一种公开的质量流量计/控制器包括：流管，所述流管用于将流体从所述流管的入口引导至所述流管的出口；致动器，所述致动器用于在所述流管中引起振动；光源，所述光源用于发射光；至少一个分束器，所述分束器用于将由所述光源发射的所述光分束成第一光束和第二光束；第一光学传感器，所述第一光学传感器用于基于检测所述第一光束来输出所述流管上第一地点的第一位置的第一测量值；第二光学传感器，所述第二光学传感器用于基于检测所述第二光束来输出所述流管上第二地点的第二位置的第二测量值；以及控制电路系统，所述控制电路系统用于基于所述第一测量值和所述第二测量值来确定所述流管中的质量流率和/或所述流管中的所述流体的密度。流体的密度。流体的密度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有提高的准确度的质量流量计/控制器和方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2020年5月8日提交的名称为“MASS FLOW METERS/CONTROLLERS AND METHODS HAVING IMPROVED ACCURACY[具有提高的准确度的质量流量计/控制器和方法]”的美国专利申请序列号16/870,147的权益。美国专利申请序列号16/870,147的全部内容通过援引明确并入本文。
技术介绍
[0003]本公开内容总体上涉及质量流量测量和控制、并且更具体地，涉及具有提高的准确度的质量流量计/控制器和方法。
[0004]基于科里奥利效应(Coriolis effect)的质量流量计通过确定介质流过的流管的不同部分之间的相位差来测量介质的质量流量。
技术实现思路
[0005]具有提高的准确度的质量流量计/控制器，基本上如通过附图中的至少一个附图所展示的和结合附图中的至少一个附图所描述的，如权利要求更完整地阐述的。
附图说明
[0006]图1是根据本公开内容的各方面的示例质量流量计/控制器的示意图。
[0007]图2是图1的质量流量计/控制器的示例实施方式的示意图，其中，单个光源提供多个光束，以由多个光学传感器检测。
[0008]图3是图1的质量流量计/控制器的示例实施方式的示意图，该质量流量计/控制器包括一个或多个分束器，用于将由单个光源输出的光分束成多个光束，以由多个光学传感器检测。
[0009]图4是图1的质量流量计/控制器的示例实施方式的示意图，该质量流量计/控制器包括一个或多个分束器，用于将由单个光源输出的光分束成多个光束，以由多个光学传感器检测，并且其中，分光的光束具有与光源相同的方向。
[0010]图5是图1的质量流量计/控制器的示例实施方式的示意图，该质量流量计/控制器包括一个或多个分束器，用于将由单个光源输出的光分束成多个光束，以由多个光学传感器检测，并且其中，分光的光束具有与光源相反的方向。
[0011]图6是表示可以由图2的质量流量计/控制器执行以测量质量流量和/或流体密度和/或以控制质量流量的示例方法的流程图。
[0012]附图不一定按比例绘制。在适当情况下，相似或相同的附图标记用于表示相似或相同的部件。
具体实施方式
[0013]质量流量测量的准确度取决于光学传感器输出的信号的质量。在用于科里奥利质
量流量计的常规光学传感器中，单独光源(例如，通道)提供光束，以供相应的光学传感器进行测量。由于流管调制，常规布置中的光学传感器输出信号包括DC偏置信号和AC信号。在具有多个光学通道的常规质量流量计中，其中每个光学通道包括光源、光源控制电路以及光学传感器，给定通道的每个部件还生成影响总光学通道输出信号的噪声。例如，每个光学通道可以包括由于光源控制电路引起的光传感器噪声信号、由于光源引起的光传感器噪声信号以及由于光传感器引起的AC噪声信号。
[0014]因为上述噪声源是彼此之间没有相关性的随机噪声，所以这些噪声信号不能得到补偿，并且不利地影响常规流量计中的流量计准确度。因此，对于具有两个单独通道的常规质量流量计，存在对总相移值贡献一些噪声的至少六个独立变量。
[0015]所公开的示例质量流量计/控制器减少了质量流量测量中独立噪声源的数量，从而提高了准确度。在一些公开的示例中，一个或多个分束器将单个光源分光以供多个通道使用，并且引导分光所得的光束使之经过流管上的不同地点，以测量这些位置之间的相位差。
[0016]所公开的示例质量流量计/控制器包括：流管，该流管被配置为将流体从流管的入口引导至流管的出口；致动器，该致动器被配置为在流管中引起振动；光源，该光源被配置为发射光；至少一个分束器，该至少一个分束器被配置为将由光源发射的光分束成第一光束和第二光束；第一光学传感器，该第一光学传感器被配置为基于检测第一光束来输出流管上第一地点的第一位置的第一测量值；第二光学传感器，该第二光学传感器被配置为基于检测第二光束来输出流管上第二地点的第二位置的第二测量值；以及控制电路系统，该控制电路系统被配置为基于第一测量值和第二测量值来确定通过流管的质量流率或流管中的流体的密度中的至少一个。
[0017]在一些示例质量流量计/控制器中，至少一个分束器被配置为沿相反方向引导第一光束和第二光束，并且第一光学传感器和第二光学传感器定位于至少一个分束器的相对两侧，以分别从至少一个分束器接收第一光束和第二光束。在一些示例中，至少一个分束器包括：第一反射镜，该第一反射镜被布置为与光源基本上成45度角，以反射来自光源的光的第一部分，从而形成第一光束；以及第二反射镜，该第二反射镜被布置为将来自光源的光的穿过第一反射镜的第二部分反射回第一反射镜。第一反射镜被配置为反射来自第二反射镜的光的第二部分以形成第二光束。
[0018]在一些示例质量流量计/控制器中，至少一个分束器进一步包括：第三反射镜，该第三反射镜被配置为将来自第一反射镜的第一光束反射到第一光学传感器；以及第四反射镜，该第四反射镜被配置为将来自第一反射镜的第二光束反射到第二光学传感器。一些示例质量流量计/控制器进一步包括印刷电路板，其中，第一光学传感器和第二光学传感器安装到印刷电路板。在一些示例质量流量计/控制器中，印刷电路板被配置为热耦接第一光学传感器和第二光学传感器。在一些示例质量流量计/控制器中，光源安装到印刷电路板，并且热耦接到第一光学传感器和第二光学传感器。
[0019]在一些示例质量流量计/控制器中，流管的第一地点、流管的第二地点以及流管在第一地点与第二地点之间的部分在二维平面上取向，并且致动器被配置为在流管中引起沿二维平面方向的振动。在一些示例质量流量计/控制器中，流管的第一地点、流管的第二地点以及流管在第一地点与第二地点之间的部分在二维平面上取向，并且致动器被配置为在
流管中引起沿横向于二维平面的方向的振动。
[0020]在一些示例质量流量计/控制器中，至少一个分束器包括立方体分束器、平板分束器、薄膜分束器、渥拉斯顿(Wollaston)棱镜、衍射分束器、致动分束器或熔融光纤分束器中的至少一种。在一些示例质量流量计/控制器中，致动器包括驱动线圈，该驱动线圈被配置为经由附接到流管的磁体来致动流管。一些示例质量流量计/控制器进一步包括流量控制阀，该流量控制阀被配置为控制通过流管的流体的流量，其中，控制电路系统被配置为基于所确定的质量流率来控制流量控制阀。
[0021]所公开的示例方法涉及：将流体从流管的入口引导至流管的出口；经由致动器在流管中引起振动；从光源发射光；经由至少一个分束器将由光源发射的光分束成第一光束和第二光束；经由第一光学传感器基于检测第一光束来输出流管上第一地点的第一位置的第一测量值；经由第二光学传感器基于检测第二光束来输出流管上第二地点的第二位置的第二测量值；以及经由控制电路系统基于第一测量值和第二测量值来确定通过流管的质量流率或流管中的流体的密度中的至少一个。
[0022]在一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种质量流量计/控制器，包括：流管，所述流管被配置为将流体从所述流管的入口引导至所述流管的出口；致动器，所述致动器被配置为在所述流管中引起振动；光源，所述光源被配置为发射光；至少一个分束器，所述至少一个分束器被配置为将由所述光源发射的所述光分束成第一光束和第二光束；第一光学传感器，所述第一光学传感器被配置为基于检测所述第一光束来输出所述流管上第一地点的第一位置的第一测量值；第二光学传感器，所述第二光学传感器被配置为基于检测所述第二光束来输出所述流管上第二地点的第二位置的第二测量值；以及控制电路系统，所述控制电路系统被配置为基于所述第一测量值和所述第二测量值来确定通过所述流管的质量流率或所述流管中的所述流体的密度中的至少一个。2.如权利要求1所述的质量流量计/控制器，其中，所述至少一个分束器被配置为沿相反方向引导所述第一光束和所述第二光束，并且所述第一光学传感器和所述第二光学传感器定位于所述至少一个分束器的相对两侧，以分别从所述至少一个分束器接收所述第一光束和所述第二光束。3.如权利要求1所述的质量流量计/控制器，其中，所述至少一个分束器包括：第一反射镜，所述第一反射镜被布置为与所述光源基本上成45度角，以反射来自所述光源的光的第一部分，从而形成所述第一光束；以及第二反射镜，所述第二反射镜被布置为将来自所述光源的光的穿过所述第一反射镜的第二部分反射回所述第一反射镜，所述第一反射镜被配置为反射来自所述第二反射镜的所述光的第二部分以形成所述第二光束。4.如权利要求3所述的质量流量计/控制器，其中，所述至少一个分束器进一步包括：第三反射镜，所述第三反射镜被配置为将来自所述第一反射镜的所述第一光束反射到所述第一光学传感器；以及第四反射镜，所述第四反射镜被配置为将来自所述第一反射镜的所述第二光束反射到所述第二光学传感器。5.如权利要求4所述的质量流量计/控制器，进一步包括印刷电路板，其中，所述第一光学传感器和所述第二光学传感器安装到所述印刷电路板。6.如权利要求5所述的质量流量计/控制器，其中，所述印刷电路板被配置为热耦接所述第一光学传感器和所述第二光学传感器。7.如权利要求6所述的质量流量计/控制器，其中，所述光源安装到所述印刷电路板，并且热耦接到所述第一光学传感器和所述第二光学传感器。8.如权利要求4所述的质量流量计/控制器，其中，所述流管的第一地点、所述流管的第二地点以及所述流管在所述第一地点与所述第二地点之间的部分在二维平面上取向，并且所述致动器被配置为在所述流管中引起沿所述二维平面方向的振动。9.如权利要求3所述的质量流量计/控制器，其中，所述流管的第一地点、所述流管的第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉基米尔，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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