一种流量计设备，其有流量管装置（３０８，３０９），用来接纳流动的物料，所述流量管装置在使用时是振动的，并且能响应被振动的物料流量而变形，所述流量管装置包括： 中空部件；和 其特征在于，所述装置还包括： 纤维（５０６－５０９），其包括所述中空部件的一部分，和相对所述流量管装置的纵轴线取向，以便可控地改变所述流量管装置所选择的振动特征。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域这个专利技术涉及科里奥利斯(Coriolis)流量计，它有使用纤维和复合材料的流量管，以便控制流量管的各项振动特性，这些特性包括增加内压的承受力以及流量管壁的柔性。问题振动管子的科里奥利斯(Coriolis)质量流量计传统上包括一个或几个物料流过的金属管(下面简称管)。这些管子在它们的共振频率下振动，使流动的物料承受科里奥利斯加速度，这是确定物料质量流速和其他信息所需要的。通过使流动的物料承受围绕转动的中心轴线交替的角速度来获得科里奥利斯加速度。物料的科里奥利斯加速度正比于流量管振动频率、振幅和物料的质量流速。因此流量管承受了与物料的质量流速和振动频率成正比的力。这个力使管子变形，所以沿着振动的管子上任意两点就显示出相差，使用相差确定管内的物料质量流速。科里奥利斯流量计的流量管具有双重的功能，这些功能提出互相矛盾的要求。第一个功能是容纳物料。流量管必须有足够的强度承受流动物料的内压。在许多工业应用中，这个压力可以超过每平方英寸一千磅。在这样的应用中要求流量管有很厚的壁来承受高压。流量管的第二个功能是它们必须是柔性的，以便使它们可以很容易地对发生的科里奥利斯力产生响应。科里奥利斯质量流量计的有用性和灵敏度取决于它能在很宽的流速范围内测量各种物料的质量流速。流量计应该能测量有低密度，如气体和低密度流体的物料的很低的流速。流量计只能在这种情况下做到这一点，如果它的管子是柔性的，并在响应所施加的很宽范围的科里奥利斯力时以可预测的方式变形。硬的管子对容纳高压物料是好的，但柔性差，且对测量物料流量的灵敏度也差。这使它不适宜测量低流速或低密度物料的质量流速。相反，有薄的柔性管壁的流量计应用在低密度物料如气体或低流速时是最佳的，但不适合容纳内压很高的流体。科里奥利斯流量计的另一个问题是它们需要在所需的和不需要的振动模式之间分离频率。流量管(和其中的物料)在它们的共振频率下振动，以便把科里奥利斯加速度给予流动的物料。通过测量在共振频率下在单个流量管的两点之间，或一对流量管上相应的位置之间的相(或时间)滞后，获取物料流速。流量管的振动应是(对时间的)纯正弦函数(与时间)和没有其他自然频率在驱动的共振频率附近或共振频率整数倍附近存在是重要的。由驱动频率或振动的外部环境源可以激励外部的自然频率。这些可能产生不需要的振动模式，它使流量管变形与所施加的科里奥利斯力无关。这可能造成噪音和产生错误的信号，它们干扰要测量的信号。这可以使取得的质量流速信息的精确度变差。振动频率的分离传统上是通过流量计的几何形状的设计达到的。通过振动部件的缩短、变硬或减小质量可以提高频率。相反，通过实行相反的手段可以降低频率。不幸的是，某些振动模式总是跟踪驱动模式。例如，弯曲成“U”型在它的两端固定的流量管常常被驱动在垂直于该“U”型腿部的平面的振动模式中。这种驱动模式称为异相弯曲模式。已知的发生在“U”型的平面中的一种可能的不需要振动模式是侧向模式，它的振动频率非常接近于所需的驱动模式的频率。改变U型流量管的质量、长度和硬度会一致地移动所需的和不需要的两个振动模式的频率，对所需的和不需要的模式的频率的分离几乎没有影响。解决方案本专利技术通过应用非均质材料，如纤维加强的复合物装备科里奥利斯流量管解决了这些问题和达到了先有技术的领先地位。非均质材料是那些，它的机械性能在材料内随方向而改变的。通过定向最好是在一个方向上的加强纤维可以制造现代的非均质复合物。从而该材料既有较高的弹性模量(硬度)和又在那个方向上有较高的拉伸强度。容纳高压物料同时又提供足够的流量管柔性，以便有高的科里奥利斯灵敏度的问题，是通过复合材料流量管的大部分纤维定向在圆周方向来解决的。由流量管中的内部压力造成的应力在圆周方向(环向应力)是其在轴向上的两倍。由管子振动造成的弯曲应力是处在轴向，但通过设计大大低于压力所造成的环向应力。提供的纤维主要取向在圆周方向使得流量管能够承受比常规的均质流量管更大的压力，但对科里奥利斯力仍有很高的灵敏度。通过选择复合材料管的纤维的取向和位置也解决了频率分离的问题。当管子弯曲时，在弯曲的凸起一侧的材料受到拉伸的应力，而在管子的凹下一侧的材料受到压缩应力。在拉伸和压缩应力之间存在着应力为零的区域。这个区域是管子的中性平面。把加硬的纤维放入平行于管子轴线的应力区可提高管子的自然频率，而把纤维沿着中性轴线放置几乎没有影响。这样，通过使纤维取向在沿驱动模式的中性平面的轴向就很容易解决侧向振动模式的问题。这也是最高应力的侧向模式区。这样放置不会提高驱动模式的频率或者流量管对科里奥利斯力的阻抗；但是它提高了侧向模式的频率和较好地分离侧向模式振动频率和驱动模式频率。通过选择纤维的位置也获得了其他振动模式频率的移动。一般来说，对给定的模式，纤维的位置是在峰值应力区，且取向在提高该模式频率的应力方向。纤维加强的复合物产品可通过几种方法制造。最普通的方法是注模和挤压。在这两个方法中短纤维与熔融的基底材料混合在一起，然后注模或挤压。纤维一般取向在平行于所确定材料的流动方向。在挤压的流量管情况时，纤维主要取向在轴向。这并不总是适合我们的目的。因为没有纤维是在圆周方向，这不能提高管子容纳压力的比率。同时它也相等地提高所有的弯曲频率。适合纤维精确定位在流量管壁中的各种方法，全都使用内芯棒。把纤维和基底材料施加到该芯棒的表面。芯棒可以是，或者包含留在位置上的中空管，或者是可移走的芯棒。放置纤维的一种方法是使用聚酯胶片。这个术语描述的是用基底材料浸渍的多张纤维(或者单一方向、双方向或者织成布)。它们可以被切割和在芯棒上定向。烘焙使各张聚酯胶片熔融在一起。还有连续的长或细丝缠绕的方法。这包括将连续长或细丝(或者单根纤维、多个纤维、纱或聚酯胶片)围绕芯棒缠绕。机器可以将长或细丝自动围绕复杂的形状缠绕。一旦将细丝放置到流量管或芯棒上的位置，或者用液态基底材料，如环氧树脂涂覆，或者在聚酯胶片丝的情况就用烘焙。接着固化的基底材料将纤维保持在位置上。细丝缠绕的方法对在圆周方向加强流量管是理想的方法。在它上面缠绕的芯棒可以是，或者可移开的，挤压复合材料流量管，或者是抗腐蚀材料如不锈钢的薄壁金属流量管。聚酯胶片单一方向的带可以放置在缠绕细丝的连续各层之间，从而为流量管在关键部位的轴向上提供附加的硬度。聚酯胶片单一方向的带也可粘结或其他方式固定到流量管的外表面，以便提供或者圆周或者轴向的纤维取向。中空管芯棒具有这样的优点，它能包含金属，例如已知能抗腐蚀的不锈钢，钽，锆。这样对于复合材料流量管它能作为抗腐蚀的衬里。芯棒管壁可以很薄，以便允许对科里奥利斯力有大的响应，而管子复合材料层的圆周方向纤维承受内部压力的应力。管状芯棒也可以是非金属材料，如聚四氟乙稀以便对流量极其灵敏，并仍能保持良好的抗腐蚀性和抗压能力。芯棒也可以是可移开的，使流量管没有衬里。许多基底材料的抗腐蚀特性使得这种做法适合许多流体。对直管来说，可移开的芯棒(芯)可从成品管的端部拉出。但对弯曲的管子来说，芯必须用其他的装置移除。蜡模铸造工业通常使用以特殊的蜡制成的可移除的芯，这种蜡有足够的强度，但可用热水熔化。这些蜡芯通常为注模制造的。如上所述，选择使用这些材料提供一种科里奥利斯流量管的结构，该结构克服先有技术的问题，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：C·B·范克勒弗，
申请(专利权)人：微动公司，
类型：发明
国别省市：
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