科氏流量计

摘要

本发明系一种科氏流量计 (Coriolis flowmeter) ，该流量计能够藉由流量计的一个双管部，产生谐振运动，以提高流量计对流体质量流动和密度的量测稳定性。该双管部系由一支位于只管部内侧且可容许流体流入的流管和另一支以具有与流管同一中心轴线方式设置的平衡管组成的。该平衡管设有一重锤，可藉由调整该重锤，使平衡管和流管的侧向自然频率 (lateral naturalfrequency)相等。该科氏流量计设有金属制成的支撑机构，该金属支撑机构以容许流管两端在个别独立的联接凸缘内沿中心轴线方向移动、但不能够在半径方向上活动的方式支撑着流管的两端。该位于内侧的流管包含有扩大的尾端，该尾端具有加大的直径，并且分别支撑在外壳的个别独立联接凸缘上。流管接近尾端的部份更进一步地支撑在个别独立的长方形板片弹簧 (leaf spring) 上，该板片弹簧具有一个平行于双管部振荡方向、并在外壳内部沿垂直于振荡方向的只管部半径方向延伸的平面。因而，该流管系以可沿中心轴线方向移动、但在半径方向上系固定不动的方式，支撑在四个稳定点上，该四个稳定点代表四个振荡节点（oscillating nodes)，从而确保能够获得稳定的振荡和质量流动的精确量测。

主权项

1. 一种科氏流量计,包含有:一个圆筒形外壳,该圆筒形外壳的每一端具有一个联接凸缘;一个两端被固定住的双管部,该双管部以具有同一中心轴线的方式设置在前述外壳的内部,其安装的方式使得该双管部可沿中心轴线方向移动,但在半径方向上系固定不能活动的,且该双管部系由一个可容许流体贯穿前述的联接凸缘并流入和流出的内侧流管,以及一个两端固定在内侧流管上的平直形平衡管所组成的,该平衡管并且设有一重锤,该重锤固定在平衡管上,以便能够使平衡管的侧向自然频率与内侧流管的侧向自然频率相等;驱动机构,该驱动机构能够令该内侧流管和平衡管作谐振运动;和感测机构,可侦测相位差,相位差与内侧流管上的科氏作用力大小成比例。2. 如申请专利范围第1项所述之科氏流量计,其特征在于:该外壳和双管部系连同能将流体密封的O形环一起,藉由长方形板片弹簧支撑于其振荡节点部位,该板片弹簧具有一平面,该平面平行于振荡方向并沿着双管部的半径方向伸展,前述的半径方向系垂直于振荡方向。3. 如申请专利范围第1项所述之科氏流量计,其特征在于:该双管部的内侧流管两端自平衡管与内侧流管相连接的部位开始,朝向联接凸缘侧边延伸,并且在每一个延伸的末端连接有一个可挠曲软管,该软管在垂直于它的中心轴线方向上具有大的可挠曲性,并且在软管的另一端连接有前述的联接凸缘,且,该可挠性软管末端系固定在靠近外壳凸缘口的部位。4. 如申请专利范围第1项或第3项所述之科氏流量计,其特征在于:该可挠性软管的另一端系以将流体密封在内部的方式,与联接凸缘相连接,并且在它靠近凸缘的部位处得到支撑,且该双管部系藉由长方形板片弹簧支撑在其振荡节点位置,该板片弹簧具有一平面,该平面平行于振荡方向并沿着双管部的半径方向伸展,前述的半径方向系垂直于振荡方向。5. 如申请专利范围第1项所述之科氏流量计,其特征在于:该双管部的内侧流管两端自平衡管与内侧流管相连接的部位开始,分别朝向联接凸缘侧边延伸,并且在每一个延伸部具有一个沿半径方向扩张的端部(喇叭形端部),该端部的周缘系固定在靠近凸缘口的凸缘墙壁上。6.如申请专利范围第1项或第5项所述之科氏流量计,其特征在于:该双管部与外壳的联接凸缘相连接的扩大端部是被支撑于靠近凸缘的位置上,且该双管部连同可将流量密封的O形环一起,藉由长方形板片弹簧支撑于其振荡节点位置,该弹簧具有一平面,该平面平行于振荡方向并沿着双管部的半径方向延伸,前述的半径方向系垂直于振荡方向。7. 如申请专利范围第1项至第3项以及第5项,其中任一项所述之科氏流量计,其特征在于:该可连接至平衡管的重锤数量系可调整的。8. 如申请专利范围第1项至第3项以及第5项,其中任一项所述之科氏流量计,其特征在于:在双管部的每一连接侧都设有一个或多个撑杆,以供支撑双管部的流管和平衡管。9. 一种科氏流量计,包含有:一个圆筒形外壳,该圆筒形外壳的每一端具有一个联接凸缘;一个两端被固定住的双管部,该双管部以具有同一中心轴线的方式设置在前述外壳的内部,其安装的方式使得该双管部可沿中心轴线方向移动,但在半径方向上系固定不能活动的;复数个圆杆形状的平衡装置,该平衡装置较流管为短,系以平行于流管且围绕流管中心轴线四周对称排列的方式安装并固定两端;一个附着在平衡装置上的重锤,以便使平衡装置的侧向自然频率与流管的侧向自然频率相等;一对撑杆,该对撑杆设置在平衡装置的两固定端和流管之间,以供支撑该平衡装置和流管;一驱动装置,该驱动装置可使得在一对撑杆之间的流管和平衡装置作谐振运动;和感测装置,可侦测相位差,该相位差与作用于正进行谐振运动之流管上的科氏作用力大小成比例。10. 如申请专利范围第1项至第3项以及第5项和第9项,其中任一项所述之科氏流量计,其特征在于:该平衡装置系由具有固定不变弹性的材料或具有低线膨胀系数之材料制成的。图示简单说明:图1系一传统的科氏流量计,沿其流动方向所作的剖视图。图2系一传统的平行直管式科式流量计,沿其流动方向所作的剖面视图。图3A系图2所示的传统科氏流量计,说明当流管遭受到热变形时,在流管内产生的应力。图3B系图2所示的科氏流量计,说明平行直管受热膨胀所引起的应力之作用方向。图3C系图1所示的科氏流量计,说明双直管受热膨胀所引起的应力之作用方向。图4A、4B、和4C系本发明之科氏流量计具体例的视图。图5说明本发明之科氏流量计的另一个具体例。图6A和6B说明本发明之科氏流量计又一具体例。图7A和7B说明本发明之科氏流量计再一具体例。图8A、8B、和8C系解释本发明之科氏流量计的具体例之视图。图9A和9B系说明本发明之科氏流量计的另一具体例。图10A系沿流动方向所作的剖面视图,说明本发明之科氏流量计另一具体例。图10B系图10A所示之科氏流量计主要部份的立体透视图。图11A和11B系本发明之科氏流量计的两种圆杆式平衡装置的立体透视图。图12A、12B、和12C系说明复数个圆杆式平衡装置的振荡方向之透视图。图13A、13B、13C、和13D系说明一种双管式科氏流量计的