[发明专利]减小振动流量计中钎焊接头应力的装置和方法

说明书

提供一种减小流量计钎焊接头应力的方法。所述方法包括弯折流管（20）以在所述流管上产生至少一个热膨胀弯曲部（300、302）的步骤。所述方法包括将流管（20）与至少一个锚块（30a、30b）对准的步骤。另外，所述流管（20）在另一个步骤中被钎焊到所述至少一个锚块（30a、30b），在该步骤后所述流管（20）和所述至少一个锚块（30a、30b）在钎焊后被允许冷却和收缩预定的程度。该方法还包括在将所述流管（20）连接到所述至少一个锚块（30a、30b）之后将所述至少一个锚块（30a、30b）连接到支撑块（100）以及将歧管（90、92）连接到所述流管（20）的每端步骤。

技术领域

本发明涉及流量计，更特别地涉及用于减小与钎焊流量计元件有关的加热和冷却循环中内在的应力的方法和装置。

背景技术

例如振动密度计和科氏流量计的振动传感器为公众所知，并被用于测量流经流量计中的导管的材料的质量流量和其他信息。典型的科氏流量计在美国专利4,109,524、美国专利4,491,025和再版专利 31,450中公开，这些专利的专利权人都是J.E. Smith等人。这些流量计具有为直的或弯曲构造的一个或多个导管。例如，科氏质量流量计中的每个导管构造具有一组固有振型，所述振型可能是纯弯曲、扭转或耦合的类型的。每个导管可被驱动而以优选的振型振动。

材料从流量计入口侧上的连接的管道流入流量计，被引导通过导管，并从流量计的出口侧离开流量计。振动系统的固有振型部分地由导管和在导管内流动的材料两者的组合质量来限定。

当没有流量通过流量计时，施加到导管的驱动力导致沿导管的所有点以相同的相位或小的“零点偏移”振动，所述零点偏移是在零流量时测得的时延。当材料开始流经流量计时，科氏力导致沿导管的每个点具有不同的相位。例如，在流量计的入口端处的相位落后于在中央的驱动器位置处的相位，而出口处的相位领先于在中央的驱动器位置处的相位。导管上的敏感元件产生代表导管的运动的正弦信号。从敏感元件输出的信号被处理以确定敏感元件之间的时延。该两个或更多个敏感元件之间的时延与流经导管的材料的质量流率成比例。

通过流管的材料流在振动的流管的入口和出口端之间仅引起大约几度的轻微的相位差。当用时差量度表示时，材料流所引起的相位差大约为数十微秒乃至数纳秒。通常，商用流率测量应当具有低于0.1%的误差。因此，科氏流量计必须被独特地设计以精确测量这些微小的相位差。

测量流经管道的材料的最低流速是一个具体的问题。然而，也已知使用单个环、连续路径流管来测量流经管道的流体的相对低的流率。测量低流率的流量计必须由包括管和歧管的相对小的部件来形成。这些相对小的部件在制造过程中提出许多挑战，所述制造过程包括但不限于困难的焊接或钎焊过程。第一，焊接薄壁管是困难的。第二，焊点和接头通常不提供流量计的清洁应用所需要的光滑的表面，因为所述应用需要不促进材料粘附到流管的管壁上的连续、光滑的流管表面。

为采用适于低流率的连续管表面，可采用双环、单管传感器，其中流管钎焊到支撑流量计中的流管的锚块。作为装配过程的一部分，所述流管通过焊接到锚块而被完全约束。遗憾的是，当流管和锚块冷却时，它们以不同的速率冷却，这导致在管-锚钎焊接头处的应力大，这可导致钎焊接头处的裂纹。在双管传感器中，一组流管可作为钎焊温度循环的部分而自由膨胀和收缩，从而减小钎焊接头中产生的残余应力。

因此，本领域中需要允许将锚块钎焊到多环、单流管传感器的装置和方法，其可与加热引起的膨胀/收缩循环相适应。本发明克服此问题和其他问题，实现本领域的进步。

发明内容

根据一个实施例，提供了一种制造流量计的方法。该实施例包括以下步骤：弯折流管以在其上产生至少一个热膨胀弯曲部；将流管与至少一个锚块对准；将所述流管钎焊到所述至少一个锚块；在钎焊之后，允许所述流管和所述至少一个锚块冷却和收缩；在所述流管被钎焊到所述至少一个锚块之后，将所述至少一个锚块连接到支撑块；以及将歧管连接到所述流管的每端。