè)裝置都設(shè)置在所述保護(hù)殼體中。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種質(zhì)量流量計(jì)，包括振動(dòng)管、振動(dòng)管驅(qū)動(dòng)裝置、流量信號(hào)檢測(cè)裝置、流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換器，所述振動(dòng)管由兩根平行彎管組成，所述振動(dòng)管的兩端分別與所述流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)連接，所述振動(dòng)管驅(qū)動(dòng)裝置和流量信號(hào)檢測(cè)裝置都設(shè)置在所述振動(dòng)管上，所述轉(zhuǎn)換器設(shè)置在所述流量計(jì)本體支撐結(jié)構(gòu)上。本實(shí)用新型提供的質(zhì)量流量計(jì)的可測(cè)量流體范圍廣，包括高黏度的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量氣體的液體、高低溫介質(zhì)、有足夠密度的中高壓氣體等；通過驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)振動(dòng)管振動(dòng)，減少了質(zhì)量流量計(jì)的惰性；測(cè)量管振動(dòng)幅度小，可視作非活動(dòng)件，測(cè)量管內(nèi)無阻礙件和活動(dòng)件，可靠性較高。
文檔編號(hào)G01F1/80GK202382784SQ20112053105
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者王賢健 申請(qǐng)人:大連美天測(cè)控系統(tǒng)有限公司