[發明專利]用于振動密度計的振動構件

有效

• 申請號: 201380075306.7
• 申請日: 2013-04-04
• 公開（公告）號: CN105247361B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: A.W.潘克拉茨;M.凱西
• 申請（專利權）人: 高準公司
• 主分類號: G01N29/036
• 分類號: G01N29/036;G01N9/00;G01F23/296
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉林華;胡斌

適于在振動密度計（400）中使用的振動構件（412）包括基座（407）和貼附至基座（407）的振動管部分（405）。振動管部分（405）包括第一拱形部分（430a）、第二拱形部分（430b）、第一非拱形部分（432a）、以及第二非拱形部分(432b)。第一和第二非拱形部分(432a、432b)定位在第一和第二拱形部分（430a、430b）之間。振動管部分（405）形成為帶有長方形剖面形狀，其具有比短軸尺寸大的長軸尺寸。長方形剖面形狀增加在振動管部分（405）中的振動模式之間的頻率分離。

技術領域

本發明涉及振動密度計，并且更特定地，涉及振動密度計的振動構件。

背景技術

密度計在本領域中是公知的并且用來測量流體的密度。流體可包括液體、氣體、帶有懸浮微粒和/或夾帶的氣體的液體、或它們的組合。

振動密度計可包括振動構件，例如，在測試下暴露于流體的圓筒。振動密度計的一個實例包括懸臂安裝的圓柱形管道，其帶有聯接至現有的管線或其它結構的入口端并帶有自由振動的出口端。管道可振動，并且可測量共振頻率。如在本領域中所公知，在測試下流體的密度可通過在流動流體存在的情況下測量管道的共振頻率確定。根據公知的原理，管道的共振頻率將與接觸管道的流體的密度相反地變化。

圖1顯示了振動氣體密度計的現有技術振動圓筒。這樣的振動圓筒元件有益于確定氣體的密度，因為氣體具有較低的密度。現有技術圓形振動圓筒可在固有（即，共振）頻率下或附近振動。通過在氣體存在的情況下測量圓筒的共振頻率，可確定氣體的密度。現有技術共振圓筒可由金屬形成，并且期望地為一致的厚度，使得圓筒壁中的變化和/或缺陷不影響振動圓筒的共振頻率。

理論上，具有完美圓形且一致的剖面形狀的圓筒將導致僅僅一個三分裂頻率模式形狀。但是，由公差差異和其它無規則或缺陷引起的實際不對稱將導致可能圓形的管，其產生兩個頻率十分接近的振動模式形狀（見圖3）。這是有問題的，因為實際上在兩個振動模式之間鑒別可能是不可能的。作為結果，現有技術振動密度計可產生為兩個振動模式的混合或組合的共振頻率值，從而向密度測量引入誤差。

圖2顯示了一種現有技術密度計。現有技術密度計包括圓柱形振動構件，其至少部分地定位在殼體內。殼體或振動構件可包括凸緣或其它構件，其用于以流體密封方式將密度計可操作地聯接至管線或相似的流體輸送裝置。在顯示的實例中，振動構件是在入口端處安裝至殼體的懸臂件。相反的端自由地振動。振動構件包括多個流體孔口，其允許流體進入密度計并在殼體和振動構件之間流動。因而，流體接觸振動構件的內表面和外表面。這在被測試的流體包括氣體時尤其有益，因為更大的表面區域暴露于氣體。在其它實例中，孔口可在殼體中提供并且可不需要振動構件孔口。

將驅動器和振動傳感器定位在圓筒內。驅動器從計量電子器件接收驅動信號，并且使振動構件在共振頻率下或附近振動。振動傳感器探測振動構件的振動并且將振動信息發送至計量電子器件以用于處理。計量電子器件確定振動構件的共振頻率，并且由測量的共振頻率生成密度測量值。

為了獲得精確的密度測量值，共振頻率必須十分穩定。實現期望的穩定性的一個現有技術方法是使振動構件以徑向振動模式振動。在徑向振動模式中，振動構件的縱軸線保持基本固定，同時振動構件的的壁的至少一部分遠離其靜止位置平移和/或旋轉。徑向振動模式在平直管道密度計中是優選的，因為徑向振動模式是自平衡的，并且因而，振動構件的安裝特征與一些其它振動模式相比不是那么決定性的。

圖3顯示了振動構件的壁的動作，其具有第一徑向振動模式和第二徑向振動模式。這是包括三分裂徑向振動形狀的徑向振動模式的實例。