[其他]科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87107806
• 申請日: 1987-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN87107806A
• 公開（公告）日: 1988-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋德·M·馬塔;杜安·T·湯普森;約瑟夫·P·德卡洛;尤西夫·胡圣恩;戈登·W·奇蒂
• 申請（專利權(quán)）人: 福克斯保羅公司
• 主分類號(hào): G01F1/80
• 分類號(hào): G01F1/80
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 林道棠

本發(fā)明涉及科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)，具體地是涉及采用振動(dòng)導(dǎo)管的質(zhì)量流量計(jì)。

根據(jù)測量通過管線傳送的物料數(shù)量的需要，從多種設(shè)計(jì)原理發(fā)展出好多種型式的流量計(jì)。一種用得比較廣的型式是根據(jù)容積流量計(jì)原理設(shè)計(jì)的，這種容積流量計(jì)在確定傳送物料的數(shù)量方面最好的也是不準(zhǔn)的，因?yàn)槲锪系拿芏入S原料的溫度而改變，或者是泵經(jīng)管線的流體是多相的，諸如漿狀物，又或者該流體是非牛頓流體，諸如蛋黃醬及其他食物。在石油領(lǐng)域里，所謂“監(jiān)控傳輸“Custody????transfer”）要求對通過管線傳輸?shù)氖突蚱偷臏?zhǔn)確數(shù)量有精確的測量。油價(jià)越高，流量測量不準(zhǔn)所付的代價(jià)越大。再者，化學(xué)反應(yīng)實(shí)際上是質(zhì)量反應(yīng)，比仍是關(guān)鍵的，用容積流量計(jì)效果就差。

這些問題認(rèn)為是用質(zhì)量流量計(jì)可以解決的，它提供直接得多的通過管線傳送的物料數(shù)量的指示-理論上可達(dá)分子等級(jí)。測量在活動(dòng)流中的質(zhì)量要求將一個(gè)力施加到該活動(dòng)流中并檢測與測量所產(chǎn)生的加速度的一些結(jié)果。

本發(fā)明是關(guān)于一種直接測量質(zhì)量的流量計(jì)-在本領(lǐng)域內(nèi)稱為科里奧利效應(yīng)流量計(jì)-的改進(jìn)。科里奧利力呈現(xiàn)在在一個(gè)旋轉(zhuǎn)表面上的物質(zhì)的徑向運(yùn)動(dòng)里。想像一個(gè)平面表面以恒定角速度圍繞一根垂直地與該表面相交的軸線旋轉(zhuǎn)。一個(gè)物質(zhì)以看起來是一個(gè)恒定直線速率在該表面上徑向向外運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是沿切線方向加速。速度的變化意味著該物質(zhì)被加速。該物質(zhì)的加速在旋轉(zhuǎn)平面上產(chǎn)生一個(gè)反作用力垂直于該物質(zhì)的瞬時(shí)徑向運(yùn)動(dòng)。用矢量術(shù)語來說，科里奧利力矢量是角速度矢量（平行于旋轉(zhuǎn)軸線）與沿該物質(zhì)相對于旋轉(zhuǎn)軸線的運(yùn)動(dòng)方向（例如徑向）的速度矢量的矢量積。將該物質(zhì)視作一個(gè)人在一個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)上走動(dòng)，反作用力就會(huì)顯示出來，那人就會(huì)向一側(cè)傾側(cè)以抵償加速度。

科里奧利效應(yīng)在質(zhì)量流量測量中的實(shí)用性早就認(rèn)識(shí)到。如果一根管子繞一根跟該管子正交的樞軸線旋轉(zhuǎn)，流經(jīng)這管子的物料是一種徑向運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)，因此它就經(jīng)受加速度。科里奧利反作用力呈現(xiàn)為管子沿著在旋轉(zhuǎn)平面里科里奧利力矢量的方向偏移或偏置。

現(xiàn)有技術(shù)通過旋轉(zhuǎn)來誘發(fā)科里奧利力的質(zhì)量流量計(jì)分成兩類：持續(xù)旋轉(zhuǎn)式與振動(dòng)式。這兩種型式的主要功能性差別在于該振動(dòng)型式不同于持續(xù)型式，具有周期性地（即，常常是正弦地）變化的角速度，結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)能級(jí)持續(xù)變化的科里奧利力。再者，振動(dòng)裝置一個(gè)主要困難在于科里奧利力的作用不但比起驅(qū)動(dòng)力來而且比起外來振動(dòng)來是比較小的。另一方面，一個(gè)振動(dòng)裝置可利用管子本身的彎曲彈性作為振動(dòng)樞紐或支點(diǎn)，因而排除了分開的旋轉(zhuǎn)接頭或撓性接頭。

現(xiàn)有技術(shù)的科里奧利效應(yīng)質(zhì)量流量計(jì)遺留下來的問題是它們對外來振動(dòng)太敏感，對進(jìn)行振動(dòng)的導(dǎo)管段要求精確的平衡，占管線太大的軸向長度并在導(dǎo)管撓曲點(diǎn)上產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)膽?yīng)力并導(dǎo)致疲勞，或者在振動(dòng)導(dǎo)管上不能提供合適的機(jī)械基板。

本發(fā)明總的目的是要通過優(yōu)選這種流量計(jì)的最佳總體設(shè)計(jì)來改進(jìn)科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)的性能。一個(gè)更特定的目標(biāo)是要消除或減少現(xiàn)有技術(shù)質(zhì)量流量計(jì)的一些缺點(diǎn)使它們變成更可靠，更緊湊與及對外來負(fù)荷的干擾不那么敏感，當(dāng)然還要更精確，不會(huì)不適當(dāng)?shù)卦黾舆@流量計(jì)的復(fù)雜性或制造成本。