[发明专利]科里奥利质量流控制器

说明书

本申请是一项分案申请，相应母案的申请日为1999年12月7日，申请号为99814120.8，发明名称为科里奥利质量流控制器。

技术领域

本发明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。

背景技术

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使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。

F→C=M→×ω→]]>

式中(科里奥利力矢量)是(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Δ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。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圈对的拾取传感器，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圈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O(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。

发明内容

本发明旨在解决与现有技术相关联的这些缺点。

根据本发明一个方面，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。

优选地，电磁线圈包括能量感应器。

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。

根据本发明另一方面，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/NEMA 4X。

优选地，所述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组件和第二端提供了第三流体密封。