[发明专利]科里奥利流量传感器

说明书

本发明涉及一种科里奥利流量传感器，其包括至少一个科里奥利管，其中流量传感器包括用于使管振荡的激励装置，以及用于检测管的部分在操作期间的至少一位移量的检测装置。根据本发明，检测装置包括位于科里奥利管两侧的两个检测元件，其中检测元件彼此部分重叠。

本发明涉及一种科里奥利流量传感器，其包括至少一科里奥利管、用于使管振荡的激励装置、以及用于检测管的一部分在操作期间的至少一位移量的检测装置。

从EP 1 719 982 A1中已知一种具有环形科里奥利管的科里奥利流量传感器。该专利中描述了各种类型的环形科里奥利管，包括单环型和(连续)双环型。本发明涉及这些类型中的任何一种，但不限于此。

科里奥利流量传感器(也表示为科里奥利类型的流量传感器)包括至少一个振动管，通常表示为科里奥利管、流量管或传感管。该管或这些管在两个端部固定至仪器的壳体上。这些管的端部同时用作待测量的液体流或气体流的进料管道和排放管道。

除了流量管(或多个流量管)之外，科里奥利流量传感器还包括两个另外的子系统，即一个用于激励且一个用于检测。激励系统(激励器)被布置成使管振动。为此目的，将一个或多个力或扭矩施加到部分管上。检测系统被布置成用于检测管的一个或多个点的随时间变化的至少一位移量。

当流体在振动管中流动时，它会引起与质量流量成比例的科里奥利力，这会影响管运动并改变振型。使用检测系统测量管位移，可以测量振型的变化，这允许质量流量测量。

由激励器产生的管的振动以差不多固定的频率发生，该频率随着流过管的介质密度以及其他因素的变化而略微变化。振动频率几乎总是管的固有频率，因此可以用最小的能量输入获得最大振幅。

当测量大的流体流量时，科里奥利质量流量传感器通常是优选的传感器，因为其是不依赖于介质的质量流量测量。虽然常规的科里奥利流量传感器被广泛使用，但是还没有市售的微机械科里奥利流量传感器。已知最精确的微科里奥利质量流量传感器能够测量0.55μg s^-1至277μg s^-1。相反，热流量传感器用于非常小的流量，但是这些类型的传感器依赖于流体性质并且对于每种流体都需要校准。将科里奥利流量传感器用于这些流量也将消除对每种流体进行校准的需要，并允许测量未知流体，如反应产物。

本发明的一个目的是提供一种改进的科里奥利流量传感器，特别是设计成对低流量灵敏的科里奥利流量传感器。

为此，本发明提供了一种科里奥利流量传感器，包括科里奥利管、激励装置以及检测装置。

科里奥利管包括相对于激励轴横向延伸的测量管部分。激励轴可以位于由科里奥利管限定的平面中。激励轴可以大体上与科里奥利管的对称轴重合。激励装置被设计成围绕激励轴施加科里奥利管的扭转振荡。因此，科里奥利位移是由于围绕振荡轴的振荡引起的，该振荡轴大体上横向于激励轴延伸并且位于由科里奥利管限定的平面中。

检测装置包括位于测量管部分的相对的侧面上的两个检测元件，它们部分与激励轴重叠。以这种方式，检测元件被定位成更靠近激励轴，使得所测得的激励振荡减小。通过缩短读出结构即检测元件之间的距离来减小所测得的激励幅度，并且可以通过改变读出结构的位置即将检测元件设置于科里奥利管的相对的侧面上来进一步减小距离。通过将读出结构如梳状物设置于流量管的相对的侧面上，它们可以部分地重叠并且每个检测元件如梳状物的中心可以被设置成更靠近激励轴或扭转轴的位置。这样，科里奥利流量传感器的灵敏度增加，因为测得的位移在很大程度上是科里奥利位移引起的。

检测元件被设置成使得它们与激励轴部分重叠。这允许检测元件被设置成更靠近扭转轴的中心，导致对激励振荡的灵敏度降低，同时保持对科里奥利位移的相同灵敏度。

检测元件彼此前后布置，部分重叠，如在平行于激励轴的方向上看到的，并且设置在测量管部分的相对的侧面上。检测元件大体上位于由科里奥利管限定的平面中，位于测量管部分的相对的侧面上。