專利名稱：科里奧利質量流量計的檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于流量、質量流的測量裝置。
背景技術：
現有的科里奧利(Coriolis)質量流量計均有一段單管或平行雙管的檢測管，檢測管中間部位裝有電磁激振器，檢測管的對稱側裝有振動傳感器，工作時，檢測管以某種模式振動，流體流過此檢測管時，會造成檢測管兩側的振動運動在時間相位上有微小差別，此相位時間差的大小與檢測管中質量流量的大小成正比，檢測出此時間相位差的大小就實現了對質量流量的直接測量。檢測管有U形，Ω形，以及直管形，圓環形等。
現有技術中，檢測管是剛性管且與工藝管道的連接也是剛性連接；另外有專利“有波紋流動管的科里奧利(Coriolis)流量計”(公開號CN1258348A，申請號98805655.0)，檢測管的部分管段是由波紋管組成。這種設計雖然在靈敏度上比原有全剛性管靈敏度有所改善，但仍然有不足之處波紋管無保護性外殼，因而其耐壓能力有限，也易遭受損傷，造成檢測管泄露事故；靈敏度的提高有限；檢測管結構中缺少彈性支承機構，其動力學特性的改變調整比較困難。
發明內容
本實用新型提出一種科里奧利(Coriolis)質量流量計的檢測裝置，采用檢測管包含波紋金屬軟管(以下均簡稱金屬軟管)或是檢測管與工藝管道的連接通過波紋金屬軟管相連的設計，使流量計對質量流量測量的靈敏度較之剛性連接和有波紋管的檢測管的流量計能有大幅度的提高，并且將一致性的要求集中于金屬軟管上，而對檢測管本身的一致性要求大為降低，因而使加工更為簡便。
本實用新型的一種科里奧利(Coriolis)質量流量計的檢測裝置，包括一根或者兩根相同的檢測管，檢測管中間部位裝有電磁激振器，檢測管的對稱側裝有振動傳感器，其特點在于(1)所述檢測管直管段部分由波紋全金屬軟管組成，所述波紋金屬軟管為金屬波紋軟管外套有鋼絲或鋼帶編織網套的柔性軟管；(2)所述檢測管的對稱兩側裝有彈性支承裝置。
所述的科里奧利(Coriolis)質量流量計的檢測裝置，其進一步特征在于述檢測管與工藝管道的連接部分由波紋金屬軟管組成。
所述的科里奧利(Coriolis)質量流量計的檢測裝置，所述彈性支承裝置可以包括彈性元件和連接器，彈性元件彎成封閉圓弧形，封閉圓弧形上緣與上連接器或直接與基座相連接，封閉圓弧形下緣與下連接器相連接，下連接器用于將被支承的檢測管固定。
本實用新型檢測管結構形狀仍同現有技術一樣，采用單根或雙根管，形狀可為U形，Ω形，直管形，半圓形。但檢測管的部分管段采用金屬軟管；或是剛性檢測管與工藝管道的連接由金屬軟管來相連。連接形式可是焊接，或是法蘭，或是某種快速接頭，這主要由管道通徑大小，工作介質以及耐壓要求等因素確定。
必須強調的是，金屬軟管與普通金屬波紋管有著本質區別，主要為(1)雖然兩者均有波紋，但金屬軟管的形狀，成型工藝與普通波紋管完全不同；(2)金屬軟管是柔性的，而普通波紋軟管可有較大的抗徑向彎曲剛度。相同幾何尺寸(即通徑、有效長度)的金屬軟管與普通波紋管的特性完全不同，如以懸臂梁模型討論時，其自由端在徑向振動上的力學特性上是完全不同的。
(3)金屬軟管結構與普通波紋管不同，前者外部有一層或多層鋼絲或鋼帶網套，使金屬軟管能承受更高的介質壓力，也可防護內部的波紋管體免受機械損傷，還能提高其耐磨損性能。而普通波紋管沒有任何外保護結構。
因此，本實用新型中采用金屬軟管的技術與現有技術中的普通波紋管技術是完全不同的設計概念和技術方法。本實用新型中檢測管包含有金屬軟管后，檢測管的振動力學特性上表現出剛度大幅度降低的特點。為使檢測管能夠以某種模式振動而能繼續利用科氏檢測質量流量的力學原理，本實用新型還包含另一必不可少的設計，這就是本檢測管的對稱兩側或是中心點處，采用彈性支承裝置，以使檢測管的振動動力學特性滿足科氏質量流量檢測原理的要求。
本實用新型的特點體現為(1)能大幅度提高測量靈敏度，使得低密度介質的流量的測量成為可能。
(2)大大降低了對檢測管一致性的要求，使加工難度，生產成本下降。
(3)振動激勵力下降，使系統功耗降低，也可提高儀表防爆性能。
(4)彈性支承可選用恒彈合金彈性元件，因而能保證檢測管振動動力學特性在一個較寬的溫度范圍內穩定。
(5)通過特別設計的彈性支撐調整機構使得彈性支承特性能夠方便地進行調整，因而使振動頻率點能被改變，以工作在一個最佳頻率點上。同時，除閉環自激振蕩方式外，還可選用開環它激工作方式。
(6)金屬軟管兩端配用有裝/卸都較方便的連接接頭，因而當檢測管或軟管本身有故障需要更換時，可方便地予以拆卸和安裝，而不需拆卸整個儀表管道系統，使維修性大為提高。
圖1為本實用新型的一種實施例上俯視圖；圖2為圖1的正視圖；圖3為本實用新型所采用的波紋金屬軟管結構示意圖；圖4為圖2的A-A剖面示意圖，反映一種彈性支承的具體結構。
具體實施方式
現結合圖1、圖2以一種雙U型管式的檢測管為例說明本實用新型的一種實施方式。圖1中01為剛性檢測管的圓弧段，04，11是剛性檢測管的直管段，圖2中18是下U型管的一側管段，上U型管的對稱側未能繪出。由01，04，11組成的剛性檢測管通過金屬軟管05，10與工藝管道06，09相連，金屬軟管05，10也成為檢測管的有效一部分，工藝管道通過夾座07，08安裝于基座上。03，12便是配合軟管05，10柔性變形而設計的彈性支承裝置。14是驅動檢測管振動的電磁激振器，02，13是振動運動傳感器以獲取振動信號。圖2中，構成下U型管的直管段18、金屬軟管17、工藝管道16通過夾座15安裝與基座上，并由彈性支承裝置19支承，下U型管的對稱側未能繪出。這樣，當14產生激振力時，兩上下檢測管11，18作音叉式振動，02，13獲取的振動信號送電路系統進行處理，求得相位時間差，再經標度變換，就可得到質量流量的測量結果。
該儀表系統的設計中，除金屬軟管和彈性支承外，其余均是現有的關于科氏流量計已知技術中為公眾所熟悉的零部件，故以下僅對金屬軟管和彈性支承作具體描述。
圖3所示為波紋金屬軟管的結構示意圖。波紋金屬軟管是在波紋管體20上，編制一層或幾層鋼絲或鋼帶網套21，其兩端再配以與管系或設備相聯接的各種接頭22而組成的柔性軟管。
波紋管體是一種在徑向上具有螺旋形或環行波紋的薄壁不銹鋼管道，用以通流介質。由于其徑向具有波紋，故其有良好的撓曲性能。
這種波紋管體雖然其徑向承壓能力強，但其在軸向力作用下，便會產生伸長，故大大限制了波紋金屬軟管的承載能力。為此，在波紋管體上編織一層或多層不銹鋼絲或鋼帶網套，主要用以承受介質壓力引起的軸向力，使波紋金屬軟管的承載能力大為提高。同時，鋼絲編織網套，還可以防護波紋管受到機械性損傷和提高耐摩擦性能。
接頭與波紋管體、鋼絲網套焊接在一起，用于與管系或設備相聯接。接頭大體分為螺紋式、法蘭盤式和快速接頭式三類。這些接頭可以兩兩結合，構成不同聯接形式的波紋金屬軟管。接頭一般采用不銹鋼制作。但也可以采用碳鋼法蘭及銅質快速接頭。顯然，將其一端連接工藝管道，另一端連接檢測管，則其可有極小的抗彎剛度產生沿Y軸方向上下的撓曲變形，因此，當科氏力作用于檢測管上時，能造成較大的相位時間差，從而使這種方案設計的流量計對質量流量的檢測有很高的靈敏度。
金屬軟管的通徑和檢測管通徑相同，而有效長度則須結合振動動力學特性、彈性支承的設計以及交變疲勞壽命等因素來確定一個合理值，以使得最大交變變形條件下，金屬軟管的應力滿足交變疲勞安全性能要求；配合所采用的彈性支承，使得整個檢測管整個系統動力學特性(如諧振頻率等)符合質量流量檢測的要求。
圖4所示為圖2中A-A取向的剖面示意圖，反映彈性支承的一種具體設計。上下兩管的彈性支承結構完全相同，差別僅在于上管的彈性元件初始受拉，而下管的彈性元件初始受壓。現以上管彈性支承為例具體描述。
螺栓23、25將連接器26與彈性元件片28相連接，檢測管27與連接器26的相連可以是焊接方式或是由高強度粘接膠粘接。連接器圓弧部分的曲率半徑大小不同可起到微調彈性特性的作用。連接螺栓24將彈性元件片28與上支乘基座29相連接，彈性元件片28可選用恒彈合金制成，其兩端在與24配套的螺釘孔處形成長條形安裝孔，以使彈性元件片28可以拉緊或放松，達到調整的目的。
權利要求1.一種科里奧利質量流量計的檢測裝置，包括一根或者兩根相同的檢測管，檢測管中間部位裝有電磁激振器，檢測管的對稱側裝有振動傳感器，其特征在于(1)述檢測管直管段部分由波紋金屬軟管組成，所述波紋金屬軟管為金屬波紋軟管外套有鋼絲或鋼帶編織網套的柔性軟管；(2)述檢測管的對稱兩側裝有彈性支承裝置。
2.如權利要求1所述的科里奧利質量流量計的檢測裝置，其特征在于所述檢測管與工藝管道的連接部分由波紋金屬軟管組成。
3.如權利要求1或2所述的科里奧利質量流量計的檢測裝置，其特征在于所述彈性支承裝置包括彈性元件和連接器，彈性元件彎成封閉圓弧形，封閉圓弧形上緣與上連接器或直接與基座相連接，封閉圓弧形下緣與下連接器相連接，下連接器用于將被支承的檢測管固定。
專利摘要科里奧利(Coriolis)質量流量計的檢測裝置，屬于流量、質量流的測量裝置，用于提高測量靈敏度、降低對檢測管的一致性要求；本實用新型檢測管中間部位裝有電磁激振器，檢測管的對稱側裝有振動傳感器，檢測管直管段部分或者檢測管與工藝管道的連接部分由波紋金屬軟管組成，檢測管的對稱兩側裝有彈性支承裝置。本實用新型大幅度提高測量靈敏度、大大降低對檢測管一致性的要求，加工難度、生產成本下降、維修性提高，系統功耗降低。
文檔編號G01F1/84GK2663939SQ20032011591
公開日2004年12月15日 申請日期2003年11月18日 優先權日2003年11月18日
發明者葉林, 張 杰 申請人:華中科技大學