[发明专利]直管式Coriolis流量计组件

说明书

发明领域

本发明涉及用以装配具有一根直线形结构的流量测量管的Coriolis流量计的系统。更具体地说，本发明涉及在装配工艺中，以减少施加在结构上的应力值的方式将性质不相似的金属制成的零件连接起来的装配系统。再具体地说，本发明涉及将由第一种金属制成的一根流量测量管，封入由不相似的金属制成的一个壳体中；和将该流量测量管的每一个末端上的至少二个点固定在该壳体上的一种装配系统。

问题

如在1985年1月1日授与给J.E.Smith等人的美国专利4491025号，和1982年2月11日授与给J.E.Smith的Re.31450号中所述，利用Coriolis作用的质量流量计来测量质量流量和通过管路流动的材料的其他信息已众所周知。这些流量计具有一根或多根曲线形或直线形结构的流量测量管。在Coriolis质量流量计中，每一种流量测量管的结构，都有一组自然振动模态；这些模态可以是简单的弯曲、扭转、径向式或耦合式的模态。每一根流量测量管都被驱动，在这些自然振动模态中的一种模态下，以共振频率振动。振动的、充满材料的系统的自然振动模态，部分地由流量测量管，和在流量测量管内的材料的综合质量确定。材料从流量计输入侧上的一根连接管路，流入该流量计。然后，该材料通过该流量测量管，或多根流量测量管；从该流量计流出至与输出侧连接的管路。

一个激励器将一个振动力加在流量测量管上。该力使该流量测量管振动。当没有材料通过流量计时，沿着一根流量测量管的所有点，均作同相位的振动。当材料开始通过流量测量管流动时，Coriolis加速度使沿着该流量测量管的每一个点，相对于沿着该流量测量管的其他点，具有不同的相位。在流量测量管输入侧的相位，滞后于激励器的相位；而在流量测量管输出侧的相位，则超前于激励器的相位。在该流量测量管二个不同点上的传感器，产生对该流量测量管在二点上的运动有代表性的正弦信号。计算单位时间内，从该传感器接收到的二个信号的相位差。二个传感器信号之间的相位差，与通过该流量测量管，或多根流量测量管流动的材料的质量流量成正比。

具有一根直流量管的Coriolis流量计，相对于具有二根曲线形的流量测量管的该种流量计，有几个优点。直线形管的流量计的一个优点是，单根流量测量管的直径较大，可提供容积较大的一条流动路径。容积较大的流动路径，可减少堵塞，降低进入流量计的流动材料的压力降，和使流量测量管的清洁工作容易进行。第二个优点是，流量测量管是直的。直的流量测量管可使流量测量管的清洁工作容易进行；并且当放置方向正确时，该流量测量管可以自己排干。

然而，具有直流量管的Coriolis流量计的结构，使这种流量计的制造有许多问题。第一个问题是，为了获得结构支承，必需将该流量测量管固定在封入该流量测量管的壳体上。将一根直线形的流量测量管，固定在一个壳体上的一个具体问题是，该流量测量管和该壳体的不同零件，是用不同的金属制造的。理想的情况是，流量计的所有零件是用同一种材料制造的；这样，不同零件的连接可以简单地实现。但是，由诸如钛，Hastelloy^TM(耐盐酸镍基合金)，或锆一类金属制造零件的成本，要求某些零件要用较廉价的材料制造。一般，诸如壳体一类不与工艺材料接触的零件，用比制造流量测量管所用的金属，较廉价的金属制造。有时，用较差的金属制造的零件，要覆盖一个用另一种材料制成的护面，以形成一个清洁的表面，和保护壳体不受腐蚀。

不同的金属具有不同的性质，这可能使要用通常的方法，例如焊接，来连接金属较困难。例如，流量测量管可用钛制造；而壳体的一端可用不锈钢制造。钛的热膨胀系数为5.3微米/°F，而不锈钢的热膨胀系数为9.6微米/°F。热膨胀系数的不一致，使人们希望利用快速和局部加热，来将零件钎焊在一起，以限制这种不一致性的影响。

直流量管与壳体连接的第二个问题是，与流量测量管连接的电子零件。这些电子零件包括一个激励器，拾取传感器和温度传感器。运些电子零件必须在流量测量管与壳体连接之前，安装在该流量测量管和平衡杆上。如果使用高温连接方法来连接流量测量管和壳体，则电子零件可能被高温破坏或损坏。

任何解决上述问题的装配系统必需是经济的。如果装配系统使制造成本增加，则流量计的制造太昂贵，销售价格也过高。

解决方案

本发明的装配系统可以解决上述和其他的问题，在技术上是一个进步。本发明的装配系统是装配直管式Coriolis流量计的一种低成本的方法。本发明的系统以局部加热的方法，将零件钎焊起来，以减小热膨胀的影响；并防止电子设备损坏。