[实用新型]一种质量流量传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及测试计量仪表技术领域，具体而言，涉及一种质量流量传感器。

背景技术

科氏质量流量计(Coriolis Mass Flowmeter，简称CMF)是一种谐振式传感器，利用流体流过其振动管道时产生的科氏效应对管道两端振动相位或幅度的影响来测量流过管道的流体的质量流量，能够直接敏感流体质量流量，同时能够测量流体的密度。高精度、高可靠性和稳定性的优点使得CMF受到越来越多的关注，广泛应用于石油、化工、天然气、环保、医药卫生、食品、贸易结算等领域。

科氏质量流量计，根据测量管的形状分为弯管型和直管型。现有技术中公开了许多种弯管类型，有U型、Ω型、△型、环型、C型、B型、T型、水滴型等。其管壁较厚，刚度小，受腐蚀影响较小，谐振频率较低；反映质量流量的相位差为毫秒级，电子信号较易处理；但弯管型易积存气体和流体残渣而引起误差，且制作加工复杂。由于传统弯管型CMF传感器的体积、结构、性能等受安装环境及测量需求的约束，严重制约着发展，要求其向小体积、低压损、高精度、高灵敏度、稳定性好等方向发展。

直管型CMF，谐振频率高，与工业上的一般机械振动频率相差较大，故不易受外界振动的干扰；不易存积气体及残渣，外形尺寸较小；为使谐振频率不至于过高，其管壁设计得较薄，因而耐磨及抗腐蚀能力差。反映质量的相位差为微秒级，电信号的处理较困难，严重限制了CMF的测量范围，并且这种传统振动直管式的CMF的灵敏度较低，且受温度波动影响。

当前所研制的CMF存在着一些缺点：CMF测量管设计的综合性能较差，管道安装不稳定，管型的机械实现较难；CMF对外界的振动干扰比较敏感；CMF系统不能用于测量低密度介质。

常见的科里奥利质量传感器是利用流体在振动管中流动时，将产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理进行测量质量流量的。目前，普遍采用振动管式科氏质量流量传感器(如图1)，主要由敏感单元和二次仪表组成，其中敏感单元a包括测量管a1、a2、激励器a5和拾振器a3、a4；二次仪表b包括闭环控制单元b1和流量解算单元b2，分别是敏感单元的控制和信号处理系统。敏感单元输出与被测流量相关的振动信号；闭环控制单元b1给激励器a5提供激振信号，使测量管维持在谐振状态，并且对测量管a1、a2的振动频率进行实时跟踪；流量解算单元b2对拾振器a3、a4的输出信号进行处理并输出测量信息，从中确定被测流体的质量流量和密度。

但是上述传感器体积较大，不能自排空，对介质的流动会产生较大的阻力，并且难以保证较高的工作频率和机械品质因数、较好的稳定性、较小的压损、较强的抗震性和抗干扰能力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，如何在测量介质的质量流量和密度时，减少对其造成的阻力，保证传感器具有较高的工作频率和机械品质因数、较好的稳定性、较小的压损、较强的抗震性和抗干扰能力。

为此目的，本实用新型提出了一种质量流量传感器，包括：

第一测量管和第二测量管，所述第一测量管与所述第二测量管结构相同，尺寸相等，平行设置于外壳中，其中，每根测量管包括弯管段；

激励器，设置在所述弯管段底部，用于激励所述第一测量管和所述第二测量管；

第一检测器，设置在所述弯管段第一端，用于检测所述第一端的第一振动信号；

第二检测器，设置在所述弯管段第二端，用于检测所述第二端的第二振动信号；

处理器，用于根据所述第一振动信号和所述第二振动信号计算所述第一测量管和所述第二测量管中流体的质量流量。

优选地，每个测量管还包括：

第一斜管段和第二斜管段，所述弯管段分别连接至所述第一斜管段和所述第二斜管段，且所述第一斜管段和所述第二斜管段以垂直且等分所述弯管段的平面对称，所述第一斜管段的轴线与所述弯管段的轴线相切，所述第二斜管段的轴线与所述弯管段的轴线相切。

优选地，还包括：

第一连接器，设置于所述外壳内部，与所述第一测量管和所述第二测量管的第一斜管段相连；

第二连接器，设置于所述外壳内部，与所述第一测量管和所述第二测量管的第二斜管段相连；

第一分流器，设置于所述外壳外部，与所述第一连接器相连；

第二分流器，设置于所述外壳外部，与所述第二连接器相连；

第一法兰，设置于外壳外部，连接至所述第一分流器；

第二法兰，设置于外壳外部，连接至所述第二分流器。

优选地，还包括：