專利名稱：科里奧利質量流量計、振動管密度計及其中使用的振動片的制作方法
技術領域：
本發明涉及科里奧利質量流量計、振動管密度計及其中使用的振動片。
背景技術：
科里奧利質量流量計是一種運用科里奧利效應制作的用于測量液體質量流量和其他信息(包括但不限于密度、溫度等)的儀表。這種流量計通常包括一根或多根直的或彎曲的流管，被測液體從流管的一端流入，從流管的另一端流出。以圖1所示的較常見的雙流管型科里奧利質量流量計100為例，其結構通常如下兩根流管111，112彼此平行且彎曲成U型；流管111，112的入口端都固定到入口集流塊121上，流管111，112的出口端都固定到出口集流塊122上，入口集流塊121與入口法蘭131連接，出口集流塊122與出口法蘭 132連接，且兩個集流塊121和122的相對側通常還有一個橫管123進行支撐連接；待測管道液體通過入口法蘭131進入入口集流塊121 ；入口集流塊121將液體束分為大致相等的兩束液體，分別進入兩根流管111，121 ；分束后的液體流經流管111和112進入出口集流塊 122 ；出口集流塊122將兩束液體匯集為一束，經由出口法蘭132流入管道；在兩根流管111 和112的中部設置有振動激勵器141，在振動激勵器141兩側一定距離處分別設置有振動傳感器142。入口法蘭131與出口法蘭132之間的這一部分是科里奧利質量流量計的核心傳感部分，而兩個振動傳感器142之間的流管部分就是通常所稱的測量段；振動傳感器142 通過電纜和信號處理及顯示裝置(圖中未示出)相連，這個整體就組成了科里奧利質量流量計。其他型式例如單管型和多管型科里奧利質量流量計的總體結構也是本領域技術人員公知的，本文不再一一贅述。科里奧利質量流量計用于測量液體的質量和密度等信息已經是公開的技術，例如1985年1月1日公布的美國專利No. 4491025中對此作了較詳細的描述。如本領域技術人員已知的，科里奧利質量流量計的流管工作時以一種固有模式振動，相應的會有一個諧振頻率。這個諧振頻率與流管以及流管中的液體有直接關系。當被激勵時，流管會以一個基本固定的頻率振動。流管中沒有液體或其中的液體不流動時，流管上各個點的相位是相同的(這里提到的相位是指流管振動時，大致是一個正弦信號的路徑，用公式表示就是 α)=Α η(οη+Φ)，其中的Φ就是相位)。當流管中的液體流動時，由于科里奧利效應的存在，會產生一個科里奧利加速度作用在流管上，這就使得流管上的各點會有不同的相位， 入口側的相位滯后于振動激勵器，出口側的相位超前于振動激勵器。相對于振動激勵器分別處于入口側和出口側的振動傳感器測量流管的運動。振動傳感器測量出來的相位差與流經測量段的液體的質量流量之間有特定的關系。通過得到振動傳感器信號相位差的大小就可測得液體的質量流量。振動管密度計和質量流量計的結構基本相同，一般也主要由一個或多個直的或彎曲的流管固定到入口集流塊和出口集流塊之間構成。它們之間的不同之處在于振動管密度計測量密度是通過測量液體密度與流管通過液體時固有頻率之間的關系實現的，而質量流量計測量液體質量流量是通過測量流管上不同位置的相位差實現的。工作時，振動管密度計的流管將按一種固有的模式振動，相應的會有一個諧振頻率。當流管中的液體密度發生變化時，流管的諧振頻率發生變化。通過測量流管的諧振頻率，便可得到流管中的液體密度。
一般地，科里奧利質量流量計和振動管密度計在距離流管入口和出口特定距離的位置固定有振動片(亦稱阻尼板或支撐條)，例如圖1中所示的振動片150。傳統的振動片通常為具有通孔的薄的平片。例如在圖1所示的雙流管型科里奧利質量流量計100中，現有技術的振動片150上通常具有兩個全圓周通孔，兩根流管111和112分別從兩個通孔中穿過，并通過熔化焊接或釬焊方式沿整個圓周與振動片150焊接固定。科里奧利質量流量計100在受到激勵時，期望出現的振動模式是兩根流管111和112同時朝彼此靠近或彼此背離的方向運動，此時兩根流管運動的相位是相反的，這種運動稱為“異相”振動，如圖2中的箭頭A和A’所示。兩根流管也會出現同時往一個方向運動的振動，這種振動稱為“同相” 振動，如圖3中的箭頭B和B’所示。當流管受到外界振動干擾時，同相振動會與異相振動疊加，影響流量測量精度。同相振動之所以會與異相振動疊加，很重要的一個原因在于同相振動和異相振動有相同的回轉軸線。沒有振動片時，流管直接固定到集流塊上，同相振動和異相振動的回轉軸線都在流管和集流塊交匯處附近。此時同相振動和異相振動具有相近的振動頻率，頻率越是接近，同相振動對異相振動的干擾就越大。避免這種情況出現的一個辦法就是在離開流管和集流塊交匯處一定距離的位置加振動片，將兩根流管相互連接。這樣， 同相振動的回轉軸線N和N’在流管和集流塊交匯處115附近，而異相振動的回轉軸線M和 M'在流管和振動片的焊接交匯處116附近。此時同相振動和異相振動不僅有不同的回轉軸線，而且有不同的振動頻率，同相振動很難干擾異相振動，利于科里奧利質量流量計和振動管密度計準確測量所需數據。
現有技術中存在多種類型的振動片。例如，1995年2月2日公布的國際專利申請 W095/03529描述了如圖4 一 6所示的幾種振動片樣式，其中圖4所示為一般性的振動片樣式，而圖5和圖6所示為該專利申請中教導的兩種以減小應力集中為目的的振動片樣式。在該專利申請的技術方案中，振動片與流管的固定方式是將兩根流管穿到相應的通孔中后， 用鋅銅合金焊接沿整個通孔圓周焊接固定，如圖7所示。
2010年6月23日公布的中國專利申請CN101745721A提供了另一種樣式的振動片，如圖8所示。這種振動片的特點是在振動片的表面圍繞供流管穿過的通孔開有一圈凹槽，其目的主要為了方便進行手工氬弧焊接；固定時，將流管穿到相應通孔，采用手工氬弧焊接將流管和振動片沿整個通孔圓周焊接固定。
2002年7月9日公布的美國專利US 6415668B1也提供了一種不同樣式的振動片， 如圖9所示。這種振動片的主要特點是振動片由四部分焊接到一起組成，供流管穿過的兩個通孔分別位于兩個分離的半片上，在將兩個半片分別穿到兩根流管上后，用兩個連接片從兩側將兩個半片連接在一起。這種振動片主要適用于振動片的兩個通孔無法同時穿到兩根流管上的情況，因而只能將兩個分離的半片各設置一個通孔，在將半片分別穿到流管上后再連接兩個分離的半片。在該專利中，也是將每個半片與流管沿通孔的整個圓周進行焊接固定。
現有技術中，無論上述哪種振動片，總體上皆為平面結構(即形成的焊縫與振動片的連接主體部分基本處于一個平面或平行平面內)，而且現有技術振動片與流管之間最終的固定都是沿通孔的整個圓周進行焊接固定，因為本領域技術人員均認為振動片與流管的整個外圓周進行焊接可以更好地保證連接強度。
在焊接技術的選擇上，現有技術通常采用熔化焊接或釬焊來實現振動片與流管的焊接連接。
然而，熔化焊接比如氬弧焊、等離子焊、激光焊等焊接方式，為達到良好的焊接效果，必須局部地將流管加熱到熔化狀態。冷卻固化過程中，流管曾被熔化的區域金屬晶粒會重新排列，造成這個區域的晶粒結構粗糙。這樣，流管和振動片交匯處的整個圓周上，即圖 10中所示的環形焊縫180處，晶粒結構都很粗糙。這種粗糙的晶粒結構會導致流管結構強度下降，以致在實際應用中經常發生流管斷裂問題。
此外，熔化焊接中必須的局部加熱會產生殘余應力，這對流量測量精度有很大的影響。在用局部加熱焊接振動片時，本領域技術人員均能理解，由于材料受熱不均，因而在焊縫區域會存在殘余應力，這種殘余應力的大小和方向隨時間和流管的振動會不斷發生變化。殘余應力和振動產生的應力會疊加，疊加后應力的大小和方向也在不斷變化，這種變化直接導致流管相位差測量不準確。
在對振動片與流管焊接技術不斷的探索過程中，本領域技術人員經過幾十年的嘗試，目前多選擇采用真空釬焊技術來固定振動片和流管，因為這種方式對流管的傷害最小。 為消除殘余應力的影響，目前很多公司都采用鋅銅合金或鎳合金做釬料，將整個流管置于真空氛圍中進行釬焊。由于釬焊溫度只能將釬料熔化，而低于流管的熔化溫度，因而對流管性能不會造成不利影響。而且，由于對流管進行整體加熱，不會有受熱不均的現象，也就不會有殘余應力產生。
但是，釬焊也有自身的不足。由于釬料同流管和振動片必須有不同的熔點，因此必須采用不同種材料。而且，由于釬料的硬度往往比流管和振動片低，所以釬料位置是結構上的一個薄弱環節。隨著流管的振動，釬料不斷的受到擠壓和拉伸，釬料就會慢慢蠕變，流管的振動狀態也慢慢會改變，從而導致流量測量性能受到影響。
此外，釬焊的另外一個主要問題是必須在真空氛圍中實施，而且焊縫中不能有氣泡和雜質。因為釬料的硬度低，一旦焊縫中有氣泡出現，將會加大釬料的可壓縮性，焊縫在拉伸和擠壓過程中會早早失效。而真空氛圍的釬焊對尺寸比較小的管容易實施，對大尺寸的流量計卻存在巨大困難，要么是真空爐的尺寸達不到大尺寸流量計的要求，要么是真空度本身達不到真空釬焊的要求。所以，采用真空釬焊對工藝要求非常高，并且需要后續嚴格的檢驗來保證質量，費用高，技術難度大。發明內容
針對現有技術中存在的上述各種問題，本發明的一個主要目的是要消除流管和振動片焊接的局部范圍內應力集中，從而提高科里奧利質量流量計和振動管密度計的靈敏度，延長它們的使用壽命。
本發明的進一步的目的是要進一步改善流管和振動片的受力情況，減小最大應力，增強流管和振動片的連接強度，從而進一步提高科里奧利質量流量計和振動管密度計的靈敏度，進一步延長它們的使用壽命。
為此，本申請的發明人首先對流管和振動片的連接結構進行了深入的受力分析。為便于描述，在圖11和12所示的應力分析圖中，標示了正交笛卡爾坐標系X-Y-Z，其中X 軸為流管的受激振動方向，Y軸為流管的回轉軸線方向，Z軸為流管的縱向軸線方向。從受力分析的結果來看，在激勵作用下，流管111和112產生X軸方向的異相振動。由于振動片 150固定于流管111和112之間，所以振動片150在X軸方向會受到流管111和112的擠壓和拉伸作用，流管111和112沿Z軸在X軸方向的應力分布401如圖11所示。由于流管 111和112在Y軸方向沒有振動，振動片150在Y軸方向上沒有受力和變形，所以流管111 和112沿Z軸在Y軸方向的應力為零，而應力最大的位置主要集中在流管和振動片連接交匯處X軸方向上。特別地，在本申請中，將流管圓周壁上與X軸方向夾角小于45度的區域 (即以X軸方向為中心線的一個90度弧形區域)稱為流管上的“應力敏感區域”，而振動片上與流管的“應力敏感區域”連接交匯的相應區域則稱為振動片上的“應力敏感區域”，如圖 12中附圖標記402所標示的，其中X軸和Z軸所構成的平面與流管交匯處的應力最大。應力敏感區域402是整個流管振動片連接結構中的最薄弱環節。相反地，在本申請中將流管圓周壁上與Y軸方向夾角小于等于45度的區域(即以Y軸方向為中心線的一個90度弧形區域)稱為流管上的“應力不敏感區域”，而振動片上與流管的“應力不敏感區域”連接交匯的相應區域則稱為振動片上的“應力不敏感區域”，如圖12中附圖標記420所標示的，其中 Y軸和Z軸所構成的平面與流管交匯處的應力最小。
至此，本領域技術人員可認識到，對于現有技術中沿整個圓周形成環形焊縫的連接方式而言，應力敏感區域是振動片連接結構中最容易出現連接失效的部位。特別地，對于采用手工氬弧焊等工藝來連接的傳統平面型振動片和流管連接結構，如圖10所示，由于沿整個圓周的環形焊縫180處存在殘余應力，在應力敏感區的殘余應力和流管振動產生的彎曲應力疊加，應力敏感區的疊加應力會大于流管的許用應力，流管在振動時還可能在該處發生斷裂。
基于上述分析，本申請的發明人首先創造性地認識到，由于存在應力敏感區，因而在振動片上提供通孔并在通孔的整個圓周上與流管焊接固定實際上對振動片流管連接結構的強度是不利的，有利的措施應該是盡量避免在應力敏感區內形成焊縫。
進一步地，本申請的發明人還創造性地認識到，更優選地可以將振動片設計為空間結構，即使得焊縫方向與振動片的連接主體部分不在平行平面內，從而可以在保證焊接連接部都處于應力不敏感區域的基礎上，有效增加焊縫長度，提高振動片流管連接結構的強度。
具體地，一方面，本發明提供了一種用于科里奧利質量流量計或振動管密度計中的振動片，所述振動片具有用于焊接固定到所述科里奧利質量流量計或振動管密度計的流管上的至少一個焊接連接部，所述流管受激繞所述振動片與所述流管焊接交匯處的回轉軸線振動。特別地，所述焊接連接部僅僅被形成在所述振動片的應力不敏感區域內，其中所述振動片的應力不敏感區域是所述振動片上與所述回轉軸線間的夾角小于等于45度的區域。
優選地，所述振動片為U型或L型結構，所述U型或L型結構的側壁和底部腹板的鄰接部分上開有至少一個供所述流管部分地從中穿過的槽口，每個所述槽口的兩個相對的側邊緣至少部分被形成為焊接固定到所述流管的徑向相對側上的焊接連接部。
優選地，所述振動片為U型結構，所述U型結構的兩個側壁的頂部邊緣被形成為分別焊接到兩根所述流管上的焊接連接部。
優選地，所述振動片具有底部腹板，所述底部腹板被設置為可提供彈性變形量，以減少應力。
優選地，所述底部腹板的中部具有彎折；或所述底部腹板為具有彎曲弧度的曲板。
優選地，所述振動片的焊接連接部被焊接固定到所述流管的應力不敏感區域內， 其中所述流管的應力不敏感區域是所述流管的圓周壁上與所述回轉軸線間的夾角小于等于45度的區域。
優選地，所述振動片的應力不敏感區域是所述振動片上與所述回轉軸線間的夾角小于等于5度的區域，，所述流管的應力不敏感區域是所述流管的圓周壁上與所述回轉軸線間的夾角小于等于5度的區域。
優選地，所述焊接連接部沿所述流管的軸線方向延伸。
優選地，所述振動片為一件式整體成形結構。
另一方面，本發明還提供了一種科里奧利質量流量計，其包括根據本發明的任一種振動片。
又一方面，本發明還提供了一種振動管密度計，其包括根據本發明的任一種振動片。
本發明的一個主要優點在于提高了科里奧利質量流量計和振動管密度計的使用壽命，尤其是相對于采用手工氬弧焊等工藝焊接振動片和流管的情況。本發明的振動片由于焊接位置只在應力不敏感區域，此處的焊接殘余應力不會和流管振動產生的彎曲應力疊加，應力敏感區的總應力小于流管許用應力，流管不會發生斷裂，因而顯著提高了科里奧利質量流量計和振動管密度計的使用壽命。
本發明的另一個主要優點在于大大簡化了工藝，尤其是對于采用真空釬焊工藝來焊接振動片和流管的情況。本發明的振動片主要克服了這種工藝中的兩個缺點。第一個缺點是耗費時間長，浪費能源多。因為真空釬焊的工藝一般是將振動片放置在流管合理位置之后，在需要焊接的位置放置釬料和釬劑，然后將流管和振動片整體放置到真空釬焊爐中，加熱到釬料熔化而流管和振動片不熔化的一個特定溫度(這個特定的溫度一般在 700^900° C之間)，保溫一段時間后，冷卻，釬料凝固，將振動片和流管固定在一起。要完成這整個工藝過程，大約需要十幾個小時的時間。而本發明的振動片因為焊縫位于應力不敏感區域，局部加熱產生的應力對科里奧利質量流量計和振動管密度計的性能沒有影響，因此，采用手工氬弧焊等焊接手段就可以完成。而采用手工氬弧焊等工藝完成這個過程，只需要幾分鐘的時間。真空釬焊的另外一個問題是質量難以保證。由于釬料的硬度比流管和振動片的硬度小，因此，在流管振動時，釬料容易發生微觀形變。釬料中沒有氣孔的時候，這種微觀形變可以恢復，而當釬料中存在氣孔的時候，發生形變的釬料就會逐漸填滿氣孔，此時的形變不能恢復，釬料產生永久變形，這種永久變形，改變了流管振動的支撐點位置，嚴重影響科里奧利質量流量計和振動管密度計的性能。由于制作技術限制，真空爐無法形成絕對真空，因此，真空釬焊經常會有氣孔。必須要有后續嚴格的檢驗，有氣孔存在的部件就要廢棄。而新型振動片由于固定位置位于應力不敏感區域，這個區域的應力和位移都為零，因此，無論焊縫中是否有氣孔，都不影響科里奧利質量流量計和振動管密度計的性能。
總之，本發明通過將振動片的焊接連接部布置在應力不敏感區域，從而允許采用釬焊、熔化焊接等多種焊接方式來實現振動片與流管之間的固定，不但簡化了工藝，而且提高了科里奧利質量流量計和振動管密度計的計量精度和使用壽命。
根據下文結合附圖對本發明優選實施例所作的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特征。


后文將會參照附圖并以示例性而非限制性的方式對本發明的優選實施例進行詳細描述，附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分，而且這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中圖1是現有技術雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計的示意性透視圖； 圖2示意性地示出了現有技術雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中流管異相振動的圖示；圖3是現有技術雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中流管同相振動的示意性圖示；圖4示意性地示出了現有技術用于雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中的一種振動片；圖5示意性地示出了現有技術用于雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中的另一種振動片；圖6示意性地示出了現有技術用于雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中的另一種振動片；圖7是現有技術的振動片沿整個通孔圓周焊接固定到流管上的示意性透視圖； 圖8示意性地示出了現有技術用于雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中的另一種振動片；圖9示意性地示出了現有技術用于雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中的另一種振動片；圖10示意性地示出了現有技術中采用熔化焊接工藝在流管和振動片交匯處的整個圓周上形成的粗糙晶粒結構；圖11示意性地示出了本發明對流管和振動片連接結構所作的應力分析圖； 圖12是本發明對流管和振動片連接結構所作的應力分析結果的示意性透視圖； 圖13是根據本發明一個優選實施例的雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計的示意性透視圖；圖14是根據本發明另一個優選實施例的雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計的示意性透視圖；圖15是用于圖14的雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中的振動片的示意性透視圖；圖16是圖15的振動片與雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計的流管的示意性連接圖示；圖17示意性地示出了圖16中振動片和流管的應力分布情況； 圖18是根據本發明又一個優選實施例的用于雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中的振動片與流管的示意性連接圖示；圖19是根據本發明又一個優選實施例的用于雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中的振動片與流管的示意性連接圖示；圖20是根據本發明又一個優選實施例的用于雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中的振動片與流管的示意性連接圖示；圖21是根據本發明又一個優選實施例的單流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計的示意性透視圖；圖22是圖21所示單流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計的示意性剖視圖； 圖23是圖22的單流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計去掉護罩之后的示意性剖視圖；圖M是根據本發明又一個優選實施例的用于單流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計的振動片的示意性連接圖示；圖25是根據本發明又一個優選實施例的多流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計的示意性透視圖；圖26是根據本發明又一個優選實施例的用于圖25所示多流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中的振動片的示意性透視圖。
具體實施方式
圖13是根據本發明一個優選實施例的雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計200的示意性透視圖?？评飱W利質量流量計或振動管密度計200的總體結構與圖1所示現有技術的類似，振動片310也具有用于焊接固定到流管111和112上的至少一個焊接連接部，流管111和112也同樣受激繞振動片310與流管焊接交匯處的回轉軸線M和M’振動。但是，在本發明的科里奧利質量流量計或振動管密度計200中，特別地，振動片310的焊接連接部僅僅被形成在振動片的應力不敏感區域內。在該例中，振動片310的應力不敏感區域是振動片310的供流管穿過的通孔的圓周上與回轉軸線間的夾角小于等于45度的區域。優選地，振動片310上的通孔應力敏感區域并不接觸流管管壁。例如在一個實施例中，振動片310上的通孔可以略微呈橢圓形，該橢圓形的短軸附近區域為壓力不敏感區域， 構成焊接連接部；而該橢圓形的長軸附近區域為壓力敏感區域，其與流管管壁之間存在間隙。此外，在本發明的科里奧利質量流量計或振動管密度計200中，振動激勵器141優選由固定在流管頂部的中間位置的激勵線圈和磁鐵形成。振動激勵器141的兩側分別安裝有一個優選由采樣線圈和磁鐵形成的振動傳感器142。
圖14是根據本發明另一個優選實施例的雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計300的示意性透視圖，其中使用了本發明特別設計的振動片320。圖15是振動片 320的示意性透視圖。優選地，振動片320被構造成大致U型結構，該U型結構的兩個側壁 302和底部腹板301的鄰接部分上開有供流管部分地從中穿過的槽口 305，每個所述槽口的兩個相對的側邊緣至少部分被形成為焊接固定到流管的徑向相對側上的兩個焊接連接部 304。圖16是圖15的振動片與雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計的流管的示意性連接圖示，其中振動片320與流管111，112間形成的焊縫306平行于流管的軸線方向。 圖17示意性地示出了圖16中振動片和流管的應力分布情況，從該圖可以清楚地看出，振動片320與流管111，112間形成的焊縫處于振動片和流管的應力不敏感區域內，而在應力敏感區域內沒有焊縫。
圖18和圖19中示出了根據本發明其他優選實施例的用于雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中的兩種振動片330和340。振動片330和340的底部腹板均被設置為可提供彈性變形量，以減少流管應力，其中振動片330是在其底部腹板301的中部設置彎折來提供彈性變形量，而振動片340是將其底部腹板301構造為具有彎曲弧度的曲板來提供彈性變形量。
圖20是根據本發明又一個優選實施例的用于雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計中的振動片350與流管的示意性連接圖示。振動片350為U型結構，該U型結構側壁的頂部邊緣被形成為分別焊接到流管上的焊接連接部。優選地，可使用兩個這樣的振動片350分別從流管的徑向兩側焊接固定到流管。
在本發明的各個實施例中，所形成的焊縫的寬度優選為振動片的厚度加上^TSmrn 左右。據此，為了保證焊縫均形成在應力不敏感區域中，可根據實際流管直徑等因素來選擇適當的振動片厚度，并且可在以回轉軸線為中心線的90度弧形區域內較大的應力不敏感區域優選進一步的更優選應力不敏感區域，例如應力不敏感區域可進一步優選為振動片上與流管回轉軸線間的夾角小于等于30度或15度或10度或5度或3度的區域。本發明的振動片優選為一件式整體成形結構。
至此，根據本發明的原理，本領域技術人員應該認識到，除了雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計之外，本發明也可應用于單流管型或多流管型科里奧利質量流量計和振動管密度計。
圖21是根據本發明又一個優選實施例的單流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計400的示意性透視圖。與雙流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計200不同，單流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計400中不存在集流塊121和122以及橫管123 等。如圖22 - 23所示，單流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計400 —般包括護罩 181、諧振管182(因為只有一根流管，因此需要有一根相應的諧振管)，流管111以及振動片 360。圖22中的箭頭C標示了流管111的振動方向。特別地，在本發明中，振動片360的焊接連接部僅僅被形成在應力不敏感區域內，也就是說振動片360和流管111焊縫僅僅被形成在應力不敏感區域內。
圖M是根據本發明又一個優選實施例的用于單流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計的振動片370的示意性連接圖示。振動片370被形成為大致L型結構，所述L 型結構的側壁和底部腹板的鄰接部分上開有一個供流管111部分地從中穿過的槽口，所述槽口的兩個相對的側邊緣至少部分地被形成為焊接固定到流管111徑向相對側上的兩個焊接連接部。
圖25是根據本發明又一個優選實施例的多流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計500的示意性透視圖，其中流管數量示例性地為4根。圖沈是多流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計500中振動片380的示意性透視圖。本領域均可認識到，這種應用與多流管型科里奧利質量流量計或振動管密度計500的振動片380與總體結構可與前文所述的振動片320、330、340類似，但應在每個側壁上設置兩個或兩個以上的槽口，這是本領域技術人員根據前文公開的內容容易理解的，在此不予贅述。
雖然本文示出和描述了多個示例性的優選實施例，但本領域技術人員均可意識到，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，可根據本申請公開的內容直接確定或推導出符合這些實施例的許多其他變型或修改。因此，本發明的范圍應被理解成覆蓋了所有其他變型或修改。
權利要求
1.一種用于科里奧利質量流量計或振動管密度計中的振動片，所述振動片具有用于焊接固定到所述科里奧利質量流量計或振動管密度計的流管上的至少一個焊接連接部，所述流管受激繞所述振動片與所述流管焊接交匯處的回轉軸線振動，其特征在于所述焊接連接部僅僅被形成在所述振動片的應力不敏感區域內，其中所述振動片的應力不敏感區域是所述振動片上與所述回轉軸線間的夾角小于等于45度的區域。
2.根據權利要求1所述的振動片，其特征在于所述振動片為U型或L型結構，所述U型或L型結構的側壁開有至少一個供所述流管部分地從中穿過的槽口，每個所述槽口的兩個相對的側邊緣至少部分被形成為焊接固定到所述流管的徑向相對側上的兩個所述焊接連接部。
3.根據權利要求1所述的振動片，其特征在于所述振動片為U型結構，所述U型結構的兩個側壁的頂部邊緣被形成為分別焊接到兩根所述流管上的兩個所述焊接連接部。
4.根據權利要求2或3所述的振動片，其特征在于所述振動片的底部腹板被設置為可提供彈性變形量，以減少應力。
5.根據權利要求4所述的振動片，其特征在于所述底部腹板的中部具有彎折；或所述底部腹板為具有彎曲弧度的曲板。
6.根據權利要求1所述的振動片，其特征在于所述振動片的焊接連接部被焊接固定到所述流管的應力不敏感區域內，其中所述流管的應力不敏感區域是所述流管的圓周壁上與所述回轉軸線間的夾角小于等于45度的區域。
7.根據權利要求6所述的振動片，其特征在于所述振動片的應力不敏感區域是所述振動片上與所述回轉軸線間的夾角小于等于5 度的區域，所述流管的應力不敏感區域是所述流管的圓周壁上與所述回轉軸線間的夾角小于等于5度的區域。
8.根據權利要求1所述的振動片，其特征在于所述焊接連接部沿所述流管的軸線方向延伸。
9.根據權利要求1所述的振動片，其特征在于所述振動片為一件式整體成形結構。
10.一種科里奧利質量流量計，其包括權利要求1 一 9任一項所述的振動片。
11.一種振動管密度計，其包括權利要求1 一 9任一項所述的振動片。
全文摘要
本發明涉及科里奧利質量流量計、振動管密度計及其中使用的振動片。具體地，提供了一種用于科里奧利質量流量計或振動管密度計中的振動片，所述振動片具有用于焊接固定到所述科里奧利質量流量計或振動管密度計的流管上的至少一個焊接連接部，所述流管受激繞所述振動片與所述流管焊接交匯處的回轉軸線振動。所述振動片的焊接連接部僅僅被形成在所述振動片的應力不敏感區域內，其中所述應力不敏感區域是所述振動片上與所述回轉軸線間的夾角小于等于45度的區域。此外，本發明還提供了使用所述振動片的科里奧利質量流量計和振動管密度計。本發明不但簡化了工藝，而且提高了科里奧利質量流量計和振動管密度計的計量精度和使用壽命。
文檔編號G01F15/16GK102494726SQ201110367740
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者吳軍保, 崔新旺, 張庭旭, 王發輝 申請人:青島澳波泰克安全設備有限責任公司