带有改进的平衡系统的科里奥利流量计技术方案

本发明专利技术涉及一种流量计（２００），其包括流量计管（２１０）和平衡系统（２１１）。平衡系统（２１１）连接至流量计管（２１０）。流量计管（２１０）和平衡系统（２１１）均具有质量中心。平衡系统（２１１）的大小和定位设置成使得流量计管（２１０）和平衡系统（２１１）的联合质量中心（Ｃｃｍ）定位成极接近流量计管（２１０）的旋转轴线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流量计，且更具体地涉及带有改进的平衡系统的流量计。
技术介绍
振管式传感器，例如科里奥利(Coriolis)质量流量计，通常通过检测包含材料的 振动导管的运动来操作。可通过处理来自与导管相关的运动换能器的信号来确定与导管中 的材料相关的性能，例如质量流量、密度等，因为振动的充装有材料的系统的振动模式通常 会受到导管及其中所含材料的结合的质量、刚度和阻尼性质的影响。典型的科里奥利质量流量计包括一个或多个导管，其串联连接在管道或其它传输 系统内以运送系统中的材料，例如流体、泥浆等。每个导管可被视为具有一套自然振动模 式，该自然振动模式包括，例如简单弯曲、扭转、沿半径转动和成对的模式。在典型的科里奥 利质量流量计测量应用中，当材料流经导管时以一种或多种振动模式激励导管，在沿着导 管间隔开的多个点处测量导管的运动。通常由例如机电装置的致动器，比如音圈型驱动器 来提供激励，所述致动器周期性地干扰导管。可通过测量换能器位置处的运动之间的延时 或相位差来确定质量流率。延时的值非常小，通常是以十亿分之一秒来计算。因此，有必要使得换能器的输出 非常准确。流量计结构的非线性以及不对称性或者来自外力引起的运动可损害换能器的准 确性。例如，具有不平衡构件的科里奥利质量流量计会以流量计的驱动频率来振动其壳体、 法兰和管道。这种振动以一定程度干扰延时信号，该程度取决于安装刚性。由于安装刚性 通常是未知的且会随时间和温度的变化而变化，不平衡构件的影响不能得到补偿且可严重 地影响流量计的性能。通过使用平衡的流量计设计以及通过使用信号处理技术以补偿不想 要的构件运动来减少这些不平衡振动和安装振动的影响。通常的双管科里奥利流量计设计使用歧管将材料流分成两股并将这两股材料送 进流量计管内。通常，两个管的形状是对称的且彼此平行安装。通常，两个管以相同的频率 但是相反的相位振动。因为管是对称的且彼此相反振动，因此振动通常会在两个管的连接 处抵消。这产生了平衡的流量计(即，在歧管处几乎没有或者没有流量计的振动)。流经两 个管的材料的密度变化相等地改变两个管的质量，因此两个管在很大范围的材料密度上都 保持平衡。由于压降或堵塞问题，某些应用中不想用双管流量计，在这些情况下单管流量计 是理想的。单管科里奥利流量计的问题在于随着流体密度的改变其会变得不平衡。当流体 密度改变时，流量计的质量中心也会发生变化。这种不平衡会对流量计的性能和可靠性造 成不利的影响。因此，本领域需要能够在很大范围的材料密度上都保持平衡的单管科里奥利流量 计。本专利技术克服了这个问题以及其它一些问题，在本领域取得了进步。然而，应当理解的是 虽然本专利技术克服了单管设计中尤其普遍存在的问题，本专利技术同样适用于双管流量计。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种流量计，包括流量计管(210)；以及平衡系统(211)，其连接到流量计管(210)，其中平衡系统(211)的大小和定位设 置成使得流量计管(210)和平衡系统(211)的联合质量中心(Ccm)位于极接近流量计管 (210)的旋转轴线。优选地，平衡系统包括平衡杆和一个或多个撑杆。优选地，平衡系统包括一个或多个配重套管。优选地，流量计包括科里奥利流量计。优选地，流量计包括两个或更多流量计管。根据本专利技术的一个方面，流量计(400)包括流量计管(210)；驱动器(420)；一个或多个传感器(421、422)；以及平衡系统(211)，其连接到流量计管(210)，其中平衡系统(211)的大小和定位设 置成使得流量计(400)的联合质量中心(Ccm)位于流量计管(210)的旋转轴线附近。优选地，平衡系统包括平衡杆和一个或多个撑杆。优选地，平衡系统包括一个或多个配重套管。优选地，流量计包括科里奥利流量计。优选地，流量计包括两个或更多流量计管。根据本专利技术的一个方面，用于平衡具有流量计管的流量计的方法，该方法包括如 下步骤将平衡系统连接至流量计管，所述平衡系统的大小和定位设置成使得流量计管和 平衡系统的联合质量中心位于流量计管的旋转轴线附近。优选地，平衡系统包括平衡杆和一个或多个撑杆。优选地，平衡系统包括一个或多个配重套管。优选地，流量计包括科里奥利流量计。优选地，流量计包括两个或更多流量计管。根据本专利技术的一个方面，用于平衡具有流量计管和驱动系统的流量计的方法，该 方法包括如下步骤将平衡系统连接至流量计管，所述平衡系统的大小和定位设置成使得流量计管、 驱动系统和平衡系统的联合质量中心位于流量计管的旋转轴线附近。优选地，平衡系统包括平衡杆和一个或多个撑杆。优选地，平衡系统包括一个或多个配重套管。优选地，流量计包括科里奥利流量计。优选地，流量计包括两个或更多流量计管。附图说明图1示出了流量计100。5图2示出了根据本专利技术的一个实施方式的流量计200。图3示出了根据本专利技术的另一实施方式的流量计200。图4示出了根据本专利技术的一个实施方式的流量计400。图5示出了根据本专利技术的一个实施方式的流量计500。具体实施例方式图1至图5以及下面的描述描绘了特定实施例以教导本领域技术人员如何制造和 使用本专利技术的最佳方式。为了教导创造性原理，已经简化或省略了某些常规方面。本领域 技术人员应当预见在本专利技术范围内的这些实施例的各种变化。本领域技术人员应该理解可 以用各种形式结合下面所述的特征以便形成本专利技术的多种变化。结果表明，本专利技术不局限 于下面所述的特定实施例，而仅仅由权利要求及其等价物限定。图1示出了流量计管100。流量计管100包括入口部101、出口部102、第一弯部 103、第二弯部104、第一直部105、第二直部106以及弯曲顶部107。入口部101以及出口部 102轴向对齐且各自连接入口歧管108和出口歧管109。入口歧管108和出口歧管109将 流量计管100连接至管道(未示出)或者其它运输系统以运送系统中的材料，例如流体及 泥浆等。第一弯部103连接至入口部101。第二弯部104连接至出口部102。第一直部105 连接至第一弯部103。第二直部106连接至第二弯部104。弯曲顶部107连接至第一直部 105和第二直部106。弯部顶部107可采用圆形段的形状或可采用其它弯曲形状。在一实 施例中，弯曲顶部107可直接连接至第一弯部103和第二弯部104。如图1所示，相对于X-Y-Z坐标系示出流量计管100。虽然图形示出了位于Y-Z平 面内的流量计管100，应当理解所选的坐标系仅仅是示例性的，且可以使用其它坐标系。流 量计管100大致形成在一个平面内(如图1的Y-Z平面所示)。通常，流量计管100也可包 括一个或多个驱动器(未示出)、一个或多个传感器(未示出)以及其它测量设备。为了简 化已经省略了这些部件，但是应该理解当流量计管100操作时，这些部件通常是存在的。当 在操作期间使用驱动器(未示出)振动流量计管100时，流量计管100在X方向振动。其 它方向包括沿着管道的Z方向和垂直于X方向和Z方向的Y方向。如图所示，当流量计管 100振动时，它大致围绕旋转轴线转动，旋转轴线大致沿着管道或者如图所示，沿着入口部 101以及出口部102。如图所示，旋转轴线是Z轴。应当理解选择Z轴是为了描述流量计管 的特征，也可以选择其它坐标系。因此，Z轴的使用不应该限本文档来自技高网...

【技术保护点】
流量计（２００），包括：流量计管（２１０）；以及平衡系统（２１１），其连接至所述流量计管（２１０），其中所述平衡系统（２１１）的大小和定位设置成使得所述流量计管（２１０）和所述平衡系统（２１１）的联合质量中心（Ｃｃｍ）定位成极接近所述流量计管（２１０）的旋转轴线。

【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：GT兰哈姆，CA魏尔巴赫，
申请(专利权)人：微动公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]