专利名称：一种质量流量计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种质量流量计，属于高精度质量流量测控技术领域。
背景技术：
当一个位于以旋转体内的质点做朝向旋转中心或离向旋转中心的运动时，将产生一惯性力——科里奥利力，该力与流体的质量流量成正比，质量流量计正是基于这一原理制成的。现有的质量流量计主要包括直接式质量流量计，普遍存在零点不稳定，形成零点漂移，影响其准确度的进一步提高；对外界振动干扰较为敏感，易受到各种干扰，影响测量精度等。
发明内容本实用新型提供了一种质量流量计，用于解决现有的质量流量计存在的零点飘移问题，增强抗振动干扰能力。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种质量流量计，包括振动管、振动管驱动装置、流量信号检测装置、流量计本体支撑结构和转换器，所述振动管由两根平行弯管组成，所述振动管的两端分别与所述流量计本体支撑结构连接，所述振动管驱动装置和流量信号检测装置都设置在所述振动管上，所述转换器设置在所述流量计本体支撑结构上。由上述提供的技术方案可以看出，本实用新型提供的质量流量计的可测量流体范围广，包括高黏度的各种液体、含有固形物的浆液、含有微量气体的液体、高低温介质、有足够密度的中高压气体等；通过驱动装置驱动振动管振动，减少了质量流量计的惰性；测量管振动幅度小，可视作非活动件，测量管内无阻碍件和活动件，可靠性较高；对迎流流速分布不敏感，对上下游直管段要求不高，因此安装要求低，运行可靠、维修率低。

图I为本实用新型的具体实施方式
提供的质量流量计的结构示意图；图2为本实用新型的具体实施方式
提供的质量流量计的基本原理示意图；图3为本实用新型的具体实施方式
提供的振动管动作的原理示意图；图4为本实用新型的具体实施方式
提供的振动管振动扭曲的示意图。
具体实施方式
本具体实施方式
提供了一种质量流量计,如图I所示,包括振动管I、振动管驱动装置2、流量信号检测装置3、流量计本体支撑结构4和转换器6，振动管I由两根平行弯管组成，振动管I的两端分别与流量计本体支撑结构4连接，振动管驱动装置2和流量信号检测装置3都设置在振动管I上，转换器6设置在流量计本体支撑结构4上。[0013]具体的，振动管I由两根平行弯管组成，当管中有流体通过时，两管的振动有相位差，此相位差大小代表流量大小；当管中无流体通过时，两管振动相位差为零；振动管驱动装置2将转换器来的振荡信号通过线圈产生电磁力，用以驱动振动管1，使振动管I以接近谐振频率振动；流量信号检测装置3用于检测振动管I的扭曲变化，进而通过转换器中的运算电路计算出两根平行弯管的相位差；流量计本体支撑结构4用于固定振动管I ;支架8将两振动管固定在一起，作为振动系统的震动轴心；本体两头配的安装法兰7与被测管道相连接；转换器6主要有MPU板、信号调理板、安全栅板、电源板、LCD显示器和键盘以及外壳等组成，转换器6提供振动管的振动驱动信号，并检测处理随着流量变化的传感器信号，进行流量显示，输出标准工控信号，转换器6测量显示的参数有质量流量、质量总量、体积流量、体积总量、密度、温度等。进一步地，本具体实施方式
提供的质量流量计还可以包括保护壳体5，用于将振动管I、振动管驱动装置2和流量信号检测装置3及支架8封装保护起来。本具体实施方式
提供的质量流量计的工作原理是当一个位于以旋转体内的质点做朝向旋转中心或离向旋转中心的运动时，将产生一惯性力，原理如图2所示。图2中质量为Sm的质点以匀速u在管道内向右向运动,而管道围绕固定点P以角速度ω旋转,此时这个质点将获得两个加速度分量；①法向加速度ar(向心加速度)，其量值等于ω2Γ，方向朝向P点②切向加速度at(科里奥利加速度)，其量值等于2 ω U，方向与a r垂直由切向加速度产生的作用力称为科里奥利力,其大小等于Fe = 2ω υ δπι。在上图中流体Sm= P ΑΔχ，因此科氏力可以表示为AFc = 2co v· δ ·πι=2ω ·ν· P ·Α·Δχ = 2ω· δ qm · Δ χ(I)式(I)中的A为管道内截面积；δ qm = δ dm/dt = υ ρ A ；对于特定的旋转管道，其频率特性是一定的，AFc仅取决于Sqm。因此直接或间 接测量科氏力就可以测得质量流量。实际的流量传感器并非实现旋转运动，而代之以管道振动产生所需要的力。管道的两端被固定，在两个固定点的中间位置给管道加以振动力(按管道的谐振频率)，使其以固定点为轴以其自然频率ω振动。当有流体流动时管道的两个半段按相反的方向振动旋转，产生相位差，这一相位差同质量流量成正比。以U型测量管为例，如图3所示。在外力的驱动下，U型测量管绕0-0轴按其自然频率(谐振频率)ω振动。当流体以均匀流速流过U型管时，根据质点动力学原理，在U型管向上运动时，入口一侧产生向上的科氏加速度，产生的科氏力Fl向下作用在管壁上；出口一侧则产生大小相等方向相反的科氏力F2。Fe = Fl = F2 = 2mco X u(2)当U型管沿0-0轴转动时，科氏力绕R-R轴产生的力矩M，则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是给定点的质量；L是管子的长度；r是转动力臂力矩M引起U型管扭曲，扭曲角Θ为测量管绕轴R-R的夹角，Ks为测量管的弹性刚度，T为扭矩，则T = Ks Θ。由T = M 得
权利要求1.一种质量流量计，包括振动管、振动管驱动装置、流量信号检测装置、流量计本体支撑结构和转换器，其特征在于，所述振动管由两根平行弯管组成，所述振动管的两端分别与所述流量计本体支撑结构连接，所述振动管驱动装置和流量信号检测装置都设置在所述振动管上，所述转换器设置在所述流量计本体支撑结构上。
2.根据权利要求I所述的质量流量计，其特征在于，所述质量流量计还包括保护壳体，所述保护壳体设置在所述振动管的外围，所述振动管驱动装置和流量信号检测装置都设置在所述保护壳体中。
专利摘要本实用新型提供了一种质量流量计，包括振动管、振动管驱动装置、流量信号检测装置、流量计本体支撑结构和转换器，所述振动管由两根平行弯管组成，所述振动管的两端分别与所述流量计本体支撑结构连接，所述振动管驱动装置和流量信号检测装置都设置在所述振动管上，所述转换器设置在所述流量计本体支撑结构上。本实用新型提供的质量流量计的可测量流体范围广，包括高黏度的各种液体、含有固形物的浆液、含有微量气体的液体、高低温介质、有足够密度的中高压气体等；通过驱动装置驱动振动管振动，减少了质量流量计的惰性；测量管振动幅度小，可视作非活动件，测量管内无阻碍件和活动件，可靠性较高。
文档编号G01F1/80GK202382784SQ20112053105
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者王贤健 申请人:大连美天测控系统有限公司