质量流量计制造技术

本发明专利技术涉及一种质量流量计。该质量流量计包括密闭的壳体和设置在壳体内的测量组件。测量组件包括竖直设置的浮盘和用作流体流动路径的一根测量管，浮盘与壳体的内壁间隔开并且能在壳体内作阻尼运动，测量管通过两个间隔开的固定件与浮盘的固定相连。测量管的处于两个固定件之间的部分形成单个的测量段，在测量段设置有振动式激励器和检测器。根据本发明专利技术的质量流量计仅具有一根测量管，从而确保了质量流量计的高精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种计量装置，特别涉及一种质量流量计。
技术介绍
在石油化工、天然气、医药、食品等多种领域中，都需要精确计量或控制流体的流量，在这种情况下必须要使用流量计。最常用的流量计是科氏质量流量计，这是由于科氏质量流量计具有精度高、可靠性好和稳定性好等多种优点。在现有技术中，常用的科氏质量流量计通常包括壳体、平行设置的两个测量管或由一个测量管扭曲成的两个两平行的测量段、流体分流器、激励器以及检测器。为了使得科氏质量流量计具有高的测量精度，必须要使该两个测量管或两个测量段完全相同，并且该两个测量管内的流体的量也要完全相同。然而，在实际情况中，难以满足上述的条件，这导致科氏质量流量计的测量精度难以控制。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种质量流量计。根据本专利技术的质量流量计仅具有一根测量管，从而确保了质量流量计的高精度。根据本专利技术的质量流量计包括密闭的壳体和设置在壳体内的测量组件。测量组件包括竖直设置的浮盘和用作流体流动路径的一根测量管，浮盘与壳体的内壁间隔开并且能在壳体内作阻尼运动，测量管通过两个间隔开的固定件与浮盘固定相连。测量管的处于两个固定件之间的部分形成单个的测量段，在测量段设置有振动式激励器和检测器。根据本专利技术的质量流量计只有一根测量管和单个的测量段，这彻底消除了由两根测量管或两个测量段导致的所有测量误差，由此大幅提高了质量流量计的测试精度。由于浮盘不与壳体接触并且做阻尼运动，这使得外界环境的振动变化几乎不会影响到浮盘和浮盘上的测量管的振动状态，即几乎完全避免了外界环境对测量精度的不利影响，这使得质量流量计的测试精度得以进一步大幅提高。此外，
由于只有一根测量管，因此也无需再设置流体分流器，这简化了质量流量计的结构并且降低了其制造成本。在一个实施例中，浮盘通过设置在竖直面内的多个弹性件与壳体的内壁相连并被支撑在壳体的内部。弹性件不但能够吸收从外界传递到壳体内部的振动，还能够尽量减小浮盘由于测量管的振动而导致的振动，从而最大程度上保持了测量管的振动状态不被干扰或发生变化，这有助于提高质量流量计的测量精度。在一个实施例中，设置有偶数个弹性件，并且偶数个弹性件对称式设置。当测量管振动时，浮盘将受到测量管的交变振动力，产生振动。通过对称布置的弹性元件，可以避免浮盘与壳体产生共振，即振动能量不会通过弹性件传到到壳体，同时来自外界的振动也不会通过弹性件传到到浮盘，影响测量管的振动。由此大幅提高了质量流量计的测量精度。在一个实施例中，浮盘的质量与测量管的质量之比至少为1000:1。也就是说，浮盘的质量远大于测量管(即使其充满了被测液体)的质量，这使得浮盘的固有频率远大于测量管的固有频率。例如，浮盘的质量与测量管的质量之比至少为1000:1意味着：在相同弹性系数时，浮盘的固有频率比测量管的固有频率小31.6倍，由此几乎可以完全避免浮盘与测量管产生共振，这有助于进一步提高质量流量计的测量精度。在一个实施例中，弹性件为弹簧。弹簧的弹性系数为k＝4±0.5kgf/mm。当弹簧的弹性系数小于3.5kgf/mm时，弹簧会发生变形导致难以稳定地支撑浮盘。而当弹簧的弹性系数大于4.5kgf/mm时，在外力作用下，弹簧难以被拉伸或压缩，这导致在浮盘和壳体之间形成了近似于刚性连接。刚性连接不能隔离外界振动，也不能防止浮盘(或测量管)的振动能量外传，从而会不利地影响质量流量计的测量精度。在一个优选的实施例中，弹簧以预压紧的方式安装。预压紧的弹簧会从各个方向给浮盘施加力，以确保浮盘仅能在很小的范围内运动。由此，即使该质量流量计意外受到极大的碰撞时，浮盘也不会在壳体内剧烈运动，这对测量管和质量流量计起到很大的保护作用。在一个实施例中，弹簧的预压缩量可以为1-1.6mm。在一个具体的实施例中，浮盘为长方体形，弹簧的数量为4个并且分别与浮盘的四个侧壁相连。申请人意外发现，如果使用数量大于4个的弹簧来支撑浮盘时，处于浮盘的同一侧壁上的至少两个弹簧由于受力情况不同而导致浮盘振动状
态不稳定，这会极大地影响质量流量计的测量精度。因此，根据本专利技术的方案，在每个侧壁上仅设置一个弹簧会避免浮盘振动状态不稳定，进而提高了质量流量计的测量精度。在一个实施例中，振动式激励器设置在测量段中心处，检测器的数量为两个并且设置为关于激励器对称。激励器通过闭环控制系统使测量管的测量段产生振动。当测量管内没有流体时，两个检振器检测的信号为同向信号，即信号没有相位差。当流体流过测量管时，由于存在科氏效应，两个检振器检测的信号产生了相位偏移，即产生了相位差，而这个相位差与测量管内部的流体质量流量成正比，进而实现了流体质量流量的测量。在一个实施例中，测量段包括沿竖直方向延伸的两个延伸区和沿水平方向延伸并与两个延伸区连通的测量区。激励器处于测量区的中心，两个检振器处于测量区与延伸区的连接处。测量区与延伸区的连接处是整个测量段的拐弯处，因此检振器在该连接处能够测得最大的相位偏移，这有助于提高质量流量计的测量精度。在一个实施例中，还可以在壳体内充入干燥的惰性气体。例如，可以为氮气、二氧化碳气体等。这些气体可防止弹性件、浮盘以及测量管被腐蚀，由此使得质量流量计能够长时间地保持稳定的性能。在一个实施例中，测量管的在两个固定件外侧的区域形成了入口段和出口段，在入口段或出口段上设置温度传感器。基于温度传感器测得的数据，可以补偿由于液体温度变化而影响测量管的振动频率和质量流量的灵敏度。与现有技术相比，本专利技术的优点在：(1)本专利技术的质量流量计只有一根测量管和单个的测量段，这彻底消除了由两根测量管和/或两个测量段导致的所有测量误差，由此大幅提高了质量流量计的测试精度。(2)浮盘的设置使得外界环境几乎不会影响到浮盘和浮盘上的测量管的振动状态，而且还避免了浮盘的振动传递到壳体以及壳体之外，这使得质量流量计的测试精度得以进一步大幅提高。(3)由于只有一根测量管，因此也无需再设置流体分流器，这简化了质量流量计的结构并且降低了其制造成本。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1示意性地显示了根据本专利技术第一实施例的质量流量计的结构。图2是图1的A向视图。图3示意性地显示了测量管。图4示意性地显示了的浮盘。图5示意性地显示了另一类型的测量管。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。图1是根据本专利技术的第一实施例的质量流量计1的结构示意图。如图1所示，质量流量计1包括密闭的壳体2和设置在壳体2内的测量组件3。测量组件3包括竖直设置的浮盘4和固定安装在浮盘4上的一根测量管5，在测量管5上安装有振动式检测器61和检测器62、63。测量管5的入口段57和出口段58延伸到壳体2之外，以使得待测量的流体能够流出和流出测量管5(或质量流量计1)。应理解的是，测量管5的入口和出口穿过壳体2的位置也进行了密封。浮盘4在与壳体2的内壁间隔开并且可在壳体2内做阻尼运动。申请人对浮盘4的阻尼运动解释如下：振动的浮盘4受到阻力的作用而使其运动幅度随时间逐渐衰减。这种运动方式与弹簧振子的阻尼振动非常类似。如图1和4所示，浮盘4大体为长方体形。应特别注意的是：测量管5的测量段53应完本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质量流量计，包括密闭的壳体和设置在所述壳体内的测量组件，所述测量组件包括竖直设置的浮盘和用作流体流动路径的一根测量管，所述浮盘与所述壳体的内壁间隔开并且能在所述壳体内作阻尼运动，所述测量管通过两个间隔开的固定件与所述浮盘的固定相连，所述测量管的处于两个固定件之间的部分形成单个的测量段，在所述测量段设置有振动式激励器和检测器。

【技术特征摘要】
1.一种质量流量计，包括密闭的壳体和设置在所述壳体内的测量组件，所述测量组件包括竖直设置的浮盘和用作流体流动路径的一根测量管，所述浮盘与所述壳体的内壁间隔开并且能在所述壳体内作阻尼运动，所述测量管通过两个间隔开的固定件与所述浮盘的固定相连，所述测量管的处于两个固定件之间的部分形成单个的测量段，在所述测量段设置有振动式激励器和检测器。2.根据权利要求1所述的质量流量计，其特征在于，所述浮盘通过设置在竖直面内的多个弹性件与所述壳体的内壁相连并被支撑在所述壳体的内部。3.根据权利要求2所述的质量流量计，其特征在于，设置有偶数个弹性件，并且所述偶数个弹性件对称式设置。4.根据权利要求2或3所述的质量流量计，其特征在于，在所述壳体内充有干燥的惰性气体。5.根据权利要求2到4中任一项所述的质量流量计，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨云博，
申请(专利权)人：北京天辰博锐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11