流量计的动态响应特性制造技术

流量计（２００）包括可振动流管（２１５），该流管具有的内阻尼特性基本上可导致可振动流管（２１５）对流经可振动流管（２１５）的液流变化产生所需动态响应。动态响应可以是对于液流性质变化的、流量台阶变化的、以及／或者质量流率变化的。可振动流管（２１５）可以具有频率依赖性内阻尼特性以致振动受激模态的阻尼不显著增大而在不同于受激模态的一个或多个模态处的阻尼显著增大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流量计。
技术介绍
流量计可提供经由导管所传输的物料的信息。比如质量流量计可提供经由导管所传输物料质量的直接测定结果。同样，密度流量计或密度计可提供流经导管的物料密度的测定结果。质量流量计也可以提供物料密度的测定结果。比如，科里奥利式质量流量计基于科里奥利效应，其中流经旋转导管的物料成为受到科里奥利力作用的径向运行的质量并因此经受加速度。许多科里奥利式质量流量计通过围绕正交于导管长度的枢轴作正弦振荡而诱发科里奥利力。在这种质量流量计中，由运行的流体质量经受的科里奥利反作用力被传送给导管自身并被表现为在转动平面内沿科里奥利力矢量方向上的导管的偏转或偏移。
技术实现思路
一方面，描述了一种流量计的制作方法。此方法包括设置具有内阻尼特性的可振动流管(flowtube)，该阻尼特性基本上可产生可振动流管的所需动态响应；将至少一个驱动器连接于所设置的可振动流管，以致驱动器可被操作以将运动传给流管；将至少一个传感器连接于所设置的可振动流管，以致传感器可被操作以感知流管的运动并生成传感器信号；以及将至少一个控制器连接于传感器，以致控制器可被操作以接收传感器信号。另一方面，描述了一种流量计。此流量计包括可振动流管。可振动流管具有内阻尼特性，该阻尼特性基本上可产生可振动流管所需的动态响应。至少一个驱动器连接于流管并可被操作以将运动传给流管。至少一个传感器连接于流管并可被操作以感知流管的运动并生成传感器信号。至少一个控制器配置得可接收传感器信号。具体实施可以包括一个或多个以下的特点。比如，流量计可以是科里奥利流量计。可振动流管沿着可振动流管的长度在不同点处可以具有不同的内阻尼特性，以致受激振动模态的阻尼不被显著增大而在不同于受激模态的一种或多种模态下的阻尼被显著增大。高阻尼材料可以沿着管的长度在不同点处施用于可振动流管以提供不同的内阻尼特性。可振动流管可以由复合材料制成，该复合材料具有频率决定性(frequency-dependent)阻尼，以致受激振动模态的阻尼不被显著增大而在不同于受激模态的一种或多种模态下的阻尼被显著增大。所需的动态响应可以是可振动流管对于流经可振动流管的液流性质的变化、对于液流质量流率的变化和/或对于液流的台阶变化的动态响应。一项或多项实施方式的细节将在以下的附图和说明书中予以阐明。通过说明书和附图以及通过权利要求书，其他的特征将显可易见。附图说明图1A是采用弯曲流管的科里奥利流量计的图示；图1B是采用平直流管的科里奥利流量计的图示；图1C是科里奥利流量计的方框图；图1D是流量测试设备的简图；图2是表明阻尼为0.15％，从零到2.52kg/s的流量台阶的图线，其中图2A示出了解析预测值而图2B示出了有限元预测值；图3A和3B表明理论预测的阻尼变化效应的图线，其中图3A示出了0.05％的阻尼而图3B示出了0.45％的阻尼；图4是表明阻尼为0.15％、有限元预测的、‘缓慢’台阶的响应图线；图5A和5B是表明急速台阶的响应的有限元预测图线，其中图5A示出了以实验方式测定阻尼的α管式计量表，而图5B示出了以实验方式测定阻尼的Ω管式计量表；图6A和6B是表明急速台阶(5ms)的测得响应的图线，其中图6A示出了激发频率为大约100Hz的计量表，而图6B示出了激发频率为大约800Hz的计量表；图7是表明对于激发频率大致为100Hz的缓慢台阶(大致为100ms)计量表的测得响应的图线。具体实施例方式流量计的类型包括数字流量计。比如，美国专利6311136披露了数字流量计的应用及相关技术。这种数字流量计其测量结果可以很精确，噪音极小或可不计，而且能够在用来驱动导管的驱动器电路处产生宽范围的正负增益。这种数字流量计因而在很多环境下有利。比如，美国专利6505519披露了使用宽增益范围、以及/或者使用负增益，以防止失速和更为精确地实现流管的控制，甚至在诸如两相流的困难情况期间也是如此。虽然下面要就图1和2专门说明数字流量计，但应当理解，还存在模拟流量计。虽然，相对于数字流量计来说，这种模拟流量计可能具有模拟电路的典型缺点，比如低精度和高噪音的测定结果，但它们也可与在此所述的各种技术和实施方案兼容。因而，在下面的说明中，术语“流量计”或“计量表”用以指任何类型的装置和/或系统，在所述装置和/或系统中，科里奥利流量计系统采用各种控制系统和相关部件以测定流经流管或其他导管的某(多)种物料的质量流量、密度和/或其他参数。图1A是采用弯曲流管102的数字流量计的图示。具体地说，弯曲流管102可被用以测定比如如上指出的(运行的)流体的一项或多项物理特性。比如共同转让的美国专利6311136中提供了弯曲流管102的结构和(各项)操作的详细说明。概念上类似于弯曲流管102的流管也在比如美国专利6327914B1之中予以说明，其通过参考以其全部整合在此。在图1A中，数字变送器(控制器)104可与弯曲流管102交换传感器和激发信号，以便既感测弯曲流管102的振荡，也相应地激发弯曲流管102的振荡。通过迅速和精确地测定传感器和激发信号，上面提到的数字变送器104提供了弯曲流管102的急速和精确的运作。图1B是采用平直流管106的数字流量计的图示。更为具体地说，在图1B中，平直流管106与数字变送器104相互作用。这种平直流管在概念层面上类似于弯曲流管102那样运作，并相对于弯曲流管102来说具有多种优点/缺点。比如，平直流管106比弯曲流管102较为容易(完全)充满和出空，仅只由于其结构的几何形状所致。在运作上，弯曲流管102可以运作在比如50-110Hz的频率之下，而平直流管106可以运作在比如300-1000Hz的频率之下。参照图1C，数字质量流量计200包括数字变送器104、一个或多个运动传感器205、一个或多个驱动器210、流管215(也可以称作导管，并且其既可以代表弯曲流管102、平直流管106，也可以代表某些其他类型的流管)，以及温度传感器220。数字变送器104可以采用一种或多种比如处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程的门阵列(FPGA)、ASIC、其他可编程的逻辑或门阵列或者带处理芯片的可编程逻辑来予以实施。数字变送器104可至少基于从运动传感器205处接收的信号生成比如流经流管215的物料的密度和/或质量流量的测定结果。数字变送器104还可控制驱动器210以在流管215中诱发运动。这种运动由运动传感器205感测。流经流管的物料的密度测定结果与比如由驱动器210提供的驱动力在流管215中诱发的流管215的运动频率相关，和/或与流管215的温度相关。相似地，经过流管215的质量流量与流管215的运动相位和频率、以及流管215的温度相关。利用温度传感器220测定的流管215的温度可影响流管的某些性质，诸如其刚度和尺寸。数字变送器104可以补偿这些温度效应。虽然图1C中未被画出，类似的评述和考虑也可适用于压力传感器，该压力传感器可被操作以感测流经流管215的物料的压力。在许多应用中，利用用户设定的时间常数，流量计只用以确定平均流率。但也可用以取得需要随时间迅速改变的流动物中的流率测定结果。这包括短期分批流；比如，利用小于1s的分批时间，将液态药剂分发到小瓶里面或将香水分发到瓶中。对于这些测定结果，高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：设置可振动流管，该流管具有基本上可产生可振动流管所需动态响应的内阻尼特性；将至少一个驱动器连接到所设置的可振动流管以致驱动器可被操作以将运动赋予流管；将至少一个传感器连接到所设置的可振动流管以致传感器 可被操作以感测流管的运动并生成传感器信号；以及将至少一个控制器连接到传感器以致控制器可被操作以接收传感器信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特奇斯赖特，科林克拉克，
申请(专利权)人：因万西斯系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]