[发明专利]用于振动式流体计量器的换能器

说明书

提供了一种用于具有计量器电子设备(20)的振动式计量器的换能器组件(300)。换能器组件(300)包括保持器部分(401)，保持器部分包括保持器板(402)。磁体部分(301)包括线圈线轴(305)以及围绕线圈线轴(305)卷绕的线圈(309)。磁体(313)与线圈线轴(305)联接。保持器板(402)被防止与线圈线轴(305)接触。

技术领域

下面描述的实施方式涉及振动式计量器，并且更具体地涉及用于振动式流体计量器的换能器。

背景技术

振动式计量器、比方说例如振动式密度计和科里奥利流量计是通常已知的，并且用于对导管内的材料的质量流量和其他信息进行测量。材料可以是流动的或静止的。在全部归于J.E.Smith等人的美国专利4,109,524、美国专利4,491,025以及Re.31,450中公开了典型的科里奥利流量计。这些流量计包括具有直的或弯曲构型的一个或更多个导管。科里奥利质量流量计中的每个导管构型具有一组自然振动模式，所述一组自然振动模式可以是简单的弯曲、扭转或耦合类型。每个导管可以被驱动成以优选的模式进行摆动。

材料从流量计的入口侧上的连接管道流动到流量计中、被引导通过导管、并且通过流量计的出口侧离开流量计。振动的材料填充系统的自然振动模式部分地由导管和在导管内流动的材料的组合质量来限定。

当没有流量通过流量计时，施加至导管的驱动力导致沿着导管的所有点以相同的相位或小的“零偏移”进行摆动，“零偏移”是在零流动时测量的时间延迟。当材料开始流动通过流量计时，科里奥利力导致沿着导管的每个点均具有不同的相位。例如，流量计的入口端部处的相位滞后于集中式驱动器位置处的相位，而出口处的相位领先于集中式驱动器位置的相位。导管上的检出传感器产生代表导管运动的正弦信号。从检出传感器输出的信号被处理以确定检出传感器之间的时间延迟。两个或更多个检出传感器之间的时间延迟与流动通过导管的材料的质量流率成正比。

连接至驱动器的计量器电子设备生成用于操作驱动器的驱动信号，并且根据从检出传感器接收到的信号来确定材料的质量流率和其他性质。驱动器可以包括许多众所周知的装置中的一种；然而，磁体和相对的驱动线圈在振动式计量器行业中已经取得了巨大成功。在美国专利7,287,438以及美国专利7,628,083中提供了合适的驱动线圈和磁体布置结构的示例，这两项专利在表面上均被转让给Micro Motion公司，并且在此通过参引并入。交流电被传递至驱动线圈，以用于使导管以期望的流量管幅度和频率振动。在本领域中还已知的是，将检出传感器提供为与驱动器布置结构非常相似的磁体与线圈布置结构。然而，当驱动器接收到诱发运动的电流时，检出传感器可以使用由驱动器提供的运动以感应出电压。该电压与导管位移成比例。由检出传感器测量的时间延迟的大小是非常小的；通常以纳秒为单位来测量。因此，必须使换能器的输出非常精准。

图1图示了呈科里奥利流量计形式的现有技术的振动式计量器5的示例，该振动式计量器5包括传感器组件10和计量器电子设备20。该计量器电子设备20与传感器组件10电通信，以测量流动材料的特性，比方说例如密度、质量流率、体积流率、总质量流量、温度以及其他信息。

传感器组件10包括成对的凸缘101和101’、歧管102和102’、以及导管103A和103B。歧管102、102’附接至导管103A、103B的相反端部。现有技术科里奥利流量计的凸缘101和101’附接至间隔件106的相反端部。间隔件106保持了歧管102、102’之间的间距，以防止导管103A和103B中出现不期望的振动。导管103A和103B以大致平行的方式从歧管向外延伸。当传感器组件10插入到运送流动材料的管道系统(未示出)中时，材料通过凸缘101进入传感器组件10、穿过入口歧管102——材料的总量在该入口歧管102处被引导成进入导管103A和103B、流动穿过导管103A和103B并返回进入出口歧管102’中，材料在出口歧管102’处通过凸缘101’离开传感器组件10。