一种双u型振动管式流体密度传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种双U型振动管式流体密度传感器，包括基座，所述基座上左、右侧分别设置有U型管，两个U型管通过基座内的流体管道相通，所述U型管的中下部靠近基座的部位设有振动支点装置，所述U型管上部设有振荡装置。本实用新型的有益效果为：抗震动冲击性能好，适用于较为复杂的运输、作业环境。传感器整体可靠性高，日常可免维护。结构相对简单，便于安装使用。为国内用户提供一种测量效果好而价格低廉的流体密度传感器。
【专利说明】一种双U型振动管式流体密度传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油化工设备【技术领域】，尤其涉及一种双U型振动管式流体密度传感器。
【背景技术】
[0002]振动管式密度测量方法在美国、日本和英国等发达工业国家都有大量工业产品出现，但由于价格昂贵，不能满足国内市场的需要。国内石油化工科学研究院赵知礼等也有将美国专利技术应用于便携式流体密度计等的应用实例；中国石油大学谭宝海等曾以单U型管及震锤敲击式激振方式研制用于电缆地层测试仪器的流体密度传感器。但其实际应用效果均或多或少具有一定不足。
[0003]专利申请号为:201210419750.3的名称为“双U型管式高温高压流体密度传感器”的专利申请，提供了一种双U型管式的传感器，其申请文件实际只公布了一种设想，其具体实施部分只提供了纯理论和大概原理，而由于现有技术采用的均是单U型管式，根据该申请文件提供的一种设想，在不付出大量研究的基础上，根本无法制造出最终的产品。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种双U型振动管式流体密度传感器，以克服目前现有技术存在的上述不足。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现:
[0006]双U型振动管式流体密度传感器，包括基座，所述基座上左、右侧分别设置有U型管，两个U型管通过基座内的流体管道相通，所述U型管的中下部靠近基座的部位设有振动支点装置，所述U型管上部设有振荡装置。
[0007]优选的，所述U型管的材质为耐腐蚀材料。所述U型管的材质为镍基合金。所述U型管的壁厚为1mm。所述U型管与基座焊接连接。
[0008]优选的，所述振动支点装置包括固定平板，所述固定平板上方设有转线电路板，振荡装置上的细丝漆包线通过转线电路板转换，转换后连接更为结实的Imm高温导线，所述固定平板上设有与U型管紧密配合的连接孔，所述固定平板为通过螺钉连接的可拆卸结构。
[0009]进一步的，所述振荡装置由两组正交安装的电磁线圈和两个永磁体磁芯组成。所述电磁线圈和永磁体磁芯通过可拆卸方式与U型管紧密连接。所述电磁线圈由高温漆包线绕制，所述永磁体磁芯的材质为高温永磁体材料。
[0010]进一步的，两组电磁线圈之间依次连接有前置放大电路、反相电路以及功率放大电路。
[0011]本实用新型的有益效果为:抗震动冲击性能好，适用于较为复杂的运输、作业环境。传感器整体可靠性高，日常可免维护。结构相对简单，便于安装使用。为国内用户提供一种测量效果好而价格低廉的流体密度传感器。【专利附图】

【附图说明】
[0012]下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0013]图1是本实用新型实施例所述双U型振动管式流体密度传感器的结构示意图；
[0014]图2是本实用新型实施例所述电磁线圈之间的电路图。
[0015]图中:
[0016]1、换线电路板；2、振荡装置；3、螺钉；4、连接螺栓；5、基座；6、固定平板；7、U型管。
【具体实施方式】
[0017]如图1-2所示，本实用新型实施例所述的双U型振动管式流体密度传感器，包括基座5，所述基座5上左、右侧分别设置有U型管7，两个U型管7通过基座5内的流体管道相通，所述U型管7的中下部靠近基座5的部位设有振动支点装置，所述U型管7上部设有振荡装置2。所述U型管7的材质为耐腐蚀材料。所述U型管7的材质为镍基合金。所述U型管7的壁厚为1mm。所述U型管7与基座5焊接连接。所述振动支点装置包括固定平板6，所述固定平板6上设有与U型管7紧密配合的连接孔，所述固定平板6为通过螺钉3连接的可拆卸结构。所述振荡装置2由两组正交安装的电磁线圈和两个永磁体磁芯组成。所述电磁线圈和永磁体磁芯通过可拆卸方式与U型管7紧密连接。所述电磁线圈由高温漆包线绕制，所述永磁体磁芯的材质为高温永磁体材料。两组电磁线圈之间依次连接有前置放大电路、反相电路以及功率放大电路。
[0018]所有的振动管式流体密度传感器在结构上均采用流体导管与激振装置相结合的方式。根据实际应用环境可选用U型管或异型管；管材质可以采用玻璃或者合金材料。激振装置通常采用的形式有3种:电磁力激振器、压电陶瓷振动器、震锤，对于石油井下高温高压强腐蚀性且空间狭小的应用环境，合金材料双U型管与电磁力激振器相结合是最佳的选择，(I)电磁力激振器的起振原理决定了双U型管的抗外部振动干扰特性要远优于单U型管，类似于电信号中的差分信号抗共模干扰。(2 )合金材料管比较玻璃管其抗高温高压性能要强很多；在抗腐蚀性方面只要材质选取合适，可以耐受一定浓度的H2S与CO2,达到应用要求。(3)电磁线圈、永磁体等零部件相比压电陶瓷振动器抗震动冲击性能要好，适用于较为复杂的运输、作业环境。(4)除U型管振动外，无其他运动部件，传感器整体可靠性高，日常可免维护。(5)结构相对简单，便于安装使用。
[0019]本实用新型实施例所述的双U型振动管式流体密度传感器，2只U型管7的4个端口通过焊接的密封方式固定在基座5上，基座中5留有流体管线和安装孔，使2支U型管7形成同一流体通道。U型管7下部靠近基体5的部位有振动支点装置，使其不受外部安装(焊接)应力影响。双U型管7上部的驱动器作为激振装置的主体，由2组正交安装的电磁线圈和2个永磁体磁芯及其他附属构件组成。双U型振动管式密度传感器采用反馈谐振式方法测量。将U型管作为振子，依靠反馈环路维持管子的谐振状态，通过测量谐振周期获得管内介质密度。振动管密度测量的基本原理来源于弹性力学悬臂梁振动理论，振动体谐振周期与其系统质量的关系。
[0020]若忽略单U型振动管顶端弯曲影响，可以用直管近似求解。依据弹性力学理论，当直管的形状和材料固定时，振动体的固有振动周期与系统质量存在式(I)关系[0021]
【权利要求】
1.一种双U型振动管式流体密度传感器，包括基座(5)，其特征在于:所述基座(5)上左、右侧分别设置有U型管(7)，两个U型管(7)通过基座(5)内的流体管道相通，所述U型管(7)的中下部靠近基座(5)的部位设有振动支点装置，所述U型管(7)上部设有振荡装置(2)。
2.根据权利要求1所述的双U型振动管式流体密度传感器，其特征在于:所述U型管(7)的材质为耐腐蚀材料。
3.根据权利要求1所述的双U型振动管式流体密度传感器，其特征在于:所述U型管(7)的材质为镍基合金。
4.根据权利要求1所述的双U型振动管式流体密度传感器，其特征在于:所述U型管(7)的壁厚为1mm。
5.根据权利要求1所述的双U型振动管式流体密度传感器，其特征在于:所述U型管(7)与基座(5)焊接连接。
6.根据权利要求1所述的双U型振动管式流体密度传感器，其特征在于:所述振动支点装置包括固定平板(6)，所述固定平板(6)上方设有转线电路板(1)，所述固定平板(6)上设有与U型管(7)紧密配合的连接孔。
7.根据权利要求6所述的双U型振动管式流体密度传感器，其特征在于:所述振荡装置(2 )由两组正交安装的电磁线圈和两个永磁体磁芯组成。
8.根据权利要求7所述的双U型振动管式流体密度传感器，其特征在于:所述电磁线圈和永磁体磁芯通过可拆卸方式与U型管(7)紧密连接。
9.根据权利要求8所述的双U型振动管式流体密度传感器，其特征在于:所述电磁线圈由高温漆包线绕制，所述永磁体磁芯的材质为高温永磁体材料。
10.根据权利要求9所述的双U型振动管式流体密度传感器，其特征在于:两组电磁线圈之间依次连接有前置放大电路、反相电路以及功率放大电路。
【文档编号】G01N9/24GK203396669SQ201320441430
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】薛道荣, 谭显忠, 路大贺, 王瑞华 申请人:北京奥普科星技术有限公司