NL1028938C2 - Massa flowmeter van het Coriolistype. - Google Patents

Description

Massa flowmeter van het Coriolistvpe

De uitvinding heeft betrekking op een ryiassa flowmeter van het Coriolis-type, met een buis die een lus vormt waardoqrheen in bedrijf een medium 5 stroomt en met aanstootmiddelen (excitatie irjiddelen) voor het in bedrijf laten trillen van de lus om een primaire rotatie-as in hpt vlak van de lus.

Een dergelijke massa flowmeter is bekpnd uit USP 4 658 657.

De bekende massa flowmeter heeft een niet gesloten lusvormige buis (halve winding) die aan één zijde een dwarsarm vormt die verbonden is met twee 10 zijarmen die aan de tegenover gelegen zijde ?ijn ingeklemd in een montage balk. Deze is gemonteerd in een support zodat hij kan roteren om een centrale as in het vlak van de lus. Voor een oscillerende rotatie (trilling) van de montage balk met lus om de centrale as zorgt een elektromagnetisch aanstootsysteem dat met de (magnetische) montage balk samenwprkt. Wanneer een medium door de 15 om de centrale as roterende lus stroomt, worden er in de dwars op de rotatie-as liggende dwarsarm corioliskrachten opgewekt die resulteren in een trilling van de lus om een as loodrecht op de aanstoot rotatip-as. Deze trilling, die evenredig is met de flow, wordt gesuperponeerd op de fundamentele oscillatie en leidt tot een faseverschuiving tussen de oscillaties die de qiteinden van de dwarsarm uitvoe-20 ren. Het faseverschil is evenredig met de coripliskracht, en daarmee met de flow.

Een nadeel van het bekende systeem is echter, dat door de ten behoeve van de aanstoting van de lus gebruikte montage balk extra massa wordt toegevoegd. Dit verhindert de verandering van de panstootfrequentie met de dichtheid van het door de buis stromende medium, waardoor het meten van de dichtheid 25 (een extra eigenschap van een Coriolis flowrpeter) minder nauwkeurig wordt.

Aan de uitvinding ligt onder meer de opgave ten grondslag een flowmeter met een aanstootsysteem te verschaffen waarmee nauwkeuriger meten van de I dichtheid mogelijk is.

De massa flowmeter van de in de aanhef genoemde soort heeft daartoe 30 als kenmerk, dat de lus een nagenoeg rondlopende, mechanisch gesloten, weg volgt, dat de lus verbonden is met een buigzame aanvoerbuis en een buigzame afvoerbuis voor het stromend medium, en dat de lus verend aan een frame is opgehangen via de buigzame aan- en afvoerbuizen, een en ander zodanig, dat 1 0 2 Jl 9 3« ! 2 de ophanging een beweging toestaat om tweφ loodrechte assen in het vlak van de lus, één voor de aanstootbeweging en één voor de Coriolisbeweging die optreedt als een medium door de buis stroomt.

Volgens de uitvinding is de mechanisch gesloten lusvormige buis verend 5 opgehangen via de aan- en afvoerbuis, welke tezamen als flexibel verbindingselement fungeren. Dat wil zeggen: de aan- en afvoerbuis zijn in meerdere of mindere mate buigzaam en torsieslap (tordeefbaar), en fungeren daardoor als veerelement. Deze ophanging staat een beweging toe om twee loodrechte assen in het vlak van de lus, één voor de aanstootb£weging en één voor de coriolisbe-10 weging.

Een massa flowmeter met een op een dergelijke wijze opgehangen lusvormige buis heeft een verhoogde gevoeligheid doordat de aan- en afvoerbuizen een zo groot mogelijk vrij verende lengte krijgen en, in het bijzonder wanneer ze zich parallel en vlakbij elkaar uitstrekken, de ophangstijfheid van de lus minimaal 15 is bij een gegeven buisdiameter. Bovendien i^ het voordeel van het vlak naast elkaar aan het frame bevestigen van de aan- en afvoerbuis, dat de temperatuur-gevoeligheid van de flowmeter geringer is dan in het geval dat de bevestigingspunten ver uit elkaar liggen.

Zoals nog nader zal worden uiteengezet, zijn er verschillende varianten 20 van de aan- en afvoerbuisdelen mogelijk, elk met zijn eigen voordelen. Een praktische en mechanisch prefereerbare uitvoeringsvorm is bijvoorbeeld die, waarbij de lus met de aan- en afvoerbuis uit één stuk bestaat.

Onafhankelijk van de verdere uitvoering is het van belang, dat de aan- en de afvoerbuis op een voorafbepaalde afstand van de plaats waar ze met de lus 25 verbonden zijn met behulp van bevestigingsmiddelen aan het frame bevestigd zijn, door welke afstand hun vrije weglengte wordt bepaald.

De aan- en afvoerbuis kunnen in het vlak van de lus of buiten het vlak van de lus liggen. Hoe meer ze echter in het vlak van de lus liggen, hoe gunstiger dat is. Als ze in het vlak van de lus liggen, kunnen ze geheel of gedeeltelijk binnen 30 de lus liggen. Op alternatieve wijze kunnen ze geheel buiten de lus liggen, bijvoorbeeld in lijn in een vlak dwars op de lus, in lijn in het vlak van de lus, parallel in een vlak dat een hoek maakt met het vlak yan de lus, of parallel in het vlak van de lus, doch buiten de lus.

1028938 3

Een voorkeursvorm wordt gekenmerkt, doordat de aan- en afvoerbuis over hun vrije weglengtes parallel, dicht naast elkaar liggen, want dan is de torsie stijfheid lager, en bij voorkeur een maximale vrije lengte tot aan de bevestigingsmiddelen hebben, want dit verlaagt de buigstijfheid. Een maximale vrije weglengte 5 kan worden gerealiseerd door de aan- en afvperbuis aan bevestigingsmiddelen buiten de lus aan het frame te bevestigen.

Zoals nog nader zal worden uiteengezet kan de lusvormige buis worden aangestoten in de zogenaamde twist of rotatip modus, of in de zogenaamde parallelle of swing modus. In het kader van de uitvinding heeft de twist modus de 10 voorkeur, in het bijzonder als deze plaatsvindt om een rotatie-as in het symme-trievlak van de lus.

Een qua gevoeligheid voordelige uitvopringsvorm wordt gekenmerkt, doordat de lus een rechthoek vormt met twee evenwijdige laterale buizen, een eerste dwarsbuis die met eerste uiteinden van de laterale buizen verbonden is, 15 en twee tweede dwarsbuizen die aan één zijcje met de tweede uiteinden van de laterale buizen verbonden zijn en aan de andpre zijde met respectievelijk de aanvoer- en de afvoerbuis.

Een zeer compacte uitvoeringsvorm vqn bovenstaand concept wordt gekenmerkt, doordat de aan- en de afvoerbuis ip het vlak van de lus, en binnen de 20 lus, dicht naast elkaar lopen, waarbij de aan- en de afvoerbuis zich aan weerszijden van een symmetrie as van de lus uitstrekken en op een positie dichterbij de eerste dwarsbuis dan bij de tweede dwarsbuizen aan het frame bevestigd zijn. Meer in het bijzonder bedraagt de vrije weglepgte van de aan- en afvoerbuis tenminste 50% van de hoogte van de lus gezjen in de richting evenwijdig aan de 25 aan- en afvoerbuis. Voor de lusvormige buis die een rechthoek vormt betekent dit, dat de vrije weglengte van de aan- en de afvoerbuis tenminste 50% van de lengte van de laterale buizen bedraagt.

De lus moet bij voorkeur mechanisch gesloten zijn. Een eerste uitvoeringsvorm heeft daartoe als kenmerk, dat de tweede dwarsbuizen nabij hun ver-30 binding met de aan- en de afvoerbuis mechanisch met elkaar verbonden zijn.

Een tweede uitvoeringsvorm heeft als kenmerk, dat de aan- en de afvoerbuis over hun vrije weglengte parallel en dicht naast elkaar lopen en tenminste over een deel van hun vrije weglengte mechanisch met elkaar verbonden zijn.

1028938 4

Het aanstoten (in trilling brengen) van pe lusvormige buis van de massa flowmeter volgens de uitvinding kan op verschillende manieren gebeuren. Bijvoorbeeld met behulp van een op de buis geRlakte magneetschijf en een luchtspoel elektromagneet. Echter, de onderhavige lus is van zich zelf een zeer 5 licht object en als daaraan aanstootmiddelen worden bevestigd, kost het extra energie om de lus in resonantie te brengen. Daarom wordt bij voorkeur een aan-stoottechniek gebruikt die het niet nodig maakt extra onderdelen aan de lus toe te voegen.

In dit kader wordt een uitvoeringsvorm gekenmerkt, doordat de aanstoot-10 middelen middelen omvatten die aangepast zijn om een elektrische stroom in de wand van de buis op te wekken, en magneetijiiddelen die een dwars op de stroomrichting in de buiswand staand magneetveld opwekken om in combinatie met de stroom door de buis elektromagnetische krachten (zogenaamde Lorentz-krachten) op de buis uit te oefenen teneinde de buis om één van de loodrechte 15 assen te laten roteren. Lorentzkrachten zijn klachten die worden opgewekt als een elektrische stroom door een magneetveld beweegt.

In dit verband wordt een eerste uitvoeringsvorm gekenmerkt, doordat de magneetmiddelen een permanent magneetjuk omvatten met één luchtspleet waardoorheen een buisdeel loopt. Hiermee kpn een zogenaamde parallelle of 20 swing aanstotingsmodus worden gerealiseerd-

Een uitvoeringsvorm voor het realiseren van een zogenaamde rotatie of twist aanstotings modus wordt gekenmerkt, dpordat de magneetmiddelen een permanent magnetisch magneetjuk omvatten met twee luchtspleten waardoorheen een buisdeel loopt, in welke luchtspletep tegengesteld gerichte magneet-25 velden heersen.

Voor het meten van het effect van de Corioliskrachten zijn bij voorkeur twee sensoren voor het meten van verplaatsingen van twee punten van de buis als functie van de tijd gearrangeerd aan weerszijden van de primaire rotatie-as (de aanstootas). Wanneer er weinig ruimte is, zoals bijvoorbeeld in het geval van 30 een buis met een deltavorm, is het van voordpel wanneer het magneetjuk tussen de luchtspleten een centrale opening heeft en dat de sensoren in de opening zijn gearrangeerd.

Bij een buis die een rechthoekige lus vormt is er meer ruimte om de sen- 1028938 5 soren en het magneetjuk zo gunstig mogelijk je arrangeren. Volgens een uitvoeringsvorm is bij een buis die een rechthoekig^ lus vormt het magneetjuk aan één zijde van de rechthoekige lus gearrangeerd ep de sensoren aan de tegenoverliggende zijde.

5 De uitvinding zal nader worden uiteengezet aan de hand van de tekening die enkele uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding toont.

Fig.1 toont een vooraanzicht van een Qoriolis flowmeter volgens de uitvinding;

Fig.2 toont een perspectivisch aanzicht van de flowmeter van Fig.1; 10 Fig.3 toont een perpectivisch aanzicht van de in de flowmeter van Fig.1 en 2 gebruikte lusvormige buis;

Fig.4Aen B tonen vooraanzichten en Fig. 4C-F tonen perspectivische aanzichten van alternatieve uitvoeringsvormen van de ophanging van de lusvormige buis van Fig.3; 15 Fig. 5 en 6 tonen vooraanzichten van alternatieve uitvoeringsvormen van de lusvormige buis van Fig.3.

Fiauurbeschriivina

Fig.1 toont een flowmeter 1 van het Coriolistype met een lusvormige, in de 20 vorm van een rechthoek gebogen, buis 2 die pen nagenoeg rondlopende weg volgt (een nagenoeg volledige winding vormt) en een - buigzame - aanvoerbuis 3 en een - buigzame - afvoerbuis 4 voor een stromend medium heeft. Bij voorkeur zijn de lus 2 en de aan- en afvoerbuizen 3,4 delen van een en dezelfde buis. De buis 2 als geheel is in de vorm van een rechthoek gebogen, maar de hoeken lo-25 pen rond om het in deze vorm buigen mogelijk te maken. Via een aan- en af-voerblok 20 is de aanvoerbuis 3 verbonden rpet een aanvoerleiding 6 en de afvoerbuis 4 is verbonden met een afvoerleiding 7. De aanvoer- en de afvoerbuis 3.4 strekken zich in deze uitvoeringsvorm binnen de lus 2 uit en zijn met behulp van bevestigingsmiddelen 12 aan frame 13 bevestigd (ingeklemd). De bevesti- 30 ging is op een zodanige plaats, dat de vrije weglengte van de aan- en afvoerbuis 3.4 (het deel van de aan- en afvoerbuis 3,4 ti|sen de verbinding van de tweede dwarsbuisdelen 2a en 2b en de plaats van instemming bij bevestigingsmiddel 12) tenminste 50 %, en bij voorkeur tenminste 60 %, van de lengte van de laterale 1028938 6 buisdelen 2d, 2e bedraagt. De buigzame aan.- en afvoerbuis 3,4 maken geen deel uit van de lusvorm 2, maar zorgen voor een flexibele bevestiging van de lus 2 aan het frame 13. De lus 2 is derhalve als "flexibel” opgehangen via de aan- en afvoerbuis te beschouwen. De lus 2 en de aan- en afvoerbuizen 3,4 kunnen met 5 voordeel uit één stuk buis zijn vervaardigd. Dat kan bijvoorbeeld een roestvast stalen buis zijn met een buitendiameter van ongeveer 0,7 mm, en een wanddikte van ongeveer 0,1 mm. Afhankelijk van de buitenafmetingen van de lus 2 en de druk die de buis moet kunnen weerstaan (bijvoorbeeld 100 bar), zal de buiten-diameter van de buis in het algemeen kleiner zijn dan 1mm en de wanddikte 0,2 10 mm of kleiner.

De lusvormige buis 2 wordt in nader detail getoond in Fig.3 waarin voor dezelfde onderdelen als in Fig.1 dezelfde veryvijzingscijfers zijn gebruikt. De buis 2 bestaat uit een nagenoeg rechthoekig raamwerk van twee evenwijdige laterale buizen 2d en 2e, een eerste dwarsbuis 2c die met eerste (onderste) uiteinden 15 van de laterale buizen 2d en 2e verbonden is, en twee tweede dwarsbuizen 2a en 2b die aan één zijde met tweede (bovenste) uiteinden van de laterale buizen verbonden zijn en aan de andere zijde met de centraal teruglopende lopende i aan- en afvoerbuizen 3 resp. 4. De rechthoekige lus 2 heeft bij voorkeur afgeron- : de hoeken. De buizen 3 en 4, die dicht naast elkaar lopen aan weerszijden van, 20 en symmetrisch ten opzichte van, de hoofdsymmetrie as S van de lus 2 zijn, bijvoorbeeld door middel van vastklemmen of dpor middel van solderen of lassen, bevestigd aan het bevestigingsmiddel 12 dat zelf aan grondplaat 13 is bevestigd.

In Fig. 3 is bij wijze van voorbeeld een holte 14 in bevestigingsmiddel (blokje) 12 aangegeven waarin de büizen 3 en 4 gefixeerd zijn. De aan- en afvoerbuizen 3,4 25 zijn buigzaam en fungeren als het ware als ophangveer voor de lus 2. Deze ophanging staat een beweging van de lus 2 toe om zowel dë hoofdsymmetrie as S als om een tweede in het vlak van de lus 2 gelegen as S’ welke loodrecht op de hoofdsymmetrie as S staat.

Om de lus 2 mechanisch gesloten (dat wil zeggen dat het begin- en eind-30 punt van de lus direct of indirect mechanisch met elkaar zijn verbonden) te maken, zijn bij voorkeur de buizen 3 en 4 over het traject van hun vrije weglengte met elkaar verbonden, bijvoorbeeld door ze aan elkaar te lassen of ze aan elkaar te solderen. In Fig. 3 zijn bij wijze van voorbeeld enkele verbindingsplaatsen met 1028938 7 het verwijzingscijfer 15 aangegeven.

Een alternatief is om de dwarsbuizen 2a en 2b met elkaar, en eventueel met de aan- en afvoerbuizen 3 en 4 te verbinden. Bijvoorbeeld door ze op de plaats waar ze dicht bij elkaar komen aan een steunelement 16 te bevestigen. ! 5 De verbinding tussen de tweede dwarsbuizen 2a,2b respectievelijk tussen de aan- en afvoerbuizen 3,4 is van belang om epn mechanisch gesloten lus te creëren teneinde in bedrijf de juiste trillingsmodi tp verkrijgen.

Ten behoeve van een goede veerwerkjng hebben de buizen 3 en 4 bij voorkeur een zo groot mogelijke vrije weglencjte d. Meer in het bijzonder is d bij 10 voorkeur groter dan 0,5 x de lengte D van de laterale buizen 2d en 2e. De positionering van het bevestigingsmiddel 12 is dus dichterbij de eerste dwarsbuis 2c dan bij de tweede dwarsbuizen 2a,2b.

De aanvoerbuis 3 en de afvoerbuis 4 buigen in het uitvoeringsvoorbeeld van Fig.3 voorbij het bevestigingsmiddel 12 ujt het vlak van de lus 2, waarbij ze 15 om de eerste dwarsbuis 2c heen buigen, om piet aan- en afvoerleidingen verbonden te worden. Daarbij verwijderen ze zich, om die verbinding te vergemakkelijken, bij voorkeur van elkaar. Dit is duidelijker te zien in Fig.2. I

In Fig. 4 worden alternatieven getoond voor het arrangeren en inklemmen van de aan- en afvoerbuizen, welke alternatieven alle gebruikmaken van het aan 20 de hand van Fig.3 gepresenteerde ophangincjs principe. Bij de alternatieven van Fig.4 wordt extra slapte aan de bevestiging van de lus toegevoegd door de bevestigingspunten verder weg te leggen.

Fig.4A toont een in wezen rechthoekige lusvormige buis 21 met zich binnen en in het vlak van de lus uitstrekkende apn- en afvoerbuizen 20,21 die vanaf 25 een voorafbepaald punt zijdelings naar verschillende kanten weglopen. De buizen 20,21 zijn ingeklemd (gefixeerd) op beve^tigingsplaatsen 22,23 die binnen de lus liggen. Door de bevestigingspunten verder weg te leggen ten opzichte van de situatie in Fig.3 wordt extra slapte toegevoegd aan de verende ophanging. De buizen 20,21 kunnen voorbij de inklemmingsplaatsen 22,23 met een bochtje over 30 de laterale buizen 24,25 van de buisvormige lus 21 verder lopen, of (met een haakse bocht) naar achteren worden uitgevoprd.

Fig.4B toont een in wezen rechthoekig^ lusvormige buis 26 met zich binnen en in het vlak van de buis uitstrekkende parallelle aan- en afvoerbuizen 1028938 8 27,28 die vanaf een voorafbepaald punt met een extra bocht naar hun respectieve bevestigingsplaatsen lopen. De buizen 27,28 zijn ingeklemd op plaatsen 29 en 30. Op deze wijze worden de bevestigingsplaatsen nog verder weggelegd dan in Fig.4A.

5 Als men de vrije weglengte van de aan- en afvoerbuizen tot voorbij de on derste dwarsbuis zou willen verlengen (vergejijk Fig.2) door ze uit het vlak van de lus (over de onderste dwarsbuis ) te buigen, cjan is het nadelig voor de dynamische veereigenschappen. Dit probleem wordt opgelost door de constructie van Fig.4C.

10 Fig.4C toont een in wezen rechthoekig^ lusvormige buis 31 met in één vlak dicht naast elkaar lopende aan- en afvoerbuizen 32,33. De inklemming van de buizen 32,33 geschiedt door middel van het bevestigingsmiddel 34 dat buiten de lus 31 is gelegen. De buizen 32,33 vertonen geen knik, omdat de onderste dwarsbuis 35 van de lus 31 naar buiten geboden is.

15 Fig.4D toont een in wezen rechthoekig^ lusvormige buis 36 met aan- en afvoerbuizen 37,38 die eerst in het vlak van de lus 36 lopen daarna gesplitst uit het vlak van de lus 36 in tegengestelde richtingen weglopen. De buizen 37,38 zijn op een voorafbepaalde afstand buiten het vlak van de lus 36 op plaatsen 39 en 40 ingeklemd om de vrije weglengte te vergroten.

! 20 Fig.4E betreft een alternatief voor de cpnstructie van Fig.4D en toont een in wezen rechthoekige lusvormige buis 41 mét aan- en afvoerbuizen 42,43 die niet eerst in het vlak van de lus lopen, zoals in Fig. 4D het geval is, maar direct gesplitst uit het vlak van de lus 41 in tegengestelde richtingen weglopen. De buizen 42,43 zijn buiten het vlak van de lus 41 op plaatsen 44 en 45 ingeklemd .

25 Fig. 4 F toont een in wezen rechthoekige lusvormige buis 46 met aan- en afvoerbuizen 47,48 die direct in dezelfde richting uit het vlak van de lus 46 weglopen. De, bij voorkeur evenwijdig lopende, afin- en afvoerbuizen 47,48 zijn buiten het vlak van de lus 46 op de plaats 49 ingeklemd. Deze constructie is een alternatief voor de constructie van Fig. 4E en vérschaft een grotere stijfheid, in het 30 bijzonder wanneer de buizen 47,48 mechanisch met elkaar zijn verbonden.

Bij de varianten waarbij de inklemmingpplaatsen buiten het vlak van de lus liggen (Fig.4D,4E, 4F) is het van voordeel als ze symmetrisch ten opzichte van het vlak van de lus liggen.

1028938 9

De bovenbeschreven uitvoeringsvormen tonen een rechthoekige lus. Ech- I

ter, zolang de lus maar een (nagenoeg) gesloten winding vormt, zijn er ook varianten op de rechthoekige lusvorm bruikbaar. Enkele daarvan, alle verend opgehangen via binnen de lus gelegen aan- en afvoerbuizen, worden in vooraanzicht 5 getoond in Fig.5.

Fig.5A toont een vooraanzicht van een veelhoekige (in dit geval achthoe- J

kige, maar zeshoekig of meer dan acht hoeken is ook toepasbaar) lus 50.

Fig.5B. toont een ellipsvormige lus 51.

Fig. 5C toont een ruitvormige lus 52. I

10 Fig.5D toont een trapeziumvormige lus 53. i

Bij de in Fig.5 getoonde lusvormen ligt het verende deel van de aan- en afvoerbuizen geheel binnen de lus. Maar het pnag er ook gedeeltelijk buiten liggen, zoals in Fig.4C en 4D, of er geheel buitep, zoals in Fig. 4E en Fig.4F. De gevoeligheid van massa flowmeters met de ϊη Fig.5 getoonde lusvormen ontloopt 15 elkaar weinig. Bij dezelfde buitenmaten geeft de rechthoekige vorm van Fig.3 echter de grootste gevoeligheid.

Fig. 6A en 6B tonen lusvormige buizen 54 en 61 volgens de uitvinding die in de vorm van een delta gevormd zijn en ais varianten zijn te beschouwen op de rechthoekige buis van Fig.3. Lusvormige buis 54 (Fig.6A) heeft een aanvoerbuis 20 55 die nabij beginpunt 56 van de lus 54 met c|e lus verbonden is. Vanaf begin punt 56 doorloopt binnenkomende flow een eprste schuine zijde van de delta-vorm, vervolgens de basiszijde 60 en tenslotte een tweede schuine zijde van de deltavorm. Bij eindpunt 58 is deltavormige bujs 54 verbonden met een afvoerbuis 57. De aan- en afvoerbuis 55,57 strekken zich parallel, dicht naast elkaar in het 25 vlak van de lus 54 binnen de lus 54 uit en zijn aan een - niet getoond - frame bevestigd via bevestigingsmiddelen 59. Hiermee wordt een verende ophanging van de lus 54 gerealiseerd die vergelijkbaar is met die van de lus 2 in Fig.3. Bij de overgang van de basiszijde 60 naar elk van dp schuine zijden kan de buis 54 van uitstulpingen in de vorm van “oren” voorzien zijn.

30 Mutatis mutandis geldt hetzelfde voor cje in Fig.6B getoonde lusvormige buis 61 die ook in de vorm van een delta gebogen is. In dat geval strekken de aan- en de afvoerbuis 62,64 zich parallel, dicht naast elkaar in het vlak van de lus 61 buiten de lus 61 uit, waardoor de vrije ifveglengte van de door de aan- en 1028938 10 afvoerbuis 62,64 gevormde veer groter kan zijn dan bij de constructie van Fig.

6A. De aan- en afvoerbuis 62,64 zijn enerzijds via een bevestigingsmiddel 66 aan een - niet getoond - frame bevestigd en anderzijds met het beginpunt 63 en het eindpunt 65 van de deltavormige buis 61 yerbonden .

5 Om de in Fig.6A en 6B getoonde lusvormige buizen 54 en 61 mechanisch te sluiten kan een mechanische verbinding gemaakt worden tussen de beginpunten 56,63 en de eindpunten 58,65 van de respectieve lussen 54 en 61. Een alternatief is om de aan- en afvoerbuizen 55,57 resp. 62,64 over tenminste een deel van hun vrije weglengte mechanisch mej elkaar te verbinden, bijvoorbeeld 10 door lassen of solderen. De mechanische verbinding onderdrukt het optreden van eigenfrequenties die de meting kunnen verstoren.

De gesloten deltavormige buizen volgens de uitvinding kunnen in plaats van met een enkele lus op alternatieve wijze met een dubbele lus uitgevoerd worden. Afhankelijk van de uitvoering is zowel een gelijke als een tegengestelde 15 stromingsrichting in de beide lusdelen mogelijk.

Het aanstoten (in trilling brengen) van <^e lusvormige buis van de massa flowmeter volgens de uitvinding kan op verschillende manieren gebeuren. Bijvoorbeeld met behulp van een op de buis geplakte magneetschijf en een luchtspoel elektromagneet. Echter, de onderhavige lus is van zichzelf een zeer 20 licht object en als daaraan aanstootmiddelen worden bevestigd, kost het extra energie om de lus in resonantie te brengen. Qaarom worden in Fig.1 en 2 speciale aanstootmiddelen getoond die het niet nodjg maken extra onderdelen aan de lus toe te voegen.

Aanstootmiddelen om de lus 2 om de hoofdsymmetrie as S (in dit geval 25 de primaire, of aanstoot) rotatie-as te laten roteren, omvatten bij de constructie van Fig.1 en van Fig. 2 (waarin dezelfde verwijzingscijfers zijn gebruikt als in Fig.1) een op het frame 13 bevestigd permanpnt magnetisch juk 8 met twee spleten 9 en 10 waardoorheen delen 2a en 2b (hierboven genoemd de tweede dwarsbuizen) van de lusvormige buis 2 lopen, alsmede middelen om een elektri-30 sche stroom in de buis 2 te introduceren. In hpt onderhavige geval zijn dat middelen om stroom in de buis 2 te inducererj.

De stroom wordt in de buis geïnduceerd met behulp van twee elk van een spoel 18a, respectievelijk18b voorziene trafokernen 17,17a waar de respectieve 1028938 11 buisdelen 2c en 2d doorheenlopen. Door de qombinatie van de in de spleten 9 en 10 van het permanent magnetische juk 8 qpgewekte, dwars op de stroomrichting staande en tegengesteld gerichte magneetvelden en een in de buis 2 geïnduceerde (wissel)stroom wordt een koppel op de buis uitgeoefend waardoor hij 5 om de as S (oscillerend) gaat roteren (trillen, zogenaamde twist modus). Wanneer er een medium door de buis stroomt, gapt onder de invloed van Coriolis-krachten de buis om een as S’, dwars op de ps S, roteren (zogenaamde swing modus). In bedrijf worden de (sinusvormige) verplaatsingen van punten van buisdeel 2c, welke representatief zijn voor de flow, gedetecteerd met behulp van 10 een eerste sensor 11a, een tweede sensor 1 *|b, en, naar keuze, een derde sensor 11c. De eerste en tweede sensor zijn aan weerszijden van de eerste rotatie-as S gearrangeerd. De derde sensor 11c kqn voor correctie doeleinden dienen. De sensoren kunnen bijvoorbeeld elektromagnetisch, inductief, capacitief, of ultrasoon van aard zijn. In dit geval is echter geKozen voor optische sensoren. De 15 sensoren 11a, 11b, en 11c (Fig.1 en Fig.2) orpvatten elk een U-vormig, op het frame 13 bevestigd huis met in het ene been van de U een lichtbron (bijvoorbeeld een LED) en in het andere been een tegenover de lichtbron geplaatste lichtmeetcel (bijvoorbeeld een fototransistor). De dwarsbuis 2c kan tussen de benen van de U-vormige sensor huizen 11a,11b (en indien aanwezig: 11c) bewe-20 gen.

Kort samengevat heeft de uitvinding betrekking op een massa flowmeter van het Coriolistype, met een buis die een geploten lus vormt waardoorheen in bedrijf een medium stroomt en met aanstootmiddelen voor het in bedrijf oscillerend laten roteren van de lus om een rotatie-qs. De lus heeft een beginpunt en 25 een eindpunt. Begin- en eindpunt zijn dicht npast elkaar gelegen en zijn respectievelijk verbonden met een buigzame aanvoprbuis en een buigzame afvoerbuis die bij voorkeur parallel en dicht naast elkaar lopen. De lus is verend aan het frame van de flowmeter opgehangen via de bpigzame aan- en afvoerbuizen die bij voorkeur uit één stuk bestaan met de buis van de lus.

30 1028938

Claims (17)

1. Massa flowmeter van het Coriolistype, met een buis die een lus vormt waardoorheen in bedrijf een medium stroomt en met aanstootmiddelen voor het in 5 bedrijf laten trillen van de lus om een rotatie-as in het vlak van de lus, met het kenmerk, dat de lus een nagenoeg rondlopende, mechanisch gesloten, weg volgt, dat de lus verbonden is mpt een buigzame aanvoerbuis en een buigzame afvoerbuis voor het stromepd medium, en dat de lus verend aan een frame is opgehangen via de buigzame aan- en afvoerbuizen, een en 10 ander zodanig dat de ophanging een beweging toestaat om twee loodrechte i assen in het vlak van de lus, één voor de panstootbeweging en één voor de coriolisbeweging die optreedt als een mecjium door de buis stroomt.

2. Massa flowmeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lus met de aan- en afvoerbuis uit één stuk bestaat.

3. Massa flowmeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de aan- en de afvoerbuis op een voorafbepaalde afstand van de plaats waar ze met de lus verbonden zijn met behulp van bevestigingsmiddelen aan het frame bevestigd zijn, door welke afstand hun vrije weglengte wordt bepaald.

4. Massa flowmeter volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de aan- en afvoerbuis over hun vrije weglengtes parallel en dicht naast elkaar, liggen en naast elkaar aan het bevestigingsmiddel bevestigd zijn.

5. Massa flowmeter volgens conclusie 1, waarbij de lus een rechthoek vormt 25 met twee evenwijdige laterale buizen, een eerste dwarsbuis die met eerste uiteinden van de laterale buizen verbonden is, en twee tweede dwarsbuizen die aan één zijde met de tweede uiteinden van de laterale buizen verbonden zijn en aan de andere zijde met respectieyelijk de aanvoer- en de afvoerbuis.

6. Massa flowmeter volgens conclusie 5, 30 met het kenmerk, dat de aan- en de afvoerbuis in het vlak van de lus, en binnen de lus, dicht naast elkaar lopen, waarbij de aan- en de afvoerbuis zich aan weerszijden van een symmetrie as van de lus uitstrekken en op een positie dichterbij de eerste dwarsbuis dan bij c|e tweede dwarsbuizen aan het 1028938 frame bevestigd zijn.

7. Massa flowmeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de aanstootmiddelen de lus aanstoten in een twist aan-stotingsmodus.

8. Massa flowmeter volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de vrije weglengte vpn de aan- en afvoerbuis tenminste 50% van de hoogte van de lus gezien in d£ richting evenwijdig aan de aan-en afvoerbuis bedraagt.

9. Massa flowmeter volgens conclusie 5, 10 met het kenmerk, dat de vrije weglengte vpn de aan- en de afvoerbuis tenminste 50% van de lengte van de laterale Ruizen bedraagt.

10. Massa flowmeter volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de tweede dwarsbuipen nabij hun verbinding met de aan- en de afvoerbuis mechanisch met elkaar verbonden zijn.

11. Massa flowmeter volgens conclusie 1 of 2. met het kenmerk, dat de aan- en de afvoerbuis over hun vrije weglengte parallel en dicht naast elkaar lopen en over tpnminste een deel van hun vrije weglengte mechanisch met elkaar verbonden zijn.

12. Massa flowmeter volgens conclusie 1, 20 met het kenmerk, dat de aanstootmiddelep middelen omvatten die aangepast zijn om een elektrische stroom in de wand van de buis op te wekken, en magneetmiddelen die een dwars op de stroomrichting in de buiswand staand magneetveld opwekken om in combinatie met de stroom door de buis Lorentzkrachten op de buis uit te oefenen,

13. Massa flowmeter volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de magneetmiddelen een permanent magneetjuk omvatten met één luchtspleet waardoorheen een buisdeel loopt.

14. Massa flowmeter volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de magneetmiddelen een permanent magnetisch mag-30 neetjuk omvatten met twee luchtspleten waardoorheen een buisdeel loopt, in i welke luchtspleten tegengesteld gerichte magneetvelden heersen.

15. Massa flowmeter volgens conclusies 1 en 13, met het kenmerk, dat twee sensoren voor het meten van verplaatsingen van 1028938 twee punten van de buis ais functie van de tijd aan weerszijden van de primaire rotatie-as gearrangeerd zijn.

16. Massa flowmeter volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het magneetjuk tussen de luchtspleten een centrale 5 opening heeft en dat de sensoren in de opening zijn gearrangeerd.

17. Massa flowmeter volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de buis een rechthoekige lus vormt, dat het magneetjuk i aan één zijde van de rechthoekige lus is gearrangeerd en de sensoren aan de tegenoverliggende zijde. 1028938