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一種雙u型振動(dòng)管式流體密度傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，包括基座，所述基座上左、右側(cè)分別設(shè)置有U型管，兩個(gè)U型管通過(guò)基座內(nèi)的流體管道相通，所述U型管的中下部靠近基座的部位設(shè)有振動(dòng)支點(diǎn)裝置，所述U型管上部設(shè)有振蕩裝置。本實(shí)用新型的有益效果為：抗震動(dòng)沖擊性能好，適用于較為復(fù)雜的運(yùn)輸、作業(yè)環(huán)境。傳感器整體可靠性高，日常可免維護(hù)。結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，便于安裝使用。為國(guó)內(nèi)用戶提供一種測(cè)量效果好而價(jià)格低廉的流體密度傳感器。
【專利說(shuō)明】一種雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油化工設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]振動(dòng)管式密度測(cè)量方法在美國(guó)、日本和英國(guó)等發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家都有大量工業(yè)產(chǎn)品出現(xiàn)，但由于價(jià)格昂貴，不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要。國(guó)內(nèi)石油化工科學(xué)研究院趙知禮等也有將美國(guó)專利技術(shù)應(yīng)用于便攜式流體密度計(jì)等的應(yīng)用實(shí)例；中國(guó)石油大學(xué)譚寶海等曾以單U型管及震錘敲擊式激振方式研制用于電纜地層測(cè)試儀器的流體密度傳感器。但其實(shí)際應(yīng)用效果均或多或少具有一定不足。
[0003]專利申請(qǐng)?zhí)枮?201210419750.3的名稱為“雙U型管式高溫高壓流體密度傳感器”的專利申請(qǐng)，提供了一種雙U型管式的傳感器，其申請(qǐng)文件實(shí)際只公布了一種設(shè)想，其具體實(shí)施部分只提供了純理論和大概原理，而由于現(xiàn)有技術(shù)采用的均是單U型管式，根據(jù)該申請(qǐng)文件提供的一種設(shè)想，在不付出大量研究的基礎(chǔ)上，根本無(wú)法制造出最終的產(chǎn)品。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，以克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，包括基座，所述基座上左、右側(cè)分別設(shè)置有U型管，兩個(gè)U型管通過(guò)基座內(nèi)的流體管道相通，所述U型管的中下部靠近基座的部位設(shè)有振動(dòng)支點(diǎn)裝置，所述U型管上部設(shè)有振蕩裝置。
[0007]優(yōu)選的，所述U型管的材質(zhì)為耐腐蝕材料。所述U型管的材質(zhì)為鎳基合金。所述U型管的壁厚為1mm。所述U型管與基座焊接連接。
[0008]優(yōu)選的，所述振動(dòng)支點(diǎn)裝置包括固定平板，所述固定平板上方設(shè)有轉(zhuǎn)線電路板，振蕩裝置上的細(xì)絲漆包線通過(guò)轉(zhuǎn)線電路板轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后連接更為結(jié)實(shí)的Imm高溫導(dǎo)線，所述固定平板上設(shè)有與U型管緊密配合的連接孔，所述固定平板為通過(guò)螺釘連接的可拆卸結(jié)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步的，所述振蕩裝置由兩組正交安裝的電磁線圈和兩個(gè)永磁體磁芯組成。所述電磁線圈和永磁體磁芯通過(guò)可拆卸方式與U型管緊密連接。所述電磁線圈由高溫漆包線繞制，所述永磁體磁芯的材質(zhì)為高溫永磁體材料。
[0010]進(jìn)一步的，兩組電磁線圈之間依次連接有前置放大電路、反相電路以及功率放大電路。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果為:抗震動(dòng)沖擊性能好，適用于較為復(fù)雜的運(yùn)輸、作業(yè)環(huán)境。傳感器整體可靠性高，日常可免維護(hù)。結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，便于安裝使用。為國(guó)內(nèi)用戶提供一種測(cè)量效果好而價(jià)格低廉的流體密度傳感器?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所述電磁線圈之間的電路圖。
[0015]圖中:
[0016]1、換線電路板；2、振蕩裝置；3、螺釘；4、連接螺栓；5、基座；6、固定平板；7、U型管。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1-2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，包括基座5，所述基座5上左、右側(cè)分別設(shè)置有U型管7，兩個(gè)U型管7通過(guò)基座5內(nèi)的流體管道相通，所述U型管7的中下部靠近基座5的部位設(shè)有振動(dòng)支點(diǎn)裝置，所述U型管7上部設(shè)有振蕩裝置2。所述U型管7的材質(zhì)為耐腐蝕材料。所述U型管7的材質(zhì)為鎳基合金。所述U型管7的壁厚為1mm。所述U型管7與基座5焊接連接。所述振動(dòng)支點(diǎn)裝置包括固定平板6，所述固定平板6上設(shè)有與U型管7緊密配合的連接孔，所述固定平板6為通過(guò)螺釘3連接的可拆卸結(jié)構(gòu)。所述振蕩裝置2由兩組正交安裝的電磁線圈和兩個(gè)永磁體磁芯組成。所述電磁線圈和永磁體磁芯通過(guò)可拆卸方式與U型管7緊密連接。所述電磁線圈由高溫漆包線繞制，所述永磁體磁芯的材質(zhì)為高溫永磁體材料。兩組電磁線圈之間依次連接有前置放大電路、反相電路以及功率放大電路。
[0018]所有的振動(dòng)管式流體密度傳感器在結(jié)構(gòu)上均采用流體導(dǎo)管與激振裝置相結(jié)合的方式。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境可選用U型管或異型管；管材質(zhì)可以采用玻璃或者合金材料。激振裝置通常采用的形式有3種:電磁力激振器、壓電陶瓷振動(dòng)器、震錘，對(duì)于石油井下高溫高壓強(qiáng)腐蝕性且空間狹小的應(yīng)用環(huán)境，合金材料雙U型管與電磁力激振器相結(jié)合是最佳的選擇，(I)電磁力激振器的起振原理決定了雙U型管的抗外部振動(dòng)干擾特性要遠(yuǎn)優(yōu)于單U型管，類似于電信號(hào)中的差分信號(hào)抗共模干擾。(2 )合金材料管比較玻璃管其抗高溫高壓性能要強(qiáng)很多；在抗腐蝕性方面只要材質(zhì)選取合適，可以耐受一定濃度的H2S與CO2,達(dá)到應(yīng)用要求。(3)電磁線圈、永磁體等零部件相比壓電陶瓷振動(dòng)器抗震動(dòng)沖擊性能要好，適用于較為復(fù)雜的運(yùn)輸、作業(yè)環(huán)境。(4)除U型管振動(dòng)外，無(wú)其他運(yùn)動(dòng)部件，傳感器整體可靠性高，日?？擅饩S護(hù)。(5)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，便于安裝使用。
[0019]本實(shí)用新型實(shí)施例所述的雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，2只U型管7的4個(gè)端口通過(guò)焊接的密封方式固定在基座5上，基座中5留有流體管線和安裝孔，使2支U型管7形成同一流體通道。U型管7下部靠近基體5的部位有振動(dòng)支點(diǎn)裝置，使其不受外部安裝(焊接)應(yīng)力影響。雙U型管7上部的驅(qū)動(dòng)器作為激振裝置的主體，由2組正交安裝的電磁線圈和2個(gè)永磁體磁芯及其他附屬構(gòu)件組成。雙U型振動(dòng)管式密度傳感器采用反饋諧振式方法測(cè)量。將U型管作為振子，依靠反饋環(huán)路維持管子的諧振狀態(tài)，通過(guò)測(cè)量諧振周期獲得管內(nèi)介質(zhì)密度。振動(dòng)管密度測(cè)量的基本原理來(lái)源于彈性力學(xué)懸臂梁振動(dòng)理論，振動(dòng)體諧振周期與其系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)系。
[0020]若忽略單U型振動(dòng)管頂端彎曲影響，可以用直管近似求解。依據(jù)彈性力學(xué)理論，當(dāng)直管的形狀和材料固定時(shí)，振動(dòng)體的固有振動(dòng)周期與系統(tǒng)質(zhì)量存在式(I)關(guān)系[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，包括基座(5)，其特征在于:所述基座(5)上左、右側(cè)分別設(shè)置有U型管(7)，兩個(gè)U型管(7)通過(guò)基座(5)內(nèi)的流體管道相通，所述U型管(7)的中下部靠近基座(5)的部位設(shè)有振動(dòng)支點(diǎn)裝置，所述U型管(7)上部設(shè)有振蕩裝置(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，其特征在于:所述U型管(7)的材質(zhì)為耐腐蝕材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，其特征在于:所述U型管(7)的材質(zhì)為鎳基合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，其特征在于:所述U型管(7)的壁厚為1mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，其特征在于:所述U型管(7)與基座(5)焊接連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，其特征在于:所述振動(dòng)支點(diǎn)裝置包括固定平板(6)，所述固定平板(6)上方設(shè)有轉(zhuǎn)線電路板(1)，所述固定平板(6)上設(shè)有與U型管(7)緊密配合的連接孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，其特征在于:所述振蕩裝置(2 )由兩組正交安裝的電磁線圈和兩個(gè)永磁體磁芯組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，其特征在于:所述電磁線圈和永磁體磁芯通過(guò)可拆卸方式與U型管(7)緊密連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，其特征在于:所述電磁線圈由高溫漆包線繞制，所述永磁體磁芯的材質(zhì)為高溫永磁體材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙U型振動(dòng)管式流體密度傳感器，其特征在于:兩組電磁線圈之間依次連接有前置放大電路、反相電路以及功率放大電路。
【文檔編號(hào)】G01N9/24GK203396669SQ201320441430
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】薛道榮, 譚顯忠, 路大賀, 王瑞華 申請(qǐng)人:北京奧普科星技術(shù)有限公司