Способ и устройство для вибрационного разделения привода и измерительных преобразователей датчика расхода в сборе вибрационного типа



Способ и устройство для вибрационного разделения привода и измерительных преобразователей датчика расхода в сборе вибрационного типа
Способ и устройство для вибрационного разделения привода и измерительных преобразователей датчика расхода в сборе вибрационного типа
Способ и устройство для вибрационного разделения привода и измерительных преобразователей датчика расхода в сборе вибрационного типа
Способ и устройство для вибрационного разделения привода и измерительных преобразователей датчика расхода в сборе вибрационного типа
Способ и устройство для вибрационного разделения привода и измерительных преобразователей датчика расхода в сборе вибрационного типа

 


Владельцы патента RU 2573716:

МАЙКРО МОУШН, ИНК. (US)

Изобретение обеспечивает вибрационный датчик (310) в сборе. Вибрационный датчик (310) в сборе включает в себя трубку (103А), привод (104) и, по меньшей мере, один первый измерительный преобразователь (105). Привод (104) включает в себя первый компонент (104а) привода и второй компонент (104b) привода. Вибрационный датчик (310) в сборе также включает в себя первый опорный элемент (250). Первый компонент (105а) измерительного преобразователя соединен трубкой (103А), а второй компонент (105b) измерительного преобразователя соединен с первым опорным элементом (250). Вибрационный датчик (310) в сборе также включает в себя второй опорный элемент (350). Первый компонент (104а) привода соединен с трубкой (103А), а второй компонент (104b) привода соединен со вторым опорным элементом (350).Уравновешивающий элемент (360) соединен с трубкой (103А), при этом второй опорный элемент (350) соединен с уравновешивающим элементом (360). Технический результат - устранение нежелательных вибраций, передаваемых на опорный элемент, которые могут вызвать вибрации или перемещение компонента измерительного преобразователя, расположенного на опорном элементе. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к вибрационному датчику в сборе. Более конкретно, настоящее изобретение относится к вибрационному датчику в сборе, содержащему привод, отделенный от измерительного преобразователя.

Уровень техники

Вибрационные датчики расхода, такие как, например, плотномеры и кориолисовые расходомеры, используются для измерения характеристики текучих сред, такой как, например, плотность, массовый расход, объемный расход, суммарный массовый поток, температура и другая информация. Вибрационные датчики расхода могут содержать одну или более трубок, которые могут иметь самые разные формы, такие как, например, прямолинейные, U-образные или нестандартные конфигурации.

Одна или более трубок имеют ряд мод собственных колебаний, включающих, например, простые изгибные, крутильные, радиальные и связанные моды. По меньшей мере, один привод вызывает колебания одной или более трубок на резонансной частоте в одной или более этих возбуждающих мод с целью определения характеристики текучей среды. Одна или более измерительная электроника передает синусоидальный сигнал возбуждения в, по меньшей мере, один привод, который обычно представляет собой комбинацию магнит-катушка, причем магнит обычно прикрепляют к трубке, а катушку прикрепляют к опорному элементу или к другой трубке. Сигнал возбуждения побуждает привод приводить в колебание одну или более трубок на частоте возбуждения в возбуждающей моде. Например, сигнал возбуждения может представлять собой переменный электрический ток, передаваемый в катушку.

По меньшей мере, один измерительный преобразователь регистрирует перемещение трубки (трубок) и формирует синусоидальный сигнал измерительного преобразователя, характеризующий перемещение вибрирующей трубки (трубок). Измерительный преобразователь обычно представляет собой комбинацию магнит-катушка, причем магнит обычно прикрепляют к одной трубке, а катушку прикрепляют к опорному элементу или к другой трубке. Однако необходимо отметить, что существуют другие конструкции измерительных преобразователей, таких как, например, оптические, емкостные, пьезоэлектрические и др. Сигнал измерительного преобразователя передается в одну или более измерительную электронику; и в соответствии с известными принципами сигнал измерительного преобразователя может быть использован одной или более измерительной электроникой для определения характеристики текучей среды или для регулирования сигнала возбуждения при необходимости.

Вибрационные устройства расхода обычно содержат две вибрирующие трубки, которые колеблются в противофазе, чтобы создать по существу уравновешенную систему. Таким образом, колебания от каждой трубки уравновешивают друг друга таким образом, что предотвращается передача нежелательных колебаний от одной трубки к другой трубке. Однако существуют некоторые применения, в которых двойные трубки нежелательны, например, из-за проблем с перепадами давления или закупоркой. В таких случаях может быть предпочтительна система с одной трубкой.

Нарушение равновесия возникает в системах с одной трубкой из-за того, что измерительные преобразователи измеряют перемещение посредством определения относительного положения между первым компонентом измерительного преобразователя, расположенным на опорном элементе, и вторым компонентом измерительного преобразователя, расположенным на трубке. Следовательно, нежелательные колебания, которые проходят в опорный элемент, могут вызывать колебания и нежелательное перемещение компонента измерительных преобразователей, расположенного на опорном элементе. Это, в свою очередь, может влиять на регистрируемое относительное положение компонентов измерительного преобразователя и генерировать неточные сигналы измерительного преобразователя. Кроме того, в некоторых системах опорный элемент выполнен с возможностью колебания в противофазе относительно расходомерной трубки. Это обычно имеет место в тех системах, в которых компонент как привода, так и измерительного преобразователя расположены на едином опорном элементе. В результате этого компонент измерительного преобразователя, расположенный на опорном элементе, будет испытывать перемещение, которое не связано с расходом текучей среды, протекающей через трубку. Данное дополнительное перемещение может влиять на чувствительность измерителя.

Настоящее изобретение решает эти и другие проблемы и обеспечивает усовершенствование в данной области техники.

Сущность изобретения

В соответствии с вариантом осуществления изобретения предложен вибрационный датчик в сборе. Вибрационный датчик в сборе содержит трубку, привод и, по меньшей мере, один первый измерительный преобразователь. Привод содержит первый компонент привода и второй компонент привода. Первый измерительный преобразователь содержит первый компонент измерительного преобразователя и второй компонент измерительного преобразователя. Вибрационный датчик в сборе включает в себя также первый опорный элемент. Первый компонент измерительного преобразователя соединен с трубкой, а второй компонент измерительного преобразователя соединен с первым опорным элементом. Вибрационный датчик в сборе включает в себя также второй опорный элемент. Первый компонент привода соединен с трубкой, а второй компонент привода соединен со вторым опорным элементом.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения предложен способ формирования расходомера. Расходомер содержит расходомерную трубку, привод с первым компонентом привода и вторым компонентом привода и первый измерительный преобразователь с первым компонентом измерительного преобразователя и вторым компонентом измерительного преобразователя. Способ содержит этап размещения первого опорного элемента рядом с расходомерной трубкой. Способ дополнительно содержит этапы соединения первого компонента измерительного преобразователя с расходомерной трубкой и соединения второго компонента измерительного преобразователя с первым опорным элементом рядом с первым компонентом измерительного преобразователя. Способ дополнительно содержит этапы размещения второго опорного элемента рядом с расходомерной трубкой, соединения первого компонента привода с расходомерной трубкой и соединения второго компонента привода со вторым опорным элементом рядом с первым компонентом привода.

Аспекты

В соответствии с одним аспектом изобретения вибрационный датчик в сборе содержит:

трубку;

привод, включающий в себя первый компонент привода и второй компонент привода;

первый измерительный преобразователь, включающий в себя первый компонент измерительного преобразователя и второй компонент измерительного преобразователя;

первый опорный элемент, причем первый компонент измерительного преобразователя соединен с трубкой, а второй компонент измерительного преобразователя соединен с первым опорным элементом; и

второй опорный элемент, причем первый компонент привода соединен с трубкой, а второй компонент привода соединен со вторым опорным элементом.

Предпочтительно вибрационный датчик в сборе дополнительно содержит уравновешивающий элемент, соединенный с трубкой, причем второй опорный элемент соединен с уравновешивающим элементом.

Предпочтительно второй опорный элемент соединен с уравновешивающим элементом так, чтобы общий центр массы второго опорного элемента и уравновешивающего элемента был расположен на оси изгиба расходомерной трубки.

Предпочтительно вибрационный датчик в сборе дополнительно содержит второй измерительный преобразователь, включающий в себя первый компонент измерительного преобразователя, соединенный с трубкой, и второй компонент измерительного преобразователя, соединенный с первым опорным элементом.

Предпочтительно вибрационный датчик в сборе дополнительно содержит второй измерительный преобразователь, включающий в себя первый компонент измерительного преобразователя, соединенный с трубкой, и второй компонент измерительного преобразователя, соединенный с третьим опорным элементом.

В соответствии с другим аспектом изобретения способ формирования расходомера, включающего в себя расходомерную трубку, привод с первым компонентом привода и вторым компонентом привода, и первый измерительный преобразователь с первым компонентом измерительного преобразователя и вторым компонентом измерительного преобразователя, содержит этапы:

размещения первого опорного элемента рядом с расходомерной трубкой;

соединения первого компонента измерительного преобразователя с расходомерной трубкой;

соединения второго компонента измерительного преобразователя с первым опорным элементом рядом с первым компонентом измерительного преобразователя;

размещения второго опорного элемента рядом с расходомерной трубкой;

соединения первого компонента привода с расходомерной трубкой; и

соединения второго компонента привода со вторым опорным элементом рядом с первым компонентом привода.

Предпочтительно способ дополнительно содержит этап соединения уравновешивающего элемента с расходомерной трубкой и соединения второго опорного элемента с уравновешивающим элементом.

Предпочтительно способ дополнительно содержит этап соединения второго опорного элемента с уравновешивающим элементом так, что общий центр массы второго опорного элемента и уравновешивающего элемента расположен на оси изгиба расходомерной трубки.

Предпочтительно способ дополнительно содержит этапы соединения первого компонента измерительного преобразователя второго измерительного преобразователя с расходомерной трубкой и соединения второго компонента измерительного преобразователя второго измерительного преобразователя с первым опорным элементом рядом с первым компонентом измерительного преобразователя второго измерительного преобразователя.

Предпочтительно способ дополнительно содержит этапы соединения первого компонента измерительного преобразователя второго измерительного преобразователя с расходомерной трубкой и соединения второго компонента измерительного преобразователя второго измерительного преобразователя с третьим опорным элементом рядом с первым компонентом измерительного преобразователя второго измерительного преобразователя.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает вибрационный расходомер с двумя трубками в соответствии с известным уровнем техники.

Фиг.2 изображает датчик в сборе с двумя трубками в соответствии с известным уровнем техники.

Фиг.3 изображает датчик в сборе с двумя трубками в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Фиг.4 изображает датчик в сборе с двумя трубками в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Фиг.5 изображает датчик в сборе с двумя трубками в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Подробное описание изобретения

На фиг.1-5 и в приведенном ниже описании представлены конкретные примеры, чтобы объяснить специалистам в данной области техники, как осуществить и использовать предпочтительный вариант изобретения. В целях объяснения принципов настоящего изобретения некоторые обычные аспекты были упрощены или опущены. Для специалистов в данной области техники будут очевидны другие варианты помимо данных примеров, которые находятся в пределах объема настоящего изобретения. Для специалистов в данной области техники будет понятно, что описанные ниже признаки могут быть использованы в различных сочетаниях, для того чтобы получить множество вариантов осуществления изобретения. Таким образом, изобретение не ограничено конкретными примерами, описанными ниже, а ограничено только формулой изобретения и ее эквивалентами.

На фиг.1 показан пример вибрационного датчика 5 в сборе в соответствии с известным уровнем техники в виде кориолисового расходомера, содержащего расходомер 10 и одну или более измерительную электронику 20. Одна или более измерительная электроника 20 соединены с расходомером 10 для измерения характеристики текучей среды, такой как, например, плотность, массовый расход, объемный расход, суммарный массовый расход, температура и другая информация.

Расходомер 10 включает в себя пару фланцев 101 и 101′, манифольды 102 и 102′ и трубки 103А и 103В. Манифольды 102, 102′ прикреплены к противоположным концам трубок 103А, 103В. Фланцы 101 и 101′ в соответствии с данным примером прикреплены к манифольдам 102 и 102′. Манифольды 102 и 102′ в соответствии с данным примером прикреплены к противоположным концам распорки 106. В данном примере распорка 106 обеспечивает промежуток между манифольдами 102 и 102′, чтобы предотвратить нежелательные колебания в трубках 103А и 103В. Трубки проходят в сторону от манифольд по существу параллельно. Когда расходомер 10 вставлен в трубопроводную систему (не показанную), которая перемещает текучую среду, данная среда входит в расходомер 10 через фланец 101, проходит через впускной манифольд 102, откуда общее количество среды направляется в трубки 103А и 103В, проходит по трубкам 103А и 103В и обратно в выпускной манифольд 102′, откуда она выходит из расходомера 10 через фланец 101′.

Расходомер 10 включает в себя привод 104. Привод 104 прикреплен к трубкам 103А, 103В в таком положении, в котором он способен вызывать колебания трубок 103А, 103В в возбуждающей моде. Более конкретно, привод 104 включает в себя первый компонент привода (не показанный), прикрепленный к трубке 103А, и второй компонент привода (не показанный), прикрепленный к трубке 103В. Привод 104 может представлять собой одно из многих известных устройств, таких как магнит, прикрепленный к трубке 103А, и противодействующая катушка, прикрепленная к трубке 103В.

В данном примере возбуждающая мода представляет собой первую несинфазную изгибную моду, при этом трубки 103А и 103В предпочтительно выбирают и надлежащим образом прикрепляют к впускному манифольду 102 и выпускному манифольду 102′ так, чтобы обеспечить уравновешенную систему с по существу одинаковым распределением массы, моментами инерции и модулями упругости относительно осей W-W и W′-W′ изгиба соответственно. В данном примере, в котором возбуждающая мода представляет собой первую несинфазную изгибную моду, трубки 103А и 103В приводятся в движение посредством привода 104 в противоположных направлениях относительно соответствующих им осей W и W′ изгиба. Сигнал возбуждения в виде переменного тока может быть обеспечен посредством одной или более измерительной электроники 20, например, через магистраль 110, и пропущен через катушку, чтобы вызвать колебания обеих трубок 103А, 103В. Для специалистов в данной области техники будет понятно, что могут быть использованы другие возбуждающие моды в пределах объема настоящего изобретения.

Показанный расходомер 10 включает в себя пару измерительных преобразователей 105, 105′, которые прикреплены к трубкам 103А, 103В. Более конкретно, первый компонент измерительного преобразователя (не показанный) расположен на трубке 103А, а второй компонент измерительного преобразователя (не показанный) расположен на трубке 103В. В показанном варианте осуществления измерительные преобразователи 105, 105′ расположены на противоположных концах трубок 103А, 103В. Измерительные преобразователи 105, 105′ могут представлять собой электромагнитные датчики, например, измерительные магниты и измерительные катушки, которые создают сигналы измерительных преобразователей, которые характеризуют скорость и положение трубок 103А, 103В. Например, измерительные преобразователи 105, 105′ могут передавать сигналы измерительных преобразователей в одну или более измерительную электронику 20 через магистрали 111, 111′. Для специалистов в данной области техники будет понятно, что перемещение трубок 103А, 103В пропорционально некоторым характеристикам текучей среды, например массовому расходу и плотности среды, протекающей по трубкам 103А, 103В.

В примере, показанном на фиг.1, одна или более измерительная электроника 20 принимает сигналы измерительных преобразователей из измерительных преобразователей 105, 105′. Магистраль 26 предусматривает средства ввода-вывода, которые позволяют одной или более измерительной электронике 20 взаимодействовать с оператором или другой системой обработки данных. Одна или более измерительная электроника 20 измеряет характеристику текучей среды, такую как, например, плотность, массовый расход, объемный расход, суммарный массовый расход, температура и другая информация. Более конкретно, одна или более измерительная электроника 20 принимают один или более сигналов, например, от измерительных преобразователей 105, 105′ и одного или более датчиков температуры (непоказанных), и используют данную информацию для оценки характеристики текучей среды, например такой как плотность, массовый расход, объемный расход, суммарный массовый расход, температура и другая информация.

Технологии, посредством которых вибрационные измерительные устройства, такие как, например, кориолисовые расходомеры или плотномеры, измеряют характеристику текучей среды, хорошо известны, поэтому подробное описание не приведено для краткости данного описания.

На фиг.2 показан другой пример датчика 210 в сборе в соответствии с известным уровнем техники. Датчик 210 в сборе подобен датчику 10 в сборе, показанному на фиг.1, за исключением того, что датчик 210 в сборе включает в себя одну трубку 103А и опорный элемент 250, на котором закреплены компонент привода 104 и измерительные преобразователи 105, 105′. Как показано, первый компонент 104а привода и первые компоненты 105а, 105а′ измерительного преобразователя расположены на трубке 103А. Показано также, что второй компонент 104b привода и вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя расположены на опорном элементе 250. Первые компоненты 104а, 105а, 105′ могут представлять собой магнит, а вторые компоненты 104b, 105b, 105b′ могут представлять собой катушку. В качестве альтернативы, первые компоненты 104а, 105а, 105′ могут представлять собой катушку, а вторые компоненты 104b, 105b, 105b′ могут представлять собой магнит. Как показано, опорный элемент 250 может представлять собой опорную пластину. В качестве альтернативы опорный элемент может представлять собой полую трубку (не показанную) или любую другую конструкцию, независимо от формы.

В примере, показанном на фиг.2, поскольку вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя расположены на одном и том же опорном элементе 250, что и второй компонент 104b привода, вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя будут вибрировать, когда привод 104 вызывает колебания трубки 103А, опорного элемента 250 и второго компонента 104b привода. В данном примере первый и второй компоненты 104а, 104b привода 104 сдвигают трубку 103А и опорный элемент 250 друг от друга так, что они совершают колебания в противофазе.

Поскольку вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя расположены на опорном элементе 250, любое движение, сообщаемое опорному элементу 250, может приводить в движение вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя. Это, в свою очередь, может оказывать влияние на точность сигналов измерительных преобразователей. Более конкретно, поскольку измерительные преобразователи 105, 105′ измеряют перемещение трубки 103А, движение, сообщаемое вторым компонентам 105b, 105b′ измерительного преобразователя, может влиять на точность измеряемого перемещения трубки 103А.

На фиг.3 показан вибрационный датчик 310 в сборе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано, датчик 310 в сборе подобен датчику 210 в сборе, показанному на фиг.2, за исключением того, что датчик 310 в сборе включает в себя вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя, которые соединены с первым опорным элементом 250, и второй компонент 104b привода, соединенный со вторым опорным элементом 350, который является отдельным от первого опорного элемента 250. Первый и второй опорные элементы 250, 350 могут быть расположены рядом с расходомерной трубкой 103А. Датчик 310 в сборе также включает в себя первые компоненты 105а, 105а′ измерительного преобразователя и первый компонент 104а привода, расположенные на трубке 103А, наподобие конструкции, показанной на фиг.2. Необходимо понимать, что при использовании вибрационный датчик 310 в сборе может также включать в себя корпус (не показанный), который по существу окружает элементы, показанные на фиг.3.

Как показано на фиг.3, вторые компоненты 105а, 105а′ измерительного преобразователя могут быть расположены на первом опорном элементе 250, а второй компонент 104а привода может быть расположен на втором опорном элементе 350. Первый и второй опорные элементы 250, 350 могут быть разделены с возможностью предотвращения или по существу уменьшения перемещения второго опорного элемента 350 или сообщения движения от второго компонента 104b привода первому опорному элементу 250 или вторым компонентам 105b, 105b′ измерительного преобразователя. В соответствии с вариантом осуществления второй опорный элемент 350 может быть по существу независимым как от первого опорного элемента 250, так и от трубки 103А. Например, второй опорный элемент 350 может быть соединен с корпусом (не показанным) датчика в сборе или каким-либо другим внешним элементом.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения второй опорный элемент 350 может быть соединен с уравновешивающим элементом 360. Уравновешивающий элемент 360 может быть соединен с трубкой 103А посредством множества соединительных скоб 361-364. Множество соединительных скоб 361-364 могут помочь определить ось W-W изгиба вибрирующей трубки 103А, как это в общем известно в данной области техники. Уравновешивающий элемент 360 может быть выполнен с возможностью колебания в противофазе с трубкой 103А. Таким образом, уравновешивающий элемент 360 может быть выполнен с возможностью компенсации колебаний расходомерной трубки 103А. В соответствии с вариантом осуществления изобретения уравновешивающий элемент 360 может иметь центр массы CMb, который расположен ниже оси W-W изгиба расходомерной трубки. В соответствии с вариантом осуществления изобретения второй опорный элемент 350 может иметь центр массы CMR. В соответствии с вариантом осуществления изобретения уравновешивающий элемент 360 может быть выполнен и расположен так, что уравновешивающий элемент 360 и второй опорный элемент 350 содержат общий центр массы CMC, расположенный рядом с осью W-W изгиба расходомерной трубки. Предпочтительно второй опорный элемент 350, уравновешивающий элемент 360 и трубка 103А могут представлять собой уравновешенную систему без сообщения внешних колебаний вторым компонентам 105b, 105b′ измерительного преобразователя. Хотя уравновешивающий элемент 360 показан в виде уравновешивающего стержня, необходимо понимать, что уравновешивающий элемент 360 может представлять собой любую конфигурацию, включая, например, полую трубу с прямолинейной или изогнутой конфигурацией. Таким образом, уравновешивающий элемент 360 не ограничен конкретной показанной конфигурацией.

На фиг.4 показан датчик 310 в сборе с приводом 104, приводимым в действие в соответствии с вариантом осуществления изобретения. При помощи привода 104, обеспечивающего колебания трубки 103А, движение сообщается трубке 103А, первым компонентам 105а, 105а′ измерительного преобразователя, первому приводу 104а, второму приводу 104b и второму опорному элементу 350, на котором расположен второй элемент 104b привода 104. Поскольку вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя и первый опорный элемент 250, на котором закреплены вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя, являются отдельными от первого компонента 104а привода и второго опорного элемента 350, ни движение привода 104, ни движение второго опорного элемента 350 не сообщают значительного движения первому опорному элементу 250 или вторым компонентам 105b, 105b′ измерительного преобразователя. Кроме того, поскольку первый опорный элемент 250 и вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя структурно изолированы от трубки 103А, в соответствии с вариантом осуществления изобретения может быть значительно уменьшено перемещение трубки 103А или связанных с ним компонентов 104а, 105а, 105а′, сообщаемое первому опорному элементу 250 или вторым компонентам 105b, 105b ′измерительного преобразователя. Следовательно, сигналы измерительных преобразователей, генерируемые измерительными преобразователями 105, 105′, могут более точно отражать перемещение трубки 103А так, что перемещение вторых компонентов 105b, 105b′ измерительного преобразователя не оказывает на него влияния.

Как показано на фиг.3 и 4, первый и второй опорные элементы 250, 350 могут быть выполнены в виде опорной пластины; однако в пределах объема настоящего изобретения опорные элементы 250, 350 могут представлять собой любую конструкцию, на которой вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя и второй компонент 104b привода могут быть закреплены с возможностью отделения вторых компонентов 105b, 105b′ измерительного преобразователя от второго компонента 104b привода. В качестве примера, но не ограничения любой один или оба опорных элемента 250, 350 могут представлять собой полую трубу или другую конструкцию независимо от формы.

Хотя в варианте осуществления, показанном на фиг.3 и 4, предусмотрен первый опорный элемент 250, на котором расположены вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя, для специалистов в данной области техники будет понятно, что в пределах объема настоящего изобретения можно разместить вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя на отдельных опорных элементах, например на первом опорном элементе 250 и третьем опорном элементе 550 (см. фиг.5), которые по существу изолированы от второго опорного элемента 350 и трубки 103А.

На фиг.5 показан вибрационный датчик 310 в сборе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения. Вариант осуществления, показанный на фиг.5, подобен вариантам осуществления, показанным на фиг.3 и 4, за исключением того, что второй компонент 105b′ измерительного преобразователя соединен с третьим опорным элементом 550. Третий опорный элемент 550 может быть выполнен отдельным от первого опорного элемента 250 и второго опорного элемента 350. Кроме того, как показано на фиг.5, второй опорный элемент 350 не соединен с уравновешивающим элементом 360, как в показанных выше вариантах осуществления. Вернее, второй опорный элемент 350 может быть соединен с корпусом (непоказанным) вибрационного датчика в сборе или каким-либо другим внешним элементом. Таким образом, необходимо понимать, что второй опорный элемент 350 необязательно выполнен с возможностью компенсации вибраций, испытываемых расходомерной трубкой 103А, а вернее, выполнен с возможностью разделения конструкции, на которой закреплены второй компонент 104b привода и вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя.

Как описано выше, настоящее изобретение обеспечивает вибрационный датчик 310 в сборе, который соединяет второй компонент 104b привода со вторыми компонентами 105b, 105b′ измерительного преобразователя с возможностью разделения опорных элементов 250, 350. Предпочтительно возбуждающая сила, которая воздействует на второй опорный элемент 350, когда привод 104 отходит в сторону от второго опорного элемента 350 при приведении в движение расходомерной трубки 103А, не воздействует на первый опорный элемент 250 или данное воздействие, по меньшей мере, значительно уменьшено. Предпочтительно относительное перемещение измерительных преобразователей 105, 105′ по существу ограничено перемещением расходомерной трубки 103А. Данное разделение способно значительно уменьшить погрешности, которые могут возникать в сигналах измерительных преобразователей вследствие колебаний, вызываемых первым опорным элементом, приводимым в движение приводом 104.

При формировании вибрационного датчика 310 в сборе первый и второй опорные элементы 250, 350 могут быть расположены рядом с расходомерной трубкой 103А. В одном варианте осуществления опорные элементы 250, 350 расположены на одной стороне расходомерной трубки 103А. Однако в других вариантах осуществления опорные элементы 250, 350 могут быть расположены на противоположных сторонах расходомерной трубки 103А. При размещении опорных элементов 250, 350 первый компонент привода 104а может быть соединен с расходомерной трубкой 103А, а второй компонент привода 104b может быть соединен со вторым опорным элементом 350. Аналогично, первые компоненты 105, 105′ измерительного преобразователя могут быть соединены с трубкой 103А, а вторые компоненты 105b, 105b′ измерительного преобразователя могут быть соединены с первым опорным элементом 250. В одном варианте осуществления второй компонент 105b′ измерительного преобразователя может быть соединен с третьим опорным элементом 550, как описано выше. Необходимо понимать, что конкретный порядок, с которым сформирован вибрационный датчик 310 в сборе, неважен для целей настоящего изобретения и, следовательно, не ограничивает объем настоящего изобретения.

Для специалистов в данной области техники будет понятно, что в пределах объема настоящего изобретения можно использовать принципы, описанные в данном документе, в сочетании с любым типом вибрационного расходомера, включая, например, плотномеры, независимо от количества возбуждающих генераторов, количества измерительных преобразователей, рабочей моды вибрации или определяемой характеристики текучей среды. В данном описании показаны конкретные примеры, чтобы объяснить специалистам в данной области техники, как создать и использовать предпочтительный вариант осуществления изобретения. В целях объяснения принципов настоящего изобретения некоторые обычные аспекты были упрощены или опущены. Для специалистов в данной области техники будут очевидны другие варианты, помимо данных примеров, которые находятся в пределах объема настоящего изобретения.

Подробные описания упомянутых вариантов осуществления не являются исчерпывающими описаниями всех возможных вариантов осуществления, предлагаемых авторами изобретения, которые находятся в пределах объема изобретения. Для специалистов в данной области техники будет понятно, что некоторые элементы вышеописанных вариантов осуществления могут быть по-разному объединены или исключены, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления, и такие дополнительные варианты осуществления находятся в пределах объема и сущности настоящего изобретения. Для специалистов в данной области техники будет также понятно, что вышеописанные варианты осуществления могут быть объединены целиком или частями, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления в пределах объема и сущности настоящего изобретения.

Таким образом, хотя для пояснения в данном документе описаны конкретные варианты осуществления и примеры изобретения, различные эквивалентные модификации возможны в пределах объема изобретения, которые очевидны для специалистов в данной области техники. Идеи, описанные в данном документе, могут быть применены к другим расходомерам, а не только к вариантам осуществления, описанным выше и показанным в прилагаемых чертежах. Таким образом, объем изобретения определяется приведенной ниже формулой изобретения.

1. Вибрационный датчик (310) в сборе, содержащий:
трубку (103А);
привод (104), включающий в себя первый компонент (104а) привода и второй компонент (104b) привода;
первый измерительный преобразователь (105), включающий в себя первый компонент (105а) измерительного преобразователя и второй компонент (105b) измерительного преобразователя;
первый опорный элемент (250), причем первый компонент (105а) измерительного преобразователя соединен с трубкой (103А), а второй компонент (105b) измерительного преобразователя соединен с первым опорным элементом (250);
второй опорный элемент (350), причем первый компонент (104а) привода соединен с трубкой (103А), а второй компонент (104b) привода соединен со вторым опорным элементом (350), и
уравновешивающий элемент (360), соединенный с трубкой (103А), при этом второй опорный элемент (350) соединен с уравновешивающим элементом (360).

2. Вибрационный датчик (310) в сборе по п. 1, содержащий уравновешивающий элемент (360), соединенный с трубкой (103А), при этом второй опорный элемент (350) соединен с уравновешивающим элементом (360) так, что общий центр массы (СМC) второго опорного элемента (350) и уравновешивающего элемента (360) расположен на оси (W-W) изгиба расходомерной трубки (103А).

3. Вибрационный датчик (310) в сборе по п. 1, дополнительно содержащий второй измерительный преобразователь (105′), включающий в себя первый компонент (105а′) измерительного преобразователя, соединенный с трубкой (103А), и второй компонент (105b′) измерительного преобразователя, соединенный с первым опорным элементом (250).

4. Вибрационный датчик (310) в сборе по п. 1, дополнительно содержащий второй измерительный преобразователь (105′),
включающий в себя первый компонент (105а′) измерительного преобразователя, соединенный с трубкой (103А), и второй компонент (105b′) измерительного преобразователя, соединенный с третьим опорным элементом (550).

5. Способ формирования расходомера, включающего в себя расходомерную трубку, привод с первым компонентом привода и вторым компонентом привода, и первый измерительный преобразователь с первым компонентом измерительного преобразователя и вторым компонентом измерительного преобразователя, содержащий этапы, на которых:
размещают первый опорный элемент рядом с расходомерной трубкой;
соединяют первый компонент измерительного преобразователя с расходомерной трубкой;
соединяют второй компонент измерительного преобразователя с первым опорным элементом рядом с первым компонентом измерительного преобразователя;
размещают второй опорный элемент рядом с расходомерной трубкой;
соединяют первый компонент привода с расходомерной трубкой;
соединяют второй компонент привода со вторым опорным элементом рядом с первым компонентом привода, и
соединяют уравновешивающий элемент с расходомерной трубкой и соединяют второй опорный элемент с уравновешивающим элементом.

6. Способ по п. 5, дополнительно содержащий этапы, на которых соединяют уравновешивающий элемент с расходомерной трубкой и соединяют второй опорный элемент с уравновешивающим элементом так, что общий центр массы второго опорного элемента и уравновешивающего элемента расположен на оси изгиба расходомерной трубки.

7. Способ по п. 5, дополнительно содержащий этапы, на которых соединяют первый компонент измерительного преобразователя второго измерительного преобразователя с расходомерной трубкой и соединяют второй компонент измерительного преобразователя второго измерительного преобразователя с первым опорным элементом рядом с первым компонентом измерительного преобразователя второго измерительного преобразователя.

8. Способ по п. 5, дополнительно содержащий этапы, на которых соединяют первый компонент измерительного преобразователя второго измерительного преобразователя с расходомерной трубкой и соединяют второй компонент измерительного преобразователя второго измерительного преобразователя с третьим опорным элементом рядом с первым компонентом измерительного преобразователя второго измерительного преобразователя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и устройству для определения и управления статическим давлением флюида с помощью вибрационного измерителя системы определения расхода флюида.

Предложен вибрационный измеритель (5), включающий в себя один или несколько расходомерных трубопроводов (103), один или несколько измерительных преобразователей (105, 105′) и привод (104).

Изобретение относится к составному элементу (200, 300) с объединенными приводом и измерительным преобразователем для вибрационного расходомера. Составной элемент (200, 300) с объединенными приводом и измерительным преобразователем включает в себя участок (104B) магнита, по меньшей мере, с первым магнитом (211).

Изобретение относится к системе измерения расхода флюида (300). Система измерения расхода флюида (300) включает в себя магистральный трубопровод (302) с текущим флюидом.

Изобретение относится к вибрационному расходомеру (5) для определения среднего расхода пульсирующего потока. Вибрационный расходомер (5) содержит сборку (10) расходомера, включающую в себя по меньшей мере два измерительных преобразователя (105, 105') и сконфигурированную для создания по меньшей мере двух вибрационных сигналов, и измерительную электронику (20), сконфигурированную для приема указанных по меньшей мере двух вибрационных сигналов и создания сигнала измерения расхода, разделения сигнала измерения расхода на ряд временных периодов, где каждый временной период включает в себя один пик потока, расположенный по центру временного периода, суммирования измерений расхода для каждого временного периода для создания суммы за период и деления суммы за период на длину временного периода для создания среднего расхода за период, где измерительная электроника (20) выводит последовательность средних расходов за период в качестве сигнала среднего расхода.

Предложенное изобретение относится к средствам для генерации управляющего сигнала для вибрационного измерительного устройства. Система для генерации приводного сигнала в вибрационном измерительном устройстве, входящая в состав кориолисова расходомера, содержит по меньшей мере, один трубопровод (103A), по меньшей мере, один привод (104), по меньшей мере, один датчик (105), одно или несколько электронных устройств (20), сконфигурированных для приема сигналов от датчиков и включающих в себя, по меньшей мере, две доступные приводные цепи (C1, C2, C3, CN).

Изобретение относится к средствам и системам учета нефтепродуктов, предназначенным для измерения объема, массы и других параметров (плотности, температуры и др.), и может применяться на нефтебазах.

Измерительная система служит для измерения плотности и/или весовой пропускной способности протекающей в трубопроводе, по меньшей мере, время от времени текущей среды.

Изобретение относится к устройствам измерения плотности и/или нормы массового расхода протекающей в трубопроводе среды. Измерительная система включает в себя для этого измерительный преобразователь вибрационного типа для выработки колебательных измерительных сигналов, электрически соединенный с измерительным преобразователем электронный преобразователь для настройки измерительного преобразователя и для обработки поданных от измерительного преобразователя колебательных измерительных сигналов.

Изобретение относится к вибрационному расходомеру (205) и способу измерения температуры с его помощью. Вибрационный расходомер (205) включает в себя один изогнутый трубопровод (210) для потока, датчик T1 (291) температуры трубопровода, прикрепленный к одному изогнутому трубопроводу (210) для потока, конструкцию (208) компенсатора, прикрепленную к одному изогнутому трубопроводу (210) для потока и противолежащую ему, и датчик T2 (292) температуры компенсатора, прикрепленный к конструкции (208) компенсатора.

Изобретение относится к полевому устройству обслуживания и способу для облегчения замены системы обработки в вибрационном расходомере. Техническим результатом является повышение надежности работы полевого устройства обслуживания вибрационного расходометра. Полевое устройство (280) обслуживания включает в себя процессор (282) полевого устройства обслуживания и систему (285) хранения, причем процессор (282) полевого устройства обслуживания сконфигурирован, чтобы получать извлекаемые в ходе эксплуатации перед заменой значения (252a), получать извлекаемые в ходе эксплуатации после замены значения (252b), после того как старая система обработки была заменена заменяющей системой обработки, формировать один или более коэффициентов (266) масштабирования в качестве отношения одного или более извлекаемых в ходе эксплуатации перед заменой значений (252a) к одному или более извлекаемым в ходе эксплуатации после замены значениям (252b) и загружать один или более коэффициентов (266) масштабирования. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к кориолисовому массовому расходомеру. Кориолисовый массовый расходомер (1) содержит по меньшей мере четыре изогнутые измерительные трубы (2а, 2b, 2c, 2d), по меньшей мере одну приводную систему и по меньшей мере одну сенсорную систему. Первая измерительная труба (2а) и вторая измерительная труба (2b) находятся в одной общей первой плоскости (E1), а третья измерительная труба (2c) и четвертая измерительная труба (2d) находятся во второй общей плоскости (Е2). Первая плоскость (E1) и вторая плоскость (Е2) проходят параллельно друг другу и при этом все четыре измерительные трубы (2а, 2b, 2c, 2d) со стороны входа и со стороны выхода гидравлически объединены с помощью коллектора (3). Геометрия и/или свойства поверхности измерительных труб (2а, 2b, 2c, 2d) выбраны так, что сопротивление трубы всех четырех измерительных труб (2а, 2b, 2c, 2d) для потока является идентичным. Технический результат - улучшение кориолисового массового расходомера для больших расходов в отношении его точности. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительному преобразователю вибрационного типа, а также к способу регулировки по меньшей одной временной частоты конструкции труб, служащей, в частности, в качестве измерительной трубы такого измерительного преобразователя. Кроме того, изобретение относится также к измерительной системе для протекающей через трубопровод среды и способу настройки частоты системы труб. Измерительный преобразователь служит для выработки сигналов вибрации, которые сообщаются с параметрами протекающей среды, то есть, например, с долей массового расхода, плотностью и/или вязкостью, и содержит корпус измерительного преобразователя с одним концом (100+) корпуса и одним концом (100#) корпуса, а также конструкцию труб, которая простирается внутри корпуса измерительного преобразователя от его конца (100+) корпуса до его конца (100#) корпуса и образована с помощью, по меньшей мере, двух труб (11, 12). Из двух труб, по меньшей мере, одна труба выполнена в качестве измерительной трубы, которая служит для направления протекающей среды, а труба (12) с образованием расположенной на стороне впуска зоны (11+, 12+) механически соединена с трубой (11) с помощью стыковочного элемента (26). По меньшей мере, один стыковочный элемент (25) содержит в простирающейся между трубами (11, 12) области содержащий, по меньшей мере, один закрытый конец шлиц (251) с максимальной шириной (В) шлица и максимальной длиной (L) шлица, которая больше максимальной ширины (В) шлица, а также расположенный в шлице соразмерно доле участия соединительный элемент (252), который контактирует с окаймляющей указанный шлиц шлицевой кромкой. Технический результат - возможность точной и одновременно несложной настройки преобразователя. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение относится к вибрационному устройству измерения параметров потока. Вибрационное устройство включает в себя, по меньшей мере, один трубопровод, по меньшей мере, один привод, по меньшей мере, один датчик и, по меньшей мере, один кожух. По меньшей мере, один привод заставляет вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод на одной или нескольких возбуждающих частотах и, по меньшей мере, один датчик измеряет смещение, по меньшей мере, одного трубопровода. По меньшей мере, один кожух окружает, по меньшей мере, участок, по меньшей мере, одного трубопровода. По меньшей мере, одна из колебательных мод кожуха возбуждается на частотах, которые превышают одну или несколько возбуждающих частот. Форма сечения, по меньшей мере, одного кожуха сконфигурирована для воздействия на колебательный отклик. По меньшей мере, одна из колебательных мод кожуха возбуждается на частотах, которые превышают одну или несколько возбуждающих частот. По меньшей мере, один кожух имеет поперечную длину (L) вдоль направления, в целом параллельного направлению смещения колебания в изгибной моде, и поперечную ширину (W) вдоль направления, в целом ортогонального направлению смещения для изгибной моды, причем размер поперечной длины (L) превышает размер поперечной ширины (W). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения массового расхода жидкостей, протекающих по трубопроводам, например, при транспортировке нефтепродуктов. Массовый расходомер кориолисова типа содержит корпус, присоединенный к корпусу впускной разъем, две прямые расходомерные трубки, обеспечивающие разделение на два равных потока, выпускной разъем, через который поток выходит из расходомера в трубопровод, возбудитель колебаний, расположенный в центре расходомерных трубок, генератор широкополосного сигнала, выход которого подключен к возбудителю колебаний, два сенсорных приемника, расположенные на равных расстояниях от возбудителя, причем две прямые расходомерные трубки механически зажаты на обоих концах с образованием механической осциллирующей системы, которая расположена аксиально-симметрично в корпусе, блок вычисления передаточной функции, входы которого подключены к выходам возбудителя и сенсорных приемников, снабжен дополнительным установленным в корпусе трубопроводом, подключенным к выпускному разъему, дополнительным возбудителем колебаний, генератором узкополосного сигнала, выход которого соединен с входом дополнительного возбудителя колебаний, последовательно соединенными дополнительным сенсорным приемником, анализатором спектра, блоком вычисления концентрации газа в жидкости и блоком вычисления массового расхода жидкости, а также блоком интерполяции эталонной функции, вход которого подключен к выходу блока вычисления передаточной функции, а его выходы подключены к соответствующим входам генератора. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности измерений массового расходомера кориолисового типа при измерении расхода жидкости за счет учета содержания в ней газа. 1 ил.

Изобретение относится к измерительному датчику вибрационного типа для измерения проведенной в трубопроводе текучей среды, в частности газа, жидкости, порошка или другого текучего материала, в частности для измерения плотности и/или процента массового расхода, в частности, также суммированного в течение определенного временного интервала общего массового расхода протекающей в трубопроводе по меньшей мере периодически с массовым расходом более 1000 т/ч, в частности более 1500 т/ч, среды. Измерительный датчик включает в себя корпус-приемник (71), расположенный со стороны впуска конец которого образован посредством имеющего восемь, соответственно, расположенных на расстоянии друг от друга проточных отверстий (201A, 201B, 201C, 201D, 201E, 201F, 201G, 201H) расположенного со стороны впуска разделителя (201) потока, а расположенный со стороны выпуска конец которого образован посредством имеющего восемь, соответственно, расположенных на расстоянии друг от друга проточных отверстий (202A, 202B, 202C, 202D, 202E, 202F, 202G, 202H) расположенного со стороны выпуска разделителя (202) потока; а также систему труб с восьмью при формировании аэрогидродинамически параллельно соединенных путей прохождения потока подключенными к разделителям (201, 202) потока изогнутыми измерительными трубами (181, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188) для проведения текучей среды, причем каждая из восьми измерительных труб, соответственно, расположенным со стороны впуска концом измерительной трубы входит, соответственно, в одно из проточных отверстий разделителя (201) потока, а расположенным со стороны выпуска концом измерительной трубы входит, соответственно, в одно из проточных отверстий разделителя (202) потока. Электромеханическое устройство (5) возбуждения измерительного датчика служит для генерирования и/или поддержания механических колебаний измерительных труб (181, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188). Отличительной особенностью датчика является то, что измерительные трубы (181, 182, 183, 184) изогнуты и расположены таким образом, что отношение калибра к высоте D18/Q18 системы труб, определенное посредством отношения калибра D18 первой измерительной трубы к максимальному боковому удлинению Q18 системы труб, измеренного от наивысшей точки первой измерительной трубы (181) до наивысшей точки третьей измерительной трубы (183), составляет более 0,05. Технический результат - создание измерительного датчика высокой чувствительности и качества колебаний, который даже при больших массовых расходах более 1000 т/ч обеспечивает небольшую потерю давления, по возможности менее 3 бар, и который также при большом номинальном внутреннем диаметре свыше 100 мм имеет максимально компактную конструкцию и пригоден также для газообразных сред и/или для сред с существенно изменяющимися температурами. 3 н. и 56 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения плотности жидкости. В предложенном в изобретении способе, или системе измерения, соответственно, предусмотрен контактирующий с жидкостью (FL) вибрационный корпус (10), который приводится в состояние вибрации таким образом, что он испытывает, по меньшей мере, частично, механические колебания с резонансной частотой (резонансные колебания), зависящей от плотности жидкости, контактирующей с первой поверхностью (10+) вибрационного корпуса, а также от температуры вибрационного корпуса. Для формирования, по меньшей мере, одного сигнала измерения колебаний, который имеет, по меньшей мере, одну компоненту сигнала с частотой, соответствующей резонансной частоте, то есть зависящей от плотности жидкости, вибрации вибрационного корпуса определяются с помощью датчика колебаний (51). Кроме того, для формирования сигнала измерения температуры, представляющего меняющуюся во времени температуру вибрационного корпуса, применяется датчик температуры (61). Сигнал измерения температуры, обусловленный коэффициентом теплопроводности и теплоемкостью вибрационного корпуса, следует за изменением температуры вибрационного корпуса от начального значения температуры, Θ10,t1, до значения температуры, Θ10,t2, лишь с запаздыванием по времени. На основе сигнала измерения колебаний, а также сигнала измерения температуры формируются значения измерения плотности, представляющие плотность, причем разница, возникающая при этом между изменяющейся во времени температурой вибрационного корпуса и сигналом измерения температуры, учитывается, или компенсируется, по меньшей мере, частично. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н. и 11 з.п.ф-лы, 8 ил.
Наверх