用於測量粘結劑流動材料的流動特性的緊湊型振動性流量計的製作方法

2023-12-01 16:05:31 2

專利名稱：用於測量粘結劑流動材料的流動特性的緊湊型振動性流量計的製作方法
用於測量粘結劑流動材料的流動特性的緊湊型振動性流量計發明背景1. 發明領域本發明涉及緊湊型振動性流量計，並且更特別地，涉及用於測量粘結劑(cement)流動材料的流動特性的緊湊型振動性流量計。2. 問題陳述振動導管傳感器(sensor),比如科裡奧利(Coriolis)質量流量計， 典型地操作來探測包含流動材料的振動導管的運動。與導管中的材 料相關聯的特性，比如質量流、密度等等，可由對測量信號的處理 來確定，該信號接收自與導管相關聯的運動換能器(transducer)。影響 振動材料填充系統的振動模式的一般是聯合質量、硬度、和包含導 管以及其中包含材料的阻尼特性。典型的科裡奧利質量流量計包括在管路中或其它運輸系統中成 一線連接的並且在系統中傳送材料(例如，流體、泥漿等等)的一個或 多個導管。每一個導管都可被視為具有一套自然的振動模式，例如 包括單純彎曲、扭轉、徑向、和結合模式。在典型的科裡奧利質量 流量計測量應用場合中，當材料流過導管時，在一個或多個振動模 式下導管被激勵，並且在沿著導管間隔的點處可測量導管的運動。 激勵典型地由促動器提供，例如電動機械裝置，比如音圈型驅動器， 該促動器以周期方式攝動導管。通過在換能器位置處測量運動之間 的時間延遲和相差來確定質量流率。為了測量流動導管或導管們的 振動響應典型地應用兩個這種換能器(或拾取傳感器)，並且該換能器 典型地位於促動器的上遊和下遊的位置處。兩個拾取傳感器通過電 纜連接到電子儀器上。為了得到質量流率的測量，該儀器從兩個拾 取傳感器處接收信號並且處理信號。 使用流量計測量流動材料的一個困難是當流動材料不一致的時 候，比如處於多相流動條件下。在多相流動條件下，流動材料包括 兩個或多個氣相、液相、以及固相。例如，常見的流動測量情景是 當流動材料包括夾帶在液體中的氣體。空氣是常見的夾帶氣體。由 於氣體是可壓縮的，所以流動材料的特性會變化並且因此夾帶的氣 體可引起流量計中錯誤的讀數。夾帶的氣體可降低質量流率和密度 測量的精度，並且因此可間接地影響體積測量。圖1所示為現有技術的U形振動性流量計。該現有4支術的U形振動性流量計具有非常低的長高比，其中長高比由計的總體長度(L) 除以計的總體高度(H)構成，也就是，長高比-L/H。從該圖可以看 出現有技術的長高比典型地遠遠小於一，特別是對現有技術的U形 流量計。在導管直徑大的應用場合中，可以看出的是該現有技術流 量計的小的長高比將需要大量的垂直物理空間以用於安裝。在許多安置中，可用於流量計的物理空間是有限的。例如，計 的總體長度(L)和計的總體高度(H)二者都被可獲得的安裝空間規定好 了。因此，需要有緊湊型的流量計，該流量計的特點是既有減少的 長度(L)又有減少的高度(H),以及高的長高比(L/H)(也就是，是緊湊 的)。而且，對於更小的、更緊湊的流量計有增長的需要，該流量計 可提供需要的測量能力和高等級的測量精度與可靠性。在現有技術中，生產緊湊型振動性流量計的嘗試包括對於這種 應用場合按比例縮小現有的流量計和/或使用弓形的或直形的流動導 管。然而，這都遇到了意料外的複雜和遇到了令人不滿意的流量計 精度。按比例縮小現有流量計的設計的 一 個結果是流動導管的硬度 被大量增加了。該增加的硬度特性導致流量計驅動頻率的增加。成 問題地，該相對高的驅動頻率對於多相流動材料導致了降低的性能 和/或精確度。當氣體被夾帶在流動材料中時(例如，比如氣泡)，流動 材料的共振頻率受到影響，並且低於純流體流動材料的共振頻率。 因此，現有技術流量計應用的驅動頻率可處於或接近流動材料的共
振頻率。通過研究發現的是當多相流的流動材料的共振頻率接近流 量計的驅動頻率時流量計的精度會減少。因此，夾帶的空氣導致流 量計不能精確測量流動材料的流動特性和測量非流動特性。例如， 一個希望被測量的流動材料是液體粘結劑。當液體粘結 劑被混合和生產時液體粘結劑的質量、體積、和密度中的一個或多 個可被測量。特別地，需要液體粘結劑的密度。密度是液體粘結劑 品質的無價測量標準，並且為了生產液體粘結劑混合物可被使用來測量和控制希望的粘結劑、水、和任何填料(aggregate)的比例。當粘結劑、水、和填料被混合時空氣典型地被夾帶在液體粘結 劑中。在15磅每平方英寸(psi)的壓力下，沒有夾帶空氣的液體粘結 劑的流體共振頻率是大約170Hz。該頻率對於具有預定的流動導管特 性，比如預定的內徑、預定的壁厚等等，的流量計是給定的。相反 地，在15psi的壓力下，對於相同的流量計，在包括空氣佔體積百分 之15的空隙率的液體粘結劑中的粘結劑流動材料的共振頻率典型地 是大約165Hz。從這些頻率中可以看出，在液體粘結劑中夾帶空氣的 出現減少了驅動頻率並且表明液體粘結劑的密度增加了。由此，夾 帶的空氣在現有技術的科裡奧利流量計中將引起錯誤的或不精確的 密度測量。該錯誤的發生是由於現有技術流量計的驅動頻率處於或 接近液體粘結劑的粘結劑流動材料的共振頻率。當計的基頻處於或 接近粘結劑流動材料的共振頻率時，那麼流量計的測量受到負面影 響。解決方案概要通過提供緊湊型振動性流量計來測量粘結劑流動材料的流動特根據本發明的實施例，提供了用於在粘結劑流動材料的壓力大 於大約0磅每平方英寸(psi)下測量粘結劑流動材料的流動特性的緊 湊型振動性流量計。緊湊型振動性流量計包括至少兩個拾取傳感器
和驅動器。緊湊型振動性流量計還包括一個或多個流動導管。至少 兩個拾取傳感器被固定在一個或多個流動導管上並且驅動器被配置 成用以振動一個或多個流動導管。 一個或多個流動導管包括小於大約200赫茲(Hz)的驅動頻率並且驅動頻率與粘結劑流動材料的流體共 振頻率的頻率比小於大約0.8。根據本發明的實施例，提供了用於在粘結劑流動材料的壓力大 於大約10磅每平方英寸(psi)下測量粘結劑流動材料的流動特性的緊 湊型振動性流量計。緊湊型振動性流量計包括至少兩個拾取傳感器 和驅動器。緊湊型振動性流量計還包括一個或多個流動導管。至少 兩個拾取傳感器被固定在一個或多個流動導管上並且驅動器被配置 成用以振動一個或多個流動導管。 一個或多個流動導管是基本上自 排出式的並且包括小於大約200赫茲(Hz)的驅動頻率並且驅動頻率與 粘結劑流動材料的流體共振頻率的頻率比小於大約0.8。根據本發明的實施例，提供了用於在粘結劑流動材料的壓力大 於大約10磅每平方英寸(psi)下測量粘結劑流動材料的流動特性的緊 湊型振動性流量計。緊湊型振動性流量計包括至少兩個拾取傳感器 和驅動器。緊湊型振動性流量計還包括一個或多個流動導管。至少 兩個拾取傳感器被固定在一個或多個流動導管上並且驅動器被配置 成用以振動一個或多個流動導管。 一個或多個流動導管中的流動導 管包括由至少兩個末端彎曲部分和中央彎曲部分處形成的弓形部 分。兩個末端彎曲部分各自包括在大約120度到大約170度之間的 末端彎曲角e。 一個或多個流動導管包括小於大約200赫茲(Hz)的驅 動頻率並且驅動頻率與粘結劑流動材料的流體共振頻率的頻率比小 於大約0.8。發明的方面在緊湊型振動性流量計的 一 個方面，在粘結劑流動材料上的驅 動頻率是小於大約170Hz。
在緊湊型振動性流量計的另 一 個方面，驅動頻率是基於用於粘 結劑流動材料的緊湊型振動性流量計的預定的最小可接受的密度精 度的。在緊湊型振動性流量計的又 一 個方面， 一 個或多個流動導管包括大於大約2.5的長高比(L/H)。在緊湊型振動性流量計的又一個方面， 一個或多個流動導管包 括小於大約10的高孔比(H/B)。在緊湊型振動性流量計的又一個方面， 一個或多個流動導管包 括一個或多個基本上自排出式的流動導管。在緊湊型振動性流量計的又一個方面， 一個或多個流動導管中 的流動導管包括由至少兩個末端彎曲部分和中央彎曲部分形成的弓 形部分，並且同時兩個末端彎曲部分各自包括在大約120度到大約170度之間的末端彎曲角e。


在所有的附圖上相同標號代表相同的元件。圖1所示為現有技術的U形振動性流量計。圖2所示為根據本發明實施例的緊湊型振動性流量計。圖3所示為根據本發明實施例的緊湊型振動性流量計的部件。圖4是在空隙率的範圍中實際頻率對測量頻率的頻率差(也就是，頻率誤差)的圖表。圖5是在空隙率的範圍中密度誤差的圖表。圖6A至圖6B所示為緊湊型振動性流量計的自排出方位。圖7是根據本發明實施例用於構造緊湊型振動性流量計的方法的流程圖，該流量計用於測量多相流動材料的流動特性。發明的詳細描述圖2至圖7以及下面的描述為教會本領域的那些技術人員如何
製造和使用本發明的最好模式而描繪了具體的實例。為了達到教會 本發明原理的目的， 一些常規的方面被簡化或者省略了 。本領域的 那些技術人員將能理解來自這些落在本發明範圍中的實例的變化。 本領域的那些技術人員將能理解的是下面描述的特徵可以不同的方 式結合來形成本發明的多種變化。因此，本發明並不被限制在下面 描述的特定實例中，而僅僅被權利要求和它們的等同物限制。圖2所示為根據本發明實施例的緊湊型振動性流量計200。緊湊 型振動性流量計200包括歧管104、法蘭105、殼體102、和導管部 分106。緊湊型振動性流量計200在殼體102中包括作為導管部分106 的一部分的一個或多個流動導管301 (見圖3)。在一些實施例中，緊 湊型振動性流量計200能包括兩個流動導管301。 一個或多個流動導 管301可包括弓形的流動導管。在一個實施例中，緊湊型振動性流量計200包括科裡奧利流量 計。在另一個實施例中，緊湊型振動性流量計200包括振動比重計。緊湊型振動性流量計200可被設計成用以獲得希望的最小測量 精度。緊湊型振動性流量計200可被設計成用以獲得最小密度測量 精度。緊湊型振動性流量計200可4皮設計成用以獲得用於多相流動 材料的最小密度測量精度。緊湊型振動性流量計200可既能測量流 動材料的流動特性又能測量流動材料的非流動特性。許多因素可影響振動性流量計的操作(以及由此影響精度)。影響 操作的許多重要因素中的三個是被使用來振動 一個或多個流動導管 的驅動頻率、流動材料壓力、和流動導管幾何形狀。通過適當地選 擇這三個因素一般能實現緊湊型振動性流量計合適的設計，甚至是 與多相流動材料一起使用。例如，根據本發明，緊湊型振動性流量計包括在任何包含水的 流體上，比如粘結劑流動材料上，小於大約250赫茲(Hz)的驅動頻率。 在一些實施例中，驅動頻率小於大約200Hz。驅動頻率可以是基於一 個或多個流動導管301的有效長度LE、 一個或多個流動導管301的
轉動慣量(I)、和一個或多個流動導管301的幾何形狀的。而且，驅 動頻率可進一步地受一個或多個平衡質量的影響，根據需要，該平 衡質量可任選地被固定在一個或多個流動導管301上。有效長度LE 可以取決於流動導管的幾何形狀。流動導管的壁厚可以取決於流動 材料的壓力。在其它的情況中轉動慣量(I)可以取決於流動導管的內 徑和流動導管的壁厚。而且，驅動頻率可以是基於預定的最小可接 受的密度的精度的(見圖4和附隨的討論)。根據本發明，緊湊型振動性流量計包括大於大約10磅每平方英 寸(psi)的流動材料壓力。在一些實施例中，流動材料的壓力在大約IO psi到大約475 psi之間。在一些實施例中，流動材料的壓力大於大約 15 psi。根據希望的應用場合可以選擇流動材料的壓力或者該壓力可 由最終用戶指定。根據本發明，緊湊型振動性流量計包括預定的緊湊幾何形狀。 預定的緊湊幾何形狀可包括一個或多個預定的長高比(L/H)、預定的 高孔比(H/B)、或弓形的流動導管的幾何形狀。預定的長高比(L/H)大 於大約2.5。預定的高孔比(H/B)小於大約10。弓形的流動導管的幾 何形狀可包括在120度到大約170度之間的末端彎曲角e。弓形的流 動導管的幾何形狀可以基本上是自排出式的。緊湊型振動性流量計200可進一步地包括在一個或多個流動導 管301中的預定的壓力降(AP)。預定的壓力降(AP)可以是基於預定的 總流程長度L"見圖3)、預定的計的摩擦係數(f)、預定的導管內徑 (ID)、預定的流體密度(pf)、和預定的流動速度(V)的。在一個實施例 中，預定的壓力降(AP)可根據公式被計算緊湊型振動性流量計200能進一步地包括在一個或多個導管301 中的預定的壓力等級。預定的壓力等級可根據特殊的應用場合被選 擇或由最終用戶來選擇。 在一些實施例中緊湊型振動性流量計200被構造成具有高的長高比。在一個實施例中，計的總長度(L)基本上是流量計的歧管104 之間的距離(見圖2)，而計的總高度(H)基本上是進口/出口歧管的中 心線與最遠離中心線(也就是，弓形部分頂點的中央)之間的距離。因 此，長高比是流量計的總體形狀和尺寸的近似量化。高的長高比(L/H) 意味著流量計相對其長度具有低的高度。因此，根據本發明，緊湊 型振動性流量計200是相對的小並且因此易於容納在大多數計量應 用場合中。高的長高比使得緊湊型振動性流量計200可被安裝在小 的空間中。高的長高比使得緊湊型振動性流量計200被使用在更多 的應用場合中。在一個實施例中，緊湊型振動性流量計200可被使 用在粘結劑灌裝操作中，包括在用於混合和/或抽吸液體粘結劑的機 器中。其它的使用和其它的流動材料被預期並且在說明書和權利要 求的範圍內。高孔比(H/B)包括高度(上面界定的)與進口/出口歧管的內徑的 比。高孔比(H/B)反映了緊湊型4展動性流量計的垂直高度與入口/出口 孔以及因此流動導管尺寸之間的關係。因此，對於給定的流動材料 壓力該孔影響流動速度(V)和計的摩擦係數(f)。在單流動導管流量計 中，孔(B)—般與流動導管是相同的直徑。然而，該孔不是一定要和 流動導管的內徑相同。例如，緊湊型振動性流量計200對於流動材料，包括對於粘結 劑流動材料，以低驅動頻率為特點。甚至當獲得高的長高比並且由 此獲得緊湊的總體設計時也能獲得該低的驅動頻率。在現有技術中， 設計工程師只能從或者低驅動頻率流量計設計或者緊湊型流量計設 計之中做出選擇，而不是二者兼顧。為了測量流動材料的流動特性，驅動頻率是一個或多個流動導 管301被振動時的頻率。驅動頻率典型地被選擇為處於或低於流動 材料的共振頻率。因此，根據流動材料的組成驅動頻率可變化。而 且，驅動頻率受流量計的硬度特性的影響。當硬度特性增加時，驅
動頻率典型地也增加。提供以^f氐驅動頻率為特點的緊湊型流量計的 根本困難是長高比/總體尺寸的減少會增加硬度特性。例如， 一個設 計特點是計的總體長度(L)。在^"流量計不做任何其它改變的情況下， 當計的總體長度(L)減少時硬度特性增加。另 一個影響硬度特性的設計特點是流動導管301的振動部分的有效長度LE(見圖3)。對於直形 或弓形導管的流量計有效長度L^是小於總流程長度Lt。有效長度LE 的縮短可通過縮短總流程長度LT或通過增加可限制流動導管末端的 聯接件、託架等等。而且，有效長度！^可通過流量計結構的改變被 縮短。例如，U形流管具有遠大於直形導管流量計的有效長度LJ見 圖1和圖3)。由此，通過轉變成直形流動導管或適度的弓行流動導 管，流量計的硬度特性和驅動頻率將被大大地增加。根據本發明的實施例，流量計不僅僅是按比例縮減的現有技術 的流量計。根據本發明的實施例，流量計被如此設計，使得驅動頻 率小於，或者甚至遠遠小於，流動材料的共振頻率。理想地，計的 驅動頻率應該是與流動材料的共振頻率有可辨別的距離。由此，根 據本發明的實施例，流量計提供了外形低的、自排出式的、緊湊型 振動性流量計，而依然可獲得希望的測量精度，甚至是在夾帶氣體 數量出現變化的情形下。圖3所示為根據本發明實施例的緊湊型振動性流量計200的部 件。除了圖2中所示的和討論的部件之外，緊湊型振動性流量計200 包括一個或多個流動導管301、聯接件(brace bar) 306、拾取傳感器 (pickoff sensor) 308、和驅動器309。其它的部件也可被包括，比如每丈 感元件傳感器(pick-off sensor)、溫度和/或壓力傳感器、計的電子裝置、根據需要質量平衡物等等。流動導管301包括弓形流動導管並且包括由至少兩個末端彎曲 部分314和中央彎曲部分312形成的弓形部分。兩個末端彎曲部分314 中的每一個都包括在大約120度到大約170度之間的末端彎曲角e。 在所示的實施例中，末端彎曲角e包括大約145度的彎曲。弓形部 分可增加有效長度LE,因為較小的末端彎曲角6能使得流動導管更呈U形並且由此可增加有效長度Le。緊湊型振動性流量計200可包括聯接件306。聯接件306被應用 以錨定流動導管301的末端。在包括兩個流動導管301的實施例中， 聯接件306又可將流動導管301彼此固定。聯接件306可調整流量 計200的有效長度LE。因為有效長度k可影響緊湊型振動性流量計 200的硬度特性，所以為了獲^f尋希望的驅動頻率要更改有效長度LE。 在一些實施例中，為了減少緊湊型振動性流量計200的驅動頻率聯 接件306被儘可能遠離地安裝，同時保持希望的計的模態分離/性能。 備選地，在一些實施例中，為了最大化有效長度Le聯接件306被省 去。另一個可影響緊湊型振動性流量計200操作的特性是一個或多 個流動導管301的內孔(B)(見圖3)。該孔是緊湊型振動性流量計200 的入口和出口的內徑，比如在》支管104處。在一個實施例中，該孔 的截面面積基本上等於流動導管的截面面積。因此，高孔比是在流 量計每截面面積上弓形量的指示器。在發明的一個實施例中，高孔 比(H/B)小於大約10。另一個可影響緊湊型振動性流量計200操作的特性是增加的附 加到一個或多個流動導管301上的平^f重量316的出現。增加的平 衡重量316影響流動導管301的總體質量，同時基本上不會影響硬 度特性。因此，平衡重量316可影響驅動頻率。流動導管301質量 的增加會減少驅動頻率。又一個可影響緊湊型振動性流量計200操作的特性是流動導管 301的壁厚。壁厚一般被選擇以容納流動材料的壓力。然而，較厚的 導管壁將增加流動導管301的硬度特性。因此，根據本發明，在緊 湊型振動性流量計200中為了獲得較低的驅動頻率要選擇相對薄的 壁厚。在流動材料不處於高壓的情況下這是可能的。圖4是在空隙率的範圍中實際頻率對測量頻率的頻率差(也就 是，頻率誤差)的圖表。圖表描繪了在15 psi的壓力下粘結劑流動材 料的測量值。較低的線由針對現有技術的流量計操作在470 Hz的驅 動頻率下繪製的頻率值構成。中間的線由針對現有技術的流量計操 作在340 Hz的驅動頻率下繪製的頻率值構成。相反地，較高的線由 根據本發明緊湊型振動性流量計的驅動頻率的繪製頻率值構成，其 中根據本發明緊湊型振動性流量計操作在大約170 Hz的驅動頻率 下。每一個頻率響應都來自具有相同的流動導管幾何形狀而不同僅 在於有效長度Le和導管壁厚的流量計。從圖表中可以看出對空隙率 的任何值而言170 Hz的流量計的驅動頻率與實際響應的偏離不超過 0.5 Hz。因此，操作在低於250 Hz頻率下的緊湊型振動性流量計在 頻率測量上提供了高級別的精度。從該圖表中可以看出通過選擇適 當的低操作頻率能獲得，至少部分地獲得，希望的頻率精度級別。圖5是在空隙率的範圍中的密度誤差的圖表。密度誤差圖表是 頻率差圖表的補充，因為密度近似等於頻率平方分之1 (p-l/f2)。上 方的線由針對現有技術的流量計操作在470 Hz的驅動頻率下繪製的 密度值構成。中間的線由針對現有技術的流量計操作在340 Hz的驅 動頻率下繪製的密度值構成。相反地，較低的線由根據本發明緊湊 型振動性流量計的繪製密度值構成，其中根據本發明緊湊型振動性 流量計操作在170 Hz的驅動頻率下。從圖表中可以看出對空隙率的 任何值而言由170 Hz流量計測量的密度值與實際密度的偏離不超過 大約百分之2丄因此，操作在低於250 Hz頻率下的緊湊型振動性流量計在密度測量上提供了高級別的精度。圖6A至圖6B所示為緊湊型振動性流量計200的自排出方位。 在圖6A中，流動導管301被垂直定向。因為流動導管301的特點是 弓形結構，包括大於120度的末端彎曲角e，所以任何在流動導管301 中的流動材料將由於重力的原因排出去(見箭頭)。同樣地，在圖6B 中，甚至當流動導管301被水平定向安裝時，流動材料也將排出流 動導管301 (見兩個箭頭)。該緊湊型振動性流量計200的自排出方位 改進，因為流動材料(例如，比如粘結劑流動 材料)，如果不能自排出那麼將很快地堵塞在流動導管301的內部。圖7是根據本發明實施例用於構造緊湊型振動性流量計的方法 的流程圖700，該流量計用於測量多相流動材料的流動特性。在步驟 701中，如先前討論的，在緊湊型振動性流量計中提供壓力降。壓力 降可對於希望的應用場合被選擇或者可由最終用戶指定。在一個實施例中，通過使用幾個計的因子可以確定壓力降。例 如，根據公式(1)可以計算出壓力降(AP)。給定流體密度值和可接受 的計的壓力降(AP)， 一個或多個流動導管的內徑(ID)和總流程長度k 通過該7>式可糹皮確定。在步驟702中，如先前討論的那樣，提供預定的緊湊幾何形狀。在步驟703中，在緊湊型l^動性流量計中提供預定的壓力等級。 預定的壓力等級可指定用於緊湊型振動性流量計的可接受的壓力上 限。而且，預定的壓力等級可影響流動導管的壁厚。在步驟704中，如先前討^r的，在緊湊型振動性流量計中提供 預定的末端彎曲角e。根據流動導管的幾何形狀和根據希望的流動導 管的有效長度LE，末端彎曲角e可變化。根據本發明，緊湊型振動 性流量計中的末端彎曲角e的範圍是從大約120度到大約170度。末端彎曲角e造成了流動導管的弓形形狀。在步驟705中，在緊湊型振動性流量計中提供驅動頻率。驅動 頻率小於大約250 Hz。在一些實施例中，驅動頻率小於大約200 Hz。 如先前討論的，驅動頻率可被確定為其它流量計參數的函數。再次參考圖3,緊湊型振動性流量計200可包括最優化用於粘結 劑流動材料應用場合的粘結劑振動性流量計。當液體粘結劑被混合 和生產時液體粘結劑的質量、體積、和密度中的一個或多個可^^皮測 量。特別地，需要液體粘結劑的密度。密度是液體粘結劑品質的無 價測量標準，並且為了生產液體粘結劑混合物可被使用來測量和控 制希望的粘結劑、水、和任何填料的比例。
當粘結劑、水、和填料被混合時空氣典型地被夾帶在液體粘結 劑中。在15磅每平方英寸(psi)的壓力下，沒有夾帶空氣的液體粘結 劑的流體共振頻率是大約170 Hz。該頻率對於具有預定的流動導管特性，比如預定的內徑、預定的壁厚等等，的流量計是給定的。相反地，在15psi的壓力下，對於相同的流量計，包括空氣佔體積百分 之15的空隙率的液體粘結劑的共振頻率典型地是大約165 Hz。然而， 流體共振頻率隨空隙率(也就是，隨夾帶空氣的百分比)變化，並且因 此流體共振頻率可大於或小於175 Hz。在一個實施例中，粘結劑振 動性流量計的最大驅動頻率小於大約200 Hz。從這些頻率以及從圖4 和圖5中可以看出，在液體粘結劑中夾帶空氣的出現減少了驅動頻 率並且表明液體粘結劑的密度增加了 ，即使夾帶的空氣實際上將減 少混合物的密度。由此，夾帶的空氣在現有技術的科裡奧利流量計 中將引起錯誤的或不精確的質量流動和密度讀數。該錯誤的發生是 由於現有技術流量計的驅動頻率處於或接近液體粘結劑的流體共振 頻率。當計的驅動頻率處於或接近粘結劑流動材料的共振頻率時， 然後流量計的測量受到不利影響。粘結劑振動性流量計200可被如此配置，使得用於粘結劑流動 材料的驅動頻率小於粘結劑流動材料的流體共振頻率。在一個實施 例中，對於流動材料的壓力大於10 psi以及對於驅動頻率小於大約200 Hz的情況下，驅動頻率與粘結劑流動材料的流體共振頻率的比小於 大約0.8。為了保持該比小於大約0.8，驅動頻率將決不會接近或超 過流體的共振頻率，並且因此粘結劑振動性流量計200的精度將獲 得希望的精度。而且，該結構將包含基本上是自排出式幾何形狀的 選擇。在一個實施例中，粘結劑振動性流量計200包括小於大約200Hz 的驅動頻率和大於大約10psi的流動材料壓力。在一個實施例中，粘 結劑振動性流量計200包括大於大約2.5的長高比(L/H)和小於10的 高孔比(H/B)。在一個實施例中， 一個或多個流動導管是基本上自排 出式的。在一個實施例中， 一個或多個流動導管中的流動導管包括 由至少兩個末端彎曲部分和一個中央彎曲部分形成的弓形部分，其中兩個末端彎曲部分各自包括在大約120度到大約170度之間的末 端彎曲角e。通過最大是475 psi的壓力等級、相對薄的導管壁(例如， 比如大約0.036英寸)、相對長的有效長度！^(比如通過不包括聯接件 306)、以及一個或多個備選平衡質量的增加可獲得驅動頻率限度。如果需要，為了提供幾個優點，根據本發明的緊湊型振動性流 量計可根據任何一個實施例被應用。本發明提供了以低外形和高的 長高比為特點的緊湊型振動性流量計。本發明提供了便於提供低的 最大驅動頻率的緊湊型振動性流量計。本發明提供了便於為粘結劑 流動材料提供驅動頻率與流體共振頻率低比率的緊湊型振動性流量 計。本發明提供了便於提供低的最大驅動頻率的緊湊型振動性流量 計，該驅動頻率遠遠小於現有技術中具有相同總體尺寸和外形的流 量計的驅動頻率。本發明提供了精確地測量包括夾帶空氣的粘結劑 流動材料的流動特性的緊湊型糹展動性流量計。
權利要求
1.一種用於在粘結劑流動材料的壓力大於大約10磅每平方英寸(psi)下測量粘結劑流動材料的流動特性的緊湊型振動性流量計(200)，所述流量計包括至少兩個拾取傳感器(308)、驅動器(309)和一個或多個流動導管(301)，其中所述至少兩個拾取傳感器(308)固定在所述一個或多個流動導管(301)上並且所述驅動器(309)配置成用以使所述一個或多個流動導管(301)振動，所述緊湊型振動性流量計(200)的特徵在於所述一個或多個流動導管(301)包括小於大約200赫茲(Hz)的驅動頻率，並且所述驅動頻率與所述粘結劑流動材料的流體共振頻率的頻率比小於大約0.8。
2. 根據權利要求1所述的緊湊型振動性流量計(200),其特徵在 於，所述驅動頻率小於大約170赫茲。
3. 根據權利要求1所述的緊湊型振動性流量計(200),其特徵在 於，所述驅動頻率是基於用於所述粘結劑流動材料的所述緊湊型振 動性流量計(200)的預定的最小可接受的密度精度的。
4. 根據權利要求1所述的緊湊型振動性流量計(200)，其特徵在 於，所述一個或多個流動導管(301)包括大於大約2.5的長高比(L/H)。
5. 根據權利要求1所述的緊湊型振動性流量計(200),其特徵在 於，所述一個或多個流動導管(301)包括小於大約10的高孔比(H/B)。
6. 根據權利要求1所述的緊湊型振動性流量計(200)，其特徵在 於，所述一個或多個流動導管(301)包括一個或多個基本上自排出式 的流動導管。
7. 根據權利要求1所述的緊湊型振動性流量計(200)，其特徵在 於，所述一個或多個流動導管(301)中的流動導管包括由至少兩個末 端彎曲部分(314)和中央彎曲部分(312)形成的弓形部分，並且所述兩 個末端彎曲部分(314)各自包括在大約120度到大約170度之間的末 端彎曲角e。
8. —種用於在粘結劑流動材料的壓力大於大約IO磅每平方英寸 (psi)下測量粘結劑流動材料的流動特性的緊湊型振動性流量計(200)，所述流量計包括至少兩個拾取傳感器(308)、驅動器(309)和一 個或多個流動導管(301)，其中所述至少兩個拾取傳感器(308)固定在 所述一個或多個流動導管(301)上並且所述驅動器(309)配置成用以使 所述一個或多個流動導管(301)振動，所述緊湊型振動性流量計(200) 的特徵在於所述一個或多個流動導管(301)是基本上自排出式的並且包括小 於大約200赫茲(Hz)的驅動頻率，並且所述驅動頻率與所述粘結劑流 動材料的流體共振頻率的頻率比小於大約0.8。
9. 根據權利要求8所述的緊湊型振動性流量計(200),其特徵在 於，所述驅動頻率小於大約170赫茲。
10. 根據權利要求8所述的緊湊型振動性流量計(200),其特徵在 於，所述驅動頻率是基於用於所述粘結劑流動材料的所述緊湊型振 動性流量計(200)的預定的最小可接受的密度精度的。
11. 根據權利要求8所述的緊湊型振動性流量計(200),其特徵在 於，所述一個或多個流動導管(301)包括大於大約2.5的長高比(L/H)。
12. 根據權利要求8所述的緊湊型振動性流量計(200),其特徵在 於，所述一個或多個流動導管(301)包括小於大約10的高孑L比(H/B)。
13. 根據權利要求8所述的緊湊型振動性流量計(200),其特徵在 於，所述一個或多個流動導管(301)中的流動導管包括由至少兩個末 端彎曲部分(314)和中央彎曲部分(312)形成的弓形部分，並且所述兩 個末端彎曲部分(314)各自包括在大約120度到大約170度之間的末端彎曲角e。
14. 一種用於在粘結劑流動材料的壓力大於大約10磅每平方英 寸(psi)下測量粘結劑流動材料的流動特性的緊湊型振動性流量計 (200),所述流量計包括至少兩個拾取傳感器(308)、驅動器(309)和一 個或多個流動導管(301),其中所述至少兩個拾取傳感器(308)固定在 所述一個或多個流動導管(301)上並且所述驅動器(309)配置成用以使 所述一個或多個流動導管(301)l展動，所述緊湊型振動性流量計(200) 的特徵在於所述一個或多個流動導管(301)中的流動導管包括由至少兩個末 端彎曲部分(314)和中央彎曲部分(312)形成的弓形部分，並且所述兩 個末端彎曲部分(314)各自包括在大約120度到大約170度之間的末 端彎曲角e,所述一個或多個流動導管(301)包括小於大約200赫茲(Hz) 的驅動頻率，並且所述驅動頻率與所述粘結劑流動材料的流體共振 頻率的頻率比小於大約0.8。
15. 根據權利要求14所述的緊湊型振動性流量計(200),其特徵 在於，所述驅動頻率小於大約170赫茲。
16. 根據權利要求14所述的緊湊型振動性流量計(200),其特徵 在於，所述驅動頻率是基於用於所述粘結劑流動材料的所述緊湊型 振動性流量計(200)的預定的最小可接受的密度精度的。
17. 根據權利要求14所述的緊湊型振動性流量計(200)，其特徵 在於，所述一個或多個流動導管(301)包括大於大約2.5的長高比 (L/H)。
18. 根據權利要求14所述的緊湊型振動性流量計(200)，其特徵 在於，所述一個或多個流動導管(301)包括小於大約10的高孔比 (H/B)。
19. 根據權利要求14所述的緊湊型振動性流量計(200)，其特徵 在於，所述一個或多個流動導管(301)包括一個或多個基本上自排出 式的流動導管。
全文摘要
根據本發明的實施例，提供了一種用於在粘結劑流動材料的壓力大於大約10磅每平方英寸(psi)下測量粘結劑流動材料的流動特性的緊湊型振動性流量計(200)。緊湊型振動性流量計(200)包括至少兩個拾取傳感器(308)和驅動器(309)。緊湊型振動性流量計(200)還包括一個或多個流動導管(301)。至少兩個拾取傳感器(308)被固定在一個或多個流動導管(301)上並且驅動器(309)被配置成用以振動一個或多個流動導管(301)。一個或多個流動導管(301)包括小於大約200赫茲(Hz)的驅動頻率並且驅動頻率與粘結劑流動材料的流體共振頻率的頻率比小於大約0.8。
文檔編號G01F1/84GK101156053SQ200580049399
公開日2008年4月2日 申請日期2005年4月6日 優先權日2005年4月6日
發明者A·T·帕藤, A·W·潘克拉茨, M·J·貝爾 申請人:微動公司