本發(fā)明屬于自動(dòng)計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，披露了一種變量程科氏力質(zhì)量流量計(jì)及變量程方法。

背景技術(shù)：

流量計(jì)量是計(jì)量科學(xué)技術(shù)的組成部分之一，它與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究有密切的關(guān)系，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都具有重要的作用，特別是在能源危機(jī)、工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度愈來(lái)愈高的當(dāng)今時(shí)代，流量計(jì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用更加明顯。

流量計(jì)用于指示被測(cè)流量和(或)在選定的時(shí)間間隔內(nèi)流體總量的儀表，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是用于測(cè)量管道或明渠中流體流量的一種儀表。流體的體積是流體溫度和壓力的函數(shù)，是一個(gè)因變量，而流體的質(zhì)量是一個(gè)不隨時(shí)間、空間溫度、壓力的變化而變化的量。流量計(jì)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，例如，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，流量?jī)x表是過(guò)程自動(dòng)化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛適用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)及人民日常生活等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的重要工具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。

在科學(xué)研究、生產(chǎn)過(guò)程控制、質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)核算和貿(mào)易交接等活動(dòng)中所涉及的流體量一般多為質(zhì)量。一般，質(zhì)量流量計(jì)可分為兩類：一類是直接式，即直接輸出質(zhì)量流量；另一類為間接式或推導(dǎo)式，如應(yīng)用超聲流量計(jì)和密度計(jì)組合，對(duì)它們的輸出再進(jìn)行乘法運(yùn)算以得出質(zhì)量流量。

在眾多質(zhì)量流量計(jì)中，科里奧利質(zhì)量流量計(jì)(簡(jiǎn)稱科氏力流量計(jì))是一種利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)而產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的原理來(lái)直接測(cè)量質(zhì)量流量的儀表。科氏力流量計(jì)結(jié)構(gòu)有多種形式，一般由振動(dòng)管與轉(zhuǎn)換器組成。振動(dòng)管(測(cè)量管道)是敏感器件，有U形、Ω形、環(huán)形、直管形及螺旋形等幾種形狀，也有采用雙管等方式，但基本原理相同?？剖狭α髁坑?jì)是當(dāng)前解決封閉管道流體介質(zhì)測(cè)量較好的解決方案，可以直接測(cè)量介質(zhì)質(zhì)量流量密度和溫度且精度高，但是現(xiàn)有的科氏力流量計(jì)不能用于大管徑的流量測(cè)量，另外，大部分科氏力流量計(jì)具有較大的體積和重量，壓力損失較大，即，具有量程低且固定和不便拆換的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明披露了一種變量程科氏力流量計(jì)及變量程方法。

一種變量程科氏力質(zhì)量流量計(jì)，其特征在于，包括測(cè)量管3，電磁信號(hào)檢測(cè)器5和6，電磁驅(qū)動(dòng)器7；測(cè)量管3和分流管分布在管形分流器1的截面環(huán)周。

可選的，在所述變量程科氏力質(zhì)量流量計(jì)中，其特征在于，測(cè)量管3的流通面積、壓損和分流管的流通面積、壓損相同，同壓力下流過(guò)的流量相同。

可選的，在所述變量程科氏力質(zhì)量流量計(jì)中，其特征在于，分流管的數(shù)目可以是一個(gè)或多個(gè)，形式上是對(duì)稱或非對(duì)稱的，滿足在同等壓力下，流過(guò)測(cè)量管3和分流管的流量一致。

可選的，在所述變量程科氏力質(zhì)量流量計(jì)中，其特征在于，測(cè)量管3上設(shè)置有調(diào)流閥4。

可選的，在所述變量程科氏力質(zhì)量流量計(jì)中，其特征在于，調(diào)流閥4是手動(dòng)閥、電動(dòng)閥或者氣動(dòng)閥中的任意一種，其中，在應(yīng)用電動(dòng)閥或氣動(dòng)閥的情況下，實(shí)現(xiàn)變量程操作的自動(dòng)化。

可選的，在所述變量程科氏力質(zhì)量流量計(jì)中，其特征在于，所述測(cè)量管3的形式結(jié)構(gòu)是U形、Ω形、環(huán)形、直管形、螺旋形或雙管形式中的任意一種。

一種科氏力流量計(jì)變量程方法，其特征在于，使用變量程科氏力質(zhì)量流量計(jì)，所述變量程科氏力質(zhì)量流量計(jì)包括測(cè)量管3，電磁信號(hào)檢測(cè)器5和6，驅(qū)動(dòng)器7；測(cè)量管3和分流管分布在管形分流器1的截面環(huán)周；在科氏力流量計(jì)的測(cè)量管自身工作量程不能滿足通過(guò)介質(zhì)的流量要求時(shí)，根據(jù)需要通過(guò)改變分流管打開(kāi)或關(guān)閉的數(shù)量調(diào)整流量，利用測(cè)量管檢測(cè)流過(guò)測(cè)量管中的介質(zhì)質(zhì)量流量，并根據(jù)開(kāi)啟的分流管數(shù)目確定放大倍數(shù)，最終通過(guò)整個(gè)計(jì)量設(shè)備的質(zhì)量流量為通過(guò)測(cè)量管介質(zhì)質(zhì)量流量與放大倍數(shù)的乘積。

可選的，在所述科氏力流量計(jì)變量程方法，其特征在于，測(cè)量管3的流通面積、壓損和分流管的流通面積、壓損相同，同壓力下流過(guò)的流量相同；分流管的數(shù)目可以是一個(gè)或多個(gè)，形式上是對(duì)稱或非對(duì)稱的，滿足在同等壓力下，流過(guò)測(cè)量管3和分流管的流量一致。

可選的，在所述科氏力流量計(jì)變量程方法，其特征在于，測(cè)量管3上設(shè)置有調(diào)流閥4，調(diào)流閥4是手動(dòng)閥、電動(dòng)閥或者氣動(dòng)閥中的任意一種，其中，在應(yīng)用電動(dòng)閥或氣動(dòng)閥的情況下，實(shí)現(xiàn)變量程操作的自動(dòng)化。

可選的，在所述科氏力流量計(jì)變量程方法，其特征在于，所述測(cè)量管3的形式結(jié)構(gòu)是U形、Ω形、環(huán)形、直管形、螺旋形或雙管形式中的任意一種。

本發(fā)明所披露的變量程科氏力流量計(jì)及變量程方法，可在用戶不縮徑的條件下滿足用戶不同流量下的測(cè)量，同時(shí)相對(duì)小口徑的流量計(jì)可以測(cè)超大口徑的質(zhì)量流量。結(jié)構(gòu)上安裝尺寸小，便于安裝，同時(shí)大大減少了產(chǎn)品的重量，節(jié)省了運(yùn)輸成本及材料成本。

附圖說(shuō)明

附圖1是本發(fā)明實(shí)施例中變量程科氏力流量計(jì)的正視圖，其中可見(jiàn)去除科氏力流量計(jì)的部分外殼后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

附圖2是本發(fā)明實(shí)施例中變量程科氏力流量計(jì)的側(cè)視圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

分流器-1、過(guò)程接口-2、測(cè)量管-3、調(diào)流閥-4、電磁信號(hào)檢測(cè)器-5、電磁信號(hào)檢測(cè)器-6、電磁驅(qū)動(dòng)器-7、架體-8、四個(gè)分流管-(F1-F4)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明所述的一種變量程科氏力流量計(jì)及變量程方法做進(jìn)一步說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

科里奧利原理應(yīng)用于一般質(zhì)量流量計(jì)的基本原理為：質(zhì)量流量計(jì)讓被測(cè)量的流體通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)或者振動(dòng)中的測(cè)量管，流體在管道中的流動(dòng)相當(dāng)于直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)量管的轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)角速度，由于轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)是受到外加電磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的，有著固定的頻率，因而流體在管道中受到的科里奧利力僅與其質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，而質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度即流速的乘積就是需要測(cè)量的質(zhì)量流量，因而通過(guò)測(cè)量流體在管道中受到的科里奧利力，便可以測(cè)量其質(zhì)量流量。

一般科氏力流量計(jì)量程固定，無(wú)法靈活放大，遇到管道內(nèi)流體流量加大時(shí)導(dǎo)致超量程后，為了繼續(xù)測(cè)量和避免流量計(jì)量損壞，只能進(jìn)行替換，而科氏力流量計(jì)量由于屬于較精密的計(jì)量設(shè)備，多次拆卸容易引起內(nèi)部部件的精準(zhǔn)度下降或損壞，所以，有必要對(duì)現(xiàn)有科氏力流量計(jì)量進(jìn)行改進(jìn)，使得其能夠適應(yīng)產(chǎn)品或流量需要改變量程，進(jìn)而降低營(yíng)運(yùn)成本，提高工作效率。

本發(fā)明改變實(shí)現(xiàn)科氏力流量計(jì)量程改變的基本原理為：根據(jù)流體力學(xué)中相似原理的幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似原理，與科里奧利原理有機(jī)結(jié)合，使用分流器對(duì)流過(guò)科氏力流量計(jì)的流體進(jìn)行比例分流，然后根據(jù)科氏力流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果進(jìn)行比例放大，進(jìn)而獲得更高的通過(guò)流量和計(jì)量結(jié)果。

使得測(cè)量管的流通面積、壓損和分流管(相似管)的流通面積、壓損相同，同壓力下他們流過(guò)的流量是一樣的，通過(guò)改變分流管(相似管)打開(kāi)或關(guān)閉的數(shù)量就可調(diào)整流量。測(cè)量管和分流管平均分布在管形分流器的截面環(huán)周。通過(guò)改變分流管的開(kāi)啟數(shù)量確定管當(dāng)前有效流量測(cè)量范圍。利用測(cè)量管檢測(cè)流過(guò)測(cè)量管中的介質(zhì)質(zhì)量流量，并根據(jù)開(kāi)啟的分流管數(shù)目確定放大倍數(shù)，即最終通過(guò)整個(gè)計(jì)量設(shè)備的質(zhì)量流量為通過(guò)測(cè)量管介質(zhì)質(zhì)量流量與放大倍數(shù)的乘積。通過(guò)測(cè)量振動(dòng)頻率檢測(cè)介質(zhì)密度，通過(guò)測(cè)量管外部安裝的溫度探頭檢測(cè)介質(zhì)溫度。

變量程科氏力流量計(jì)

附圖1是本發(fā)明實(shí)施例中變量程科氏力流量計(jì)的正視圖，其中可見(jiàn)去除科氏力流量計(jì)的部分外殼后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如圖1中，通過(guò)去掉外殼的部分可見(jiàn)，科氏力流量計(jì)的測(cè)量管3，電磁信號(hào)檢測(cè)器5和檢測(cè)器6和電磁驅(qū)動(dòng)器7。驅(qū)動(dòng)器7為測(cè)量管3提供振動(dòng)，電磁信號(hào)檢測(cè)器5和檢測(cè)器6檢測(cè)介質(zhì)流體流過(guò)測(cè)量管時(shí)的測(cè)量管振動(dòng)，通過(guò)檢測(cè)信號(hào)的相位差，該相位差的大小直接正比于流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量，對(duì)相位差進(jìn)行數(shù)字處理，濾波降噪后用于計(jì)算質(zhì)量流量。如圖1中所見(jiàn)，架體8對(duì)分流器1和上面的科氏力質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)形成支撐和固定。

附圖2是本發(fā)明實(shí)施例中變量程科氏力流量計(jì)的側(cè)視圖。如圖2中所示，測(cè)量管3和分流管(F1-F4)平均分布在管形分流器的截面環(huán)周。測(cè)量管3的流通面積、壓損和分流管(F1-F4)的流通面積、壓損相同，即測(cè)量管和分流管是相似管，同壓力下流過(guò)的流量相同。在科氏力流量計(jì)的測(cè)量管自身工作量程不能滿足通過(guò)介質(zhì)的流量要求時(shí)，根據(jù)需要通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉調(diào)流閥4改變分流管打開(kāi)或關(guān)閉的數(shù)量調(diào)整流量，流體從過(guò)程接口左端流入流量計(jì)，同時(shí)流過(guò)測(cè)量管3和分流管，利用測(cè)量管檢測(cè)流過(guò)測(cè)量管中的介質(zhì)質(zhì)量流量，并根據(jù)開(kāi)啟的分流管數(shù)目確定放大倍數(shù)，即最終通過(guò)整個(gè)計(jì)量設(shè)備的質(zhì)量流量為通過(guò)測(cè)量管介質(zhì)質(zhì)量流量與放大倍數(shù)的乘積。

應(yīng)當(dāng)理解，附圖1和2中四個(gè)對(duì)稱分流管的設(shè)計(jì)只是示例，可以在數(shù)量和形式上進(jìn)行變化，例如，分離管的數(shù)目可以是八個(gè)，形式上可以是對(duì)稱或非對(duì)稱的，只要能夠滿足在同等壓力下，流過(guò)測(cè)量管和分流管的流量一致即可。

應(yīng)當(dāng)理解，附圖1和2中調(diào)流閥4手動(dòng)形式的設(shè)計(jì)只是示例，可以是電動(dòng)閥或者是氣動(dòng)閥。尤其是，在應(yīng)用電動(dòng)閥和氣動(dòng)閥的情況下，可實(shí)現(xiàn)變量程操作的自動(dòng)化。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明中的分流原理變量程可應(yīng)用于所有形式的科氏力流量計(jì)，例如，但不限于，U形、Ω形、環(huán)形、直管形、螺旋形及雙管形式結(jié)構(gòu)的科氏力流量計(jì)。

一種科氏力流量計(jì)變量程方法

科氏力流量計(jì)連接如圖1和2中的分流器，如圖2中所示，測(cè)量管3和分流管(F1-F4)平均分布在管形分流器的截面環(huán)周。測(cè)量管3的流通面積、壓損和分流管(F1-F4)的流通面積、壓損相同，同壓力下流過(guò)的流量相同。在科氏力流量計(jì)的測(cè)量管自身工作量程不能滿足通過(guò)介質(zhì)的流量要求時(shí)，根據(jù)需要通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉調(diào)流閥4改變分流管打開(kāi)或關(guān)閉的數(shù)量調(diào)整流量，利用測(cè)量管檢測(cè)流過(guò)測(cè)量管中的介質(zhì)質(zhì)量流量，并根據(jù)開(kāi)啟的分流管數(shù)目確定放大倍數(shù)，即最終通過(guò)整個(gè)計(jì)量設(shè)備的質(zhì)量流量為通過(guò)測(cè)量管介質(zhì)質(zhì)量流量與放大倍數(shù)的乘積。

應(yīng)當(dāng)理解，四個(gè)對(duì)稱分流管的設(shè)計(jì)只是示例，可以在數(shù)量和形式上進(jìn)行變化，例如，分離管的數(shù)目可以是八個(gè)，形式上可以是對(duì)稱或非對(duì)稱的，只要能夠滿足在同等壓力下，流過(guò)測(cè)量管和分流管的流量一致即可。調(diào)流閥4手動(dòng)形式的設(shè)計(jì)只是示例，可以是電動(dòng)閥或者是氣動(dòng)閥。尤其是，在應(yīng)用電動(dòng)閥和氣動(dòng)閥的情況下，可實(shí)現(xiàn)變量程操作的自動(dòng)化。本發(fā)明所披露的分流原理變量程方法可應(yīng)用于所有形式的科氏力流量計(jì)，例如，但不限于，U形、Ω形、環(huán)形、直管形、螺旋形及雙管形式結(jié)構(gòu)的科氏力流量計(jì)。

上述變量程科氏力流量計(jì)及變量程方法，可在用戶不縮徑的條件下滿足用戶不同流量下的測(cè)量，同時(shí)相對(duì)小口徑的流量計(jì)可以測(cè)超大口徑的質(zhì)量流量。結(jié)構(gòu)上安裝尺寸小，便于安裝，同時(shí)大大減少了產(chǎn)品的重量，節(jié)省了運(yùn)輸成本及材料成本。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。