振動管及使用該振動管的質量流量計的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種振動管及使用該振動管的質量流量計，在用不同密度的介質對同一個科里奧利質量流量計進行檢測時，計量誤差較小。該質量流量計包括一對相同的帶有配重塊的振動管，振動管包括頂段以及對稱設置在頂段兩端的與底座相連的支撐段，頂段的外壁上設置有2個重量相同的配重塊，所述2個配重塊分別位于頂段的垂直平分面的兩側，2個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】振動管及使用該振動管的質量流量計
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及ー種振動管及使用該振動管的科里奧利質量流量計。
【背景技術】
[0002]科里奧利質量流量計是ー種直接精密地測量流體流量的儀表。典型的U型科里奧利質量流量計結構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，即它們會同時靠攏或同時張開。如果在振動管同步振動的同時，將流體導入管內，使之沿管內向前流動，則振動管將強迫流體與之一起振動。流體為了反抗這種強迫振動，會給振動管ー個與其流動方向垂直的反作用力，在這種被叫做科里奧利效應的作用下，振動管將產生扭轉變形，入口段管與出口段管在振動的時間先后會有差異，這叫做相位時間差。這種差異與流過振動管的流體質量流量的大小成正比。如果能檢測出這種時間差異的大小，則可將質量流量的大小確定。科里奧利質量流量計就是依據上述原理制成。
[0003]現有的科里奧利質量流量計存在以下不足:在用同一個科里奧利質量流量計對不同密度的介質進行檢測吋，會出現計量誤差不一致的情況，且誤差值大于標定值。也就是介質的密度對科里奧利質量流量計的檢測結果影響較大，我們稱之為密度效應。
[0004]在專利CN101014836A中，密度效應產生的原因主要是:由于科里奧利質量流量計檢測的是振動管上下游部分在科氏力作用下產生的扭轉變形，而這種扭轉變形同時也可以由振動管的某種振動模態產生，所以，實際檢測的扭轉變形幅度是在驅動頻率下的科氏力扭轉變形與扭轉振動響應變形的合成函數。如果這兩個頻率接近，則扭轉幅度就大。因此，為了保證檢測精度，就應盡可能減小振動管產生扭轉振動的可能。然而，當被測介質密度改變時，振動管的驅動頻率和扭轉頻率變化并不一致，則可能改變扭轉變形的幅度，影響檢測精度。從本質上講，這個理論是建立在被測介質未流動的前提下，所以，密度變化對檢測精度的影響體現在零點上，我們可以稱之為靜態密度效應。該專利提出ー種解決辦法，即在振動管兩側設置兩個Y向配重塊，這兩個Y向配重塊的尺寸和位置設置成使得該驅動器加上這兩個Y向配重塊的組合質量中心基本上位于流管中心線所在的X-Y平面上。該技術方案強調的是Y方向的距離，也就是配重塊的設置高度。上述X-Y平面是振動管的一個縱截面。
[0005]上述專利中的質量流量計存在以下不足:1、配重塊設置后要確保組合質量中心基本上位于流管中心線所在的X-Y平面上，這點在實際操作上困難較大，需要的裝配精度非常高。2、從實際應用來看，在檢測介質的密度發生變化情況下，上述質量流量計的檢測結果還是會受到較大影響。這是由于密度效應還和瞬時質量流量有關，也就是被測介質在流動過程中發生密度變化時，也會影響檢測精度。理論分析如下:當被測介質流動時，其產生的科氏力將使振動管發生扭轉，而此扭轉變形又使得被測介質在振動管頂段內形成速度梯度，產生ー個繞頂段中點的轉矩，此轉矩對扭轉變形形成反饋，從而影響檢測精度。被測介質質量流量越大，扭轉變形越明顯，密度變化時的影響就越大。因為這種密度效應是在被測介質流動的情況下產生的，所以，我們稱之為動態密度效應。實用新型內容
[0006]本實用新型解決的技術問題是提供一種振動管，在科里奧利質量流量計上使用該振動管后，在用不同密度的介質對同一個科里奧利質量流量計進行檢測時計量誤差較小。
[0007]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:振動管，包括頂段以及對稱設置在頂段兩端的支撐段，頂段的外壁上設置有2個重量相同的配重塊，所述2個配重塊分別位于頂段的垂直平分面的兩側，2個配重塊的重心距離頂段的垂直平分面的垂直距離相等。
[0008]進ー步的是:所述2個配重塊設置在頂段的同側。
[0009]進ー步的是:頂段為直線形狀。
[0010]進ー步的是:所述頂段的外壁包括頂部、側部和底部，所述2個配重塊設置在頂段外壁的側部。
[0011]進ー步的是:所述配重塊為棱柱體形狀。
[0012]本實用新型還提供了 一種質量流量計，包括2個相同的上述振動管，所述2個振動管對稱設置。本實用新型的質量流量計與傳統的科里奧利質量流量計的區別點就在于本實用新型使用的振動管是本實用新型的上述帶有配重塊的振動管。該質量流量計上的2個振動管完全相同，使得2個振動管上的配重塊的設置方式完全相同。也就是各個振動管上的配重塊的重量和位置關系都相同，且其中一個振動管上的2個配重塊與另一個振動管上的2個配重塊呈鏡面對稱關系，如圖2所示。上述垂直平分面是過頂段中心的一個橫截面，如圖1所示。通過配重塊可產生轉矩，該轉矩可用于減弱介質的密度對檢測結果的不良影響。使得計量誤差較小。而且，與專利CN101014836A的技術方案相比，由于本申請是建立在動態密度效應的理論基礎上，更符合質量流量計的實際檢測情況，因此，本申請可進一歩降低計量誤差，也就是本申請的質量流量計在檢測時受到介質密度變化的影響更小。而且，本實用新型的上述配重塊在裝配時，只需考慮配重塊的重心距離上述垂直評分面的距離，這點通過簡單測量即可確定。因此本實用新型的質量流量計裝配簡單，快捷方便。
[0013]進ー步的是:所述振動管的頂段為直線形狀。
[0014]進ー步的是:所述2個配重塊設置在頂段的同側。
[0015]進ー步的是:所述頂段的外壁包括頂部、側部和底部，所述2個配重塊設置在頂段外壁的側部。
[0016]進ー步的是:所述配重塊為棱柱體形狀。
[0017]本實用新型的有益效果是:在用不同密度的介質對同一個質量流量計進行檢測時，計量誤差較小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為振動管上設置有配重塊的示意圖；
[0019]圖2為將配重塊設置在振動管的外壁的外側部的示意圖；
[0020]圖中標記為:信號檢測器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，驅動器8，頂部51，底部52，外側部53，內側部54，側部55。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進ー步說明。[0022]如圖1和圖2所示，本實用新型的振動管，包括頂段5以及對稱設置在頂段5兩端的支撐段2，頂段5的外壁上設置有2個重量相同的配重塊4，所述2個配重塊分別位于頂段5的垂直平分面3的兩側，2個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。本實用新型還提供了一種質量流量計，包括2個相同的上述振動管，所述2個振動管對稱設置。如圖1和圖2所示，這2個振動管上的配重塊的設置方式完全相同。上述配重塊4距離垂直平分面3的距離以及配重塊4的重量可根據質量流量計的實際情況設定，通過有限次試驗即可確定適合的設計方案。如圖1所示，上述垂直平分面3為頂段5的一個橫截面，并將頂段5平分，同時垂直平分面3也將整個振動管平分。本實用新型的這種科里奧利質量流量計在通過不同密度的介質進行檢測時，其計量誤差較小，也就是檢測結果受介質的密度影響較小。
[0023]上述振動管可以為現有技術中應用的各種類型的振動管，頂段5可以是ー個圓弧形，支撐段2可以是豎直設置的直線形狀。還可以為如圖1所示的這種振動管，所述振動管的頂段5為直線形狀，水平設置。圖1中，兩側的支撐段2為直線形狀并豎直設置，支撐段2與頂段5之間設置有圓弧過渡段。由于頂段5為直線形狀，方便確定上述垂直平分面3，進而方便上述配重塊的安裝。另ー方面，通過實驗證明，振動管的頂段5為直線形狀時，通過設置配重塊對計量誤差的減少更為顯著。也就是這種結構的振動管按照上述方式設置配重塊后，可使質量流量計在檢測時，受到介質密度的影響十分小。這點可從以下表格中看出:
[0024]在時間差A t=lxl0_6s，介質密度P變化范圍100~1000kg/m3的情況下，均分5段可得到如下計量誤差數據:
【權利要求】
1.振動管，包括頂段(5)以及對稱設置在頂段(5)兩端的支撐段(2)，其特征是:頂段(5)的外壁上設置有2個重量相同的配重塊(4)，所述2個配重塊分別位于頂段(5)的垂直平分面(3)的兩側，2個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.如權利要求1所述的振動管，其特征是:所述2個配重塊(4)設置在頂段(5)的同偵れ
3.如權利要求1所述的振動管，其特征是:頂段(5)為直線形狀。
4.如權利要求1、2或3所述的振動管，其特征是:所述頂段(5)的外壁包括頂部(51)、側部(55 )和底部(52 )，所述2個配重塊(4 )設置在頂段外壁的側部(55 )。
5.如權利要求1所述的振動管，其特征是:所述配重塊(4)為棱柱體形狀。
6.質量流量計，其特征是:包括2個相同的如權利要求1所述的振動管，所述2個振動管對稱設置。
7.如權利要求6所述的質量流量計，其特征是:所述振動管的頂段(5)為直線形狀。
8.如權利要求6所述的質量流量計，其特征是:所述2個配重塊(4)設置在頂段(5)的同側。
9.如權利要求6、7或8所述的質量流量計，其特征是:所述頂段(5)的外壁包括頂部(51)、側部(55)和底部(52)，所述2個配重塊(4)設置在頂段外壁的側部(55)。
10.如權利要求6所述的質量流量計，其特征是:所述配重塊(4)為棱柱體形狀。
【文檔編號】G01F1/84GK203432630SQ201320506183
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】羅凡, 楊杰斌, 于振水, 趙普俊 申請人:四川中測流量科技有限公司