说明书具有一件式导管座的振动传感器组件
技术领域
下文所述的实施例涉及振动传感器组件，并且更具体地涉及安装在一件式导管座上的振动传感器组件。
背景技术
振动流体传感器如科里奥利质量流量计和振动比重计通常通过检测包含流动材料的振动导管的运动来操作。与导管中的流体相关联的性质如质量流、密度等可通过处理从与导管相关联的运动换能器接收到的测量信号来确定。振动材料填充系统的振动模式大体上由容纳导管和容纳在其中的材料的组合的质量、刚度和阻尼特性影响。
典型的振动流量计包括一个或多个流体导管，其在线地连接在管线或其它输送系统中，且在系统中传送材料，例如，流体、浆料等。各个导管均可看作是具有一组自然振动模式，例如，包括简单弯曲、扭转、径向和联接模式。在典型的科里奥利质量流测量应用中，导管在材料流过导管时以一个或多个振动模式激励，且导管的运动在沿导管间隔开的点处测得。激励通常由促动器提供，例如，机电装置，如，音圈类型的驱动件，其以周期性方式干扰导管。质量流速可通过测量换能器位置处的运动之间的时间延迟或相位差来确定。两个此类换能器(或拾取传感器)通常用于以便测量流动导管或多个导管的振动响应，且通常位于促动器上游和下游的位置处。两个拾取传感器通过线缆连接到电子仪器上，如，通过两个独立的成对的线。仪器从两个拾取传感器接收信号，且处理信号，以便导出质量流速测量结果。
一个类型的振动计使用单回路串联通路流动导管来测量质量流。然而，单回路串联通路流动导管设计的使用具有固有缺点在于其不平衡，且可由外部振动影响至大于其它类型的计量计的程度。单回路串联流动科里奥利流量计具有以悬臂方式从固体座延伸的单个弯曲导管或回路。流量计必须包括定位在流动导管旁边的刚性结构，流动导管可抵靠其振动。刚性结构的使用可在许多工业应用中不实用。
另一个现有技术的途径使用双回路并联流动导管构造。双回路并联流动导管流量计是平衡的，且密度变化大致一致地影响两个并联流动导管。并联流动导管被驱动来相对与彼此振荡，其中一个流动导管的振动力抵消另一个流动导管的振动力。因此，在许多应用中，双回路并联流动导管构造是期望的。然而，由于流在两个并联流动导管之间分开，故各个流动导管均小于连接的管线。这可对于低流动应用成问题。具体而言，双回路并联流动导管流量计中所需的较小流动导管更易于堵塞，且用于在流动导管之间分流的歧管导致较高的压降。
上述问题可通过使用双回路串联流动通路流量计来解决。双回路串联流动通路流量计组合了单回路流量计和双回路并联通路流量计的优点。
图1示出了现有技术的双回路串联流动通路流量计100的一部分。美国专利6,044,715中更详细示出和描述了流量计100，该专利就其本身转让给了本申请人，且对于其所有教导内容均通过引用并入本文中。流量计100包括包含在壳体102内的单个流动导管101。流动导管101包括位于平行于彼此的平面中的双回路103,104。回路103,104响应于由驱动件110施加的信号振动。拾取器111,111'可检测回路103,104的运动来确定各种流体特性。回路103,104与交叉区段105连结在一起。交叉区段105连结两个回路来形成连续流动导管101。交叉区段105与两个回路103,104一起使用锚定件106连接和装固。尽管锚定件106使用销107联接到壳体102上，但外部振动仍由流动导管101的振动部分经历(支撑条108,109上方)。此外，如图所示，交叉区段105简单地自由悬挂，且并未以任何方式被支承。当交叉区段105的长度增大时，缺少支承可能变成问题，且在交叉区段105可经历变形时导致错误的测量结果。
因此，尽管现有技术的双回路串联流动通路流量计100在一些情形中提供了适合的流量计，但这里仍需要进一步限制由拾取件经历的外部振动，以及向交叉区段提供良好的支承。下文所述的实施例克服了这些及其它问题，且提供了本领域中的进步。下文所述的实施例提供安装在一件式导管支承件上的双回路串联流动通路流量计。一件式导管座可充分地支承导管的交叉区段，同时最大限度减小由导管的拾取件经历的外部振动。因此，可在更多样的环境中确定更准确的流速。
发明内容
提供了一种根据实施例的用于振动传感器组件的一件式导管座。 一件式导管座包括入口端口和出口端口。根据实施例，一件式导管座还包括从入口端口延伸至出口端口的导管支承底座。根据实施例，一件式导管座还包括从导管支承底座延伸的第一支承块和第二支承块。
提供了一种根据实施例的振动传感器组件。振动传感器组件包括一件式导管座，其包括入口端口、出口端口和从入口端口延伸至出口端口的导管支承底座。根据实施例，振动传感器组件还包括具有由交叉区段分开的两个或多个回路的单个流体导管，其联接到一件式导管座上。
提供了一种根据实施例的用于形成振动传感器组件的方法。该方法包括使单个流体导管形成为两个或多个回路的步骤。该方法还包括利用交叉区段分开两个或多个回路的步骤。根据实施例，该方法还包括将一件式导管座联接到交叉区段上的步骤，其中一件式导管座包括入口端口、出口端口，以及从入口端口延伸至出口端口的导管支承底座。
方面
根据一个方面，一种用于振动传感器组件的一件式导管座包括：
入口端口；
出口端口；
从入口端口延伸至出口端口的导管支承底座；以及从导管支承底座延伸的第一支承块和第二支承块。
作为优选，第一支承块和第二支承块为锥形，且包括面对对应端口的一端上的第一厚度t1，且包括在面对其它支承块的一端上的第二厚度t2，其中t2小于t1。
作为优选，一件式导管座还包括尺寸和形状确定成收纳联接夹具的一个或多个孔口。
根据另一个方面，一种振动传感器组件包括：
一件式导管座，其包括入口端口、出口端口，以及从入口端口延伸至出口端口的导管支承底座；以及
具有由交叉区段分开的两个或多个回路的单个流体导管，其联接到一件式导管座上。
作为优选，交叉区段联接到导管支承底座上。
作为优选，振动传感器组件还包括从导管支承底座延伸的第一支承块和第二支承块。
作为优选，两个或多个回路中的第一回路联接到第一支承块和第二支承块的第一侧上，且其中两个或多个回路中的第二回路联接到第一支承块和第二支承块的第二侧上。
作为优选，振动传感器组件还包括联接到入口端口上的入口导管部分。
作为优选，振动传感器组件还包括联接到出口端口上的出口导管部分。
作为优选，振动传感器组件还包括至少部分地包围流体导管的壳。
根据另一个方面，一种用于形成振动传感器组件的方法包括以下步骤：
将单个流体导管形成为两个或多个回路；
利用交叉区段分开两个或多个回路；以及
将一件式导管座联接到交叉区段上，其中一件式导管座包括入口端口、出口端口，以及从入口端口延伸至出口端口的导管支承底座。
作为优选，联接步骤包括将交叉区段联接到导管支承底座上。
作为优选，一件式导管座包括第一支承块和第二支承块，且联接步骤包括：
将两个或多个回路中的第一回路联接到第一支承块和第二支承块的第一侧上；以及
将两个或多个回路中的第二回路联接到第一支承块和第二支承块的第二侧上。
作为优选，联接步骤包括将入口导管部分联接到一件式导管座的入口端口上，以及将出口导管部分联接到一件式导管座的出口端口上。
作为优选，该方法还包括利用壳至少部分地包围流体导管的步骤。
附图说明
图1示出了双回路串联流动通路流量计。
图2示出了根据实施例的振动计。
图3示出了根据实施例的流体导管的顶视图。
图4示出了根据实施例的联接到导管支承底座上的流体导管的入口部分。
图5示出了根据实施例的传感器组件。
具体实施方式
图2-5和以下描述绘出了特定实例来教导本领域的技术人员如何制作和使用振动计的实施例的最佳模式。出于教导本发明的原理的目的，已经简化或省略了一些常规方面。本领域的技术人员将认识到落入本描述的范围内的与这些实例的变型。本领域的技术人员将认识到下文所述的特征可以以多种方式组合来形成振动计的多个变型。结果，下文所述的实施例不限于下文描述的特定实例，而是仅由权利要求及其等同物限制。
图2示出了根据实施例的振动计5。振动计5包括传感器组件200和计量计电子装置20。传感器组件200和计量计电子装置20可经由导线10与彼此电性连通。振动计5示为包括科里奥利流量计。然而，本领域的技术人员将容易认识到振动计5可包括没有科里奥利流量计的测量能力的其它类型的传感器。例如，振动计5可包括振动比重计、振动体积流量计等。因此，尽管以下论述涉及科里奥利流量计，但实施例绝不应当如此受限。
根据实施例，传感器组件200包括单个流体导管203，其形成两个或多个回路204A,204B来产生双回路串联流动通路传感器组件。因此，尽管附图中示出且描述了两个回路204A,204B，但传感器组件200可包括两个以上的回路，同时仍在以下权利要求的范围内。根据实施例，流体导管203安装在一件式导管座205上。如可认识到的那样，流体导管203和一件式导管座205可在使用期间由壳(见图5)包围。一件式导管座205可在一个以上的位置处联接到流体导管203上。例如，一件式导管座205可包括入口端口206，其可联接到流体管线(未示出)上。流体导管203的入口导管部分207可由入口端口206收纳。一件式导管座205还可包括出口端口208，其可联接到流体管线上，且还收纳出口导管部分209。根据实施例，入口导管部分207和出口导管部分209可联接到入口端口206和出口端口208上来形成不透流体的连接。此外，入口导管部分207和出口导管部分209的一部分可联接到一件式导管座205的导管支承底座210(例如，见图4)上。根据实施例，导管支承底座210可在入口端口206与出口端口208之间大致完全延伸。导管支承底座210可向流体导管203的各种部分提供适合的安装表面。
根据实施例，流体导管203可从入口导管部分207朝第一回路204A延伸。根据所示的实施例，当流体导管203向上远离导管支承底座210延伸来形成第一回路204A时，流体导管203可联接到第一支承块211上。第一支承块211可联接到导管支承底座210上，或例如可包括导管支承底座210的组成部分。如图所示，第一支承块211示为从导管支承底座210向上延伸。
流体导管203可远离第一支承块211延伸，在该处其形成第一回路204A。第一回路204A还可联接到第二支承块212上。第一支承块和第二支承块212可有助于支承第一回路204A和第二回路204B，且有助于限定回路的弯曲轴线(见图5)。第一支承块211和第二支承块212还可有助于定位第一回路的平面P1和第二回路的平面P2(见图3)。根据实施例，流体导管203在导管203退出第一回路204A且进入交叉区段213时联接到第二支承块212上。根据实施例，交叉区段213提供第一回路204A与第二回路204B之间的过渡。
根据一个实施例，交叉区段213可联接到一件式导管座205上。更具体而言，在所示的实施例中，交叉区段213可联接到导管支承底座210上。交叉区段213可使用多种方法如硬钎焊、焊接、机械紧固件、粘合剂等联接到导管支承底座210上。用于将交叉区段213联接到导管支承底座210上的特定方法对于本申请的目的不重要，且绝不应当限制以下权利要求。根据实施例，交叉区段213可在多个位置联接到导管支承底座210上。如可认识到的那样，不同于允许交叉区段105自由悬挂的现有技术的振动计100的锚定件106，一件式导管座205联接到交叉区段213上来确保交叉区段213适当支承。如图所示，交叉区段213联接到一件式导管座205的顶面(正常定向期间)上，使得交叉区段213的重量可由导管支承底座210支承。因此，由交叉区段213经历的振动和应力可最小化。此外，由于导管支承件213由一件形成，故在壳500安装时或在传感器组件200安装在管线上时可经历的应力可由导管座205而非流体导管203吸收。
当流体导管203从交叉区段213朝第二回路204B延伸时，流体导管203可再次联接到第一支承块211上。然而，当流体导管203进入第二回路204B时，流体导管203联接到第一支承块211的相对侧上。流体导管203产生第二回路204B，且朝出口导管部分209延伸。根据实施例，流体导管203还可在流体导管203从第二回路204B过渡到出口导管部分209时联接到第二支承块212上。
在流体导管203牢固地联接到一件式导管座205上的情况下，驱动件225可围绕弯曲轴线W-W,W'-W'(见图5)按反相振动第一回路204A和第二回路204B，这至少部分地由支撑条220-223限定。驱动件225可经由导线235从计量计电子装置20接收驱动信号。当第一回路204A和第二回路204B振动时，运动可由第一拾取传感器226和第二拾取传感器226'检测到。拾取信号可经由导线236,236'传输至计量计电子装置20，以确定流体导管203内的流体的一个或多个流体特性，如，质量流速、体积流速、密度、温度等。
图3示出了根据实施例的流体导管203的顶视图。在图3中，在联接到一件式导管座205上之前示出了流体导管203。如可看到那样，流体导管203包括过渡到第一回路204A的入口导管部分207。在第一回路204A的端部附近，流体导管203过渡到交叉区段213。根据实施例，交叉区段213可连结第一回路204A和第二回路204B。交叉区段213从第一平面P1穿至第二平面P2。第二回路204B然后在出口导管部分209处结束。根据实施例，第一回路204A和第二回路204B分别为大致平行的平面P1,P2。如上文所述，在一些实施例中，第一支承块211和第二支承块212可有助于限定平面P1,P2。通过提供平行平面中的两个回路，两个回路204A,204B可相对于彼此振动，且即使两个回路204A,204B包括串联流动通路，也可用作双回路并联流动通路流量计。
图4示出了根据实施例的传感器组件200的一部分。在图4中，示出了联接到导管支承底座210上的入口部分207的较好的视图。导管支承底座210包括两个孔口440。孔口440可提供为收纳用于将流体导管203联接到一件式导管座205上的夹具(未示出)。
图5示出了根据实施例的传感器组件200的另一个视图。在图5中，现在提供了壳500的一部分。如可认识到的那样，另一个对应的壳部分可联接到示为完全包围流体导管203的部分上。
在图5中，较为详细地示出了导管支承底座210。如图5中可看到的那样，交叉区段213在第一支承块211与第二支承块212之间延伸。多个孔口440示为在一件式导管座205中，其提供成容纳用于将流体导管203联接到导管座205上的联接夹具。
在所示的实施例中，支承块211,212可为锥形，以适合从第一平面P1变成第二平面P2的交叉。例如，第二支承块212示为包括在最接近出口端口208的一端处的第一宽度t1，以及在最接近第一支承块211的一端处的第二宽度t2。在所示的实施例中，t2小于t1。根据实施例，第一支承块211也可为锥形。在所示的实施例中，支承块211,212还可有助于支撑条220,221限定弯曲轴线W-W,W'-W'。如可看到那样，图5中所示的实施例仅包括各端上的单个支撑条220,221。因此，支承块211,212可在一些实施例中用作第二支撑条。
图5中还更详细示出了驱动件和拾取构件。根据实施例，驱动件225包括联接到第一回路204A上的第一驱动件构件225A，以及联接到第二回路204B上的第二驱动件构件225B。同样，第一拾取传感器226和第二拾取传感器226'分别包括联接到第一回路204A上的第一拾取传感器构件226A,226A'，以及联接到第二回路204B上的第二拾取传感器构件226B,226'B。如上文所述，驱动件225和拾取构件226,226'可包括磁铁/线圈组合，其大体上在本领域中是已知的，或允许回路204A,204B的振动和运动检查的一些其它类型的构造。
上文所述的实施例提供了改善的多回路串联流动通路振动计。不同于将流体管支承件分成多个构件的现有技术的计量计，上文所述的实施例包括一件式导管座205。一件式导管座205可比现有技术向流体导管的交叉区段213提供更好支承。交叉区段213的附加支承可最小化变形和由拾取件226,226'经历的外部振动。
以上实施例的详细描述不是在本描述的范围内的由发明人构想出的所有实施例的彻底描述。实际上，本领域的技术人员将认识到上述实施例的某些元件可不同地组合或除去来产生其它实施例，且此类其它实施例落入本描述的范围和教导内容内。本领域的普通技术人员还将清楚的是，上述实施例可整体地或部分地组合来产生本描述的范围和教导内容内的附加实施例。
因此，如相关领域中的技术人员将认识到的那样，尽管本文出于示范目的描述了特定实施例，但各种等同的改型可能在本描述的范围内。本文提供的教导内容可适用于其它振动计，且不仅是上文所述和附图中所示的实施例。因此，上文所述的实施例的范围应当由以下权利要求确定。