一种变量程科氏力质量流量计及变量程方法

摘要

本发明属于自动计量技术领域，具体而言，披露了一种变量程科氏力流量计及变量程方法。所述变量程科氏力质量流量计包括测量管，电磁信号检测器，驱动器；测量管和分流管分布在管形分流器的截面环周。测量管的流通面积、压损和分流管的流通面积、压损相同，同压力下流过的流量相同。分流管的数目可以是一个或多个，形式上是对称或非对称的，满足在同等压力下，流过测量管和分流管的流量一致。本发明所披露的变量程科氏力流量计及变量程方法，可在用户不缩径的条件下满足用户不同流量下的测量，同时相对小口径的流量计可以测超大口径的质量流量。结构上安装尺寸小，便于安装，同时大大减少了产品的重量，节省了运输成本及材料成本。

权利要求

1.一种变量程科氏力质量流量计，其特征在于，包括测量管(3)，电磁信号检测器(5，

6)，电磁驱动器(7)；测量管(3)和分流管分布在管形分流器(1)的截面环周，测量管(3)上设置有调流阀(4)。

2.根据权力要求1所述的变量程科氏力质量流量计，其特征在于，测量管(3)的流通面积、压损和分流管的流通面积、压损相同，同压力下流过的流量相同。

3.根据权力要求2所述的变量程科氏力质量流量计，其特征在于，分流管的数目是一个或多个，形式上是对称或非对称的，满足在同等压力下，流过测量管(3)和分流管的流量一致。

4.根据权力要求1所述的变量程科氏力质量流量计，其特征在于，调流阀(4)是手动阀、电动阀或者气动阀中的任意一种，其中，在应用电动阀或气动阀的情况下，实现变量程操作的自动化。

5.根据权力要求1所述的变量程科氏力质量流量计，其特征在于，所述测量管(3)的形式结构是U形、Ω形、环形、直管形、螺旋形或双管形式中的任意一种。

6.一种科氏力质量流量计变量程方法，其特征在于，使用变量程科氏力质量流量计，所述变量程科氏力质量流量计包括测量管(3)，电磁信号检测器(5，6)，电磁驱动器(7)；测量管(3)和分流管分布在管形分流器(1)的截面环周；在科氏力流量计的测量管自身工作量程不能满足通过介质的流量要求时，根据需要通过改变分流管打开或关闭的数量调整流量，利用测量管检测流过测量管中的介质质量流量，并根据开启的分流管数目确定放大倍数，最终通过整个计量设备的质量流量为通过测量管介质质量流量与放大倍数的乘积。

7.根据权力要求6所述的科氏力质量流量计变量程方法，其特征在于，测量管(3)的流通面积、压损和分流管的流通面积、压损相同，同压力下流过的流量相同；分流管的数目是一个或多个，形式上是对称或非对称的，满足在同等压力下，流过测量管(3)和分流管的流量一致。

8.根据权力要求7所述的科氏力质量流量计变量程方法，其特征在于，测量管(3)上设置有调流阀(4)，调流阀(4)是手动阀、电动阀或者气动阀中的任意一种，其中，在应用电动阀或气动阀的情况下，实现变量程操作的自动化。

9.根据权力要求6所述的科氏力质量流量计变量程方法，其特征在于，所述测量管(3)的形式结构是U形、Ω形、环形、直管形、螺旋形或双管形式中的任意一种。

说明书

一种变量程科氏力质量流量计及变量程方法

技术领域

[0001] 本发明属于自动计量技术领域，具体而言，披露了一种变量程科氏力质量流量计及变量程方法。

背景技术

[0002] 流量计量是计量科学技术的组成部分之一，它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系，对保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用，特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。

[0003] 流量计用于指示被测流量和(或)在选定的时间间隔内流体总量的仪表，简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表。流体的体积是流体温度和压力的函数，是一个因变量，而流体的质量是一个不随时间、空间温度、压力的变化而变化的量。流量计广泛应用于各个领域，例如，工业生产领域，流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。

[0004] 在科学研究、生产过程控制、质量管理、经济核算和贸易交接等活动中所涉及的流体量一般多为质量。一般，质量流量计可分为两类：一类是直接式，即直接输出质量流量；另一类为间接式或推导式，如应用超声流量计和密度计组合，对它们的输出再进行乘法运算以得出质量流量。

[0005] 在众多质量流量计中，科里奥利质量流量计(简称科氏力流量计)是一种利用流体在振动管中流动而产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理来直接测量质量流量的仪表。科氏力流量计结构有多种形式，一般由振动管与转换器组成。振动管(测量管道)是敏感器件，有U形、Ω形、环形、直管形及螺旋形等几种形状，也有采用双管等方式，但基本原理相同。科氏力流量计是当前解决封闭管道流体介质测量较好的解决方案，可以直接测量介质质量流量密度和温度且精度高，但是现有的科氏力流量计不能用于大管径的流量测量，另外，大部分科氏力流量计具有较大的体积和重量，压力损失较大，即，具有量程低且固定和不便拆换的缺点。

发明内容

[0006] 针对上述问题，本发明披露了一种变量程科氏力流量计及变量程方法。

[0007] 一种变量程科氏力质量流量计，其特征在于，包括测量管3，电磁信号检测器5和6，电磁驱动器7；测量管3和分流管分布在管形分流器1的截面环周。

[0008] 可选的，在所述变量程科氏力质量流量计中，其特征在于，测量管3的流通面积、压损和分流管的流通面积、压损相同，同压力下流过的流量相同。

[0009] 可选的，在所述变量程科氏力质量流量计中，其特征在于，分流管的数目可以是一个或多个，形式上是对称或非对称的，满足在同等压力下，流过测量管3和分流管的流量一致。

[0010] 可选的，在所述变量程科氏力质量流量计中，其特征在于，测量管3上设置有调流阀4。

[0011] 可选的，在所述变量程科氏力质量流量计中，其特征在于，调流阀4是手动阀、电动阀或者气动阀中的任意一种，其中，在应用电动阀或气动阀的情况下，实现变量程操作的自动化。

[0012] 可选的，在所述变量程科氏力质量流量计中，其特征在于，所述测量管3的形式结构是U形、Ω形、环形、直管形、螺旋形或双管形式中的任意一种。

[0013] 一种科氏力流量计变量程方法，其特征在于，使用变量程科氏力质量流量计，所述变量程科氏力质量流量计包括测量管3，电磁信号检测器5和6，驱动器7；测量管3和分流管分布在管形分流器1的截面环周；在科氏力流量计的测量管自身工作量程不能满足通过介质的流量要求时，根据需要通过改变分流管打开或关闭的数量调整流量，利用测量管检测流过测量管中的介质质量流量，并根据开启的分流管数目确定放大倍数，最终通过整个计量设备的质量流量为通过测量管介质质量流量与放大倍数的乘积。

[0014] 可选的，在所述科氏力流量计变量程方法，其特征在于，测量管3的流通面积、压损和分流管的流通面积、压损相同，同压力下流过的流量相同；分流管的数目可以是一个或多个，形式上是对称或非对称的，满足在同等压力下，流过测量管3和分流管的流量一致。

[0015] 可选的，在所述科氏力流量计变量程方法，其特征在于，测量管3上设置有调流阀4，调流阀4是手动阀、电动阀或者气动阀中的任意一种，其中，在应用电动阀或气动阀的情况下，实现变量程操作的自动化。

[0016] 可选的，在所述科氏力流量计变量程方法，其特征在于，所述测量管3的形式结构是U形、Ω形、环形、直管形、螺旋形或双管形式中的任意一种。

[0017] 本发明所披露的变量程科氏力流量计及变量程方法，可在用户不缩径的条件下满足用户不同流量下的测量，同时相对小口径的流量计可以测超大口径的质量流量。结构上安装尺寸小，便于安装，同时大大减少了产品的重量，节省了运输成本及材料成本。

附图说明

[0018] 附图1是本发明实施例中变量程科氏力流量计的正视图，其中可见去除科氏力流量计的部分外壳后的内部结构。

[0019] 附图2是本发明实施例中变量程科氏力流量计的侧视图。

[0020] 附图标记说明：

[0021] 分流器-1、过程接口-2、测量管-3、调流阀-4、电磁信号检测器-5、电磁信号检测器-6、电磁驱动器-7、架体-8、四个分流管-(F1-F4)。

具体实施方式

[0022] 下面结合具体实施例和附图对本发明所述的一种变量程科氏力流量计及变量程方法做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。

[0023] 科里奥利原理应用于一般质量流量计的基本原理为：质量流量计让被测量的流体通过一个转动或者振动中的测量管，流体在管道中的流动相当于直线运动，测量管的转动或振动会产生一个角速度，由于转动或振动是受到外加电磁场驱动的，有着固定的频率，因而流体在管道中受到的科里奥利力仅与其质量和运动速度有关，而质量和运动速度即流速的乘积就是需要测量的质量流量，因而通过测量流体在管道中受到的科里奥利力，便可以测量其质量流量。

[0024] 一般科氏力流量计量程固定，无法灵活放大，遇到管道内流体流量加大时导致超量程后，为了继续测量和避免流量计量损坏，只能进行替换，而科氏力流量计量由于属于较精密的计量设备，多次拆卸容易引起内部部件的精准度下降或损坏，所以，有必要对现有科氏力流量计量进行改进，使得其能够适应产品或流量需要改变量程，进而降低营运成本，提高工作效率。

[0025] 本发明改变实现科氏力流量计量程改变的基本原理为：根据流体力学中相似原理的几何相似、运动相似、动力相似原理，与科里奥利原理有机结合，使用分流器对流过科氏力流量计的流体进行比例分流，然后根据科氏力流量计的计量结果进行比例放大，进而获得更高的通过流量和计量结果。

[0026] 使得测量管的流通面积、压损和分流管(相似管)的流通面积、压损相同，同压力下他们流过的流量是一样的，通过改变分流管(相似管)打开或关闭的数量就可调整流量。测量管和分流管平均分布在管形分流器的截面环周。通过改变分流管的开启数量确定管当前有效流量测量范围。利用测量管检测流过测量管中的介质质量流量，并根据开启的分流管数目确定放大倍数，即最终通过整个计量设备的质量流量为通过测量管介质质量流量与放大倍数的乘积。通过测量振动频率检测介质密度，通过测量管外部安装的温度探头检测介质温度。

[0027] 变量程科氏力流量计

[0028] 附图1是本发明实施例中变量程科氏力流量计的正视图，其中可见去除科氏力流量计的部分外壳后的内部结构。如图1中，通过去掉外壳的部分可见，科氏力流量计的测量管3，电磁信号检测器5和检测器6和电磁驱动器7。驱动器7为测量管3提供振动，电磁信号检测器5和检测器6检测介质流体流过测量管时的测量管振动，通过检测信号的相位差，该相位差的大小直接正比于流经流量管的质量流量，对相位差进行数字处理，滤波降噪后用于计算质量流量。如图1中所见，架体8对分流器1和上面的科氏力质量流量计结构形成支撑和固定。

[0029] 附图2是本发明实施例中变量程科氏力流量计的侧视图。如图2中所示，测量管3和分流管(F1-F4)平均分布在管形分流器的截面环周。测量管3的流通面积、压损和分流管(F1-F4)的流通面积、压损相同，即测量管和分流管是相似管，同压力下流过的流量相同。在科氏力流量计的测量管自身工作量程不能满足通过介质的流量要求时，根据需要通过打开或关闭调流阀4改变分流管打开或关闭的数量调整流量，流体从过程接口左端流入流量计，同时流过测量管3和分流管，利用测量管检测流过测量管中的介质质量流量，并根据开启的分流管数目确定放大倍数，即最终通过整个计量设备的质量流量为通过测量管介质质量流量与放大倍数的乘积。

[0030] 应当理解，附图1和2中四个对称分流管的设计只是示例，可以在数量和形式上进行变化，例如，分离管的数目可以是八个，形式上可以是对称或非对称的，只要能够满足在同等压力下，流过测量管和分流管的流量一致即可。

[0031] 应当理解，附图1和2中调流阀4手动形式的设计只是示例，可以是电动阀或者是气动阀。尤其是，在应用电动阀和气动阀的情况下，可实现变量程操作的自动化。

[0032] 应当理解，本发明中的分流原理变量程可应用于所有形式的科氏力流量计，例如，但不限于，U形、Ω形、环形、直管形、螺旋形及双管形式结构的科氏力流量计。

[0033] 一种科氏力流量计变量程方法

[0034] 科氏力流量计连接如图1和2中的分流器，如图2中所示，测量管3和分流管(F1-F4)平均分布在管形分流器的截面环周。测量管3的流通面积、压损和分流管(F1-F4)的流通面积、压损相同，同压力下流过的流量相同。在科氏力流量计的测量管自身工作量程不能满足通过介质的流量要求时，根据需要通过打开或关闭调流阀4改变分流管打开或关闭的数量调整流量，利用测量管检测流过测量管中的介质质量流量，并根据开启的分流管数目确定放大倍数，即最终通过整个计量设备的质量流量为通过测量管介质质量流量与放大倍数的乘积。

[0035] 应当理解，四个对称分流管的设计只是示例，可以在数量和形式上进行变化，例如，分离管的数目可以是八个，形式上可以是对称或非对称的，只要能够满足在同等压力下，流过测量管和分流管的流量一致即可。调流阀4手动形式的设计只是示例，可以是电动阀或者是气动阀。尤其是，在应用电动阀和气动阀的情况下，可实现变量程操作的自动化。本发明所披露的分流原理变量程方法可应用于所有形式的科氏力流量计，例如，但不限于，U形、Ω形、环形、直管形、螺旋形及双管形式结构的科氏力流量计。

[0036] 上述变量程科氏力流量计及变量程方法，可在用户不缩径的条件下满足用户不同流量下的测量，同时相对小口径的流量计可以测超大口径的质量流量。结构上安装尺寸小，便于安装，同时大大减少了产品的重量，节省了运输成本及材料成本。

[0037] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。