Вибрационное устройство измерения параметров потока и способ для изготовления вибрационного устройства измерения параметров потока



Вибрационное устройство измерения параметров потока и способ для изготовления вибрационного устройства измерения параметров потока
Вибрационное устройство измерения параметров потока и способ для изготовления вибрационного устройства измерения параметров потока
Вибрационное устройство измерения параметров потока и способ для изготовления вибрационного устройства измерения параметров потока
Вибрационное устройство измерения параметров потока и способ для изготовления вибрационного устройства измерения параметров потока
Вибрационное устройство измерения параметров потока и способ для изготовления вибрационного устройства измерения параметров потока
Вибрационное устройство измерения параметров потока и способ для изготовления вибрационного устройства измерения параметров потока
Вибрационное устройство измерения параметров потока и способ для изготовления вибрационного устройства измерения параметров потока
Вибрационное устройство измерения параметров потока и способ для изготовления вибрационного устройства измерения параметров потока
Вибрационное устройство измерения параметров потока и способ для изготовления вибрационного устройства измерения параметров потока

 


Владельцы патента RU 2581428:

МАЙКРО МОУШН, ИНК. (US)

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.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к вибрационному устройству измерения параметров потока, имеющему, по меньшей мере, один кожух, причем колебательные моды, по меньшей мере, одного кожуха соответствуют частотам, которые превышают возбуждающую частоту, используемую для вибрации трубопровода.

Предшествующий уровень техники

Вибрационные устройства измерения параметров потока, например денситометры и расходомеры Кориолиса, используются для измерения параметров протекающих веществ, например плотности, массового расхода, объемного расхода, общего переноса массы, температуры и другой информации. Вибрационное устройство измерения параметров потока включает в себя один или несколько трубопроводов, которые могут иметь разнообразные формы, например прямую форму, U-образную форму, или могут иметь неправильные конфигурации.

Один или несколько трубопроводов имеют ряд собственных колебательных мод, включая, например, простой изгиб, торсионные, радиальные и связанные моды. Один или несколько трубопроводов колеблются посредством, по меньшей мере, одного привода на резонансной частоте (далее обозначается как "возбуждающая частота") на одной из этих мод (далее обозначается как "возбуждаемая мода") с целью определить параметры протекающего вещества. Одно или несколько электронных устройств подают синусоидальный возбуждающий сигнал, по меньшей мере, на один привод, который обычно представляет собой комбинацию магнит/катушка, причем магнит обычно прикрепляется к трубопроводу, а катушка прикрепляется к поддерживающему элементу или к другому трубопроводу. Возбуждающий сигнал заставляет через привод вибрировать один или несколько трубопроводов на возбуждающей частоте и на возбуждаемой моде. Возбуждающий сигнал, например, может быть периодическим электрическим током, проходящим через катушку.

По меньшей мере, один датчик детектирует смещение трубопровода и вырабатывает синусоидальный сигнал датчика, отображающий смещение вибрирующего трубопровода(ов). Сигнал датчика передается на одно или несколько электронных устройств; и в соответствии с хорошо известными принципами сигнал датчика может быть использован одним или несколькими электронными устройствами для определения параметров протекающего вещества или для регулировки возбуждающего сигнала, в случае необходимости.

Вибрационное устройство измерения параметров потока может также включать в себя кожух, который обычно окружает привод(ы), датчик(и) и трубопровод(ы). Кожухи обычно используются по ряду причин, включая, например, необходимость обеспечить устойчивую, известную или контролируемую рабочую среду, то есть среду, свободную от влаги и вредных газов, или необходимость защиты привода(ов) трубопровода(ов) или датчика(ов), то есть от влаги, грязи или от повреждения вследствие контакта с другими объектами или во время транспортировки.

Кожухи также имеют одну или несколько собственных колебательных мод, включая, например, простой изгиб, торсионные, радиальные и поперечные моды. На фиг.4, например, изгибная мода должна соответствовать колебаниям вокруг оси B и поперечная мода должна соответствовать колебаниям вокруг оси A. Как показано на фиг.5, конкретная частота, которая отвечает определенной моде колебаний, варьируется. Частота может варьироваться в соответствии с различными факторами, включая, например, плотность жидкости, как показано на фиг.5, или условия окружающей среды, например температуру. Вибрационные силы, создаваемые приводом и другими источниками в системе обработки материала, например насосами, могут привести к вибрации кожуха на одной из его собственных мод.

Сущность изобретения

Если частота, используемая для возбуждения одного или нескольких трубопроводов на возбуждаемой моде, соответствует частоте, при которой кожух начинает вибрировать на одной из его собственных колебательных мод, то оказывается трудным произвести точное измерение параметров протекающего вещества.

Настоящее изобретение направлено на преодоление этого недостатка, присущего кожухам предшествующего уровня техники.

Область притязаний настоящего изобретения определяется исключительно в соответствии с приложенными формулами и ни в коей мере не определяется утверждениями в пределах этого краткого изложения.

В одном варианте реализации настоящего изобретения вибрационное устройство измерения параметров потока 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, один привод, по меньшей мере, один датчик и, 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.

В другом варианте реализации настоящего изобретения вибрационное устройство измерения параметров потока 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 на изгибной колебательной моде 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. По меньшей мере, один кожух имеет поперечную длину вдоль направления, в целом параллельного направлению смещения для изгибной моды, и поперечную ширину вдоль направления, в целом ортогонального к направлению смещения для изгибной моды, причем размер поперечной длины превышает размер поперечной ширины.

Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения способ для изготовления вибрационного устройства измерения параметров потока включает в себя следующие этапы: предоставление, по меньшей мере, одного трубопровода, по меньшей мере, одного привода, по меньшей мере, одного датчика и, по меньшей мере, одного кожуха. По меньшей мере, один привод сконфигурирован так, чтобы заставить вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод на одной или нескольких возбуждающих частотах и, по меньшей мере, один датчик сконфигурирован для измерения смещения, по меньшей мере, одного трубопровода. По меньшей мере, один кожух сконфигурирован так, чтобы охватить, по меньшей мере, участок, по меньшей мере, одного трубопровода. По меньшей мере, один кожух сконфигурирован так, чтобы, по меньшей мере, одна из колебательных мод кожуха возбуждалась на частотах, которые превышают одну или несколько возбуждающих частот.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения вибрационное устройство измерения параметров потока содержит:

по меньшей мере, один трубопровод, по меньшей мере, один привод и, по меньшей мере, один датчик, причем, 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; и,

по меньшей мере, один кожух, который окружает, по меньшей мере, один привод, по меньшей мере, один датчик и, по меньшей мере, участок, по меньшей мере, одного трубопровода, причем, по меньшей мере, одна из колебательных мод кожуха возбуждается на частотах, которые превышают одну или несколько возбуждающих частот.

Предпочтительно, по меньшей мере, один привод заставляет вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод на изгибной колебательной моде.

Предпочтительно, по меньшей мере, один кожух имеет в целом U-форму.

Предпочтительно, одна или несколько возбуждающих частот заставляют вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод на изгибной колебательной моде и, по меньшей мере, один кожух имеет поперечную длину вдоль направления, в целом параллельного направлению смещения для изгибной моды, и поперечную ширину вдоль направления, в целом ортогонального к направлению смещения для изгибной моды, причем размер поперечной длины превышает размер поперечной ширины.

Предпочтительно, элемент жесткости прикреплен, по меньшей мере, к одному кожуху, чтобы увеличить жесткость, по меньшей мере, одного кожуха.

Предпочтительно, вибрационное устройство измерения параметров потока представляет собой расходомер Кориолиса.

Предпочтительно, вибрационное устройство измерения параметров потока представляет собой денситометр.

В соответствии с другим объектом настоящего изобретения вибрационное устройство измерения параметров потока содержит:

по меньшей мере, один трубопровод, по меньшей мере, один привод и, по меньшей мере, один датчик, причем, по меньшей мере, один привод заставляет вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод на одной или нескольких возбуждающих частотах на изгибной колебательной моде и, по меньшей мере, один датчик измеряет смещение, по меньшей мере, одного трубопровода;

по меньшей мере, один кожух, который окружает, по меньшей мере, участок, по меньшей мере, одного трубопровода, причем, по меньшей мере, одна из колебательных мод кожуха возбуждается на частотах, которые превышают одну или несколько возбуждающих частот; и,

по меньшей мере, один кожух имеет поперечную длину вдоль направления, в целом параллельного направлению смещения для изгибной моды, и поперечную ширину вдоль направления, в целом ортогонального направлению смещения для изгибной моды, причем размер поперечной длины превышает размер поперечной ширины.

Предпочтительно, по меньшей мере, один кожух имеет в целом U-форму.

Предпочтительно, вибрационное устройство измерения параметров потока представляет собой расходомер Кориолиса.

Предпочтительно, вибрационное устройство измерения параметров потока представляет собой денситометр.

В соответствии с другим объектом настоящего изобретения, способ для изготовления вибрационного устройства измерения параметров потока содержит этапы:

предоставления, по меньшей мере, одного трубопровода, по меньшей мере, одного привода и, по меньшей мере, одного датчика, причем, по меньшей мере, один привод сконфигурирован так, чтобы заставить вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод на одной или нескольких возбуждающих частотах и, по меньшей мере, один датчик сконфигурирован для измерения смещения, по меньшей мере, одного трубопровода;

предоставления, по меньшей мере, одного кожуха, который сконфигурирован так, чтобы охватить, по меньшей мере, участок, по меньшей мере, одного трубопровода, причем, по меньшей мере, один кожух сконфигурирован так, чтобы, по меньшей мере, одна из колебательных мод кожуха возбуждалась на частотах, которые превышают одну или несколько возбуждающих частот.

Предпочтительно, по меньшей мере, один привод сконфигурирован так, чтобы заставить вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод на изгибной колебательной моде.

Предпочтительно, по меньшей мере, один кожух имеет в целом U-форму.

Предпочтительно, по меньшей мере, один привод сконфигурирован так, чтобы заставить вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод на изгибной колебательной моде и, по меньшей мере, один кожух имеет поперечную длину вдоль направления, в целом параллельного направлению смещения для изгибной моды, и поперечную ширину вдоль направления, в целом ортогонального к направлению смещения для изгибной моды, причем размер поперечной длины превышает размер поперечной ширины.

Предпочтительно, элемент жесткости прикреплен, по меньшей мере, к одному кожуху, чтобы увеличить жесткость кожуха.

Предпочтительно, вибрационное устройство измерения параметров потока представляет собой расходомер Кориолиса.

Предпочтительно, вибрационное устройство измерения параметров потока представляет собой денситометр.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительного варианта воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 изображает общий вид вибрационного устройства измерения параметров потока в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения;

фиг.2 - общий вид вибрационного устройства измерения параметров потока, снабженного кожухом, показанным в разрезе, в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения;

фиг.3 - общий вид вибрационного устройства измерения параметров потока, снабженного кожухом в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения;

фиг.4 - вид сечения вдоль линии C на фиг.3 кожуха и трубопроводов в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения;

фиг.5 - диаграмма соотношения между плотностью жидкости и частотами, которые приводят к возбуждению колебательной моды, по меньшей мере, в одном трубопроводе, и частотами, которые возбуждают колебательные моды в кожухе;

фиг.6 - типичный кожух техники предшествующего уровня;

фиг.7 - диаграммы соотношения между плотностью жидкости и частотами, которые приводят к возбуждению колебательной моды, по меньшей мере, в одном трубопроводе, и частотами, которые возбуждают колебательные моды в кожухе в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения;

фиг.8 - кожух, прикрепленный к элементу жесткости, который увеличивает жесткость кожуха.

Подробное описание предпочтительного варианта реализации изобретения

На фиг.1 показан пример вибрационного устройства 5 измерения параметров потока в виде расходомера Кориолиса, содержащего сенсорную сборку 10 и одно или несколько электронных устройств 20. Одно или несколько электронных устройств 20 соединяются посредством проводов 100 с сенсорной сборкой 10 для измерения параметров протекающего вещества, например плотности, массового расхода, объемного расхода, общего массового расхода, температуры и другой информации через канал 26.

Сенсорная сборка 10 настоящего примера включает в себя пару фланцев 101 и 101'; манифольды 102 и 102'; привод 104; датчики 105-105' и трубопроводы 103A и 103B. Манифольды 102, 102' прикреплены к противоположным концам трубопроводов 103A, 103B. Привод 104 и датчики 105 и 105' связаны с трубопроводами 103A и 103B. Привод 104 прикреплен к трубопроводам 103A, 103B в положении, где привод 104 может заставить вибрировать трубопроводы 103A, 103B на возбуждаемой моде. Датчики прикреплены к трубопроводам 103A, 103B на противоположных концах для детектирования смещения трубопроводов 103A, 103B. Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что область притязаний настоящего изобретения заключается в использовании рассматриваемых здесь принципов в сочетании с любым типом вибрационного устройства измерения параметров потока, включая, например, денситометры, независимо от числа трубопроводов, числа приводов, числа датчиков, используемой колебательной моды или определяемых параметров протекающего вещества.

Фланцы 101 и 101' настоящего примера прикреплены к манифольдам 102 и 102'. Манифольды 102 и 102' настоящего примера прикреплены к противоположным концам проставки 106. Проставка 106 поддерживает интервал между манифольдами 102 и 102' в настоящем примере, чтобы предотвратить нежелательные колебания в трубопроводах 103A и 103B. Когда сенсорная сборка 10 вставляется в трубопроводную систему (не показано), которая транспортирует текущее вещество, вещество входит в сенсорную сборку 10 через фланец 101, проходит через впускной манифольд 102, где общее количество материала направляется в трубопроводы 103A и 103B, протекает через трубопроводы 103A и 103B и назад в выпускной манифольд 102', где оно выходит из сенсорной сборки 10 через фланец 101'.

В настоящем примере возбуждаемая мода может быть, например, первой несинфазной изгибной модой и трубопроводы 103A и 103B могут быть выбраны и соответственно установлены на впускной манифольд 102 и выпускной манифольд 102', чтобы иметь по существу то же самое массовое распределение, моменты инерции и значения упругих модулей вокруг изгибных осей X и X' соответственно. Как показано, трубопроводы вытянуты наружу от манифольдов по существу параллельным образом. Хотя трубопроводы 103A, 103B показаны как имеющие в целом U-форму, в пределах притязаний настоящего изобретения предоставление трубопроводов 103A, 103B других форм, например прямой или неправильной формы. Кроме того, в пределах притязаний настоящего изобретения возможно использование в качестве возбуждаемой моды других мод, отличных от несинфазной изгибной моды.

В настоящем примере при том, что возбуждаемая мода может быть первой несинфазной изгибной модой, трубопроводы 103A-B могут возбуждаться приводом 104 в противоположных направлениях вокруг их соответствующих изгибных осей X и X'. Привод 104 может содержать одно из многих известных устройств, например магнит, установленный на трубопровод 103A, и противостоящую катушку, установленную на трубопровод 103B. Переменный ток проходит через противостоящую катушку, приводя к осцилляциям трубопроводов 103A, 103B. Подходящий возбуждающий сигнал подается с помощью одного или нескольких электронных устройств 20 посредством кабелей 110 на привод 104. Хотя в настоящем примере возбуждаемая мода описана как изгибная мода, в пределах притязаний настоящего изобретения возможно использование других возбуждаемых мод.

В настоящем примере одно или несколько электронных устройств 20 создают возбуждающий сигнал и передают его на привод 104 через кабель 110 и привод 104 заставляет колебаться трубопроводы 103A и 103B. Вместе с тем в пределах притязаний настоящего изобретения возможно создание множественных возбуждающих сигналов для множественных приводов. Одно или несколько электронных устройств 20 обрабатывают левый и правый сигналы скорости от датчиков 105, 105' для расчета параметров протекающего вещества, например массового расхода. Канал 26 предоставляет входное и выходное устройства, которые позволяют соединить с оператором одно или несколько электронных устройств 20. Объяснение схемы одного или нескольких электронных устройств 20 не является необходимым, чтобы понять настоящее изобретение, и для краткости данного описания опущено. Описание фиг.1 предоставлено исключительно для примера работы одного из возможных вибрационных устройств измерения параметров потока и не предназначено для ограничения настоящего изобретения.

На фиг.2 и 3 показан кожух 200 в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения. В соответствии с одним вариантом реализации кожух 200 окружает трубопроводы 103A, 103B, привод 104 и датчики 105, 105'. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что стенка 210 кожуха может задавать одно или несколько отверстий (не показаны) с целью соединения, по меньшей мере, одного датчика, например датчиков 105-105' и, по меньшей мере, одного привода, например привода 104, с одним или несколькими электронными устройствами 20, например, с помощью соединительных проводов 100, 110, 111, 111', которые могут быть проводами RTD.

Видно, что кожух 200 имеет первый конец 201 и второй конец 202. В примерном варианте реализации первый конец 201 прикреплен к пластине 303, которая прикрепляется к манифольду 102 на впускной стороне вибрационного устройства 5 измерения параметров потока, и второй конец 202 прикреплен к пластине 304, которая прикрепляется к манифольду 102'. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что, хотя описывается одна определенная возможная конструкция кожуха 200, имеются различные способы, которые могут использоваться, чтобы покрыть трубопроводы 103A, 103B. Например, специалистам в данной области техники должно быть ясно, что в пределах притязаний настоящего изобретения возможно, чтобы кожух 200 был посажен на места на вибрационном устройстве 5 измерения параметров потока, или по-другому, или в дополнение к пластинам 303, 304. Кроме того, хотя в варианте реализации показанные пластина 303 и пластина 304 предоставлены целиком на манифольдах 102 и 102', пластины 303, 304 также могут быть прикреплены к манифольдам 102 и 102' с помощью сварки или других способов. Кроме того, хотя кожух 200 показан как имеющий в целом U-форму, в пределах притязаний настоящего изобретения возможно использовать кожух других конфигураций, например прямой или неправильной конфигурации.

Обращаясь теперь к фиг.4, такие кожухи, как кожух 200, вибрационных устройств измерения параметров потока, таких как вибрационное устройство 5 измерения параметров потока, имеют множество колебательных мод, включая, например и без ограничений, поперечную колебательную моду вокруг оси A и изгибную колебательную моду вокруг оси B. В примерном изображенном варианте реализации, ось B в целом параллельна осям X и X' (фиг.1), вокруг которых колеблются трубопроводы 103A и 103B, и ось A в целом ортогональна осям X, X' и B.

Каждая колебательная мода кожуха 200 возбуждается в некотором диапазоне частот. Конкретные частоты, которые возбуждают какую-либо конкретную моду, зависят от множества факторов, например плотности жидкости, факторов окружающей среды, например температуры, или изолирующих оберток, которые могут быть расположены вокруг кожуха 200. Из фиг.5 видно, что в кожухах предшествующей техники некоторые колебательные моды кожуха возбуждаются при определенных условиях на частотах, которые по существу идентичны возбуждающим частотам, которые индуцируют возбуждаемую моду в трубопроводах 103A, 103B. Из фиг.5 видно также, что кожухи обычно имеют одну или несколько других мод, которые возбуждаются на частотах, больших возбуждающих частот, которые индуцируют возбуждаемую моду. Если частота, которая индуцирует колебательную моду в кожухе, по существу идентична возбуждающей частоте, которая индуцирует возбуждаемую моду, то трудно выполнить точное измерение параметров протекающего вещества.

В соответствии с одним объектом настоящего варианта реализации кожух 200 сконфигурирован так, чтобы было разделение между частотами, которые индуцируют колебательные моды в кожухе 200, и возбуждающими частотами, которые индуцируют возбуждаемую колебательную моду в трубопроводах 103A, 103B. В соответствии с другим вариантом реализации, кожух 200 сконфигурирован так, чтобы частоты, которые индуцируют колебательные моды в кожухе 200, отличались от возбуждающих частот, которые индуцируют возбуждаемую колебательную моду в трубопроводах 103A, 103B при соответствующих эксплуатационных режимах, и не пересекались бы с ними. В соответствии с еще одним вариантом реализации, кожух 200 сконфигурирован так, чтобы частоты, которые индуцируют колебательные моды в кожухе 200, превышали бы возбуждающие частоты, которые индуцируют возбуждаемую колебательную моду в трубопроводах 103A, 103B.

На фиг.6 показан обычный кожух, такой как кожух 300, который имеет в целом сечение кольцевой формы, и, в случае если возбуждаемая мода является изгибной модой, кожух имеет относительно низкий момент инерции в направлении смещения для изгибной моды, то есть в направлении, в целом ортогональном к оси, такой как ось B.

Вместе с тем, в такой конструкции, которая показана на фиг.5, частоты, которые индуцируют изгибную моду кожуха, могут перекрываться с возбуждающими частотами, которые индуцируют изгибную возбуждаемую моду при определенных условиях.

Частота, которая возбуждает колебательную моду в кожухах, связана с моментом инерции кожуха. Более конкретно, частота, на которой возбуждается колебательная мода, может быть смоделирована исходя из следующего уравнения или из варианта следующего уравнения:

f i = λ i 2 2 π E I ρ A ,

где:

fi - собственная частота, на которой возбуждается мода,

I - момент инерции в направлении моды,

E - модуль упругости,

ρ - плотность материала,

А - площадь сечения бруска,

i - номер моды,

λi - собственные значения.

Хотя приведенное уравнение моделирует собственные частоты для консольного бруска, полезно показать, что имеется соотношение между моментом инерции и собственными частотами, которые возбуждают конкретную колебательную моду. Более определенно, приведенное уравнение показывает, что, если увеличивается момент инерции, то увеличивается и частота, которая индуцирует любую конкретную колебательную моду. Поэтому, в соответствии с одним объектом настоящего варианта реализации, это положение может использоваться так, чтобы колебательные моды кожуха 200 возбуждались на частотах, которые превышают одну или несколько возбуждающих частот. Например, и без ограничений, если в настоящем варианте реализации изгибная мода является возбуждаемой модой и частоты изгибной моды кожуха имеют тенденцию перекрываться с возбуждающими частотами при определенных условиях, то кожух 200 может быть предоставлен с формой сечения, которая является в целом продолговатой. Более конкретно, как показано на фиг.4, если изгибная мода является возбуждаемой модой, кожух 200 может быть предоставлен с формой сечения, которая является в целом продолговатой и имеющей ширину W и длину L, которая больше ширины W, причем длина L соответствует направлению смещения для изгибной моды, и ширина W в целом ортогональна направлению для изгибной моды. Следуя такому подходу, момент инерции кожуха 200 увеличивается и, как показано на фиг.7, частоты, которые индуцируют колебательные моды кожуха, превышают частоты, которые индуцируют возбуждаемую моду.

Хотя в предыдущем примере изгибная колебательная мода кожуха может оказаться проблематичной, конкретная колебательная мода или колебательные моды, которые имеют тенденцию к перекрытию с возбуждаемой модой, будут зависеть от множества факторов, например формы трубопровода(ов), формы кожуха, конкретной возбуждаемой моды, плотности жидкости и температуры. Соответственно, конкретная конфигурация кожуха, которая может быть использована, чтобы избежать перекрытия частот, может варьироваться в рамках настоящего изобретения. Например, хотя настоящий вариант реализации имеет кожух 200 продолговатой формы, в рамках настоящего изобретения оказывается возможным использовать другие конструкции, предотвращающие перекрытие частот. Могут быть выбраны толщина или форма сечения стенки 210 так, чтобы частоты, возбуждающие любую конкретную моду в кожухе 200, превышали частоты, которые возбуждают возбуждаемую моду при соответствующих эксплуатационных режимах. Посредством еще одного примера, особенно тогда, когда возбуждаемой модой является крутильная мода, и частоты, которые индуцируют крутильную моду в кожухе, могут перекрываться с возбуждающими частотами, как показано на фиг.8, может быть прикреплен элемент 400 жесткости, например, посредством приваривания к кожуху 300. Элемент 400 жесткости может быть предоставлен с любой формой, которая укрепляет кожух 300, включая, например, но без ограничения, продолговатую кольцевую форму, показанную на фиг.8.

Настоящее описание представляет конкретные примеры, чтобы показать специалистам в данной области техники, как реализовать и использовать наилучший вариант изобретения. Чтобы показать основные принципы изобретения, некоторые обычные объекты были упрощены или опущены. Специалистам в данной области техники будут очевидны возможные вариации этих примеров, которые находятся в пределах объема притязаний изобретения.

Подробные описания вышеупомянутых вариантов реализации не являются исчерпывающими описаниями всех вариантов реализации, которые авторы рассматривают как находящиеся в пределах объема притязаний изобретения. Действительно, специалистам в данной области техники будет ясно, что некоторые элементы вышеописанных вариантов реализации могут по-разному быть объединены или устранены, чтобы создать дополнительные варианты реализации, и такие дополнительные варианты реализации находятся в пределах объема притязаний и принципов изобретения. Специалистам в данной области техники будет также очевидно, что вышеописанные варианты реализации могут быть объединены полностью или частично, чтобы создать дополнительные варианты реализации в пределах объема притязаний и принципов изобретения.

Таким образом, хотя конкретные варианты реализации изобретения и примеры для изобретения описаны здесь в иллюстративных целях, в рамках изобретения возможны различные эквивалентные модификации, как это должно быть ясно специалистам в данной области техники. Предоставленные здесь принципы могут быть применены к другим вариантам реализации, отличным от описанных выше и показанных на сопровождающих чертежах. Соответственно, объем притязаний изобретения определяется нижеследующей формулой изобретения.

1. Вибрационное устройство (5), содержащее: по меньшей мере, один трубопровод (103A, 103B), по меньшей мере, один привод (104) и, по меньшей мере, один датчик (105, 105'), причем, по меньшей мере, один привод (104) заставляет вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод (103A, 103B) на одной или нескольких возбуждающих частотах на изгибной колебательной моде и, по меньшей мере, один датчик (105, 105') измеряет смещение, по меньшей мере, одного трубопровода (103A, 103B); по меньшей мере, один кожух (200), который окружает, по меньшей мере, участок, по меньшей мере, одного трубопровода (103A, 103B), причем форма сечения, по меньшей мере, одного кожуха (200) сконфигурирована для воздействия на колебательный отклик и при этом, по меньшей мере, одна из колебательных мод кожуха (200) возбуждается на частотах, которые превышают одну или несколько возбуждающих частот; и, по меньшей мере, один кожух (200) 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. Вибрационное устройство (5) по п.1, в котором, по меньшей мере, один привод (104) заставляет вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод (103A, 103B) на изгибной колебательной моде.

3. Вибрационное устройство (5) по п.1, в котором, по меньшей мере, один кожух (200) имеет U-образную форму, при этом форма поперечного сечения, по меньшей мере, одного кожуха (200) U-образной формы по существу вытянутой формы.

4. Вибрационное устройство (5) по п.1, в котором элемент (400) жесткости прикреплен, по меньшей мере, к одному кожуху (200), чтобы увеличить жесткость кожуха (200).

5. Вибрационное устройство (5) по п.1, в котором выбрана толщина и/или форма сечения стенки (210), по меньшей мере, одного кожуха (200), при этом, по меньшей мере, одна из колебательных мод кожуха (200) возбуждается на частотах, которые превышают одну или несколько возбуждающих частот.

6. Способ изготовления вибрационного устройства (5) измерения параметров потока, содержащий этапы, на которых:
предоставляют, по меньшей мере, один трубопровод (103A, 103B), по меньшей мере, один привод (104) и, по меньшей мере, один датчик (105, 105'), причем, по меньшей мере, один привод (104) сконфигурирован так, чтобы заставить вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод (103A, 103B) на одной или нескольких возбуждающих частотах и, по меньшей мере, один датчик (105, 105') сконфигурирован для измерения смещения, по меньшей мере, одного трубопровода (103A, 103B);
представляют, по меньшей мере, один кожух (200), который сконфигурирован так, чтобы охватить, по меньшей мере, участок, по меньшей мере, одного трубопровода (103A, 103B), причем кожух (200) сконфигурирован так, что форма сечения, по меньшей мере, одного кожуха (200) сконфигурирована для воздействия на колебательный отклик и при этом, по меньшей мере, одна из колебательных мод кожуха (200) возбуждалась на частотах, которые превышают одну или несколько возбуждающих частот, и
по меньшей мере, один привод (104) сконфигурирован так, чтобы заставить вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод (103A, 103B) на изгибной моде вибрации, и, по меньшей мере, один кожух (200) имеет поперечную длину (L) вдоль направления, в целом параллельного направлению смещения для изгибной моды, и поперечную ширину (W) вдоль направления, в целом ортогонального направлению смещения для изгибной моды, причем размер поперечной длины (L) превышает размер поперечной ширины (W).

7. Способ по п.6, в котором, по меньшей мере, один привод (104) конфигурируют так, чтобы заставить вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод (103A, 103B) на изгибной колебательной моде.

8. Способ по п.6, в котором, по меньшей мере, один кожух (200) имеет U-образную форму, при этом форма поперечного сечения, по меньшей мере, одного кожуха (200) U-образной формы по существу вытянутая.

9. Способ по п.6, в котором элемент жесткости (400) прикрепляют, по меньшей мере, к одному кожуху (200), чтобы увеличить жесткость, по меньшей мере, одного кожуха (200).

10. Способ по п.6, в котором выбирают толщину и/или форму сечения стенки (210), по меньшей мере, одного кожуха (200), при этом колебательные моды, по меньшей мере, одна из колебательных мод кожуха (200), возбуждаются на частотах, которые превышают одну или несколько возбуждающих частот.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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).

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 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