CN1066819C - 具有静止线圈的科里奥利流量计 - Google Patents
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Abstract
一种互补流量计,具有一对平行的振动流量管,在管上装备有一个驱动器和传感器,每个传感器包括一个固定非活动线圈和一对固定到振动的流量管的磁体。每个线圈与唯一的一对磁体磁配合。在第一个实施例中,线圈固定到流量计的非活动部件上。在另一个实施例中,非活动线圈只固定到弹性子组件上,弹性子组件固定到关于彼此异相振动的流量管上。
Description
发明背景
本发明涉及一种具有科里奥利效应的质量流量计(下文中有时称为科里奥利质量流量计或科里奥利流量计),尤其涉及一种具有成本低,可靠性好,和性能更好的传感器截止和驱动装置的科里奥利效应的质量流量计。
现存问题。
用科里奥利效应的质量流量计测量质量流量和其它经管道流动的材料的信息是众所周知的。如4,491,025号美国专利(1985年1月1日授予J.E.Smith等人和1982年2月11日授予J.E.Smith的Re 31,450)所记载的那样,这些流量计具有一个或更多的构造为笔直或弯曲的流量管。在科里奥利质量流量计中,每种流量管构造都有一组固有振动模式,流量管构造可以是简单弯曲,扭曲或共轭型(coupled type)。驱动每一个流动管道在这些固有模式的一个谐振频率上产生振动。材料从流量计入口侧的连接管路流入流量计,直接穿过流量管或一些管子,并由出口侧流出流量计。盛装流体的系统振动的固有振动模式由流量管的质量和流量管内的材料一起部分限定。
当没有经过流量计流动时,沿流量管的所有点因施加的驱动力而同相振动。当材料开始流动时,由于科里奥利加速度,使沿流量管的每一个点都具有不同的相位。在流量管入口侧的相位落后于驱动器,而在出口侧的相位超前于驱动器。传感器设置在流量管上以产生代表流量管运动的正弦信号。在两个传感器信号之间的相位差与材料穿过流量管的质量流速成正比。
WO 88/03642记载了一种科里奥利质量流量计,其包括一个铁磁驱动机构和一些铁磁速率传感器。驱动机构包括一个驱动线圈;一个固定到流量计流量通道的铁磁驱动衔铁,以使流量通道部分地位于驱动线圈的场中,一个用引导驱动衔铁的铁磁磁畴取向的磁体;和用于向驱动线圈提供驱动信号的装置。速率传感器包括一个传感器线圈;一个固定到流量通道的铁磁传感器衔铁,以使其部分位于横穿传感器线圈的场中;一个用于引导传感器衔铁的铁磁磁畴取向的磁体,设置该磁体使得其磁场的一部分穿过传感器线圈;和通过改变传感衔铁的位置检测在传感器线圈中感应出的电流。驱动机构响应驱动信号产生的可变磁场振动流量管路。由于流量管路的侧分支响应驱动机构和响应由通过振动管路的材料流产生的科里奥利力而振动,故更使铁磁传感器衔铁位置变化。结果穿过传感器线圈的磁场变化并感应产生一个信号,该信号是对流量管路的侧分支的流速的测量。
与运动的管子上的线圈连线会产生一个问题。这一种用两种方法的一种来处理。在大一些的流量计上,在管子靠近支撑挡板的一点开始将绝缘线用胶带贴在管子上,在这一点管子的振幅接近零,然后沿管子向上延伸到线圈。这种方法的缺点在于胶带或胶水及绝缘线一般为高减振材料,它们关于时间和温度的减振变化是不可预测的。科里奥利流量计管子减振的变化会导致错误的流量信号。
在小一些的流量计上,减振导致的误差变的更大,以允许使用一般导线,因此,薄挠性导体(可弯曲)形成从静止端到活动线圈上的端点的弓形连接。由于这些挠性导体上没绝缘线或胶带,故它们的减振很小。不幸的是,这些挠性导体具有各自严格的固有频率,而且在一个固有频率上激励它们会导致迅速失败。还有,它们的大小和易碎性使得制造困难。
本发明解决了向活动线圈连线所产生的问题,本发明在每个管上设置一个磁体并在两个磁体的附近设置一个静止线圈。磁体这样取向,即这些磁体的每一个以相同的极朝向线圈并使这些管关于彼此运动(异相运动),它们径向横穿线圈并在线圈中产生附加电压。采用这种几何结构,管子的同相运动导致一个磁体朝向线圈中心横穿线圈,而另一个磁体离开线圈中心横穿线圈。由这种运动产生的电压彼此相减和抵消。这种新的几何结构和已有技术一样滤出流量管的同相运动,但没有向活动线圈连线的问题。
由本发明设计的线圈产生的正弦信号的幅值与和线圈相交的磁场的强度成正比。由于场强随离开磁体的距离降低,所以,保持这个距离随时间不变就变得十分重要,特别是在使用一种(非零)电压水平交叉测量进行电信号处理以确定Δt的情况下。很难保持这个距离(间隔)不变来实现使磁体直线向前靠近管子和使线圈靠近流量计壳体,这是因为流量管和壳体一般是彼此固定在流量计集合管处并离开磁体和线圈明显的距离。这样,在壳体-集合管-管子界面的非常小的制造公差会导致磁体-线圈间隔很大的变化。这个间隔不容易控制。此外,在工作中会有因受外界振动而引起的振动模式,其中管子和壳体彼此相反移动。这会以周期的形式改变间隔并对流量测量产生不利的影响。
本发明有四种方法可以解决这个问题。第一种,线圈不是固定到壳体上,而是通过片簧固定到流量管上。弹簧的取向使管子平行线圈的平面移动并保持线圈-磁体间隔不变。线圈保持不动,这是因为其固定在两个相同的弹簧之间,弹簧的远端通过附装到流量管上而等量反向位移。由于电压抵消,流量管的同相运动或线圈的振动在输出信号反映不明显。
解决可变线圈-磁体间隔问题的第二种方法是每个传感器采用两个线圈。这两个线圈彼此平行并固定到流量计壳体上,以及由导线串联。流量管位于两个线圈之间,每个管具有两个固定其上的径向相对的磁体,以使每个磁体面向线圈。所有四个磁体(关于每个流量管上的两个线圈)具有面向它们各自线圈的相同极(北极或南极)。在这种两个线圈的几何结构中,如果壳体关于管子移动,则到一个线圈的间隔可以变得更小,而到另一个线圈的间隔可以等量地变得更大。由于对于小的位移,磁场强度关于距离接近线性,在小间隔侧产生的电压的增加被在大间隔侧产生的电压的减小所抵消。这样,这种几何结构不受间隔变化影响。
使固定的线圈不受间隔变化的影响的第三种方法是这样关于管子设置线圈,即关于壳体和管子之间的主要振动模式,间隔不改变。在管子和壳体之间的基本振动模式是管子和壳体在管子的平面内振动。管子彼此同相振动,管子与壳体异相振动。这被称为壳体横向模式。一般是具有足够低的频率的最适合的模式,以使振动幅度明显。系统的质量中心在集合管的附近。流量管和壳体以旋转模式关于这个质量中心振动。通过使线圈这样取向,即它们的平面与中心和质量中心重合的球面相切,可以确保间隔保持不变而不管是壳体横向模式。由这种模式产生的最适当的相对速率与该球面相切并在线圈的平面内。垂直于流量管的相切的壳体-管子运动是被抵消掉的同相管子运动。平行于流量管的相切运动,即壳体横向模式,在幅度足够大的情况下会产生问题。通过使线圈为矩形,在这个方向的振动导致磁体沿线圈的直线边上下移动,而产生的电压不变。
最后,线圈还可以以这样的方式取向,即左和右传感器的间隔彼此变大并同相变小。相位测量不受幅度影响,因为由两个传感器产生的幅值之比保持不变。在一种“标准”传感器设置中,传感器位于流量管拐弯处的外侧,对应于壳体横向模式,一个间隔增加而另一间隔减小。但是,如果一个传感器位于流量管拐弯处的外侧,另一个传感器位于弯拐处的内侧,则左和右传感器的间隔彼此同相改变,对相位测量不产生影响。
为简单起见,直到现在仅讨论了传感器线圈。以上说明也适用于驱动器,只是除了一般不涉及驱动信号的线性或相位。这样,只是在考虑驱动效益的时候,驱动器磁体-线圈间隔才是重要的。由于驱动器通常位于管子的顶部,所以,线圈平面一般与中心在质量中心的球面相切,而无须进一步采取措施保持间隔不变。
从以上说明中可以看出,本发明解决了将电连接延伸到驱动器的线圈以及安装到科里奥利流量计的振动的管子上的传感器元件所带来的问题。解决这个内部连接问题或者是通过将线圈实际安装到一个静止部件上以使线圈与实际安装到振动流量管上相应的磁体磁相配合,或者是通过用一个相对流量管的异相驱动振动保持线圈不动的弹簧装置将线圈实际附装在振动的流量管上来使线圈保持静止。
通过阅读结合附图进行的以下说明可以更好地理解本发明的上述和其他优点和特点
图1是本发明的第一个实施例,表示的是经片簧装置连接到一对流量管上的传感器线圈和驱动器;
图2是沿图1的截面2-2所取的截面图;
图3表示的是部分包括固定到一对流量管上的弹簧组件的磁体和线圈;
图4表示的是固定到科里奥利流量计机架上的线圈;
图5记载的是本发明另一个可能的实施例,磁体和两个传感器相对应的线圈位于一对流量管的相对表面上;
图6记载的是一种流量计,其具有附装到流量计的固定壳体上的印刷线路板和位于一对流量管的上部和底部的相对应的磁体;
图7是沿图6的线7-7所取的截面图;
图8表示的是一个扁平矩形线圈;
图9表示的是挠性组件,包括一对印刷电路线圈、连接电路,并设计用来装放电连接器;
图10表示的是一个插入科里奥利流量计的外壳的开口的图9的挠性组件的连接器;
图11表示的是另一个变换实施例,其中传感器线圈这样设置,使其与中心和流量计的质量中心同心的球面相切。
图1表示的是一种典型的用科里奥利效应的质量流量计10,其具有两个固定到集合管管体30上的悬臂安装的流量管12,14,以具有基本相同的弹性系数和关于它们各自异相弯曲轴W-W和W′-W′的惯性矩。
将驱动线圈和磁体D安装到流量管12,14的上部130和130′之间的中部区域,以使流量管12,14关于轴W-W和W′-W′异相振动。左传感器L和右传感器R安装到流量管12,14上部的各自端部的附近,以探测流量管12,14的相对运动。这种探测或者可以通过测量流量管12,14的顶端通过它们的输出信号零交叉点的运动,或者可以通过测量流量管相对运动的速率来实现。流量管12和14具有左侧支管131和131′及右侧支管134和134′。侧支管向下朝向彼此会聚并固定到集合管部件121和121′的表面120和120′上。支撑挡板140R和140L钎接到流量管12,14的支管上,并起限定轴W-W和W′-W′的作用,当驱动器D经通路156被激励时,流量管关于轴W-W和W′-W′异相振动。轴W-W和W′-W′的位置由支撑挡板140R和140L在流量管侧支管131,131′和134、134′的位移所确定。
将温度检测器22安装在流量管14的侧支管131上,以测量流量管的温度和在流量管内流动的材料的近似温度。这种温度信息用于确定流量管弹性系数的变化。驱动器D,传感器L,R和温度检测器22通过通路156,157,158和159与质量流量测量装置24相连。质量流量测量装置24可以包括一个微处理器,微处理器处理从传感器L,R和检测器22接收的信号,以确定材料流经流量计10以及其它测量仪的质量流速,如材料密度和温度。质量流量测量装置24还通过通路156向驱动器D提供驱动信号,以使管子12和14关于轴W-W和W′-W′异相振动。
集合管管体30由壳体150,150′形成。壳体部件150,150′可通过法兰盘103,103′附装到供给管路和输出管路(没有示出)上。集合管管体30将材料从供给管路引入到流量管12,14中,然后回到输出管路。当集合管法兰盘103和103′通过入口端104和出口端104′与一传输要测量的处理材料的管路系统(没有示出)相连的时候,材料经过法兰盘103的入口孔(没有示出)进入集合管管体30和集合管部件110,并通过壳体部件150中截面逐渐变化的通路(没有示出)与流量管12,14相连。材料由集合管部件121分开并分到引入流量管12,14的左支管131和131′。然后,材料流经上部管部件131,131′和右侧支管134和134′,并重新组合成流量管集合管部件121′的单独的材料流。然后,流体被引入出口壳体部件150′中的一个通道(没有示出),然后进入出口集合部件110′。出口端104通过具有螺栓孔102′和小孔101的法兰盘103与管路系统(没有示出)相连。
图2更详细地表示了驱动部件D,图2是沿图1的线2-2所取的截面图。如图2更清楚地表示的那样,驱动部件包括一个右弹簧149,一个左弹簧148,一个上横梁147和一个安装到横梁上的线圈142。这些部件包括一个将弹簧148和149的远端分别安装到流量管14和12的外表面上的子组件。将磁体166固定到流量管12的上外表面上,而将磁体165固定到流量管14的上外表面上。这样安装磁体以使它们的北极朝向相同的方向(即朝向线圈)。线圈142的下平面具有足够的面积以包围磁体165和166的磁场。当作为驱动器工作时,图2的部件响应接收到的AC驱动信号以产生一个电磁场,该电磁场使磁体和磁体所附装其上的流量管关于彼此异相振动。在这种情况下,使内部流动有材料的流量管在流量管结构的谐振频率处关于彼此向内和向外移动。
图1上的左传感器L和右传感器R包括与图2所示的驱动部件D的部件相似的部件。于是,左传感器L包括分别固定在流量管14、12上的磁体153、154,使得该磁体面向固定在横梁144上的线圈141,横梁144又借助一对平的弹性件145、146安装在流量管上。类似地,右传感器R包括分别固定在流量管14、12上的磁体168、169,使得该磁体面向固定在一横梁上的线圈171,横梁又借助一对平的弹性件151、152安装在流量管上。每个传感器部件的线圈响应流量管和它们相关的磁体的相对运动产生代表流量管运动的输出信号。来自传感器L和R的线圈的输出信号经图1的通路157和158传送给质量流量测量部件24,部件24处理这些信号并产生关于在流量管12和14内流动的材料的输出信息。
当作为传感器工作时,传感器L和R的磁体响应流量管12,14的异相运动,以产生代表流量管关于彼此的相对速率的附加信号。由每个传感器的两个磁体关于同相振动产生的信号相抵消,在导体157或158上没有产生形成的输出信号。
图3记载的是一个变换实施例,其中一个驱动线圈142与一对磁体165和166和流量管12和14相联系。在图2的实施例,磁体165和166直接固定到流量管12和14的外部表面上。这需要用一种措施(钎接,焊接等)将磁体固定到流量管上。图3的实施例与图2的实施例不同的地方在于线圈和磁体固定到分立的弹性子组件上,该子组件包括横梁147和U形的弹性件301和304。线圈142以和图2所示相同的方式固定到横梁147上。磁体165和166分别固定到U形弹性件304和301的右拐角端部306和302上。弹性件301具有一个180°弯曲的端部308,一个在其另一端具有90°弯曲的扁平部分303和端部302。磁体166固定到弹性部分302的一侧,而弹性部分302的另一表面通过焊接或钎接固定到流量管12上。弹性部分303的一个表面也固定到流量管12上。弹性件304与弹性件301相似。
图3的实施例优于图2的实施例的地方在于允许线圈和磁体事先作为一个分立的子组件进行制造,然后通过任何适合的附装装置固定到流量管12和14上。选择具有所需弹性和挠性的弹性件301和304,以使横梁147及其延伸到线圈142的缆线156关于流量管12和14的异相振动基本静止和不动。为此,导体156不受振动的影响,反过来,它们的刚性,减振性或其他机械特性对流量管12和14的异相振动不会有不利的影响。
尽管图3的实施例示出了图1和图2的驱动器D的一种替换结构,但是显然,图1的左和右传感器L和R可有相同的结构,如图3所示。
图4记载了另一个变换的设计安排,其中驱动器D的非活动线圈142与固定到振动流量管12和14上的磁体165,166相联系。磁体165和166直接固定到流量管12和14上。线圈142位于接近但离开磁体165和166端表面一定距离的平面内,以在线圈142和磁体165及166的端部之间限定出预定间隔。通过象螺钉S这样的任何合适的装置将线圈142固定到具有部件402、406的支架上。支架的腿部404和405固定到流量计外壳401的内表面上。外壳401包围了图1的流量管组件12和14。
图4的实施例具有比图2和3的实施例更不复杂的优点;但是,图4的实施例附带的缺点是支架和线圈必须关于外壳401精确定位,然后,外壳401必须精确安装到测量计组件上,以使磁体165和166与线圈142之间的间隔相等。当流量计处于工作状态和受到环境温度影响时,由于温度的改变不相等地影响磁体和线圈142之间的间隔的大小,所以,还需要扩展壳体或外壳401。
而且,当壳体相对管子的振动导致间隔周期变化时,还会存在一个潜在的问题。
图5的实施例在所有方面与图1的实施例相同,只是除了关于流量管14的右侧传感器R及其相联系的象线圈R和磁体168这样的部件位于流量管的内部,而不是象图1的传感器R及其相联系的部件那样位于外部。
在图5中应注意左传感器部件L的磁体和线圈及右传感器R的磁体和线圈分别位于流量管的内表面和外表面上。这种设计关于流量管的横向同相振动或运动的优点在于,由于如果传感器部件L和R向左移动使它们各自线圈和磁体之间的间隔增大,则它们同时同量增加。另一种情况是,如果传感器部件L和R向右移动,则每一个传感器的磁体和线圈之间的间隔同时减小。这种设计安排防止了一个传感器的间隔增加,而另一个传感器的间隔减小的情况。如果是这种情况,则来自每个传感器的输出信号的相对幅度不再相等,并使质量流量测量部件24内的信号处理功能更困难。
图5只是图1的流量计的正视图,因此,只表示了流量管14及其磁体145,155和158。虽然在图5中没有表示流量管12,但应知道流量管12就紧挨在流量管14下面,并还应知道在其上固定有图1所示的相同磁体和其它部件。
图6,7和8一起记载了本发明一个变换实施例,其中每个都含有三个线圈的一对印刷线路(PC)板位于装备有配合工作的磁体的一对流量管的上支管的上面和下面,以实现图6的实施例的驱动器和传感器功能。在图6中,上部PC线路板被标记为部件604。PC板604位于流量管12和14的上面。下部PC线路板是部件608并位于流量管12和14上部水平支管的下面。每块PC线路板具有一个埋入其中部的扁平线圈以及在其每一个端部的扁平埋入线圈。PC线路板604的中部线圈是602,左端和右端线圈是601和603。虽然在图6中看的不清楚,但是,下部PC线路板608具有三个与PC线路板604的线圈相对应的线圈,PC线路板608的三个线圈平行并紧挨在板604相应的线圈下面。
在图6中,磁体611,612和613固定到流量管14的下部,以分别和在下部PC印刷线路板608的左端,中部,右端的线圈配合工作。磁体614,616和617固定到流量管14的上部表面,以分别和印刷线路板604的线圈601,602和603配合工作。线路板604和608通过象关于线路板604为606和607这样的支架固定到流量计的壳体(没有示出)上。
图7是沿图6的线7-7所取的截面图,并进一步详细地表示了与传感器R相联系的结构部件。在图7中进一步详细表示的部件包括在PC板604的线圈603及其在PC板608上相对应的线圈603A。在图6中没有表示与流量管12相联系的磁体。但是,在图7中表示了这些关于传感器部件R的磁体,是部件713和717。
应注意埋入线路板604和608的线圈是矩形而不是圆形。这些线圈详细表示在图8中,其中假设所表示的线圈是图10的驱动线圈602。前面磁体616固定到流量管14的上部。其所对应的磁体固定到流量管12上并表示为图8中的部件714。线路板604的其它线圈601和603和线路板608三个对应的线圈也是矩形,并与图8所示的线圈602相同。
要知道用一个单独磁体取代磁体613和617,以及类似地取代磁体713和717,可以简化传感器R组件。这些更长的单片磁体可以附装到管12和14的外面而不是底部。这些磁体的工作情况与图7的两部分组件的工作情况相同。一般来说,两个管子的物理距离决定了特定线圈大小,尤其是线圈的宽度。磁体在管子侧面的位移还能够扩展PC线圈的宽度,由此降低线圈对同相运动和振动的灵敏性。磁体和PC线圈长的平行导体之间在管轴的方向上的相对运动不会产生任何电压或不会对由管振动所产生的电压的影响。
埋入PC电路板扁平矩形线圈的优点在于比由磁性线制成的分立线圈成本更低和更能抵抗环境温度的影响。图8的线圈比分立的线圈更容易密封。而且,关于埋入的线圈不用在制造和组装过程中处理薄导线。与其分立的对应物相比,埋入的线圈还具有体积和重量更小及别的优点,主要是由于极易重复的制造过程。
在图8上表示的是磁体616和714以及相联系的线圈606。这些磁体在工作过程中沿竖直方向关于彼此异相运动。不管图8所示的特定结构是代表驱动器,还是代表传感器都是如此。关于图8应注意到磁体的运动使磁体产生的磁场与基本直线的导体相交,而不是与弯曲的导体相交。这消除了线圈和磁体作为传感器工作时的谐波,并通过减少在相关磁体的磁体横穿弯曲而不是直线的导体的时候,在传感器线圈的输出信号中产生的谐波的量来改善信号线性。
在图6和7上没有示出图6和7的线圈与相联系的电子部件之间的内连接。图9和10记载了本发明一个优选的实施例,其中线路板对604和608相对应的线圈关于彼此串联相连。图9和10还表示了这些线圈能与质量流量测量部件24相连的方式。
图9表示了线路板对604和608以及埋入每个线路板的三个线圈。线路板604的线圈是601,602和603。线路板608相对应的线圈在相同的标记后加一个后缀A。两个线路板相对应的线圈串联连接。驱动线圈602和602A与传感器线圈的601和603组一样串联相连。两个线路板的线圈通过连接在板604和板608之间的挠性线路901彼此内部相连。挠性线路901在其中部902与具有连接器插头903的印刷线路连接器相连。这些插头适于和匹配连接器相配合以使线路板的线圈线路与驱动信号源和电子部件24的输入线路相连。
图10表示的是图9的线路板和连接器插头怎样与流量计的结构相连。流量计的外壳1001被部分详细地表示。该外壳具有一个开口用于装入连接器1002及其插头1003。外壳1001固定到一对支架1004和1005每一个的一条腿上,两个线路板固定到每个支架的另外的腿上。例如,关于支架1004,其左腿与流量计的外壳1001相连,而其另一腿的底表面与含有驱动器D的线圈602的PC板604相连。图10是图6的截面图。印刷线路板604包含其有效平面平行于磁体916和616的上部端表面的线圈602,磁体916和616分别固定到流量管12和14上。磁体916,616和线圈602之间的间隔在工作时保持均匀一致。对于驱动部件和传感器部件的线圈及其磁体都是如此。图10的流量管12和14的下部表面分别固定到磁体912和612上,该表面与图10的驱动器D的线圈602A的平面相配合。
图11记载的是一个变换实施例,其使间隔大小因固定到流量管上的磁体和固定到流量计静止部件上的传感器线圈之间的振动或相对运动产生的变化最小。图11的实施例在结构上与图1的实施例相似的地方在于其包括流量计10机壳30,在壳30上固定有一对流量管14和12,而从图11中只能看见流量管14。左传感器L和右传感器R分别位于流量管基本直的上部130的左端和右端。在图11上,磁体1103和1104和关于管12的对应磁体(没有示出)固定到流量管上。左线圈1101和右线圈1102由支架1420和1421固定到静止部件(没有示出)上。在工作中,流量管和相连的磁体可以关于刚性固定到流量计上的传感器线圈L和R同相振动。不用多说,由于象流量计是其一部分的系统的振动这样的外界条件产生的这种振动会使线圈和磁体之间的距离(间隔)发生变化。这种变化会影响线圈L和R的信号幅度,进而损坏或降低信号处理功能。通过如图所示安装传感器L和R,使它们与中心CM是流量管系统的动态质量的球心的圆环1120相切,图11的实施例使磁体和线圈的这种相对运动的影响最小。由于线圈1101和1102如图8所示是矩形,流量管及其磁体关于线圈的相对运动使它们关于质量的球心CM以半径1121和1122运动。这种相对运动不改变间隔的大小,而仅仅使磁体关于线圈有横向位移。这种横向位移关于位于流量管上部130的每一个端部的这对传感器磁体是同相的。这种同相运动有效地抵消了由每一个磁体产生的信号,以便每个线圈不产生输出信号作为这种同相横向运动的结果。图11的结构本来是球形,以使上述流量管同相相对运动在线圈L和R中没有产生输出信号,而不管流量管运动的方向,即如图11所示左或右,或内和外。
图11的实施例的优点限于这样一种结构,其中线圈1101和1102刚性固定到外面部件上。图11的实施例的优点不适用于图2和3的实施例,因为图2和3的实施例本来就会阻止磁体和线圈有同相相对运动。
从以上说明中能够知道,本发明有益地提供了以非可移动方式安装科里奥利流量计的传感器和驱动线圈的装置,以使在磁体和线圈所关联的流量管异相振动时,线圈不移动。线圈的这种非可移动安装使线圈能够通过其特性不会改变科里奥利流量计在工作时所产生的输出信息的性能或精度的电导体与相对应的电子部件相连。
要清楚地知道,所要求的本发明不限于最佳实施例的说明,而是包括在本发明的范围和主题内的其它改进和变化。
Claims (9)
1、一种科里奥利流量计(10),具有彼此平行的第一和第二流量管(14,12);
用于使所说第一和第二流量管彼此异相振动的装置(D);
左、右传感器(L,R),用于检测由材料流经过所说振动流量管所产生的该振动流量管的运动;
所说左、右传感器各包括:
至少两个磁体(153,154;168,169),所说磁体的每一个固定在所说流量管的不同管的相邻部分上;
其特征在于所说左、右传感器还各包括:
一个线圈(141;171),接近所说磁体安装,使得当所说磁体随着所说流量管彼此异相振动时,所说线圈保持在不动的固定位置;所说线圈具有一个垂直于线圈轴的扁平表面,并平行于所说两个磁体的两个共面极面的公共平面;
所说磁体的取向应使它们的每一个具有相同的极,该极从所说线圈的相同侧朝向所说线圈扁平表面;并且
所说线圈响应固定到所说振动流量管上的所说磁体的振动,产生表示所说振动流量管的相对运动的信号(157,158),所说的运动包括由所说流动振动流量管内的材料流产生的科里奥利力导致的运动。
2、如权利要求1的科里奥利流量计,其特征在于还包括支架装置,固定在所说线圈(141;171)和所说流量计的一个不活动部件上,以将所说线圈保持在所说的固定位置上。
3、如权利要求1的科里奥利流量计,其特征在于还包括:
一对弹性件(145,146;151,152),各具有一个扁平体部和一个分别固定到所说流量管之一上的端部;
一个横梁(144),连接在所说一对弹性件的另一端部之间;
所说线圈(141;171)连接在所说横梁中部;
其中响应所说流量管的异相振动,所说横梁和所说线圈保持固定和不移动。
4、如权利要求3的科里奥利流量计,其特征在于:
所说一对弹性件各具有一个细长轴,内部连接其两端,所说一对弹性件的细长轴彼此平行;所说横梁具有一个细长轴,垂直于所说一对弹性件的各细长轴。
5、如权利要求1的科里奥利流量计,其特征在于还包括:
第一和第二部分为U形且扁平的弹性件;
所说弹性件的每一个都具有一个第一端部,与一个右拐角端部件相连,右拐角端部件每一个的一侧固定在所说流量管(12,14)的不同流量管上,而其每一个的另一侧固定在所说磁体的不同磁体上;
一个横梁,连接在所说第一和第二U形弹性件每一个的第二端部之间;
所说线圈连接在所说横梁中部;
其中所说横梁和所说线圈在所说流量管异相振动时保持固定和不动。
6、如权利要求1的科里奥利流量计,其特征在于,所说左、右传感器的每一个位于所说流量计上部的不同端,所说流量计还包括:
装置(1420,1421),用于将每个传感器的线圈固定到所说流量计的一个固定部件上,以使每个传感器线圈的平面与一个圆相切,该圆的圆心和所说流量计(10)的振动的质量的球心重合;
所说磁体固定在所说流量管上,以使该磁体每一个的平面平行于所说线圈中一个线圈的所说平面;
其中所说磁体和所说线圈配合工作,在所说线圈保持在固定位置的同时使所说流量管关于所说质量的球心的运动不改变所说磁体和所说线圈之间的距离。
7、如权利要求1的科里奥利流量计,其特征在于,所说流量管的每一个具有彼此接近并平行的笔直部分;和
所说流量计还包括:
第一扁平的印刷线路板(604),位于每个流量管的所说笔直部分的一侧;
第二扁平的印刷线路板(608),位于每个流量管的所说笔直部分的相对一侧;
多个传感器线圈(601,601A,603,603A),其中每个传感器线圈位于印刷线路板(604,608)中一个不同线路板的一个不同端,以使每个所说线圈的扁平表面的平面平行于所说线路板中一个线路板表面的平面;
每个流量管(12,14)具有多个固定于其上的磁体,每个磁体位于其所固定到上面的流量管和一个所说传感器线圈之间,其中每个所说传感器线圈工作以探测由固定到所说流量管的不同流量管上的不同一对磁体产生的磁场;和
装置(607,607A),用于在所说磁体和流量管彼此异相振动时,保持所说印刷线路板固定不动。
8、如权利要求7的科里奥利流量计,其特征在于,所说用于使第一和第二流量管振动的装置(D)包括:
多个驱动器线圈(602,602A),其每一个都位于所说印刷线路板(604,608)中不同线路板的中部;
多个驱动器磁体(616,612),其每一个都固定于所说流量管中不同一个的所说笔直部分的中部;
每个所说驱动器磁体位于固定有该磁体的流量管和一个所说驱动器线圈之间,至少两个磁体位于每个驱动器线圈和所说一对流量管之间;
当向所说驱动器线圈施加激励信号时,每个所说驱动器线圈响应所接收的驱动信号(156),使所说磁体和固定的流量管彼此异相振动。
9、如权利要求7的流量计,其特征在于还组合有:
挠性装置(901),延伸在所说印刷线路板之间,用以内部连接所说每一个印刷线路板上的所说线圈的相应线圈;
在所说挠性装置中部的连接装置(902),用以向所说印刷线路板上的所说线圈提供电接口;
所说连接装置用于在组装时插入所说流量计外壳的一个开口中,以内部电连接所说线圈和与所说流量计相关的外部线路。
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|---|---|---|---|
| CN 94195166 CN1066819C (zh) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 具有静止线圈的科里奥利流量计 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 94195166 CN1066819C (zh) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 具有静止线圈的科里奥利流量计 |
Publications (2)
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ID=5039666
Family Applications (1)
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-
1994
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