[发明专利]具有尖头流管的振动计

说明书

提供了第一和第二振动计（5）以及其制造方法。第一振动计包括：敏感元件（170l）；驱动器（180）；以及流管（400），其包括管周边壁，管周边壁具有：第一基本平面区段（406a）；第二基本平面区段（406b），其联接到第一基本平面区段以形成第一角度θ₁（404）；以及第一弯曲区段（406c）。第二振动计包括：敏感元件；驱动器；以及流管（700），其包括管周边壁，管周边壁具有：第一基本平面区段（706a）；第二基本平面区段（706b），其联接到第一基本平面区段以形成第一角度θ₁（704）；第三基本平面区段（706c）；第四基本平面区段（706d）；以及第五基本平面区段（706e）。

技术领域

下文所描述的示例涉及振动计和用于振动计的流管。更特别地，示例涉及包括具有尖头区段的流管的振动计。

背景技术

振动计（诸如，科里奥利质量流量计和振动密度计）通常通过检测包含流动材料的振动流管的运动来操作。与流管中的材料相关联的性质（诸如，质量流量、密度等等）可以通过处理从与流管相关联的运动换能器接收的测量信号来确定。振动计具有计量器组件，这些计量器组件具有笔直构型或弯曲构型的一个或多个流管。科里奥利质量流量计中的每个流管构型具有一组固有振动模式，其可以是简单的弯曲类型、扭转类型或耦合类型。每个流管可以被驱动以优选模式振荡。

当材料开始流过（一个或多个）流管时，科里奥利力引起沿着（一个或多个）流管的每个点具有不同的相位。例如，流量计入口端处的相位滞后于在集中的驱动器位置处的相位，而在出口处的相位超前于在居中的驱动器位置处的相位。（一个或多个）流管上的敏感元件（pickoff）产生表示（一个或多个）流管的运动的正弦信号。从敏感元件输出的信号经处理以确定敏感元件之间的时间延迟。两个或更多个敏感元件之间的时间延迟与流过（一个或多个）流管的材料的质量流率成比例。

连接到驱动器的计量器电子器件产生驱动信号来操作驱动器，并且根据从敏感元件接收的信号来确定过程材料的质量流率和/或其他性质。驱动器可包括许多众所周知的装置中的一者；然而，磁铁和相对的驱动线圈已在流量计行业中取得巨大的成功。交流电流被传递到驱动线圈，以用于使（一个或多个）流管以期望的流管振幅和频率振动。通常，敏感元件包括与驱动器装置非常类似的磁铁和线圈装置。

在一些应用中，可期望增加用于振动计的流管的横截面积以增加流体流量。然而，以前，增加流管的横截面积而不增加计量器的尺寸并不总是可能的。大多数现有的振动计以具有圆形周边壁的流管为特征。然而，增加圆形流管周边壁的直径意味着沿所有方向扩大流管的尺寸，这在某些应用中可能引起问题。例如，当雷诺数低（通常由于振动计中流体的粘度高）时，可存在流动剖面效应或粘度相关效应，这些效应会降低振动计的灵敏度。通常，管长度l与驱动方向内管直径d（l/d）比为25或更小的振动计将经历流动剖面效应。因此，增加流管的直径d可导致需要增加流管的长度l和计量器的尺寸。

一些较新型的振动计包括多通道流管。多通道流管在流管周边壁的内部包括一个或多个通道分隔部，所述通道分隔部将流管分成两个或更多个通道。多通道流管以较窄的有效直径d_eff为特征，较窄的有效直径有助于防止流动剖面效应。多通道流管还可以帮助防止多相流体中的解耦以及气体和多相流体中的声速（VOS）效应，解耦和VOS效应两者都是计量器中的误差来源。

然而，当将通道分隔部并入到现有的振动计设计中时，例如在具有圆形直径的多通道流管中，通道减小了用于流过流管的横截面积。这可在多通道流管中引起缩窄。