科里奥利质量流控制器制造技术

一种科里奥利质量流控制器包括流量传感器管、相对流量传感器管定位以使流量传感器管振动的驱动装置，以及相对流量传感器管定位以测量在流量传感器内由科里奥利力造成的扭曲的位置拾取装置。公开了一种电容拾取传感器，其包括至少一个可连接到第一电势并适于位于连接到第二电势的流量传感器管附近的导电板。导电板相对流量传感器管定位，以便在其间确定一间隙。导电板和流量传感器管之间的电容由于当流量传感器管振动时导电板和流量传感器管的相对运动而变化。电磁、静电、声音和／或压电驱动器可以用来振动流量传感器管。科里奥利质量流控制器还可以包括适于接收来自流量传感器管的流体并提供流量控制的整体流量控制装置。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

Coriolis mass flow controller

A Coriolis mass flow controller comprises a driving device, the flow sensor tube relative to the flow sensor tube positioned so that the flow sensor tube vibration, and position pickup device relative to the flow sensor to measure the result in the flow sensor tube due to Coriolis force twist tube. A capacitance pickup sensor is disclosed that includes at least one conductive plate that is connectable to a first potential and is adapted to be located near a flow sensor tube connected to a second potential. The conductive plate is positioned relative to the flow sensor tube so as to define a gap therebetween. The capacitance between the conductive plate and the flow sensor tube varies as a result of the relative movement of the conductive plate and the flow sensor tube when the flow sensor tube vibrates. Electromagnetic, electrostatic, acoustic, and / or piezoelectric actuators can be used to vibrate flow sensor tubes. The Coriolis mass flow controller may also include an integral flow control device adapted to receive fluid from a flow sensor tube and provide flow control.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及质量流测量和控制，且具体地说，涉及一种基于科里奥 利力效应并具有带相关传感、控制及通信电路的一体的流量控制阀的质量流 测量及控制装置。
技术介绍
，基于科里奥利力效应的质量流测量以下面方式实现。科里奥利力导致质 量在已确立的方向上流动并然后被迫^(吏改变方向并具有垂直于已确立的流 动方向的矢量分量的效应。这可以通过以下公式解释。<formula>complex formula see original document page 6</formula>式中5 (科里奥利力矢量)是i (质量流矢量)和&角速度矢量)的叉积。在旋转系统中，角速度矢量沿旋转轴定向。利用"右手原则"，手指确 定旋转方向，而展开的拇指确定角速度矢量方向。在典型科里奥利力流动传 感器情况下，通过其建立流体流动的管被振动。管经常为一个或多个环形的 形状。环形形状为使质量流矢量在环的不同部分指向相反的方向。例如该管环可以为U形、矩形、三角形或A形或螺旋形。在直管的特定实施例中，质 量流矢量在一单个方向，同时存在两个重合在管的固定点的角速度矢量。在振动系统中由于转动方向改变，角速度矢量变化。结果为在任何给定 时刻，科里奥利力以相反方向作用在质量流矢量或角速度矢量指向相反方向的地方D由于角速度矢量由振动系统造成连续变化，科里奥利力也持续变化。结果为动态扭曲运动施加到管的振荡运动之上。扭曲的大小与对于给定角速 度的质量流成比例。质量流测量通过测量在传感器管内由流体移过传感器管产生的科里奥 利力造成的扭曲而实现。典型的公知装置利用包括磁铁和线圏对的拾取传感 器，该磁铁和线圈对位于流量管上科里奥利力导致的位移被认为最大的地 方。线圈和磁铁装在相对的结构上，例如，磁铁安装在管上而线圏安装在静 态封装壁上。磁铁将移入或移出线圈，在线圈内感应电流。该电流与磁铁相 对线圈的运动成比例。由于这是速度测量，速度及由此的信号当流量管穿过其休止位置(过0(zero crossing)时最大。科里奥利力导致的扭曲在速度信 号内产生相移，其通过测量两个速度传感器间过零次数的不同而测得。在应 用中，这给次数测量回路带来很大的精度负担。这可能会限制由这种技术测 得的质量流的最大灵敏度。此外，基于科里奥利技术的公知装置的流速性能一般限制于高于很多应 用所期望的流速。此外，现有的科里奥利质量流测量装置只保证了带有非一 体流动控制能力的质量流传感。由用户提供用于控制流量的装置。
技术实现思路
本专利技术旨在解决与现有技术相关联的这些缺点。根据本专利技术一个方面，提供了一种科里奥利质量流传感器，包括流量 传感器管；流量传感器管位于其内的壳体；定位在壳体外侧用于振动流体的 驱动装置；以及至少一个相对流量传感器管定位的拾取传感器，以便测量在 流量传感器管内由科里奥利力造成的扭曲。优选地，至少一个拾取传感器放置在壳体内。优选地，还包括连接到流量传感器管上的磁铁，其中，驱动装置包括电 磁线圈。优逸地，电磁线圏包括能量感应器。 优选地，磁铁包括非稀土磁铁。 优选地，磁铁包括镀镍钐锆磁铁。根据本专利技术另一方面，提供了一种质量流测量装置，包括具有第一端 和第二端的壳体；阀体；相对壳体第一端和阀体定位的第一密封件，以便阀 体和第一端以密封形式连接；用户接口组件；以及相对壳体第二端和用户接 口组件定位的第二密封件，以便用户接口组件和第二端以密封形式连接。优选地，用户接口组件包括第一或第二用户接口组件之一。优选地，用户接口组件符合IP —65/NEMA4X。优选地，所迷质量流测量装置还包括位于壳体内的传感器壳体；位于 传感器壳体内的流量传感器管；其中，流量传感器管提供了第一流体密封， 传感器壳体提供了第二流体密封而阀体和第一端以及用户接口組件和第二 端提供了第三流体密封。根据本专利技术另一方面，提供了一种科里奥利质量流传感器，包括具有 第一端和第二端的流量传感器管；以及定位在流量传感器管的相应的第一和 第二端上的第一和第二压电块；其中，压电和反压电效应引起流量传感器管 振动，并检测在流量传感器管内由科里奥利力造成的扭曲。根据本专利技术另一方面，提供了一种科里奥利质量流控制器，包括流量 传感器管；相对流量传感器管定位的驱动装置，以便引起流量传感器管振动； 相对流量传感器管定位的位置传感装置，以便测量在流量传感器管内由科里 奥利力造成的扭曲；以及适于接收来自流量传感器管的流体的流量控制装 置。优选地，流量控制装置包括阀，所述阀包括阀座；适于密封住所述阀 座的活塞，所述活塞确定了至少一个穿过其延伸的孔，以便在活塞未落座于 阀座上时，建立通过活塞的流体流动路径。优选地，流量控制装置包括泵。优选地，所迷泵包括计量泵。根据方面另一方面，提供了一种装置，用于从被第一和第二位移计探测 到的第一和第二输入信号间的科里奥利力导致的相移来决定质量流，其包 括第一相位灵敏探测器，被连接以接收第一和第二输入信号，第一相位敏 感探测器可操纵以混合第一和第二输入信号，并提供表示被混合的第一和第 二输入信号的输出；第一移相器，连接以接收第一输入信号，并可操纵以输 出表示第一输入信号相移90。的输出信号；第二相位敏感探测器，被连接以 接收第 一移相器输出及第二输入信号，所迷第二相位敏感探测器可操纵以混 合相移第一输入信号和第二输入信号，并提供表示被混合的信号的输出；以 及连接到第一和第二相位敏感探测器的处理器，以接收混合的信号，并可操 纵以计算混合信号相对彼此的矢量模和相位，其中，矢量相位与质量流成比 例。优选地，所迷装置还包括连接到第一和第二相位敏感探测器上的第一和第二低通滤波器，所迷第一和第二低通滤波器可操纵以从混合的信号中除去高频信号，并输出DC电压。优选地，所述装置还包括相位与第一输入终端同步的第三输出终端，用 于提供正弦输出信号以驱动流量管共振。优选地，所迷装置包括同步放大器。优选地，所述装置还包括第三相位敏感探测器，被连接以在两个输入 端的每一个上接收第一输入信号，第三相位敏感探测器可操纵以将第一输入 信号与其本身混合，并提供表示混合的第一输入信号的输出；第四相位敏感 探测器，被连接以接收第一相移输出和第一输入信号，第四相位敏感探测器 可操纵以将相移的第一输入信号和第一输入信号混合，并提供表示混合后的 信号的输出；第一微分放大器，被连接以接收第一和第三相位敏感探测器的 输出，并提供微分信号给处理器；以及第二微分放大器，被连接以接收第二 和第四相位敏感探测器的输出，并提供微分信号给处理器。优选地，所迷装置还包括连接到第一和第二徵分放大器上的第一和第二 低通滤波器，所述第一和第二低通滤波器可操纵以从混合后的信号中滤去高 频分量并输出DC电压。优选地，所述装置还包括第二移相器，其被连接以接收第一输入信号， 并可操纵以将表示第一输入信号相移90。的信号输出给第四相位敏感探测 器。根据本专利技术另一方面，提供了一种方法，其从被第一和第二位移计探测 到的第 一 和第二输入信号间的科里奥利力导致的相移确定质量流，所述方法 包括将第一输入信号与第二输入信号混合以产生第一输出信号；相移第一 输入信号90°;将第二输入信号与相移的第 一输入信号混合以产生第二输出 信号；以及计算第一和第二输出信号相对彼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种科里奥利质量流传感器，包括：　　　　具有第一端和第二端的流量传感器管；以及　　　　定位在流量传感器管的相应的第一和第二端上的第一和第二压电块；　　　　其中，压电和反压电效应引起流量传感器管振动，并检测在流量传感器管内由科里奥利力造成的扭曲。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔J巴杰，约瑟夫C迪尔，杰弗里L怀特利，蒂莫西W斯科特，
申请(专利权)人：埃莫森电器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]