振動(dòng)管及使用該振動(dòng)管的質(zhì)量流量計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種振動(dòng)管及使用該振動(dòng)管的質(zhì)量流量計(jì)，在用不同密度的介質(zhì)對(duì)同一個(gè)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，計(jì)量誤差較小。該質(zhì)量流量計(jì)包括一對(duì)相同的帶有配重塊的振動(dòng)管，振動(dòng)管包括頂段以及對(duì)稱設(shè)置在頂段兩端的與底座相連的支撐段，頂段的外壁上設(shè)置有2個(gè)重量相同的配重塊，所述2個(gè)配重塊分別位于頂段的垂直平分面的兩側(cè)，2個(gè)配重塊的重心距離頂段的垂直平分面的垂直距離相等。
【專利說明】振動(dòng)管及使用該振動(dòng)管的質(zhì)量流量計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及ー種振動(dòng)管及使用該振動(dòng)管的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是ー種直接精密地測(cè)量流體流量的儀表。典型的U型科里奧利質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)主體采用兩根并排的U形管，讓兩根管在其共振頻率下同頻反相振動(dòng)，即它們會(huì)同時(shí)靠攏或同時(shí)張開。如果在振動(dòng)管同步振動(dòng)的同時(shí)，將流體導(dǎo)入管內(nèi)，使之沿管內(nèi)向前流動(dòng)，則振動(dòng)管將強(qiáng)迫流體與之一起振動(dòng)。流體為了反抗這種強(qiáng)迫振動(dòng)，會(huì)給振動(dòng)管ー個(gè)與其流動(dòng)方向垂直的反作用力，在這種被叫做科里奧利效應(yīng)的作用下，振動(dòng)管將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，入口段管與出口段管在振動(dòng)的時(shí)間先后會(huì)有差異，這叫做相位時(shí)間差。這種差異與流過振動(dòng)管的流體質(zhì)量流量的大小成正比。如果能檢測(cè)出這種時(shí)間差異的大小，則可將質(zhì)量流量的大小確定?？评飱W利質(zhì)量流量計(jì)就是依據(jù)上述原理制成。
[0003]現(xiàn)有的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)存在以下不足:在用同一個(gè)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)對(duì)不同密度的介質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)吋，會(huì)出現(xiàn)計(jì)量誤差不一致的情況，且誤差值大于標(biāo)定值。也就是介質(zhì)的密度對(duì)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的檢測(cè)結(jié)果影響較大，我們稱之為密度效應(yīng)。
[0004]在專利CN101014836A中，密度效應(yīng)產(chǎn)生的原因主要是:由于科里奧利質(zhì)量流量計(jì)檢測(cè)的是振動(dòng)管上下游部分在科氏力作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形，而這種扭轉(zhuǎn)變形同時(shí)也可以由振動(dòng)管的某種振動(dòng)模態(tài)產(chǎn)生，所以，實(shí)際檢測(cè)的扭轉(zhuǎn)變形幅度是在驅(qū)動(dòng)頻率下的科氏力扭轉(zhuǎn)變形與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)響應(yīng)變形的合成函數(shù)。如果這兩個(gè)頻率接近，則扭轉(zhuǎn)幅度就大。因此，為了保證檢測(cè)精度，就應(yīng)盡可能減小振動(dòng)管產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的可能。然而，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)密度改變時(shí)，振動(dòng)管的驅(qū)動(dòng)頻率和扭轉(zhuǎn)頻率變化并不一致，則可能改變扭轉(zhuǎn)變形的幅度，影響檢測(cè)精度。從本質(zhì)上講，這個(gè)理論是建立在被測(cè)介質(zhì)未流動(dòng)的前提下，所以，密度變化對(duì)檢測(cè)精度的影響體現(xiàn)在零點(diǎn)上，我們可以稱之為靜態(tài)密度效應(yīng)。該專利提出ー種解決辦法，即在振動(dòng)管兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)Y向配重塊，這兩個(gè)Y向配重塊的尺寸和位置設(shè)置成使得該驅(qū)動(dòng)器加上這兩個(gè)Y向配重塊的組合質(zhì)量中心基本上位于流管中心線所在的X-Y平面上。該技術(shù)方案強(qiáng)調(diào)的是Y方向的距離，也就是配重塊的設(shè)置高度。上述X-Y平面是振動(dòng)管的一個(gè)縱截面。
[0005]上述專利中的質(zhì)量流量計(jì)存在以下不足:1、配重塊設(shè)置后要確保組合質(zhì)量中心基本上位于流管中心線所在的X-Y平面上，這點(diǎn)在實(shí)際操作上困難較大，需要的裝配精度非常高。2、從實(shí)際應(yīng)用來看，在檢測(cè)介質(zhì)的密度發(fā)生變化情況下，上述質(zhì)量流量計(jì)的檢測(cè)結(jié)果還是會(huì)受到較大影響。這是由于密度效應(yīng)還和瞬時(shí)質(zhì)量流量有關(guān)，也就是被測(cè)介質(zhì)在流動(dòng)過程中發(fā)生密度變化時(shí)，也會(huì)影響檢測(cè)精度。理論分析如下:當(dāng)被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)時(shí)，其產(chǎn)生的科氏力將使振動(dòng)管發(fā)生扭轉(zhuǎn)，而此扭轉(zhuǎn)變形又使得被測(cè)介質(zhì)在振動(dòng)管頂段內(nèi)形成速度梯度，產(chǎn)生ー個(gè)繞頂段中點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩，此轉(zhuǎn)矩對(duì)扭轉(zhuǎn)變形形成反饋，從而影響檢測(cè)精度。被測(cè)介質(zhì)質(zhì)量流量越大，扭轉(zhuǎn)變形越明顯，密度變化時(shí)的影響就越大。因?yàn)檫@種密度效應(yīng)是在被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)的情況下產(chǎn)生的，所以，我們稱之為動(dòng)態(tài)密度效應(yīng)。實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是提供一種振動(dòng)管，在科里奧利質(zhì)量流量計(jì)上使用該振動(dòng)管后，在用不同密度的介質(zhì)對(duì)同一個(gè)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)計(jì)量誤差較小。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:振動(dòng)管，包括頂段以及對(duì)稱設(shè)置在頂段兩端的支撐段，頂段的外壁上設(shè)置有2個(gè)重量相同的配重塊，所述2個(gè)配重塊分別位于頂段的垂直平分面的兩側(cè)，2個(gè)配重塊的重心距離頂段的垂直平分面的垂直距離相等。
[0008]進(jìn)ー步的是:所述2個(gè)配重塊設(shè)置在頂段的同側(cè)。
[0009]進(jìn)ー步的是:頂段為直線形狀。
[0010]進(jìn)ー步的是:所述頂段的外壁包括頂部、側(cè)部和底部，所述2個(gè)配重塊設(shè)置在頂段外壁的側(cè)部。
[0011]進(jìn)ー步的是:所述配重塊為棱柱體形狀。
[0012]本實(shí)用新型還提供了 一種質(zhì)量流量計(jì)，包括2個(gè)相同的上述振動(dòng)管，所述2個(gè)振動(dòng)管對(duì)稱設(shè)置。本實(shí)用新型的質(zhì)量流量計(jì)與傳統(tǒng)的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的區(qū)別點(diǎn)就在于本實(shí)用新型使用的振動(dòng)管是本實(shí)用新型的上述帶有配重塊的振動(dòng)管。該質(zhì)量流量計(jì)上的2個(gè)振動(dòng)管完全相同，使得2個(gè)振動(dòng)管上的配重塊的設(shè)置方式完全相同。也就是各個(gè)振動(dòng)管上的配重塊的重量和位置關(guān)系都相同，且其中一個(gè)振動(dòng)管上的2個(gè)配重塊與另一個(gè)振動(dòng)管上的2個(gè)配重塊呈鏡面對(duì)稱關(guān)系，如圖2所示。上述垂直平分面是過頂段中心的一個(gè)橫截面，如圖1所示。通過配重塊可產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩可用于減弱介質(zhì)的密度對(duì)檢測(cè)結(jié)果的不良影響。使得計(jì)量誤差較小。而且，與專利CN101014836A的技術(shù)方案相比，由于本申請(qǐng)是建立在動(dòng)態(tài)密度效應(yīng)的理論基礎(chǔ)上，更符合質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)際檢測(cè)情況，因此，本申請(qǐng)可進(jìn)一歩降低計(jì)量誤差，也就是本申請(qǐng)的質(zhì)量流量計(jì)在檢測(cè)時(shí)受到介質(zhì)密度變化的影響更小。而且，本實(shí)用新型的上述配重塊在裝配時(shí)，只需考慮配重塊的重心距離上述垂直評(píng)分面的距離，這點(diǎn)通過簡(jiǎn)單測(cè)量即可確定。因此本實(shí)用新型的質(zhì)量流量計(jì)裝配簡(jiǎn)單，快捷方便。
[0013]進(jìn)ー步的是:所述振動(dòng)管的頂段為直線形狀。
[0014]進(jìn)ー步的是:所述2個(gè)配重塊設(shè)置在頂段的同側(cè)。
[0015]進(jìn)ー步的是:所述頂段的外壁包括頂部、側(cè)部和底部，所述2個(gè)配重塊設(shè)置在頂段外壁的側(cè)部。
[0016]進(jìn)ー步的是:所述配重塊為棱柱體形狀。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:在用不同密度的介質(zhì)對(duì)同一個(gè)質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，計(jì)量誤差較小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為振動(dòng)管上設(shè)置有配重塊的示意圖；
[0019]圖2為將配重塊設(shè)置在振動(dòng)管的外壁的外側(cè)部的示意圖；
[0020]圖中標(biāo)記為:信號(hào)檢測(cè)器1，支撐段2，垂直平分面3，配重塊4，頂段5，底座6，隔振塊7，驅(qū)動(dòng)器8，頂部51，底部52，外側(cè)部53，內(nèi)側(cè)部54，側(cè)部55。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)ー步說明。[0022]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的振動(dòng)管，包括頂段5以及對(duì)稱設(shè)置在頂段5兩端的支撐段2，頂段5的外壁上設(shè)置有2個(gè)重量相同的配重塊4，所述2個(gè)配重塊分別位于頂段5的垂直平分面3的兩側(cè)，2個(gè)配重塊的重心距離頂段5的垂直平分面3的垂直距離相等。本實(shí)用新型還提供了一種質(zhì)量流量計(jì)，包括2個(gè)相同的上述振動(dòng)管，所述2個(gè)振動(dòng)管對(duì)稱設(shè)置。如圖1和圖2所示，這2個(gè)振動(dòng)管上的配重塊的設(shè)置方式完全相同。上述配重塊4距離垂直平分面3的距離以及配重塊4的重量可根據(jù)質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)際情況設(shè)定，通過有限次試驗(yàn)即可確定適合的設(shè)計(jì)方案。如圖1所示，上述垂直平分面3為頂段5的一個(gè)橫截面，并將頂段5平分，同時(shí)垂直平分面3也將整個(gè)振動(dòng)管平分。本實(shí)用新型的這種科里奧利質(zhì)量流量計(jì)在通過不同密度的介質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，其計(jì)量誤差較小，也就是檢測(cè)結(jié)果受介質(zhì)的密度影響較小。
[0023]上述振動(dòng)管可以為現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用的各種類型的振動(dòng)管，頂段5可以是ー個(gè)圓弧形，支撐段2可以是豎直設(shè)置的直線形狀。還可以為如圖1所示的這種振動(dòng)管，所述振動(dòng)管的頂段5為直線形狀，水平設(shè)置。圖1中，兩側(cè)的支撐段2為直線形狀并豎直設(shè)置，支撐段2與頂段5之間設(shè)置有圓弧過渡段。由于頂段5為直線形狀，方便確定上述垂直平分面3，進(jìn)而方便上述配重塊的安裝。另ー方面，通過實(shí)驗(yàn)證明，振動(dòng)管的頂段5為直線形狀時(shí)，通過設(shè)置配重塊對(duì)計(jì)量誤差的減少更為顯著。也就是這種結(jié)構(gòu)的振動(dòng)管按照上述方式設(shè)置配重塊后，可使質(zhì)量流量計(jì)在檢測(cè)時(shí)，受到介質(zhì)密度的影響十分小。這點(diǎn)可從以下表格中看出:
[0024]在時(shí)間差A(yù) t=lxl0_6s，介質(zhì)密度P變化范圍100~1000kg/m3的情況下，均分5段可得到如下計(jì)量誤差數(shù)據(jù):
【權(quán)利要求】
1.振動(dòng)管，包括頂段(5)以及對(duì)稱設(shè)置在頂段(5)兩端的支撐段(2)，其特征是:頂段(5)的外壁上設(shè)置有2個(gè)重量相同的配重塊(4)，所述2個(gè)配重塊分別位于頂段(5)的垂直平分面(3)的兩側(cè)，2個(gè)配重塊的重心距離頂段(5)的垂直平分面(3)的垂直距離相等。
2.如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)管，其特征是:所述2個(gè)配重塊(4)設(shè)置在頂段(5)的同偵れ
3.如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)管，其特征是:頂段(5)為直線形狀。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的振動(dòng)管，其特征是:所述頂段(5)的外壁包括頂部(51)、側(cè)部(55 )和底部(52 )，所述2個(gè)配重塊(4 )設(shè)置在頂段外壁的側(cè)部(55 )。
5.如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)管，其特征是:所述配重塊(4)為棱柱體形狀。
6.質(zhì)量流量計(jì)，其特征是:包括2個(gè)相同的如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)管，所述2個(gè)振動(dòng)管對(duì)稱設(shè)置。
7.如權(quán)利要求6所述的質(zhì)量流量計(jì)，其特征是:所述振動(dòng)管的頂段(5)為直線形狀。
8.如權(quán)利要求6所述的質(zhì)量流量計(jì)，其特征是:所述2個(gè)配重塊(4)設(shè)置在頂段(5)的同側(cè)。
9.如權(quán)利要求6、7或8所述的質(zhì)量流量計(jì)，其特征是:所述頂段(5)的外壁包括頂部(51)、側(cè)部(55)和底部(52)，所述2個(gè)配重塊(4)設(shè)置在頂段外壁的側(cè)部(55)。
10.如權(quán)利要求6所述的質(zhì)量流量計(jì)，其特征是:所述配重塊(4)為棱柱體形狀。
【文檔編號(hào)】G01F1/84GK203432630SQ201320506183
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】羅凡, 楊杰斌, 于振水, 趙普俊 申請(qǐng)人:四川中測(cè)流量科技有限公司