用于测量粘结剂流动材料的流动特性的紧凑型振动性流量计制造技术

根据本发明专利技术的实施例，提供了一种用于在粘结剂流动材料的压力大于大约１０磅每平方英寸（ｐｓｉ）下测量粘结剂流动材料的流动特性的紧凑型振动性流量计（２００）。紧凑型振动性流量计（２００）包括至少两个拾取传感器（３０８）和驱动器（３０９）。紧凑型振动性流量计（２００）还包括一个或多个流动导管（３０１）。至少两个拾取传感器（３０８）被固定在一个或多个流动导管（３０１）上并且驱动器（３０９）被配置成用以振动一个或多个流动导管（３０１）。一个或多个流动导管（３０１）包括小于大约２００赫兹（Ｈｚ）的驱动频率并且驱动频率与粘结剂流动材料的流体共振频率的频率比小于大约０．８。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量粘结剂流动材料的流动特性的紧凑型振动性流量计专利技术背景1. 专利
本专利技术涉及紧凑型振动性流量计，并且更特别地，涉及用于测量粘结剂(cement)流动材料的流动特性的紧凑型振动性流量计。2. 问题陈述振动导管传感器(sensor),比如科里奥利(Coriolis)质量流量计， 典型地操作来探测包含流动材料的振动导管的运动。与导管中的材 料相关联的特性，比如质量流、密度等等，可由对测量信号的处理 来确定，该信号接收自与导管相关联的运动换能器(transducer)。影响 振动材料填充系统的振动模式的一般是联合质量、硬度、和包含导 管以及其中包含材料的阻尼特性。典型的科里奥利质量流量计包括在管路中或其它运输系统中成 一线连接的并且在系统中传送材料(例如，流体、泥浆等等)的一个或 多个导管。每一个导管都可被视为具有一套自然的振动模式，例如 包括单纯弯曲、扭转、径向、和结合模式。在典型的科里奥利质量 流量计测量应用场合中，当材料流过导管时，在一个或多个振动模 式下导管被激励，并且在沿着导管间隔的点处可测量导管的运动。 激励典型地由促动器提供，例如电动机械装置，比如音圈型驱动器， 该促动器以周期方式摄动导管。通过在换能器位置处测量运动之间 的时间延迟和相差来确定质量流率。为了测量流动导管或导管们的 振动响应典型地应用两个这种换能器(或拾取传感器)，并且该换能器 典型地位于促动器的上游和下游的位置处。两个拾取传感器通过电 缆连接到电子仪器上。为了得到质量流率的测量，该仪器从两个拾 取传感器处接收信号并且处理信号。 使用流量计测量流动材料的一个困难是当流动材料不一致的时 候，比如处于多相流动条件下。在多相流动条件下，流动材料包括 两个或多个气相、液相、以及固相。例如，常见的流动测量情景是 当流动材料包括夹带在液体中的气体。空气是常见的夹带气体。由 于气体是可压缩的，所以流动材料的特性会变化并且因此夹带的气 体可引起流量计中错误的读数。夹带的气体可降低质量流率和密度 测量的精度，并且因此可间接地影响体积测量。图1所示为现有技术的U形振动性流量计。该现有4支术的U形振动性流量计具有非常低的长高比，其中长高比由计的总体长度(L) 除以计的总体高度(H)构成，也就是，长高比-L/H。从该图可以看 出现有技术的长高比典型地远远小于一，特别是对现有技术的U形 流量计。在导管直径大的应用场合中，可以看出的是该现有技术流 量计的小的长高比将需要大量的垂直物理空间以用于安装。在许多安置中，可用于流量计的物理空间是有限的。例如，计 的总体长度(L)和计的总体高度(H)二者都被可获得的安装空间规定好 了。因此，需要有紧凑型的流量计，该流量计的特点是既有减少的 长度(L)又有减少的高度(H),以及高的长高比(L/H)(也就是，是紧凑 的)。而且，对于更小的、更紧凑的流量计有增长的需要，该流量计 可提供需要的测量能力和高等级的测量精度与可靠性。在现有技术中，生产紧凑型振动性流量计的尝试包括对于这种 应用场合按比例缩小现有的流量计和/或使用弓形的或直形的流动导 管。然而，这都遇到了意料外的复杂和遇到了令人不满意的流量计 精度。按比例缩小现有流量计的设计的 一 个结果是流动导管的硬度 被大量增加了。该增加的硬度特性导致流量计驱动频率的增加。成 问题地，该相对高的驱动频率对于多相流动材料导致了降低的性能 和/或精确度。当气体被夹带在流动材料中时(例如，比如气泡)，流动 材料的共振频率受到影响，并且低于纯流体流动材料的共振频率。 因此，现有技术流量计应用的驱动频率可处于或接近流动材料的共振频率。通过研究发现的是当多相流的流动材料的共振频率接近流 量计的驱动频率时流量计的精度会减少。因此，夹带的空气导致流 量计不能精确测量流动材料的流动特性和测量非流动特性。例如， 一个希望被测量的流动材料是液体粘结剂。当液体粘结 剂被混合和生产时液体粘结剂的质量、体积、和密度中的一个或多 个可被测量。特别地，需要液体粘结剂的密度。密度是液体粘结剂 品质的无价测量标准，并且为了生产液体粘结剂混合物可被使用来测量和控制希望的粘结剂、水、和任何填料(aggregate)的比例。当粘结剂、水、和填料被混合时空气典型地被夹带在液体粘结 剂中。在15磅每平方英寸(psi)的压力下，没有夹带空气的液体粘结 剂的流体共振频率是大约170Hz。该频率对于具有预定的流动导管特 性，比如预定的内径、预定的壁厚等等，的流量计是给定的。相反 地，在15psi的压力下，对于相同的流量计，在包括空气占体积百分 之15的空隙率的液体粘结剂中的粘结剂流动材料的共振频率典型地 是大约165Hz。从这些频率中可以看出，在液体粘结剂中夹带空气的 出现减少了驱动频率并且表明液体粘结剂的密度增加了。由此，夹 带的空气在现有技术的科里奥利流量计中将引起错误的或不精确的 密度测量。该错误的发生是由于现有技术流量计的驱动频率处于或 接近液体粘结剂的粘结剂流动材料的共振频率。当计的基频处于或 接近粘结剂流动材料的共振频率时，那么流量计的测量受到负面影 响。解决方案概要通过提供紧凑型振动性流量计来测量粘结剂流动材料的流动特根据本专利技术的实施例，提供了用于在粘结剂流动材料的压力大 于大约0磅每平方英寸(psi)下测量粘结剂流动材料的流动特性的紧 凑型振动性流量计。紧凑型振动性流量计包括至少两个拾取传感器和驱动器。紧凑型振动性流量计还包括一个或多个流动导管。至少 两个拾取传感器被固定在一个或多个流动导管上并且驱动器被配置 成用以振动一个或多个流动导管。 一个或多个流动导管包括小于大约200赫兹(Hz)的驱动频率并且驱动频率与粘结剂流动材料的流体共 振频率的频率比小于大约0.8。根据本专利技术的实施例，提供了用于在粘结剂流动材料的压力大 于大约10磅每平方英寸(psi)下测量粘结剂流动材料的流动特性的紧 凑型振动性流量计。紧凑型振动性流量计包括至少两个拾取传感器 和驱动器。紧凑型振动性流量计还包括一个或多个流动导管。至少 两个拾取传感器被固定在一个或多个流动导管上并且驱动器被配置 成用以振动一个或多个流动导管。 一个或多个流动导管是基本上自 排出式的并且包括小于大约200赫兹(Hz)的驱动频率并且驱动频率与 粘结剂流动材料的流体共振频率的频率比小于大约0.8。根据本专利技术的实施例，提供了用于在粘结剂流动材料的压力大 于大约10磅每平方英寸(psi)下测量粘结剂流动材料的流动特性的紧 凑型振动性流量计。紧凑型振动性流量计包括至少两个拾取传感器 和驱动器。紧凑型振动性流量计还包括一个或多个流动导管。至少 两个拾取传感器被固定在一个或多个流动导管上并且驱动器被配置 成用以振动一个或多个流动导管。 一个或多个流动导管中的流动导 管包括由至少两个末端弯曲部分和中央弯曲部分处形成的弓形部 分。两个末端弯曲部分各自包括在大约120度到大约170度之间的 末端弯曲角e。 一个或多个流动导管包括小于大约200赫兹(Hz)的驱 动频率并且驱动频率与粘结剂流动材料的流体共振频率的频率比小 于大约0.8。专利技术的方面在紧凑型振动性流量计的 一 个方面，在粘结剂流动材料上的驱 动频率是小于大约170Hz。在紧凑型振动性流量计的另 一 个方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在粘结剂流动材料的压力大于大约１０磅每平方英寸（ｐｓｉ）下测量粘结剂流动材料的流动特性的紧凑型振动性流量计（２００），所述流量计包括至少两个拾取传感器（３０８）、驱动器（３０９）和一个或多个流动导管（３０１），其中所述至少两个拾取传感器（３０８）固定在所述一个或多个流动导管（３０１）上并且所述驱动器（３０９）配置成用以使所述一个或多个流动导管（３０１）振动，所述紧凑型振动性流量计（２００）的特征在于：所述一个或多个流动导管（３０１）包括小于大约２００赫兹（Ｈｚ ）的驱动频率，并且所述驱动频率与所述粘结剂流动材料的流体共振频率的频率比小于大约０．８。

【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：AW潘克拉茨，MJ贝尔，AT帕藤，
申请(专利权)人：微动公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]