[其他]科里奥利式质量流量计

说明书

本发明涉及科里奥利式质量流量计，具体地是涉及采用振动导管的质量流量计。

根据测量通过管线传送的物料数量的需要，从多种设计原理发展出好多种型式的流量计。一种用得比较广的型式是根据容积流量计原理设计的，这种容积流量计在确定传送物料的数量方面最好的也是不准的，因为物料的密度随原料的温度而改变，或者是泵经管线的流体是多相的，诸如浆状物，又或者该流体是非牛顿流体，诸如蛋黄酱及其他食物。在石油领域里，所谓“监控传输“Custody    transfer”）要求对通过管线传输的石油或汽油的准确数量有精确的测量。油价越高，流量测量不准所付的代价越大。再者，化学反应实际上是质量反应，比仍是关键的，用容积流量计效果就差。

这些问题认为是用质量流量计可以解决的，它提供直接得多的通过管线传送的物料数量的指示-理论上可达分子等级。测量在活动流中的质量要求将一个力施加到该活动流中并检测与测量所产生的加速度的一些结果。

本发明是关于一种直接测量质量的流量计-在本领域内称为科里奥利效应流量计-的改进。科里奥利力呈现在在一个旋转表面上的物质的径向运动里。想像一个平面表面以恒定角速度围绕一根垂直地与该表面相交的轴线旋转。一个物质以看起来是一个恒定直线速率在该表面上径向向外运动，实际上是沿切线方向加速。速度的变化意味着该物质被加速。该物质的加速在旋转平面上产生一个反作用力垂直于该物质的瞬时径向运动。用矢量术语来说，科里奥利力矢量是角速度矢量（平行于旋转轴线）与沿该物质相对于旋转轴线的运动方向（例如径向）的速度矢量的矢量积。将该物质视作一个人在一个转台上走动，反作用力就会显示出来，那人就会向一侧倾侧以抵偿加速度。

科里奥利效应在质量流量测量中的实用性早就认识到。如果一根管子绕一根跟该管子正交的枢轴线旋转，流经这管子的物料是一种径向运动的物质，因此它就经受加速度。科里奥利反作用力呈现为管子沿着在旋转平面里科里奥利力矢量的方向偏移或偏置。

现有技术通过旋转来诱发科里奥利力的质量流量计分成两类：持续旋转式与振动式。这两种型式的主要功能性差别在于该振动型式不同于持续型式，具有周期性地（即，常常是正弦地）变化的角速度，结果产生一个能级持续变化的科里奥利力。再者，振动装置一个主要困难在于科里奥利力的作用不但比起驱动力来而且比起外来振动来是比较小的。另一方面，一个振动装置可利用管子本身的弯曲弹性作为振动枢纽或支点，因而排除了分开的旋转接头或挠性接头。

现有技术的科里奥利效应质量流量计遗留下来的问题是它们对外来振动太敏感，对进行振动的导管段要求精确的平衡，占管线太大的轴向长度并在导管挠曲点上产生不适当的应力并导致疲劳，或者在振动导管上不能提供合适的机械基板。

本发明总的目的是要通过优选这种流量计的最佳总体设计来改进科里奥利式质量流量计的性能。一个更特定的目标是要消除或减少现有技术质量流量计的一些缺点使它们变成更可靠，更紧凑与及对外来负荷的干扰不那么敏感，当然还要更精确，不会不适当地增加这流量计的复杂性或制造成本。