PL216207B1 - Przepływomierz Coriolisa i sposób wyważania przepływomierza Coriolisa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy przepływomierza Coriolisa i sposobu wyważania przepływomierza Coriolisa, a zwłaszcza równoważenia siły w przepływomierzu Coriolisa.

Czujniki z wibrującymi rurkami przepływowymi, takie jak przepływomierze masowe Coriolisa, działają na ogół w ten sposób, że wykrywają ruch wibrującej rurki przepływowej (lub rurek przepływowych), zawierającej określony materiał. Istnieje możliwość określenia własności fizycznych materiału w rurce przepływowej, takich jak masowe natężenie przepływu i gęstość, poprzez obróbkę sygnałów z przetworników ruchu związanych z rurką przepływową. Na rodzaje drgań wibrującego układu napełnionego materiałem na ogół wpływają łącznie masa, sztywność i właściwości tłumiące rurki przepływowej i znajdującego się w niej materiału.

W typowym przepływomierzu masowym Coriolisa mogą znajdować się dwie rurki przepływowe połączone rzędowo z rurociągiem lub innym układem transportowym i transportują materiał, np. płyny, zawiesiny i podobne, w układzie. Można uważać, że każda rurka przepływowa cechuje się zespołem naturalnych rodzajów drgań, którymi są, na przykład, tryby prostego zginania, skręcania, promieniowy i sprzężony. W typowym zastosowaniu pomiarowym przepływomierza masowego Coriolisa, wzbudza się wibracje dwóch przepływowych rurek w kształcie litery U, zorientowanych równolegle do siebie, wokół ich końcowych węzłów w pierwszym przesuniętym w fazie trybie zginania. Węzły końcowe na końcach każdej rurki wyznaczają oś zginania każdej rurki. W połowie odległości pomiędzy rurkami przepływowymi istnieje płaszczyzna symetrii. W najbardziej zwykłym rodzaju drgań, ruch rurek przepływowych jest okresowym zginaniem ku sobie i od siebie wokół płaszczyzny symetrii. Wzbudzanie zapewnia się na ogół za pomocą siłownika, np. urządzenia elektromechanicznego, takiego jak wzbudnica akustyczna typu cewkowego, który popycha rurki przepływowe w sposób okresowy w fazach przeciwnych przy częstotliwości rezonansowej rurek.

Podczas przepływu materiału przez wibrujące rurki przepływowe, mierzy się ruch rurek przepływowych za pomocą przetworników ruchu (powszechnie nazywanych przetwornikami przesunięcia) w miejscach rozstawionych wzdłuż rurki przepływowej. Masowe natężenie przepływu można określać mierząc opóźnienie czasowe albo różnice faz pomiędzy ruchem w miejscach usytuowania przetworników przesunięcia. Wielkość mierzonego opóźnienia czasowego jest bardzo mała; często mierzona w nanosekundach. Dlatego konieczne jest, żeby sygnał wyjściowy przetwornika przesunięcia był bardzo dokładny. Dokładność przepływomierza masowego Coriolisa mogą pogarszać nieliniowości i asymetrie w konstrukcji przepływomierza albo niepożądany ruch powodowany siłami zewnętrznymi. Na przykład, przepływomierz masowy Coriolisa z niezrównoważonymi elementami może powodować zewnętrzne drgania swojej obudowy i dołączonego rurociągu z częstotliwością roboczą miernika. Sprzężenie pomiędzy pożądanymi drganiami rurki przepływowej a niepożądanymi drganiami zewnętrznymi całego miernika oznacza, że tłumienie zewnętrznych drgań miernika tłumi drgania rurki przepływowej oraz że sztywna podstawa miernika podwyższa częstotliwość przepływomierza, natomiast miękka podstawa miernika zmniejsza częstotliwość rurki przepływowej. Zmianę częstotliwości rurki przepływowej za pomocą sztywności podstawy obserwowano doświadczalnie w miernikach o wysokiej amplitudzie drgań zewnętrznych. Jest to problemem, ponieważ częstotliwość rurki przepływowej jest używana do określania gęstości płynu. Częstotliwość jest również wskaźnikiem sztywności rurki przepływowej. Zmiany sztywności rurki przepływowej spowodowane sztywności podstawy zmieniają współczynnik wzorcowania miernika. Bezpośrednie sprzężenie pomiędzy drganiami napędowymi i (za pośrednictwem drgań zewnętrznych) lokalnego środowiska powodują również niestabilny sygnał zerowy (sygnał przepływu, kiedy nie ma przepływu).

Niepożądane drgania zewnętrzne zakłócają sygnał wyjściowy miernika w stopniu zależnym od sztywności i tłumienia podstawy. Ponieważ właściwości podstawy są na ogół nieznane i mogą się zmieniać w zależności od czasu i temperatury, więc nie można skompensować oddziaływań niezrównoważonych elementów i mogą one znacznie wpływać na parametry miernika. Oddziaływania tych niezrównoważonych drgań i zmiany w podstawie są zmniejszane poprzez stosowanie konstrukcji przepływomierzy, które są zrównoważone. Wspomniane powyżej zrównoważone drgania dotyczą tradycyjnie tylko jednego kierunku drgań: kierunku Z. Kierunek Z jest tym kierunkiem, w jakim przemieszczają się rurki przepływowe, kiedy drgają w przeciwnych fazach. Często kierunek ten jest nazywany kierunkiem napędowym. Do innych kierunków mogą należeć kierunek X wzdłuż rurociągu i kierunek Y prostopadły do kierunków Z i kierunków. Ten układ współrzędnych odniesienia jest ważny i będzie powtarzalnie przywoływany.

PL 216 207 B1

Istnieją również wtórne źródła niepożądanych drgań w kierunku Y wynikające z geometrii rurki. Geometria rurki jest zazwyczaj taka, że środki mas rurek poruszają się ku sobie i od siebie wokół płaszczyzny symetrii. Zatem następuje przeważnie kasowanie momentu oscylacji na rurki (i płynu). W celu uniknięcia ruchu środków mas rurki w kierunku Y, każdy środek masy musi leżeć na swojej odpowiedniej płaszczyźnie, w której znajduje się jego oś zginania i jest równoległy do płaszczyzny symetrii. Płaszczyzny te będą nazywane płaszczyznami równoważenia. Jeżeli płaszczyzna symetrii jest pionowa, środki masy muszą leżeć bezpośrednio nad osiami zginania dla zapewnienia, że następuje kasowanie drgań w kierunku Y.

Istnieje również wtórna siła wibracyjna w kierunku Y wynikająca z elementu napędowego, przetworników przesunięcia i innych mas przymocowanych do wibrującej części rurek przepływowych. Dla uproszczenia, suma tych dodatkowych elementów wibrujących będzie przywoływana jako elementy wibrujące. Jeżeli środek masy elementów wibrujących przymocowanych do każdej rurki przepływowej jest odsunięty od tej płaszczyzny równowagi rurki, to jest wytwarzana siła wibracyjna w kierunku Y. Wynika to z tego, że ruch zginający rurek ma składnik rotacyjny. Jeżeli masa elementu napędowego jest odsunięta od płaszczyzny równowagi w kierunku Z, to składnik obrotowy ruchu rurki powoduje, że masa elementu napędowego ma składnik ruchu w kierunku Y. Źródło ruchu w kierunku Y można zrozumieć wizualizując skrajne odsunięcie masy. Jeżeli jakaś masa jest odsunięta od płaszczyzny równowagi o kąt 45 stopni (mierząc od osi zginania), to podczas jej drgania rotacyjny składnik ruchu powoduje jej równe przesunięcie w kierunku Y i Z. Równo przesunięte masy na dwóch wibrujących rurkach równoważą siły w kierunku Z, ale nie w kierunku Y.

W opisie EP nr 1 248 084 A1 ujawniono rozwiązanie tych problemów drgań w kierunku Y poprzez przytwierdzenie odsuniętej masy ku przeciwległej stronie rurki przepływowej niż masa elementu napędowego tak, żeby doprowadzić łączny środek masy na płaszczyznę równowagi rurki przepływowej.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr US 4 895 031 znane jest zamocowanie do czujnika dla przepływomierza Coriolisa, przeznaczonego do określania masowego natężenia przepływu płynów przepływających przez bliźniacze rurki wprawiane w wibracje za pomocą układu napędowego, które są odkształcane podczas przepływu płynu, zaś odkształcenie jest mierzone za pomocą czujnika. Zarówno elementu układu napędowego, jak i czujnik są mocowane na każdej z rurek przepływowych w taki sposób, aby konstrukcje stosowane do montażu elementów do rurek przepływowych miały środki ciężkości umieszczone na osiach, wokół których każda z rurek jest odkształcana pod wpływem generowanej siły Coriolisa.

Znane jest również z amerykańskiego opisu patentowego nr US 5 230 254 urządzenie w postaci przepływomierza Coriolisa do pomiaru masowego natężenia przepływu zawierające 12 równoległych względem siebie rurek przepływowych, przy czym dzięki symetrycznej geometrii i wyważonej wagowo charakterystyce układu mechanicznego przepływomierz jest niewrażliwy na wibracje w kierunku osi prostopadłych do osiowej osi symetrii przepływomierza.

Wtórne niezrównoważone siły wibracyjne można również wytwarzać w kierunku Z, nawet gdy masy są równe i usytuowane na płaszczyznach równowagi rurek przepływowych. Siły te, które są przedmiotem rozważań twórców wynalazku są wytwarzane, kiedy masy przymocowane do rurek przepływowych mają nierówne momenty bezwładności wokół linii łączących każde odpowiednie węzły końcowe rurki (nazywane dalej osiami zginania).

Przepływomierz Coriolisa, w skład którego wchodzą pierwsza rurka przepływowa i druga rurka przepływowa, wprawiane w drgania w przeciwnych fazach wokół płaszczyzny symetrii, układ napędowy wprawiający w drgania każdą z rurek przepływowych wokół osi zginania łączących węzły końcowe każdej rurki przepływowej, pierwsze elementy wibrujące zawierające pierwszy wibrujący element układu napędowego, korzystnie element cewkowy, przymocowany do pierwszej rurki przepływowej, drugie elementy wibrujące zawierające drugi wibrujący element układu napędowego, korzystnie element magnesowy, przymocowany do drugiej rurki przepływowej, przy czym pierwszy wibrujący element układu napędowego i drugi wibrujący element układu napędowego mają równoważne wymiary i takie położenia, w których moment bezwładności pierwszej rurki przepływowej plus pierwszy wibrujący element układu napędowego jest w przybliżeniu równy momentowi bezwładności drugiej rurki przepływowej plus drugi wibrujący element układu napędowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że oś zginania pierwszej rurki przepływowej i łączny środek masy pierwszej rurki przepływowej plus pierwszy wibrujący element układu napędowego, korzystnie zawierający element cewkowy, leżą na pierwszej płaszczyźnie równowagi, równoległej do płaszczyzny symetrii oraz oś zginania drugiej rurki przepływowej i łączny środek masy drugiej rurki przepływowej plus drugi wibrujący element ukła4

PL 216 207 B1 du napędowego, korzystnie zawierający element magnesowy, leżą na drugiej płaszczyźnie równowagi, równoległej do płaszczyzny symetrii.

Korzystnie, pierwsze i drugie wibrujące elementy układu napędowego są tak zwymiarowane, żeby miały w przybliżeniu równe masy.

Korzystnie, pierwszy wibrujący element układu napędowego zawiera element cewkowy elementu napędowego, przymocowany do pierwszej rurki przepływowej, zaś drugi wibrujący element układu napędowego zawiera element magnesowy elementu napędowego, przymocowany do drugiej rurki przepływowej i współosiowo zestrojony z elementem cewkowym.

Korzystnie, pierwsze elementy wibrujące zawierają ponadto pierwszy element przetwornika przesunięcia oraz drugie elementy wibrujące zawierają drugi element przetwornika przesunięcia.

Korzystnie, pierwszy element przetwornika przesunięcia jest przymocowany do pierwszej rurki przepływowej oraz drugi element przetwornika przesunięcia jest przymocowany do drugiej rurki przepływowej.

Korzystnie, pierwszy i drugi wibrujące elementy układu napędowego są tak zwymiarowane, że mają w przybliżeniu równe masy.

Sposób wyważania przepływomierza Coriolisa zawierającego pierwszą rurkę przepływową i drugą rurkę przepływową wprawiane w drgania w przeciwnych fazach wokół płaszczyzny symetrii, układ napędowy do wprawiania w drgania każdej z rurek przepływowych wokół osi zginania, łączących węzły końcowe każdej rurki przepływowej, pierwsze wibrujące elementy, zawierające pierwszy wibrujący element układu napędowego, a także drugie wibrujące elementy zawierające drugi wibrujący element układu napędowego, który ma równoważne wymiary z wymiarami pierwszego wibrującego elementu układu napędowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przymocowuje się za pomocą zgrzewania i/lub spawania pierwszy, wibrujący element układu napędowego, korzystnie zawierający element cewkowy, do pierwszej rurki przepływowej oraz drugi wibrujący element, korzystnie zawierający element magnesowy do drugiej rurki przepływowej, przy czym ustala się położenie pierwszego elementu wibrującego układu napędowego, korzystnie zawierającego element cewkowy i drugiego elementu wibrującego układu napędowego, korzystnie zawierającego element magnesowy, w którym łączny środek masy pierwszej rurki przepływowej i pierwszego wibrującego elementu układu napędowego leży na pierwszej płaszczyźnie równowagi, równoległej do płaszczyzny symetrii oraz łączny środek masy drugiej rurki przepływowej i drugiego wibrującego elementu układu napędowego leży na drugiej płaszczyźnie równowagi, równoległej do płaszczyzny symetrii, a ponadto moment bezwładności pierwszej rurki przepływowej plus pierwszy wibrujący element układu napędowego jest w przybliżeniu równy momentowi bezwładności drugiej rurki przepływowej plus drugi wibrujący element układu napędowego.

Korzystnie, ponadto wytwarza się pierwszy wibrujący element układu napędowego i drugi wibrujący element układu napędowego o w zasadzie równych masach.

Korzystnie, ponadto przy mocowaniu pierwszego wibrującego elementu układu napędowego, korzystnie zawierającego element cewkowy, elementu napędowego do pierwszej rurki przepływowej oraz mocowaniu drugiego wibrującego elementu układu napędowego, zawierającego element magnesowy elementu napędowego do drugiej rurki przepływowej zestraja się go współosiowo z elementem cewkowym.

Korzystnie, ponadto stosuje się pierwszy wibrujący element układu napędowego zawierający pierwszy element przetwornika przesunięcia oraz drugi wibrujący element układu napędowego zawierający drugi element przetwornika przesunięcia, przy czym mocuje się pierwszy element przetwornika przesunięcia do pierwszej rurki przepływowej oraz mocuje się drugi element przetwornika przesunięcia do drugiej rurki przepływowej.

Korzystnie, wytwarza się pierwszy i drugi element przetwornika przesunięcia o w przybliżeniu równych masach.

Korzystne skutki niniejszego wynalazku polegają na poprawie równowagi struktury przepływomierza Coriolisa poprzez skonstruowanie elementów wibracyjnych tak, że moment bezwładności każdego elementu jest równy momentowi bezwładności innego elementu napędowego. Wyrażenie na moment bezwładności obiektu jest następujące:

I = Ir r · δη = MR² (4) gdzie: I = moment bezwładności, m = masa, r = odległość od osi obrotu elementu do przyrostu masy δη, M = masa całkowita elementu, R = promień ruchu obrotowego elementu.

PL 216 207 B1

Na moment bezwładności silnie wpływa odległość (człon r), który jest członem kwadratowym. Dla elementu napędowego w przepływomierzu Coriolisa oś obrotu jest nieznana, ponieważ rurki głównie się zginają, a nie wirują. Na szczęście, dopóki geometria miernika jest symetryczna (równe masy na równych miejscach) wybór osi obrotu nie ma znaczenia. Według twierdzenia o równoległych osiach, moment bezwładności wokół osi jest równy momentowi bezwładności wokół osi równoległej przechodzącej przez środek masy plus masa razy odległość pomiędzy dwiema osiami do kwadratu. Jeżeli ustalimy równe momenty bezwładności dwóch elementów napędowych wokół dowolnych osi symetrycznych, to odległości od tych dowolnych osi do środka mas elementów napędowych są równe i, przy równych masach, następuje kasowanie członu równoległej osi. Oznacza to, że dla ustalenia równych momentów bezwładności elementów napędowych, trzeba tylko mieć środki masy usytuowane symetrycznie i momenty bezwładności wokół środków masy równe sobie.

Elementy składowe elementu napędowego i cewka ze swoimi elementami montażowymi są wytwarzane w sposób rozłożony tak, że masa magnesu i jej elementów montażowych jest równa masie cewki i jej elementów montażowych. Ponadto magnes i jego elementy oraz cewka i jej elementy są skonfigurowane i zamontowane tak, że środki masy tych elementów po połączeniu z ich odpowiednimi środkami masy rurek znajdują się na płaszczyznach równowagi rurek. Ich momenty bezwładności wokół ich środka mas są również wykonane tak, żeby były równe. Wytworzenie obu tych elementów (cewki i magnesu) tak, żeby miały równą masę i umieszczenie połączonych środków masy na płaszczyźnie równowagi przyczynia się do zmniejszenia niepożądanych drgań wewnątrz przepływomierza. Wytworzenie tych dwóch elementów tak, że mają równe momenty bezwładności, przyczynia się do dalszego zmniejszenia niepożądanych drgań.

Jednakże, czasami jest trudno ustalić równe momenty bezwładności tych elementów wokół ich środków masy. W takich sytuacjach można zastosować alternatywne podejście. Ponieważ zarówno masa, jak moment oddziałują na równowagę miernika w kierunku Z, mały moment bezwładności dla jednej rurki można zrównoważyć większą masą na tej samej rurce. W istocie rzeczy w technice tej stosuje się twierdzenie o osiach równoległych do zrównoważenia momentów bezwładności wokół osi obrotu (o przyjętym położeniu).

Podsumowując powyższe, można zauważyć, że element napędowy według wynalazku zawiera element magnesowy i element cewkowy. Można ponadto zauważyć, że elementy zawierające element magnesowy i urządzenie zawierające element cewkowy są wytwarzane i montowane na swoich odpowiednich rurkach przepływowych w taki sposób, że masa elementu napędowego jest równa masie elementu cewkowego; że element magnesowy i cewkowy mają swoje łączne (z rurką przepływową) środki masy na swoich odpowiednich płaszczyznach równowagi; oraz że element magnesowy i element cewkowy mają równe momenty bezwładności wokół ich środków masy. Montaż takiego cewkowego elementu napędowego do dolnej części pierwszej rurki przepływowej oraz montaż elementu magnesowego do dolnej części drugiej rurki przepływowej zapewnia dynamicznie zrównoważoną strukturę, która wprawia rurki przepływowe w drgania w przeciwnych fazach i hamuje wytwarzanie niepożądanych drgań wewnętrznych.

Dalej, według wynalazku, przetworniki przesunięcia są projektowane, wytwarzane i montowane na rurkach przepływowych w taki sam sposób jak opisano dla elementu napędowego. Innymi słowy, każdy przetwornik przesunięcia ma element magnesowy przymocowany do drugiej rurki przepływowej i elementy rozłożone, które są elementami zrównoważonymi dynamicznie, które nie przyczyniają się w sposób znaczący do wytwarzania niepożądanych sił wibracyjnych wewnątrz przepływomierza.

Jednym z aspektów wynalazku jest przepływomierz Coriolisa, w skład którego wchodzą: pierwsza rurka przepływowa i druga rurka przepływowa przystosowane do drgań w przeciwnych fazach wokół płaszczyzny symetrii, układ napędowy przystosowany do wprawiania w drgania każdej rurki przepływowej wokół osi łączących węzły końcowe każdej rurki przepływowej, pierwsze elementy wibrujące zawierające pierwszy wibrujący element układu napędowego przymocowany do wspomnianej pierwszej rurki przepływowej, a także drugie elementy wibrujące zawierające drugi wibrujący element układu napędowego przymocowany do wspomnianej drugiej rurki przepływowej. Wspomniane pierwszy i drugi wibrujące elementy układu napędowego mają równoważne wymiary i położenia takie, że momenty bezwładności wspomnianej pierwszej rurki przepływowej plus pierwszego wibrującego elementu układu napędowego są w przybliżeniu równe momentom bezwładności wspomnianej drugiej rurki przepływowej plus wspomnianego drugiego wibrującego elementu układu napędowego.

Wynalazek wyróżnia się tym, że węzły końcowe wspomnianej pierwszej rurki przepływowej i łączny środek masy wspomnianej pierwszej rurki przepływowej plus wspomnianego pierwszego wi6

PL 216 207 B1 brującego elementu układu napędowego leżą na pierwszej płaszczyźnie równowagi równoległej do wspomnianej płaszczyzny symetrii oraz węzły końcowe wspomnianej drugiej rurki przepływowej i łączny środek masy wspomnianej drugiej rurki przepływowej plus wspomnianego drugiego wibrującego elementu układu napędowego leżą na drugiej płaszczyźnie równowagi równoległej do wspomnianej płaszczyzny symetrii.

Zalecane jest, aby wspomniane pierwszy i drugi wibrujące elementy układu napędowego miały takie wymiary, żeby miały w przybliżeniu równe masy, a ponadto wspomniany pierwszy wibrujący element układu napędowego zawiera element cewkowy elementu napędowego przymocowany do wspomnianej pierwszej rurki przepływowej oraz wspomniany drugi wibrujący element układu napędowego zawiera element magnetyczny wspomnianego elementu napędowego przymocowany do wspomnianej drugiej rurki przepływowej i zestrojony współosiowo ze wspomnianym elementem cewkowym.

Dodatkowo, wspomniane pierwsze wibrujące elementy mogą zawierać ponadto pierwszy element przesunięcia i wspomniane drugie wibrujące elementy mogą zawierać drugi element przesunięcia, zaś wspomniany pierwszy element przesunięcia może być przymocowany do wspomnianej pierwszej rurki przepływowej oraz wspomniany drugi element przesunięcia może być przymocowany do wspomnianej drugiej rurki przepływowej.

Korzystnie, wspomniane pierwszy i drugi wibrujące elementy układu napędowego mają takie wymiary, żeby miały w przybliżeniu równe masy.

Wynalazek obejmuje także sposób wyważania przepływomierza Coriolisa odnoszący się do działania przepływomierza Coriolisa, w skład którego wchodzą pierwsza rurka przepływowa i druga rurka przepływowa przystosowane do drgań w przeciwnych fazach wokół płaszczyzny symetrii, układ napędowy przystosowany do wprawiania w drgania każdej rurki przepływowej wokół osi łączących węzły końcowe każdej rurki przepływowej.

Sposób obejmuje mocowanie pierwszych wibrujących elementów zawierających pierwszy wibrujący element układu napędowego do wspomnianej pierwszej rurki przepływowej, mocowanie drugich wibrujących elementów zawierających drugi wibrujący element układu napędowego do wspomnianej drugiej rurki przepływowej, nadawanie wymiarów i umieszczanie wspomnianych pierwszego i drugiego wibrujących elementów układu napędowego tak, żeby miały równoważny wymiar i położenie takie, że momenty bezwładności wspomnianej pierwszej rurki przepływowej plus wspomnianego pierwszego wibrującego elementu układu napędowego były w przybliżeniu równe momentowi bezwładności wspomnianej drugiej rurki przepływowej plus wspomnianego drugiego wibrującego elementu układu napędowego.

Ponadto, sposób według wynalazku obejmuje etapy umieszczania węzłów końcowych wspomnianej pierwszej rurki napędowej i łącznego środka masy wspomnianej pierwszej rurki przepływowej plus wspomnianego pierwszego wibrującego elementu układu napędowego na pierwszej płaszczyźnie równowagi równoległej do wspomnianej płaszczyzny symetrii oraz umieszczania węzłów końcowych wspomnianej drugiej rurki napędowej i łącznego środka masy wspomnianej drugiej rurki przepływowej plus wspomnianego drugiego wibrującego elementu układu napędowego na drugiej płaszczyźnie równowagi równoległej do wspomnianej płaszczyzny symetrii.

W zalecanym wariancie sposobu przewidziane jest nadawanie wymiarów wspomnianym pierwszemu i drugiemu wibrującym elementom układu napędowego tak, żeby miały w przybliżeniu równe masy.

Korzystnie, w skład tego sposobu wchodzą dodatkowo etapy mocowania wspomnianych pierwszych wibrujących elementów układu napędowego zawierających element cewkowy elementu napędowego do wspomnianej pierwszej rurki przepływowej oraz mocowania wspomnianych drugich wibrujących elementów układu napędowego zawierających element magnesowy wspomnianego elementu napędowego do wspomnianej drugiej rurki przepływowej i zestrojonej współosiowo ze wspomnianym elementem cewkowym.

Ponadto, zaleca się, aby wspomniany pierwszy wibrujący element układu napędowego zawierał dodatkowo pierwszy element przesunięcia i że w skład wspomnianego drugiego wibrującego elementu układu napędowego wchodzi ponadto drugi element przesunięcia, przy czym w skład wspomnianego sposobu wchodzą ponadto etapy mocowania pierwszego elementu przesunięcia do wspomnianej pierwszej rurki przepływowej oraz mocowania drugiego elementu przesunięcia do wspomnianej drugiej rurki przepływowej.

Korzystnie, w skład tego sposobu wchodzi takie nadawanie wymiarów wspomnianym pierwszemu i drugiemu elementowi przesunięcia, żeby miały w przybliżeniu równe masy.

PL 216 207 B1

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia konwencjonalny, znany z dotychczasowego stanu techniki, przepływomierz Coriolisa, fig. 2 - typowy element napędowy do znanego z dotychczasowego stanu techniki przepływomierza Coriolisa, fig. 3 - przepływomierz Coriolisa w przykładzie wykonania według wynalazku, w rzucie perspektywicznym, fig. 4 - przepływomierz Coriolisa z fig. 4, z usuniętą częściowo powłoką zewnętrzną, fig. 5 - rurki przepływowe i pręty kotwiczące przepływomierza Coriolisa z fig. 3, fig. 6 - element napędowy D przepływomierza Coriolisa z fig. 3, w rzucie perspektywicznym, fig. 7 - rurki przepływowe z fig. 4, przymocowane do elementów napędowych w przykładzie wykonania według wynalazku, w przekroju pionowym, fig. 8 - szczegóły elementu napędowego D przymocowanego do pierwszej i drugiej rurki przepływowej oraz fig. 9 - szczegóły przetworników przesunięcia i sposób, w jaki są one umocowane do rurek przepływowych.

Szczegółowy opis wynalazku

Na figurach 1-9 i w poniższym opisie przedstawiono konkretne przykłady mające na celu wykazanie osobom biegłym w tej dziedzinie sposobu wytwarzania i używania najlepszego układu według wynalazku. Dla celów wskazania zasad wynalazku uproszczono lub pominięto niektóre konwencjonalne aspekty. Osoby biegłe w tej dziedzinie zorientują się w możliwych odmianach tych przykładów, które mieszczą się w zakresie wynalazku. Osoby biegłe w tej dziedzinie zorientują się, że opisane poniżej właściwości można łączyć ze sobą na różne sposoby w celu utworzenia wielu odmian wynalazku. W wyniku tego wynalazek nie jest ograniczony do opisanych poniżej konkretnych przykładów, ale tylko przez zastrzeżenia i ich równoważniki.

Na figurze 1 pokazano przepływomierz Coriolisa 5 zawierający zespół 10 przepływomierza i zespół elektronicznego 120 miernika. Zespół 120 elektronicznego miernika jest połączony z zespołem przepływomierza 10 za pomocą przewodów 100 dla zapewnienia gęstości, masowego natężenia przepływu, objętościowego natężenia przepływu, sumarycznego przepływu masowego, temperatury i innych informacji po ścieżce 126. Powinno być oczywiste dla osób biegłych w tej dziedzinie, że wynalazek można używać w dowolnego typu przepływomierzach Coriolisa bez względu na liczbę elementów napędowych, rurek przepływowych lub trybu roboczego drgań (wibracji).

W skład zespołu miernika 10 wchodzi para kołnierzy 101 i 101'; kolektory 102 i 102'; element napędowy D; czujniki przetwornika przesunięcia LPO, RPO; oraz rurki przepływowe 103A i 103B. Element napędowy D i czujniki przetwornika przesunięcia 105 i 105' są połączone z rurkami przepływowymi 103A i 103B.

Kołnierze 101 i 101' są przymocowane do kolektorów 102 i 102' . Kolektory 102 i 102' są przymocowane do przeciwległych końców elementu dystansowego 106. Element dystansowy 106 utrzymuje odstęp pomiędzy kolektorami 102 i 102' w celu zapobiegnięcia niepożądanym wibracjom w rurkach przepływowych 103A i 103B. Kiedy zespół przepływomierza 10 jest włożony w układ rurociągowy (nie pokazany), w którym płynie materiał, który jest mierzony, materiał wpływa w zespół przepływomierza 10 przez kołnierz 101, przepływa przez kolektor wlotowy 102, który kieruje całą ilość materiału do wlotów rurek przepływowych 103A i 103B, płynie przez rurki przepływowe 103A i 103B i wraca do kolektora wylotowego 102', którym wypływa z zespołu miernika 10 przez kołnierz 101'.

Rurki przepływowe 103A i 103B są wybrane i odpowiednio zmontowane z kolektorem wlotowym 102 i kolektorem wylotowym 102' tak, żeby otrzymać w przybliżeniu taki sam rozkład masy, momentów bezwładności oraz modułów sprężystości względem osi zginania, odpowiednio W-W i W'-W'. Te osie zawierają węzły końcowe rurek (punkty stacjonarne) dla każdej rurki przepływowej. Rurki przepływowe biegną na zewnątrz z kolektorów w sposób w przybliżeniu równoległy.

Rurki przepływowe 103A-B są napędzane przez element napędowy D w przeciwnych fazach względem ich odpowiednich osi zginania W i W' i, jak to się nazywa, w pierwszym trybie zginania przepływomierza. W skład elementu napędowego może wchodzić jedno z wielu dobrze znanych urządzeń, takie jak magnes zamontowany do rurki przepływowej 103A i znajdująca się naprzeciwko cewka zamontowana do rurki przepływowej 103B. Przez przeciwległą cewkę przepuszcza się prąd przemienny w celu wywołania oscylacji obu rurek w przeciwnych fazach. Odpowiedni sygnał napędowy jest doprowadzany przez zespół elektroniczny 120 miernika za pomocą przewodu 110 do elementu napędowego D. Opis na fig. 1 służy głównie jako przykład działania przepływomierza Coriolisa i nie jest przeznaczony do ograniczania istoty niniejszego wynalazku.

Zespół elektroniczny 120 miernika przenosi sygnały z czujnika, odpowiednio, na przewody 111 i 111'. Zespół elektroniczny 120 miernika wytwarza sygnał napędowy w przewodach 110, który powoduje, że element napędowy D wywołuje oscylacje rurek przepływowych 103A i 103B w przeciwnych

PL 216 207 B1 fazach. Zespół elektroniczny 120 miernika przetwarza lewy i prawy sygnał prędkości z przetworników przesunięcia LPO, RPO w celu obliczenia masowego natężenia przepływu. Ścieżka 126 zapewnia środki wejściowe i wyjściowe, co umożliwia zespołowi elektronicznemu 120 współdziałanie z operatorem.

Na figurze 2 pokazano układ napędowy D w zalecanym przykładzie wykonania przepływomierza Coriolisa 5. W zalecanym przykładzie wykonania, element napędowy D będący zespołem cewki i magnesu. Osoba biegła w tej dziedzinie zauważy, że można stosować inne typy układów napędowych, takie jak piezoelektryczny.

W skład elementu napędowego D wchodzi zespół magnesowy 210 i zespół cewkowy 220. Wsporniki 211 wychodzą na zewnątrz w przeciwległych kierunkach od zespołu magnesowego 210 i zespołu cewkowego 220. Wsporniki 211 są skrzydełkami, które wychodzą na zewnątrz z płaskiej podstawy i mają w przybliżeniu krzywoliniową krawędź 290 na spodniej stronie, która jest uformowana tak, żeby wchodziła w nią rurka przepływowa 103A lub 103B. Zakrzywiona krawędź 290 wsporników 211 jest następnie spawana lub w inny sposób mocowana do rurek przepływowych 103A i 103B w celu przymocowania elementu napędowego D do przepływomierza Coriolisa 5.

Zespół magnesowy 210 ma zworę 202 magnesu jako podstawę. Wsporniki 211 wychodzą z pierwszej strony zwory 202 magnesu. Ściany 213 i 214 wychodzą na zewnątrz z zewnętrznych krawędzi drugiej strony zwory 202 magnesu. Ściany 213 i 214 sterują kierunkiem pola magnetycznego magnesu 203 w kierunku prostopadłym do zwojów cewki 204.

Magnes 203 jest w przybliżeniu magnesem cylindrycznym mającym pierwszy i drugi koniec. Magnes 203 jest wstawiony w tuleję magnesu (nie pokazaną). Tuleja magnesu i magnes 203 są przymocowane do drugiej powierzchni zwory 202 magnesu w celu osadzenia magnesu 203 w zespole 210 magnesu. Typowo, magnes 203 ma biegun (nie pokazany) przymocowany do jego drugiej strony. Biegun magnesu (niepokazany) jest kapturkiem wstawionym w drugi koniec magnesu 203 w celu kierowania pól magnetycznych w cewkę 204.

W skład zespołu cewkowego 220 wchodzi cewka 204 i szpulka 205 cewki. Szpulka 205 cewki jest przymocowana do wspornika 211. Szpulka 205 cewki ma korpus wystający z pierwszej powierzchni, wokół której jest nawinięta cewka 204. Cewka 204 jest zamontowana na szpulce 205 cewki naprzeciwko magnesu 203. Cewka 204 jest połączona z przewodem 110, którym płyną do cewki 204 prądy przemienne. Prądy przemienne powodują, że cewka 204 i magnes 203 przyciągają i odpychają się nawzajem, co z kolei powoduje oscylacje rurek przepływowych 103A i 103B w kierunkach przeciwległych do siebie.

Na figurze 3 pokazano przepływomierz Coriolisa 300 w przykładzie wykonania według wynalazku. W skład przepływomierza 300 wchodzi element dystansowy 303 obejmujący dolną część rurek przepływowych 301, 302, które są połączone wewnętrznie na swoich lewych końcach z kołnierzem 304 za pośrednictwem jego szyjki 308 i które są połączone na swoich prawych końcach za pośrednictwem szyjki 320 z kołnierzem 305 i kolektorem 307. Na fig. 3 pokazano również wylot 306 kołnierza 305, lewy przetwornik przesunięcia LPO, prawy przetwornik przesunięcia RPO i element napędowy D. Prawy przetwornik przesunięcia RPO jest pokazany z pewną szczegółowością i zawiera strukturę magnesową 315 i strukturę cewkową 316. Element 314 znajdujący się u dołu elementu dystansowego 303 kolektora jest otworem, W który mogą wchodzić przewody 100 zespołu elektronicznego 120 miernika, które biegną do wnętrza elementu napędowego D i przetworników przesunięcia LPO i RPO. Przepływomierz 300 jest przystosowany w trakcie używania do łączenia za pośrednictwem kołnierzy 304 i 305 z rurociągiem lub podobnym zespołem.

Na figurze 4 pokazano przepływomierz 300 w częściowym przekroju perspektywicznym. Na rzucie tym usunięto przednią część elementu dystansowego 303 kolektora tak, że można zobaczyć wewnętrzne części względem elementu dystansowego kolektora. Do części, które pokazano na fig. 4, ale nie na fig. 3, należą zewnętrzne końcowe pręty wspornikowe 401 i 404, wewnętrzne pręty wspornikowe 402 i 403, prawe końcowe otwory wylotowe 405 i 412 rurek przepływowych, rurki przepływowe 301 i 302, zakrzywione sekcje 414, 415, 416 i 417 rurek przepływowych. W trakcie używania, rurki przepływowe 301 i 302 drgają wokół swoich osi zginania W i W'. Zewnętrzne końcowe pręty wspornikowe 401 i 404 oraz wewnętrzne pręty wspornikowe 402 i 403 pomagają określić położenie osi zginania W i W'. Element 406 jest uchwytem montażowym dla przewodów przymocowanych do elementu napędowego D i przetworników przesunięcia LPO i RPO, których nie pokazano na fig. 4 w celu minimalizacji złożoności. Powierzchnia 411 jest wlotem przepływomierza; powierzchnia 306 jest wylotem przepływomierza.

PL 216 207 B1

Elementy 405 i 412 są wewnętrzną powierzchnią prawych końców rurek przepływowych 301 i 302. Pokazano, że osie zginania W i W' biegną wzdłuż długości przepływomierza 300.

Na figurze 5 przedstawiono rzut czołowy rurek przepływowych 301 i 302, które pokazano jako odchylone na zewnątrz od siebie pod wpływem elementu napędowego D (którego nie pokazano na fig. 5) . Na fig. 5 pokazano również zarówno wewnętrzne pręty wspornikowe 402 i 403, jak i zewnętrzne pręty wspornikowe 401 i 404 wraz z otworami wylotowymi 405 i 412. Wygląd odchylenia na zewnątrz rurek przepływowych 301, 302 pokazano w przesadzie dla ułatwienia zrozumienia jego działania. W trakcie używania odchylenia rurek przepływowych przez element napędowy D są tak małe co do wielkości, że nie można ich wykryć ludzkim okiem. Pokazano również osie zginania W i W' dla rurek przepływowych 301 i 302.

Na figurze 6 pokazano element napędowy D, który ma sekcję cewkową lub element cewkowy C i sekcję magnesową lub element magnesowy M. Sekcję cewkową C pokazano jako mającą koniec 601 śruby (nie pokazanej), który biegnie osiowo przez całą sekcję cewkową C. Powierzchnia 614 jest osiowym zewnętrznym końcem sekcji cewkowej C. Element 602 jest elementem dystansowym cewki, który otacza sekcję cewkową C. Powierzchnia 603 jest m elementem dystansowym. Element 604 podtrzymuje przewody (niepokazane), które są połączone z końcami uzwojenia cewki sekcji cewkowej C. Element 605 jest zewnętrzną powierzchnią szpulki cewki. Element 606 jest powierzchnią, wokół której są nawinięte przewody sekcji cewkowej C. Elementem 608 są przewody zawierające sekcję cewkową C.

W skład prawej sekcji magnesowej wchodzi zwora 609, cylindryczny wspornik magnesowy 610, który otacza wewnętrzny magnes, powierzchnia przejściowa 612, przeciwwaga i wsporniki 613 magnesu oraz powierzchnia 611 na lewym końcu wspornika 613 magnesu.

W trakcie używania cewka 608 jest zasilana sinusoidalnym sygnałem z zespołu elektronicznego 120 miernika przewodami 110. Pole wytwarzane przez zasilaną cewkę 608 współdziała z polem magnetycznym na końcu magnesu w celu wywołania osiowego ruchu elementu cewkowego C i elementu magnesowego M w przeciwnych fazach pod wpływem sygnału zasilającego z zespołu elektronicznego 120 miernika. W trakcie tego działania, prawa część końcowa elementu cewkowego C na fig. 6 zawierająca cewkę 608 i powierzchnia 607 poruszają osiowo tam i z powrotem zworę 609 magnesu. Jak pokazano na fig. 8, górna powierzchnia elementu dystansowego 602 cewki jest przymocowana do dolnej powierzchni rurki przepływowej 301. W podobny sposób górna powierzchnia wspornika 610 magnesu jest przymocowana do dolnej powierzchni rurki przepływowej 302. Oscylacyjny ruch elementu cewkowego i elementu magnesowego elementu napędowego D powoduje podobny ruch oscylacyjny rurek przepływowych 301 i 302 w celu wprawienia ich w drgania w przeciwnych fazach pod wpływem sygnału napędowego na ścieżce 110.

Na figurze 7 przedstawiono rurki przepływowe 301 i 302 w przekroju poprowadzonym wokół ich środkowej części osi wzdłużnej jak również przekrój przez elementy elementu cewkowego C, elementu magnesowego M, elementu napędowego D. Górna powierzchnia elementu dystansowego cewki 602 jest przymocowana do dolnej powierzchni rurki przepływowej 301. Górna powierzchnia elementu wspornikowego 610 magnesu jest przymocowana do dolnej powierzchni rurki przepływowej 302. Element dystansowy cewki 602 i wspornik magnesowy 610 mogą być przymocowane do rurek przepływowych techniką lutowania twardego i/lub spawania punktowego. Wewnątrz dystansowego elementu 602 cewki znajduje się śruba 701 z końcem 601, która biegnie do wewnątrz przez element dystansowy 603 i kończy się w elemencie 606. Element 606 jest przymocowany do elementu 704, który zawiera powierzchnię, wokół której jest nawinięta cewka 608 z fig. 6.

Element magnesowy M elementu napędowego D zawiera na swoim zewnętrznym prawym końcu element 702. Lewy koniec magnesu M ma postać elementu 703; środkowa część magnesu M jest elementem 710. Prawa część stanowiąca element 702 znajduje się wewnątrz przeciwwagi 613. Kiedy cewka składowa C elementu napędowego D jest zasilana, prawa część elementu cewkowego C i lewa część 703 elementu magnesowego M drgają osiowo do wewnątrz i na zewnątrz względem siebie i takie działanie powoduje podobne drgania do wewnątrz i na zewnątrz rurek przepływowych 301 i 302.

Kiedy element napędowy D wprawia w drgania rurki przepływowe 301 i 302, rurka przepływowa 301 drga wokół osi zginania W', przy czym równocześnie rurka przepływowa 302 drga wokół osi zginania W. Pokazano to wyraźniej na fig. 4 i 5. Linia pionowa 716 znajduje się W płaszczyźnie równowagi dla rurki przepływowej 301. W płaszczyźnie równowagi i linii pionowej 716 znajduje się oś zginania W', przy czym płaszczyzna ta jest równoległa do płaszczyzny symetrii 708. Pionowa linia 717 znajduje się w płaszczyźnie równowagi dla rurki przepływowej 302. W płaszczyźnie równowagi z linią

PL 216 207 B1 pionową 717 znajduje się oś zginania W, przy czym płaszczyzna ta jest również równoległa do płaszczyzny symetrii 708, która znajduje się w połowie odległości pomiędzy płaszczyznami równowagi zawierającymi pionowe linie 716 i 717.

Rurki przepływowe 301 i 302 drgają podobnie jak kamerton wokół ich odpowiednich osi zginania W' i W. Jednakże, same dwie rurki przepływowe nie są strukturą doskonale wyważoną dynamicznie i dlatego można przyjąć, że wytwarzają niski poziom niepożądanych drgań wewnątrz przepływomierza Coriolisa, którego stanowią część.

Na figurze 7 pokazano osie zginania W' i W usytuowane nieco wewnętrznie w stosunku do osi centralnych 706 i 707 rurek przepływowych 301 I 302. Te osie zginania W' i W znajdują się często na osiach centralnych 706 i 707 rurek przepływowych. Jednakże, według niniejszego wynalazku, jak pokazano na fig. 7, osie zginania W' i W są pokazane w pewnym odstępie od osi centralnych 706 i 707 rurek przepływowych, ze względu na masę i sztywność struktur, do których są przymocowane. Środki mas 712 i 715 rurek przepływowych (pomijając przymocowane elementy) znajdują się na osiach centralnych 706 i 707 rurek. Ponieważ rurki wyginają się do wewnątrz, ich środki masy 715 i 712 przemieszczają się po obwodowych drogach wokół osi zginania W' i W. Zatem, można zauważyć, że w miarę jak środki mas zbliżają się do swoich odpowiednich płaszczyzn równowagi 716 i 717, również one przemieszczają się nieco ku górze. Podobnie, w miarę jak środki masy 715 i 712 rurek przepływowych przemieszczają się od swoich odpowiednich płaszczyzn równowagi 716 i 717, przemieszczają się one w dół. O ile nie zostaną zrównoważone, ten pionowy ruch środków masy 715 i 712 rurek mógłby spowodować wstrząsy miernika w kierunku Y.

Element napędowy typowego przepływomierza również ma masę, która jest dynamicznie niewyważona, kiedy jest przymocowana do rurek przepływowych typowego przepływomierza Coriolisa. Taki element napędowy pokazano na fig. 2 i można go zobaczyć jako zawierający pierwszą strukturę 220, która jest przymocowana do pierwszej rurki przepływowej i drugą strukturę 210, która jest przymocowana do drugiej rurki przepływowej. Taki element napędowy dodaje znaczną masę do struktury drgającej rurek przepływowych. Również ten element napędowy dodaje masę w taki sposób, że całość tej masy znajduje się w przestrzeni pomiędzy dwiema rurkami przepływowymi. W skład tej masy wchodzą elementy 204, 203, 205, 213 i 214 elementu napędowego z fig. 2.

Jeżeli struktura elementu napędowego z fig. 2 zostałaby dodana do rurek przepływowych 301, 302, zamiast elementu napędowego według wynalazku, istnieje prawdopodobieństwo, że przepływomierz pozostałby niezrównoważony, ponieważ środki mas elementów elementu napędowego z fig. 2 znalazłyby się pomiędzy środkami promieniowymi, tj. osiami centralnymi 706 i 707 rurek przepływowych 301 i 302. Te środki masy leżałyby daleko od wewnętrznej strony płaszczyzny równowagi 716 i 717. Ze względu na to położenie, środki masy elementów elementu napędowego mogłyby przemieścić się w dół, kiedy rurki przemieszczałyby się ku sobie i w górę, kiedy przemieszczałyby się od siebie. Mogłoby to skasować niewyważenie dynamiczne w kierunku y samych rurek, ale, niestety, w przypadku znanych dotychczas elementów napędowych, efekt odsadzenia elementu napędowego przewyższa efekt odsadzenia środka masy rurki przepływowej od płaszczyzny równowagi. To niewyważenie dynamiczne mogłoby z kolei wytworzyć znaczną ilość niepożądanych drgań w takim przepływomierzu.

Element napędowy D według wynalazku zawiera element cewkowy C i element magnesowy M, które są przymocowane do dolnej części odpowiedniej jednej z rurek przepływowych 301 i 302 w taki sposób, aby umożliwić rurkom przepływowym działanie z minimalnymi niepożądanymi drganiami. Osiąga się to według wynalazku konstruując, wytwarzając i konfigurując element cewkowy C i element magnesowy tak, że każdy z nich zawiera dynamicznie wyważoną strukturę mającą równe i identyczne właściwości bezwładnościowe. Elementy są przymocowane indywidualnie do dolnej części rurki przepływowej 301 i 302. Są one usytuowane w osiowym zestrojeniu ze sobą tak, że magnes ma wspólną oś centralną, która umożliwia dwóm elementom drgania w przeciwnych fazach wzdłuż ich wspólnej osi. Przymocowanie napędowego elementu cewkowego C z jego środkiem masy 718 do rurki przepływowej 301 z jej środkiem masy 715 wytwarza łączny środek masy 727, który leży na płaszczyźnie równowagi 716. Podobnie, przymocowanie napędowego elementu magnesowego M z jego środkiem masy 713 do rurki przepływowej 302 z jej środkiem masy 712 wytwarza łączny środek masy 714, który leży na płaszczyźnie równowagi 717. Umieszczenie łącznych środków masy na płaszczyznach równowagi 716 i 717 zapewnia, że dodatkowe elementy nie zakłócają równowagi wibracyjnej miernika, a zatem nie wytwarzają żadnych niepożądanych drgań w kierunku Y.

PL 216 207 B1

Element cewkowy C i element magnesowy M elementu napędowego są skonstruowane, wytwarzane i skonfigurowane tak, żeby miały właściwości wibracyjne opisane poniżej. Po pierwsze, masa elementu cewkowego C jest wykonana tak, żeby była równa masie elementu magnesowego M elementu napędowego D. Środek masy 718 cewki i środek masy 713 magnesu są takie, żeby znajdowały się w równej odległości od osi zginania W' i W. Następnie, moment bezwładności jest skonfigurowany dla elementu cewkowego C i elementu magnesowego M tak, żeby moment bezwładności każdego z nich był w przybliżeniu równy. Moment bezwładności każdego z tych elementów może być wyrażony wzorem:

I = I r³ · δη (4) gdzie: I = moment bezwładności elementu, m = masa każdego elementu przyrostowego, r = odległość każdego elementu przyrostowego od środka masy elementu.

W końcu, środek masy każdego elementu napędowego, tj. elementu cewkowego C i elementu magnesowego M jest umieszczony tak, żeby łączne środki masy każdego elementu napędowego i odpowiadającej mu rurki przepływowej znajdowały się na płaszczyznach równowagi 716 i 717. Skonstruowanie elementu napędowego według tych zasad zapewnia dynamicznie wyważoną strukturę, która umożliwia wprawianie rurek przepływowych w drgania w przeciwnych fazach z równoczesnym unikaniem wytwarzania niepożądanych drgań.

Na figurze 8 przedstawiono szczegóły elementu napędowego D z fig. 6 i 7, kiedy jest przymocowany do dolnych części rurek przepływowych 301 i 302. Na fig. 8 pokazano koniec 601 śruby, która przechodzi przez element cewkowy (cewkę). Ponadto, pokazano na nim powierzchnię końcową 614 sekcji cewkowej i pokrywę 602 elementu dystansowego cewki, powierzchnię 603 cewki, zacisk 604 przewodów. Na fig. 8 pokazano również elementy 609, 610, 612 i 613 elementu magnesowego M. Na fig. 8 pokazano przewody 806 i 807 wychodzące ze wspornika 802 do końcówek 604 cewki. Przewody 806 i 807 są połączone przewodami 110 (nie pokazanymi) w celu doprowadzania sygnału zasilającego 110 z zespołu elektronicznego 120 miernika do sekcji cewkowej C. Wsporniki 801, 802, 803, 804 i 805 są wspornikami montażowymi do podtrzymywania przewodów 806 i 807. Element dystansowy 610 magnesu jest przymocowany do dolnej części rurki przepływowej 302 w taki sam sposób jak element dystansowy 602 cewki jest przymocowany do dolnej części rurki przepływowej 301.

Opis fig. 9

Na figurze 9 pokazano kolejne szczegóły przetworników przesunięcia RPO i LPO z fig. 3, przymocowanych do górnej części rurek przepływowych 301 i 302. Każdy z przetworników przesunięcia ma element cewkowy C i element magnesowy M w taki sam sposób, jak w elemencie napędowym D. Element cewkowy C ma element dystansowy 315 przymocowany do górnej części rurki przepływowej 301; element magnesowy M ma element dystansowy 316 przymocowany do górnej części rurki przepływowej 302. Przetwornik przesunięcia RPO ma przewody 907, które są połączone ze ścieżkami przewodzącymi 111 i 111' z fig. 1 za pomocą środków nie pokazanych szczegółowo na fig. 9. Przewody te są podtrzymywane za pomocą wspornika 906. Element cewkowy C ma element 902 i 904 do podtrzymywania przewodów cewki, jak również ma ponadto osiowo wewnętrzną powierzchnię końcową 903. Element magnesowy M ma wewnętrzną część końcową 905, która odpowiada elementowi 609 elementu magnesowego M z fig. 6.

Przetworniki przesunięcia RPO i LPO są skonstruowane, skonfigurowane i wykonane w taki sam sposób jak opisano dla elementu napędowego tak, że każdy element ma równe masy, środki mas na płaszczyznach równowagi i równe momenty bezwładności. Zapewnia to, że części przetworników przesunięcia zawierają dynamicznie wyważone struktury, które mogą być przymocowane do rurek przepływowych jak pokazano tak, żeby umożliwić działanie rurek przepływowych w sposób, który nie wytwarza niepożądanych drgań.

Wyraźnie można zrozumieć, że zastrzeżony wynalazek nie ma być ograniczony do opisu zalecanego przykładu wykonania wynalazku, ale obejmuje inne modyfikacje i odmiany mieszczące się w zakresie istoty idei według wynalazku.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Przepływomierz Coriolisa, w skład którego wchodzą pierwsza rurka przepływowa i druga rurka przepływowa, wprawiane w drgania w przeciwnych fazach wokół płaszczyzny symetrii, układ napę12

   PL 216 207 B1 dowy wprawiający w drgania każdą z rurek przepływowych wokół osi zginania łączących węzły końcowe każdej rurki przepływowej, pierwsze elementy wibrujące zawierające pierwszy wibrujący element układu napędowego, korzystnie element cewkowy, przymocowany do pierwszej rurki przepływowej, drugie elementy wibrujące zawierające drugi wibrujący element układu napędowego, korzystnie element magnesowy, przymocowany do drugiej rurki przepływowej, przy czym pierwszy wibrujący element układu napędowego i drugi wibrujący element układu napędowego mają równoważne wymiary i takie położenia, w których moment bezwładności pierwszej rurki przepływowej plus pierwszy wibrujący element układu napędowego jest w przybliżeniu równy momentowi bezwładności drugiej rurki przepływowej plus drugi wibrujący element układu napędowego, znamienny tym, że oś zginania (W) pierwszej rurki przepływowej (301) i łączny środek masy (727) pierwszej rurki przepływowej (301) plus pierwszy wibrujący element układu napędowego; korzystnie zawierający element cewkowy (C) leżą na pierwszej płaszczyźnie równowagi (716), równoległej do płaszczyzny symetrii (708) oraz oś zginania (W') drugiej rurki przepływowej (302) i łączny środek masy (714) drugiej rurki przepływowej (301) plus drugi wibrujący element (M) układu napędowego, korzystnie zawierający element magnesowy (M), leżą na drugiej płaszczyźnie równowagi (717), równoległej do płaszczyzny symetrii (708).
2. 2. Przepływomierz Coriolisa według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsze i drugie wibrujące elementy układu napędowego są tak zwymiarowane, żeby miały w przybliżeniu równe masy.
3. 3. Przepływomierz Coriolisa według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy wibrujący element układu napędowego zawiera element cewkowy (C) elementu napędowego, przymocowany do pierwszej rurki przepływowej (301), zaś drugi wibrujący element układu napędowego zawiera element magnesowy (M) elementu napędowego, przymocowany do drugiej rurki przepływowej (302) i współosiowo zestrojony z elementem cewkowym (C).
4. 4. Przepływomierz Coriolisa według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsze elementy wibrujące zawierają ponadto pierwszy element przetwornika przesunięcia (602) oraz drugie elementy wibrujące zawierają drugi element przetwornika przesunięcia (610).
5. 5. Przepływomierz Coriolisa według zastrz. 4, znamienny tym, że pierwszy element przetwornika przesunięcia (602) jest przymocowany do pierwszej rurki przepływowej (301) oraz drugi element przetwornika przesunięcia (610) jest przymocowany do drugiej rurki przepływowej (302).
6. 6. Przepływomierz Coriolisa według zastrz. 5, znamienny tym, że pierwszy i drugi wibrujące elementy układu napędowego są tak zwymiarowane, że mają w przybliżeniu równe masy.
7. 7. Sposób wyważania przepływomierza Coriolisa zawierającego pierwszą rurkę przepływową i drugą rurkę przepływową wprawiane w drgania w przeciwnych fazach wokół płaszczyzny symetrii, układ napędowy do wprawiania w drgania każdej z rurek przepływowych wokół osi zginania, łączących węzły końcowe każdej rurki przepływowej, pierwsze wibrujące elementy, zawierające pierwszy wibrujący element układu napędowego, a także drugie wibrujące elementy zawierające drugi wibrujący element układu napędowego, który ma równoważne wymiary z wymiarami pierwszego wibrującego elementu układu napędowego, znamienny tym, że przymocowuje się za pomocą zgrzewania i/lub spawania pierwszy wibrujący element układu napędowego, korzystnie zawierający element cewkowy (C), do pierwszej rurki przepływowej (301) oraz drugi wibrujący element, korzystnie zawierający element magnesowy (M) do drugiej rurki przepływowej (302), przy czym ustala się położenie pierwszego elementu wibrującego układu napędowego, korzystnie zawierającego element cewkowy (C) i drugiego elementu wirującego układu napadowego, korzystnie zawierającego element magnesowy (M), w którym łączny środek masy (727) pierwszej rurki przepływowej (301) i pierwszego wibrującego elementu układu napędowego leży na pierwszej płaszczyźnie równowagi (716), równoległej do płaszczyzny symetrii (708) oraz łączny środek masy (714) drugiej rurki przepływowej (302) i drugiego wibrującego elementu układu napędowego leży na drugiej płaszczyźnie równowagi (717), równoległej do płaszczyzny symetrii (708), a ponadto moment bezwładności pierwszej rurki przepływowej (301) plus pierwszy wibrujący element układu napędowego jest w przybliżeniu równy momentowi bezwładności drugiej rurki przepływowej (302) plus drugi wibrujący element układu napędowego.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że ponadto wytwarza się pierwszy wibrujący element układu napędowego i drugi wibrujący element układu napędowego o w zasadzie równych masach.
9. 9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że ponadto przy mocowaniu pierwszego wibrującego elementu układu napędowego, korzystnie zawierającego element cewkowy (C), elementu napędowego do pierwszej rurki przepływowej (301) oraz mocowaniu drugiego wibrującego elementu ukłaPL 216 207 B1 du napędowego, zawierającego element magnesowy (M) elementu napędowego do drugiej rurki przepływowej (302) zestraja się go współosiowo z elementem cewkowym (C).
10. 10. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że ponadto stosuje się pierwszy wibrujący element układu napadowego zawierający pierwszy element (602) przetwornika przesunięcia oraz drugi wibrujący element układu napędowego zawierający drugi element (610) przetwornika przesunięcia, przy czym mocuje się pierwszy element (602) przetwornika przesunięcia do pierwszej rurki przepływowej (301) oraz mocuje się drugi element (610) przetwornika przesunięcia do drugiej rurki przepływowej (302).
11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że wytwarza się pierwszy i drugi element (602, 610) przetwornika przesunięcia o w przybliżeniu równych masach.