带有多个促动器的科里奥利流量计制造技术

一种系统，该系统包括流管，该流管构造成提供穿过流管的流径。系统还包含围绕流管沿径向分布的多个促动器，其中多个促动器中的第一促动器构造成在第一平面中驱动第一振荡，且多个促动器中的第二促动器构造成在第二平面中驱动第二振荡。此外，系统包含设置在流管上的多个传感器组，其中每个传感器组包括配置成感测第一振荡、第二振荡或两者的两个或更多个传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有多个促动器的科里奥利流量计
本公开内容大体上涉及科里奥利流量传感器。更特别地，本公开内容涉及一种具有多个促动器的科里奥利流量传感器组件，该促动器各自驱动振荡，且在某些实施例中，该组件可包含流管壳，以改进由科里奥利流量传感器执行的测量的精度。
技术介绍
通过流动系统输送的流体的性质的精确测量对于各种应用(诸如在生物处理系统以及油和气管线中)是重要的。用于测量流体性质的一种技术是通过使用流率。这允许测量在流体输送或流动期间执行，其对于降低相关联的操作成本是有利的。即，主动流动系统可在测量期间操作。流率可作为体积流率或质量流率来测量。如果流体的密度恒定，体积流率是精确的；然而，情况不总是这样，因为密度可随温度、压力或组分来显著地改变。因而，对于测量流体流量，质量流率典型地更可靠。一种用于测量质量流率的方法是通过科里奥利流量传感器(例如，流量计)。大体上，科里奥利流量传感器经由科里奥利力来测量质量流率，该力由流体在它移动通过振荡管时产生。
技术实现思路
与最初要求保护的主题在范围上相当的某些实施例在下文概述。这些实施例不旨在限制所要求保护的主题的范围，而是这些实施例仅旨在提供可能实施例的简要概述。实际上，本公开内容可包含与下文阐述的实施例可类似或不同的各种形式。本文中提供一种具有流管的系统，该流管构造成提供穿过流管的流径。系统还包含围绕流管沿径向分布的多个促动器，其中多个促动器中的第一促动器构造成在第一平面中驱动第一振荡，且多个促动器中的第二促动器构造成在第二平面中驱动第二振荡。此外，系统包含设置在流管上的多个传感器组，其中每个传感器组包括配置成感测第一振荡、第二振荡或两者的两个或更多个传感器。本文中提供一种方法，该方法包含用第一促动器来促动流管以引起流管在第一平面中振荡，该流管具有沿流径流动的流体。方法还包含测量流管在第一平面中的第一振荡。然后，方法包含用第二促动器来促动流管以引起流管在第二平面中振荡。此外，方法包含测量流管在第二平面中的第二振荡。更进一步，方法包含基于所测量的第一振荡和所测量的第二振荡来确定流体的性质。本文中提供一种具有流体流动组件的系统，该流体流动组件包括主管和副管，其中该流体流动组件构造成提供穿过主管的流径，其中主流管沿流径大体上是直的，且其中副管与主管同轴并与主管形成间隙。系统还包含围绕流管沿径向分布的多个促动器，其中多个促动器中的第一促动器构造成在第一平面中驱动第一振荡，且多个促动器中的第二促动器构造成在第二平面中驱动第二振荡。此外，系统包含多个传感器，该多个传感器设置在副管内且配置成感测第一振荡或第二振荡中的一者或两者。附图说明在参照附图阅读以下详细描述时，本公开内容的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，附图中相似的符号表示在图各处相似的部分，其中：图1是根据本公开内容的科里奥利流量传感器系统的框图；图2是根据本公开内容的具有多个传感器和多个促动器的科里奥利流量传感器组件的流管的图；图3示出根据本公开内容的用于操作科里奥利流量传感器的方法的流程图；图4是根据本公开内容的科里奥利流量传感器系统的框图；图5是根据本公开内容的科里奥利流量传感器的流管的各种振荡轴线的图；图6是根据本公开内容的科里奥利流量传感器组件的流管和流管壳的图；图7示出根据本公开内容的科里奥利流量传感器组件的流管和流管壳的截面；以及图8示出根据本公开内容的流管的复杂振荡。具体实施方式下文将描述本公开内容的一个或多个特定实施例。为了提供这些实施例的简明描述，可不在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应了解的是，在任何此类实际实施方式的研发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须进行许多实施方式特有的决定来实现研发者的特定目标，诸如，符合系统相关和业务相关的约束(其从一种实施方式到另一种可不同)。而且，应了解的是，此类研发工作可复杂且耗时，但对于受益于该公开内容的普通技术人员，不过将是设计、制作和制造的常规任务。在介绍本公开内容的各种实施例的要素时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在要素中的一个或多个。用语“包括”、“包含”和“具有”旨在为包含性的，且意指可存在除了所列举的要素外的额外要素。科里奥利流量传感器在涉及流体流动的许多应用(诸如生物处理系统)中是有用的。大体上，科里奥利流量传感器通过测量一个或多个振荡的流管的相移来操作，该相移由科里奥利力(该力由在管内侧流动的流体引起)所产生。提供增加科里奥利力效应的科里奥利流量传感器设计是有益的，增加科里奥利力效应继而导致质量流灵敏度和感测幅度增加(例如，高信噪比)。即，如本文中提供的传感器组件的构件的结构特性和布置可影响测量的灵敏度。改变管的几何形式的许多方法通常导致大的管环，其在零点稳定性上没有优点，因为外部干扰也被放大(其继而降低传感器精度)。另外，用于针对高压流体流所设计的科里奥利流量传感器的许多方法可使用更刚性的材料或增加管道的壁厚，其导致科里奥利流量传感器的灵敏度较低。流管的结构与流过流管的流体的操作压力之间的关系由巴洛公式示出：t=(P*D)/(2*S)，其中t是壁厚，P是流管的内侧与外侧之间的相对压力，S是许用应力(例如，流管的合适操作压力)，且D是流管的外径。在壁厚增加时，流管的抗弯刚度增加，其降低驱动科里奥利效应的振荡幅度，其继而降低传感器的灵敏度并增加信噪比。此外，这些构造还占据流体流动系统中的额外空间，且环形几何形式改变流体流径，其影响压力损失、流速、剪切速率、截留、排放和磨损。本公开内容涉及一种带有改进的灵敏度和低信噪比的科里奥利流量传感器组件。组件可包含流管(例如，一次性流管)、多个促动器和多组传感器。每个促动器驱动流管在相应平面内的振荡，且每组的传感器配置成测量在给定平面中由振荡和科里奥利力所产生的相移。测量在多个不同平面中/维度上的振荡可增加测量的确定性。现在转到图，图1是示出科里奥利流量传感器系统10的实施例的图。科里奥利流量传感器系统10包含联接到一个或多个促动器14和一个或多个传感器16的电子电路12。一个或多个促动器14以及传感器16联接到流管18。电子电路12包含驱动电路20，以触发一个或多个促动器16来在流管18中生成期望频率和幅值的振荡。科里奥利流量传感器系统10还包含传感器电路22，以从流管18接收科里奥利响应。电子电路12还包含处理器24，以处理从传感器16接收的科里奥利响应信号来生成代表流体的一个或多个性质的一个或多个测量值。这些测量值经由用户接口26来显示。电子电路12还包含存储器27，以存储测量值来用于进一步使用和通信，以存储对驱动电路20和传感器电路22有用的数据。在操作中，流体28流提供至流管18。电子电路12触发一个或多个促动器14以在流管18中生成振荡，该振荡传递到流体28。一个或多个促动器14用来在流体28中引发在所需频率范围内适当幅度的振荡。由于这些振荡和流体28通过流管18的流动，科里奥利响应(振动幅度和相位)在流体中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，所述系统包括：/n流管，所述流管构造成提供穿过所述流管的流径；/n多个促动器，所述多个促动器围绕所述流管沿径向分布，其中所述多个促动器中的第一促动器构造成在第一平面中驱动第一振荡，且所述多个促动器中的第二促动器构造成在第二平面中驱动第二振荡；以及/n多个传感器组，所述多个传感器组设置在所述流管上，其中每个传感器组包括配置成感测所述第一振荡、所述第二振荡或两者的两个或更多个传感器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180423 US 15/9602961.一种系统，所述系统包括：
流管，所述流管构造成提供穿过所述流管的流径；
多个促动器，所述多个促动器围绕所述流管沿径向分布，其中所述多个促动器中的第一促动器构造成在第一平面中驱动第一振荡，且所述多个促动器中的第二促动器构造成在第二平面中驱动第二振荡；以及
多个传感器组，所述多个传感器组设置在所述流管上，其中每个传感器组包括配置成感测所述第一振荡、所述第二振荡或两者的两个或更多个传感器。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个促动器中的第三促动器构造成在第三平面中驱动第三振荡。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二促动器从所述第一促动器沿径向以约45度偏移，且所述第三促动器从所述第一促动器沿径向以约90度偏移。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一促动器围绕所述流管与所述多个促动器中的不同促动器相对地设置。


5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，由每个促动器驱动的每个振荡的频率是不同的。


6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个传感器组包括沿所述流管的长度与第二传感器间隔开的第一传感器。


7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流管至少部分地由与所述流管同轴的加压流管壳所包绕。


8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流管和所述多个传感器中的每个传感器构造成可逆地联接到流体流动组件。


9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述流管的中心部分处驱动每个振荡。


10.一种方法，所述方法包括：
用第一促动器来促动流管以引起所述流管在第一平面中振荡，所述流管具有沿流径流动的流体；
测量所述流管在所述第一平面中的第一振荡；
用第二促动器来促动所述流管以引起所述流管在第二平面中振荡；

【专利技术属性】
技术研发人员：P·郎，J·吕滕，C·E·西利，
申请(专利权)人：思拓凡瑞典有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE