[實用新型]一種質量流量傳感器

有效

• 申請號: 201520142513.6
• 申請日: 2015-03-12
• 公開（公告）號: CN204594515U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 孫曉君;史繼穎;王帥;尚保園;丁偉
• 申請（專利權）人: 孫曉君;加拿大沃森實業有限公司
• 主分類號: G01F1/84
• 分類號: G01F1/84
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨;宋平

技術領域

本實用新型涉及測試計量儀表技術領域，具體而言，涉及一種質量流量傳感器。

背景技術

科氏質量流量計(Coriolis?Mass?Flowmeter，簡稱CMF)是一種諧振式傳感器，利用流體流過其振動管道時產生的科氏效應對管道兩端振動相位或幅度的影響來測量流過管道的流體的質量流量，能夠直接敏感流體質量流量，同時能夠測量流體的密度。高精度、高可靠性和穩定性的優點使得CMF受到越來越多的關注，廣泛應用于石油、化工、天然氣、環保、醫藥衛生、食品、貿易結算等領域。

科氏質量流量計，根據測量管的形狀分為彎管型和直管型。現有技術中公開了許多種彎管類型，有U型、Ω型、△型、環型、C型、B型、T型、水滴型等。其管壁較厚，剛度小，受腐蝕影響較小，諧振頻率較低；反映質量流量的相位差為毫秒級，電子信號較易處理；但彎管型易積存氣體和流體殘渣而引起誤差，且制作加工復雜。由于傳統彎管型CMF傳感器的體積、結構、性能等受安裝環境及測量需求的約束，嚴重制約著發展，要求其向小體積、低壓損、高精度、高靈敏度、穩定性好等方向發展。

直管型CMF，諧振頻率高，與工業上的一般機械振動頻率相差較大，故不易受外界振動的干擾；不易存積氣體及殘渣，外形尺寸較小；為使諧振頻率不至于過高，其管壁設計得較薄，因而耐磨及抗腐蝕能力差。反映質量的相位差為微秒級，電信號的處理較困難，嚴重限制了CMF的測量范圍，并且這種傳統振動直管式的CMF的靈敏度較低，且受溫度波動影響。

當前所研制的CMF存在著一些缺點：CMF測量管設計的綜合性能較差，管道安裝不穩定，管型的機械實現較難；CMF對外界的振動干擾比較敏感；CMF系統不能用于測量低密度介質。

常見的科里奧利質量傳感器是利用流體在振動管中流動時，將產生與質量流量成正比的科里奧利力的原理進行測量質量流量的。目前，普遍采用振動管式科氏質量流量傳感器(如圖1)，主要由敏感單元和二次儀表組成，其中敏感單元a包括測量管a1、a2、激勵器a5和拾振器a3、a4；二次儀表b包括閉環控制單元b1和流量解算單元b2，分別是敏感單元的控制和信號處理系統。敏感單元輸出與被測流量相關的振動信號；閉環控制單元b1給激勵器a5提供激振信號，使測量管維持在諧振狀態，并且對測量管a1、a2的振動頻率進行實時跟蹤；流量解算單元b2對拾振器a3、a4的輸出信號進行處理并輸出測量信息，從中確定被測流體的質量流量和密度。

但是上述傳感器體積較大，不能自排空，對介質的流動會產生較大的阻力，并且難以保證較高的工作頻率和機械品質因數、較好的穩定性、較小的壓損、較強的抗震性和抗干擾能力。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，如何在測量介質的質量流量和密度時，減少對其造成的阻力，保證傳感器具有較高的工作頻率和機械品質因數、較好的穩定性、較小的壓損、較強的抗震性和抗干擾能力。

為此目的，本實用新型提出了一種質量流量傳感器，包括：

第一測量管和第二測量管，所述第一測量管與所述第二測量管結構相同，尺寸相等，平行設置于外殼中，其中，每根測量管包括彎管段；

激勵器，設置在所述彎管段底部，用于激勵所述第一測量管和所述第二測量管；

第一檢測器，設置在所述彎管段第一端，用于檢測所述第一端的第一振動信號；

第二檢測器，設置在所述彎管段第二端，用于檢測所述第二端的第二振動信號；

處理器，用于根據所述第一振動信號和所述第二振動信號計算所述第一測量管和所述第二測量管中流體的質量流量。

優選地，每個測量管還包括：

第一斜管段和第二斜管段，所述彎管段分別連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彎管段的平面對稱，所述第一斜管段的軸線與所述彎管段的軸線相切，所述第二斜管段的軸線與所述彎管段的軸線相切。

優選地，還包括：

第一連接器，設置于所述外殼內部，與所述第一測量管和所述第二測量管的第一斜管段相連；

第二連接器，設置于所述外殼內部，與所述第一測量管和所述第二測量管的第二斜管段相連；

第一分流器，設置于所述外殼外部，與所述第一連接器相連；

第二分流器，設置于所述外殼外部，與所述第二連接器相連；

第一法蘭，設置于外殼外部，連接至所述第一分流器；

第二法蘭，設置于外殼外部，連接至所述第二分流器。

優選地，還包括：