Расходомер кориолиса, состоящий в основном из перфторалкокси-соединения

Расходомер кориолиса, состоящий в основном из перфторалкокси-соединения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к массовому расходомеру Кориолиса, который измеряет поток технологического материала, имеющего сверхвысокий уровень чистоты.

Проблемы

Использование массовых расходомеров на основе принципа Кориолиса для измерения массового потока и других данных, относящихся к материалам, проходящим по трубопроводу, известно из патентов США №4491025 (J.E.Smith et al.) от 1.01.1985 г. и Re.31450 (J.E.Smith) от 11.02.1982 г. Расходомеры содержат одну или несколько измерительных труб прямой, изогнутой или неправильной конфигурации. Каждая измерительная труба обладает набором видов собственных колебаний, которые могут быть простого изгибного, крутильного или крутящего типа. Каждой заполненной материалом измерительной трубе придаются колебания в резонансе с одним из этих типов собственных колебаний. Типы собственных колебаний частично определяются суммарной массой измерительных труб и материала в них. При необходимости расходомер можно не возбуждать на собственном типе колебаний.

Материал поступает в расходомер из источника материала, подсоединенного на впускной стороне. Материал проходит через измерительную трубу и выходит на выпускной стороне расходомера.

Возбудитель прикладывает усилие для придания колебаний измерительной трубе. При отсутствии потока материала все точки вдоль измерительной трубы колеблются с одинаковой фазой в первом изгибном типе колебаний измерительной трубы. Под действием кориолисова ускорения каждая точка на измерительной трубе имеет фазу, отличную от фаз других точек на измерительной трубе. Фаза на впускной стороне измерительной трубы отстает от возбудителя, а фаза на выпускной стороне опережает возбудитель. На измерительной трубе размещены датчики для формирования синусоидальных сигналов, характеризующих движение измерительной трубы. Разность фаз между двумя сигналами датчиков делится на частоту колебаний для получения задержки, которая пропорциональна удельному массовому расходу потока материала.

Из уровня техники известно использование расходомеров, имеющих различные конфигурации измерительной трубы. Эти конфигурации включают в себя одну трубу, две трубы, прямую трубу, изогнутую трубу и трубы неправильной конфигурации. Большинство расходомеров изготавливается из металла, такого как алюминий, сталь, нержавеющая сталь и титан. Из уровня техники известны также стеклянные измерительные трубы.

Положительные свойства титана в расходомерах заключаются в его высокой прочности и низком коэффициенте теплового расширения (КТР). Отрицательными свойствами титана являются его металлические свойства и стоимость производства. При обработке полупроводниковых пластин ионы металла являются загрязнением. Ионы металлов в контакте с участками пластины интегральной схемы могут вызвать короткое замыкание и разрушить устройство. Кроме того, титановый расходомер сложно и дорого изготовить.

Из уровня техники известны также пластмассовые измерительные трубы и пластмассовые расходомеры. Причем известен как расходомер, полностью выполненный из пластмассы, так и расходомер, в котором из пластмассы выполнена только измерительная труба. В большинстве известных устройств предполагается, что расходомер можно выполнить из различных материалов, таких как сталь, нержавеющая сталь, титан или пластмасса. Однако из известного уровня техники отсутствует описание пластмассового массового расходомера Кориолиса, который мог бы обеспечивать точные данные в определенных интервалах рабочих условий, включая температуру.

Посредством простой замены металлической измерительной трубы на пластмассовую можно получить конструкцию, которая будет выглядеть как расходомер. Однако такая конструкция не будет функционировать как расходомер, вырабатывающий точные выходные данные в полезном интервале рабочих условий. Одно лишь предположение, что расходомер можно выполнить из пластмассы, является не более чем абстракцией, что металл можно заменить пластмассой. В таком предположении нет информации о том, как можно изготовить пластмассовый расходомер, который был бы способен формировать точные данные в полезном интервале рабочих условий.

В некоторых применениях существует проблема возможного попадания загрязнений из обычного массового расходомера Кориолиса в технологический материал. Это является нежелательным для систем, в которых расходомер должен передавать технологический материал сверхвысокой степени чистоты к потребительскому приложению. Это особенно касается производства полупроводниковых пластин, в котором необходимо использовать технологический материал, не содержащий загрязнений, включая ионы, мигрирующие из труб на пути потока технологического материала. В таких применениях измерительная труба может быть источником загрязнения. Металлические стенки измерительной трубы могут выделять ионы в поток технологического материала. Выделенные ионы могут сделать микросхемы на полупроводниковой пластине дефективными. То же самое относится к стеклянной измерительной трубе, в которой из стекла могут выделяться ионы свинца в поток технологического материала. Это касается и измерительных труб, выполненных из обычных пластмасс.

Описанного выше недостатка нет у пластика, называемого ПФА, так как материал, из которого он состоит, не выделяет агрессивных ионов в поток материала. Использование ПФА для измерительной трубы было предложено в патенте США №5918285 (Vanderpol). Однако данное предложение не является существенным признаком упомянутого раскрытия, поскольку в патенте нет информации относительно того, как можно изготовить расходомер с измерительной трубой из ПФА для получения точных данных о потоке.

В патенте США №5403533, описывающем измерительные трубы с футеровкой из ПФА, сделана попытка объединить положительные качества технологии металла и пластика, однако при этом возникают новые проблемы, которые не были решены до настоящего изобретения. Металлические измерительные трубы с футеровкой из ПФА позволяют ионам металла мигрировать через тонкий слой ПФА футеровки в поток, что приводит к его загрязнению. Кроме того, металлический материал измерительной трубы и ПФА футеровка имеют различные тепловые свойства. Поэтому ПФА футеровка отслаивается от измерительной трубы, что может создавать утечки и проблемы эксплуатации. Кроме того, технологический процесс нанесения ПФА футеровки на металлические измерительные трубы исключительно дорог.

Решение

Решить описанные выше и другие проблемы, а также усовершенствовать технические решения, известные из уровня техники, позволяет настоящее изобретение, в котором предложен массовый расходомер Кориолиса, имеющий по меньшей мере одну измерительную трубу, выполненную из пластика на основе сополимера перфторалкокси-соединения (ПФА). Измерительная труба присоединена к возбудителю и по меньшей мере одному датчику, чтобы измерительная труба из ПФА функционировала как часть массового расходомера Кориолиса, способного выдавать точные выходные данные в широком интервале рабочих условий для потока технологического материала сверхвысокой чистоты, предназначенного для таких применений, как производство полупроводников и т.п., где требуется, чтобы поток материала был свободен от загрязнений до уровня ионов.

Путь движения потока, выполненный исключительно из ПФА, обладает многими преимуществами измерительных труб из титана и труб, покрытых ПФА, и при этом лишен их недостатков. ПФА - это фторполимер, который обладает исключительно высокой химической стойкостью, малым высвобождением ионов металла, низкой генерацией частиц, а также технологичностью, и при этом не требует больших капиталовложений. ПФА - прочный материал, и из него можно экструдировать высококачественные тонкостенные трубы. Тонкостенные трубы из ПФА имеют низкую изгибную жесткость, что придает им более высокую чувствительность к массовому расходу и повышает устойчивость к эластичному динамическому взаимодействию между измерительной трубой и технологическим трубопроводом. Свойства материала и физические свойства ПФА допускают более высокие амплитуды колебания трубы при более низких уровнях напряжения, что обуславливает почти бесконечную усталостную долговечность. Также более высокая амплитуда колебаний позволяет использовать малогабаритные легкие преобразователи, а это, в свою очередь, повышает чувствительность к плотности и стойкость к изменениям монтажа.

Согласно первому предпочтительному варианту изобретения предложен расходомер, имеющий одну измерительную трубу из ПФА пластика, присоединенную к массивному металлическому основанию, которое уравновешивает колебания конечного узла измерительной трубы. Основание имеет U-образную форму, и пластиковая измерительная труба проходит через соосные отверстия в двух ножках U. Пластиковая измерительная труба прикреплена к отверстиям в основании с помощью соответствующего адгезива, например цианакрилатного клея, известного как Loctite 420. Продольный центр измерительной трубы присоединен к электромагнитному возбудителю, который принимает сигнал возбуждения от электронного прибора для сообщения колебаний измерительной трубе поперечно ее продольной оси. Эти колебания могут иметь первую резонансную частоту изгибных колебаний измерительной трубы. Измерительная труба соединена с датчиками, которые определяют кориолисову реакцию колеблющейся измерительной трубы с потоком материала. В первом варианте в качестве датчиков может использоваться обычная электромагнитная комбинация, в которой к измерительной трубе прикреплены магниты, а к основанию прикреплена катушка. В альтернативном варианте датчиками являются оптические устройства, генерирующие луч света, который модулируется колебаниями измерительной трубы. Преимущество варианта с оптическим датчиком состоит в том, что вес магнитов датчиков снят с колеблющейся измерительной трубы. Это повышает чувствительность к плотности. Возбудителем является источник тепла, который может повышать температуру пластика, вызывать тепловое расширение пластика и понижать точность выработанных выходных данных. В данном варианте реализации изобретения возбудитель при использовании предпочтительно закреплен сверху измерительной трубы. Преимущество такой компоновки состоит в том, что тепло, вырабатываемое возбудителем, излучается вверх от измерительной трубы.

Согласно другому варианту реализации изобретения, магниты, связанные с возбудителем и сенсорными датчиками, имеют малую массу, так как они имеют малый размер и не имеют якорей или полюсов. Магниты и катушки были оптимизированы для получения как можно меньших магнитов (по массе). Магнитный материал выбирался из расчета получения максимально возможного магнитного поля на единицу массы. Геометрия трубы разработана для достижения требуемого движения с возможно малой силой возбуждения. ПФА имеет собственное низкое гашение колебаний, поэтому сила возбуждения по сути невысокая благодаря выбору этого материала для измерительной трубы. Все эти факторы вносят свой вклад в то, что части преобразователя на измерительной трубе имеют малую массу. Это имеет позитивное значение, поскольку уменьшается физическая нагрузка измерительной трубы и повышается выходная точность расходомера.

Одна измерительная труба представляет собой несбалансированную конструкцию, вибрация которой минимизируется массивным основанием. Отношение массы основания к массе одной пластиковой измерительной трубы вместе с массой ее магнитного материала составляет порядка 3000 к 1. В результате получается тяжелая конструкция основания, имеющая вес приблизительно 13 фунтов, когда измерительная труба, плюс магниты и масса материала имеют суммарную массу около 2 граммов. Хотя вес 13 фунтов минимизирует вибрации на узлах измерительной трубы, его недостатком является увеличение веса оборудования, частью которого является расходомер. Эти вибрации можно уменьшить с помощью динамического балансировочного элемента или активного динамического балансировочного элемента. Активный динамический балансировочный элемент передает сигналы электронному прибору, который анализирует сигналы и возвращает управляющий сигнал активному динамическому балансировочному элементу для уменьшения нежелательных вибраций. Преимущество данного варианта реализации изобретения заключается в том, что общий вес конструкции основания можно уменьшить от 13 фунтов до около 2 фунтов.

Как отмечалось выше, первый предпочтительный вариант реализации изобретения представляет собой массовый расходомер Кориолиса, имеющий одну прямую трубу, функционирующую в несбалансированном режиме во взаимодействии с массивным основанием. Другие варианты изобретения предусматривают иные конфигурации измерительной трубы. Изобретение можно реализовать с использованием двух измерительных труб, колеблющихся в противофазе. Эти две трубы могут быть прямыми, U-образными, или они могут иметь неправильную конфигурацию. Преимущество использования двух измерительных труб заключается в том, что образуется динамически сбалансированная конструкция, благодаря которой уменьшается масса основания, необходимая для установки измерительных труб.

В дополнительном аспекте изобретения, который может быть связан с любой конфигурацией трубы, предусмотрено устройство измерения температуры. Предпочтительным является использование резистивного температурного датчика (RTD), присоединенного к измерительной трубе. При желании температуру можно измерять с помощью инфракрасного устройства измерения температуры (RTD). Преимущество такого устройства заключается в отсутствии контакта и в том, что его можно расположить вне трубы, уменьшив тем самым массу трубы. Кроме того, RTD можно установить на другой передающей поток трубе в датчике, которая не является колеблющейся измерительной трубой.

Еще один вариант изобретения содержит массивное основание, имеющее простирающиеся вверх боковые стенки и одну измерительную трубу, проходящую через соосные отверстия в боковых стенках. Основание имеет внутреннюю и наружную пару простирающихся вверх стенок. Внутренние стенки содержат неподвижные вибрационные узлы активной части измерительной трубы, а на внешних стенках установлены соединители, к которым на одном конце присоединено впускное отверстие измерительной трубы, а на другом конце - выпускное отверстие измерительной трубы. Такая компоновка обеспечивает динамически несбалансированную конструкцию, содержащую одну измерительную трубу, при этом любые вибрации на узлах активной части измерительной трубы гасятся внутренней парой простирающихся вверх стенок.

Еще один вариант изобретения содержит массивное основание, имеющее простирающиеся вверх боковые стенки и пару измерительных труб, проходящих через отверстия в боковых стенках. Две измерительные трубы соединены последовательно по потоку технологического материала. Это соединение осуществляется с помощью короткого u-образного отрезка трубы из ПФА на одном конце основания. Короткий u-образный отрезок трубы соединяет выпускной конец первой измерительной трубы с впускным концом второй измерительной трубы, которая расположена в основании параллельно первой измерительной трубе. При такой компоновке впускной конец первой измерительной трубы и выпускной конец второй измерительной трубы расположены в одной и той же простирающейся вверх стенке массивного основания. Этим двум измерительным трубам колебания в противофазе сообщаются отдельными возбудителями. Каждая измерительная труба также имеет пару датчиков для определения кориолисовой реакции соответствующей измерительной трубы с потоком материала.

В заключение следует отметить, что преимущество массового расходомера Кориолиса согласно настоящему изобретению заключается в том, что он позволяет измерять и передавать технологический материал, имеющий сверхвысокий уровень чистоты. Этот уровень чистоты обеспечивается за счет использования измерительной трубы из ПФА пластика, превосходящего по своим качествам металлы, стекло и обычные пластики, во всех из которых ионы могут попадать из материала измерительной трубы в технологический материал. Типичный технологический материал может быть взвесью, представляющей собой органическое соединение, которое используется в качестве полировочного состава при изготовлении пластин в полупроводниковой промышленности. Операция полировки обеспечивает плоскую поверхность пластин. Операция полировки может занимать около часа, и в течение этого времени взвесь должна быть свободна от любых загрязнителей. Осаждение всего одного нежелательного иона на полупроводниковую пластину может вызвать короткое замыкание всей пластины или ее части и сделать ее бесполезной.

Согласно одному аспекту изобретения предложен массовый расходомер Кориолиса для измерения потока технологического материала, имеющего сверхвысокий уровень чистоты, содержащий

основание,

средство измерительной трубы, выполненное с возможностью приема потока технологического материала,

причем концевые части средства измерительной трубы присоединены к упомянутому основанию для образования по существу неподвижных узлов на упомянутых концевых частях,

возбудитель, присоединенный к средству измерительной трубы, для придания колебаний средству измерительной трубы, содержащему поток технологического материала,

устройство датчика, присоединенное к средству измерительной трубы, для выработки сигналов, представляющих наведенные кориолисовы отклонения колеблющегося средства измерительной трубы, содержащего поток технологического материала,

электронный прибор, выполненный с возможностью приема сигналов от устройства датчика и вырабатывающий выходные данные, относящиеся к потоку технологического материала,

отличающийся тем, что весь смачиваемый путь в расходомере Кориолиса, включающий упомянутое средство измерительной трубы, выполнен из материала, такого как сополимер перфторалкокси-соединения (ПФА), который почти или совсем не передает ионы из средства измерительной трубы в технологический материал.

Предпочтительно упомянутое средство измерительной трубы содержит одну по существу прямую измерительную трубу, содержащую динамически несбалансированную конструкцию, и

упомянутое основание имеет достаточно большую массу для осуществления вибрационной связи с измерительной трубой для образования динамически сбалансированной конструкции посредством балансировки вибрации конечных узлов измерительной трубы.

Предпочтительно устройство датчика содержит источник света, излучающий луч, и оптический детектор, принимающий упомянутый луч,

причем источник света и оптический детектор удалены от измерительной трубы и расположены на противоположных сторонах измерительной трубы,

колеблющаяся измерительная труба расположена между источником света и оптическим детектором для изменения характеристик луча света, принимаемого оптическим детектором от источника света, и оптический детектор выполнен с возможностью выработки в ответ на упомянутое изменение сигналов, представляющих кориолисовы отклонения.

Предпочтительно упомянутое основание имеет u-образную форму и содержит нижнюю поверхность и пару простирающихся вверх боковых стенок, и

отверстия в каждой из простирающихся вверх стенок выровнены соосно для приема упомянутой измерительной трубы.

Предпочтительно упомянутое основание представляет собой сплошной прямоугольный элемент, образующий параллелепипед,

измерительная труба соединена со стойками, прикрепленными к верхней поверхности основания.

Предпочтительно впускное отверстие измерительной трубы принимает поток технологического материала из подводящей трубы,

выпускное отверстие измерительной трубы присоединено к впускному отверстию обратной трубы,

обратная труба присоединена к упомянутому основанию и проходит через стенки основания, и

обратная труба выполнена с возможностью присоединения к выходной трубе для передачи потока технологического материала к потребительскому приложению.

Предпочтительно масса упомянутого основания по меньшей мере в 100-1000 раз больше, чем масса упомянутой одной измерительной трубы с технологическим материалом.

Предпочтительно средство динамического балансировочного элемента присоединено к упомянутому основанию вблизи упомянутых узлов для поддержания пониженного уровня вибрации узлов.

Предпочтительно упомянутое средство динамического балансировочного элемента представляет собой активный динамический балансировочный элемент, управляемый посредством обмена сигналами с электронным прибором.

Предпочтительно упомянутое средство измерительной трубы содержит первую и вторую измерительные трубы, присоединенные к упомянутому основанию и расположенные параллельно друг другу, причем первая и вторая измерительные трубы способны вводиться в режим колебаний в противофазе посредством упомянутого возбудителя.

Предпочтительно первая и вторая измерительные трубы соединены последовательно по отношению к потоку материала.

Предпочтительно первая и вторая измерительные трубы соединены параллельно по отношению к потоку материала.

Предпочтительно обратная труба присоединена к основанию, ориентированному параллельно первой и второй измерительным трубам,

при этом обратная труба принимает поток технологического материала из первой и второй измерительных труб и передает поток материала к потребительскому приложению.

Предпочтительно средство измерительной трубы содержит одну измерительную трубу,

при этом массовый расходомер Кориолиса дополнительно содержит:

массивное основание, прикрепленное к концам упомянутой одной измерительной трубы, для уменьшения нежелательных вибраций посредством создания неподвижных узлов на концах,

впускной соединитель, присоединенный к массивному основанию и способный принимать поток технологического материала из подводящей трубы,

впускное отверстие упомянутой одной измерительной трубы, присоединенное к впускному соединителю, причем впускной соединитель герметично соединяет впускное отверстие упомянутой одной измерительной трубы с выпускным отверстием подводящей трубы для передачи потока технологического материала в подводящей трубе в упомянутую одну измерительную трубу,

первый установочный винт в упомянутом впускном соединителе, удерживающий впускной соединитель неподвижно относительно массивного основания,

возбудитель, присоединенный к упомянутой одной измерительной трубе, для придания колебаний одной измерительной трубе, содержащей поток технологического материала,

выпускное отверстие упомянутой одной измерительной трубы, присоединенное ко второму соединителю, для передачи потока технологического материала через выходную трубу к потребительскому пункту назначения,

два датчика, присоединенных к упомянутой одной измерительной трубе на противоположных сторонах возбудителя, для выработки сигналов, представляющих наведенные кориолисовы отклонения колеблющейся заполненной материалом одной измерительной трубы,

электронный прибор,

проводники, проходящие от датчиков к электронному прибору, для передачи сигналов датчиков в электронный прибор,

причем электронный прибор принимает выходные сигналы датчиков и вырабатывает выходные данные, относящиеся к потоку технологического материала.

Предпочтительно обратная труба присоединена к массивному основанию параллельно упомянутой одной измерительной трубе,

концевые части одной измерительной трубы и обратной трубы приклеены к массивному основанию для удержания одной измерительной трубы и обратной трубы неподвижно относительно массивного основания,

впускное отверстие обратной трубы,

промежуточная труба, соединяющая выпускное отверстие одной измерительной трубы и впускное отверстие обратной трубы через второй соединитель, для передачи потока технологического материала от выпускного отверстия одной измерительной трубы к обратной трубе,

выпускной соединитель, присоединенный к массивному основанию, для приема потока технологического материала из выпускного отверстия обратной трубы,

причем выпускное отверстие обратной трубы присоединено к выпускному соединителю, выпускной соединитель герметично соединяет выпускное отверстие обратной трубы с впускным отверстием выходной трубы для передачи потока технологического материала в обратной трубе в выходную трубу,

второй установочный винт в выпускном соединителе удерживает выпускной соединитель неподвижно относительно основания,

выходная труба способна передавать поток технологического материала к потребительскому пункту назначения.

Предпочтительно упомянутое средство измерительной трубы имеет высокую гибкость, а также значительно более низкую жесткость, чем жесткость измерительной трубы, выполненной из металла или стекла.

Предпочтительно упомянутое средство измерительной трубы имеет значительно более тонкие стенки, чем диаметр внутренней части средства измерительной трубы, через которую проходит материал.

Предпочтительно упомянутое средство измерительной трубы имеет по существу постоянный диаметр.

Предпочтительно упомянутое средство измерительной трубы имеет отклонение возбужденной частоты, проходящее по всей осевой длине активной части средства измерительной трубы, и

дополнительно имеет кориолисово отклонение, проходящее по всей осевой длине активной части средства измерительной трубы.

Краткое описание чертежей

Описанные выше и другие преимущества и признаки настоящего изобретения будут более понятны из следующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых

фиг.1 изображает перспективный вид первого примерного варианта осуществления изобретения,

фиг.2 изображает вид сверху варианта на фиг.1,

фиг.3 изображает вид спереди варианта на фиг.1,

фиг.4 изображает вид сечения по линии 4-4 на фиг.2,

фиг.5 изображает перспективный вид альтернативного варианта реализации изобретения, имеющего пару элементов основания,

фиг.6 изображает динамически сбалансированный расходомер, имеющий U-образное основание,

фиг.7 и 8 изображают расходомер с оптическими датчиками,

фиг.9 и 10 изображают расходомеры с динамическими балансировочными элементами,

фиг.11 изображает расходомер, имеющий пару по существу U-образных измерительных труб,

фиг.12 и 13 изображают другой вариант расходомера, имеющего пару динамически сбалансированных прямых измерительных труб,

фиг.14 изображает альтернативный вариант, имеющий одну измерительную трубу и не содержащий обратной трубы,

фиг.15 изображает альтернативный вариант, имеющий две измерительные трубы, колеблющиеся в противофазе,

фиг.16 изображает альтернативный вариант реализации изобретения, имеющий одну измерительную трубу.

Подробное описание

Описание фиг.1

На фиг.1 изображен перспективный вид первого возможного примерного варианта осуществления изобретения, а именно расходомер 100, имеющий измерительную трубу 102, вставленную через ножки 117, 118 основания 101. К измерительной трубе 102 подсоединены датчики LPO и RPO и возбудитель D. Расходомер 100 принимает поток технологического материала из подводящей трубы 104 и пропускает поток через соединитель 108 в измерительную трубу 102. Расходомер 100 имеет основание 101, боковые стенки 119 и 120, переднюю стенку 116 и верхние ножки 117 и 118. С помощью возбудителя D измерительной трубе 102 с потоком технологического материала могут придаваться колебания на ее резонансной частоте. Ей могут также придаваться колебания на нерезонансной частоте. Датчики LPO и RPO обнаруживают возникающие в результате колебаний кориолисовы отклонения и подают сигналы по проводникам 112 и 114 в электронный прибор 121. Электронный прибор 121 принимает сигналы датчика, определяет разность фаз между ними, определяет частоту колебаний и подает выходные данные, относящиеся к потоку материала, по выходному каналу 122 к схеме использования (не показана). Поток технологического материала проходит из измерительной трубы 102 через трубу 106, которая изменяет направление потока технологического материала, по обратной трубе 103 через соединитель 107 в выходную трубу 105, которая передает поток материала к потребительскому приложению. Потребительским приложением может быть оборудование для обработки полупроводников. Технологический материал может быть полупроводниковой взвесью, которая наносится на поверхность полупроводниковой пластины для получения плоской поверхности. ПФА материал, использованный в измерительных трубах, показанных на фиг.1, гарантирует, что технологический материал будет свободен от примесей, таких как ионы, которые могли бы передаваться со стенок металлических или стеклянных измерительных труб. Блокировочные отверстия 130 принимают винты 411 для жесткого присоединения элемента 111 к основанию 101, как показано на фиг.4. Вся колеблющаяся конструкция массового расходомера на фиг.1 может быть выполнена из ПФА материала.

На практике измерительная труба 102 имеет малый диаметр, составляющий приблизительно половину диаметра трубочки для коктейля, но с более толстыми стенками, и пренебрежимо малый вес, например 0,8 г плюс 0,5 г технологического материала. При этом не учитывается вес магнитов. Магниты, связанные с датчиками и возбудителем, имеют вес по 0,2 г каждый, так что суммарная масса измерительной трубы 102, прикрепленных магнитов и технологического материала составляет приблизительно 2 г. Колеблющаяся измерительная труба 102 представляет собой динамически несбалансированную конструкцию. Основание 102 массивное и весит приблизительно 12 фунтов. Таким образом, отношение массы основания к массе заполненной материалом измерительной трубы составляет приблизительно 3000. Такая масса основания достаточна, чтобы поглощать вибрации, генерируемые динамически несбалансированной измерительной трубой 102 с потоком материала.

Соединители 107, 108, 109 и 110 соединяют трубы 104, 105 и промежуточную трубу 106 с концами измерительной трубы 102 и обратной трубы 103. Эти соединители детально показаны на фиг.4. Соединители имеют неподвижную часть 111, содержащую резьбу 124. Подвижная часть соединителей 107-110 навинчивается по резьбе на внешнюю резьбу 124 для присоединения соответствующих труб к неподвижному корпусу соединителя, частью которого является неподвижная часть 111. Эти соединители функционируют подобно хорошо известным из уровня техники соединителям типа развальцованной медной трубы для присоединения труб 104, 105 и 106 к концам измерительной трубы 102 и обратной трубы 103.

Детали, относящиеся к соединителям, более подробно показаны на фиг.4. RTD - это температурный датчик, который определяет температуру обратной трубы 103 и передает сигналы, представляющие определенную температуру, по каналу 126 в электронный прибор.

Описание фиг.2

На фиг.2 изображен вид сверху расходомера 100 по фиг.1. Каждый из датчиков LPO и RPO и возбудителя D имеет катушку С. Каждый из этих элементов дополнительно содержит магнит, который прикреплен к нижней части измерительной трубы 102, как показано на фиг.3. Каждый их этих элементов также имеет основание, такое как 143 для возбудителя D, а также тонкую полосу материала, такую как 133 для возбудителя D. Тонкая полоса материала может содержать печатную монтажную плату, к которой присоединены катушка С и выводы ее обмотки. Датчики LPO и RPO также имеют соответствующий элемент основания и тонкую полосу, прикрепленную сверху элемента основания. Такая компоновка облегчает установку возбудителя или датчика посредством приклеивания магнита М к нижней стороне измерительной трубы из ПФА, приклеивания катушки С к печатной монтажной плате 133 (для возбудителя D), позиционирования отверстия в катушке С вокруг магнита М, перемещения катушки С вверх, чтобы магнит М полностью вошел в отверстие в катушке С, затем позиционирования элемента 143 основания под печатной монтажной платой 133 и склеивания или соединения болтами этих элементов друг с другом, чтобы нижняя сторона основания 143 была прикреплена клеем к поверхности массивного основания 101. На фиг.2 показана внешняя резьба 124 соединителей 107-110. Внутренние детали этих элементов показаны на фиг.4. Отверстие 132 принимает проводники 112, 113 и 114. Электронный прибор 121 по фиг.1 не показан на фиг.2, чтобы не усложнять чертеж. Однако следует понимать, что проводники 112, 113 и 114 проходят через отверстие 126 и далее простираются по траектории 123 на фиг.1 к электронному прибору 121 на фиг.1.

Описание фиг.3

На фиг.3 показаны датчики LPO, RPO и возбудитель D, содержащий магнит М, прикрепленный к нижней части измерительной трубы 102, и катушка С, прикрепленная к основанию каждого из элементов LPO, RPO и возбудителя D. Описание фиг.4

На фиг.4 представлен вид в сечении по линии 4-4 на фиг.2. На фиг.4 показаны все элементы по фиг.3 и дополнительные элементы соединителей 108 и 109. Фиг.4 дополнительно изображает отверстия 402, 403 и 404 в основании 101. Верхняя сторона каждого отверстия проходит к нижней поверхности основания датчиков LPO, RPO и возбудителя D. На фиг.4 также показаны катушка С и магнит М, связанные с каждым из элементов. Электронный прибор 121 согласно фиг.1 не показан на фиг.3 и 4, чтобы не усложнять чертеж. Элемент 405 в соединителе 108 является впускным отверстием измерительной трубы 102, элемент 406 в соединителе 109 является выпускным отверстием измерительной трубы 102.

Неподвижная часть 111 соединителя 108 содержит внешнюю резьбу 409, которая ввинчивается в сопряженную резьбу в основании 401 для прикрепления неподвижной части 111 соединителя к сегменту 401 основания 101. Неподвижный корпус соединителя 109 справа оснащен аналогично и присоединен резьбой 409 к элементу 401 основания 101.

Неподвижная часть 111 соединителя 108 также имеет резьбовую часть 124, витки которой принимают подвижную часть 415 соединителя 108. Соединитель 109 оснащен аналогично. Неподвижная часть 111 соединителя 108 дополнительно содержит на левой стороне коническую шпильку 413, которая вместе с подвижным элементом 415 действует как раструб, прижимающий правый конец впускной трубы 104 над конической шпилькой 413 неподвижной части 111, что создает уплотняемый вручную фитинг, который герметично закрепляет развальцованное отверстие подводящей трубы 104 на части 413 конической шпильки неподвижной части 111 соединителя. Впускное отверстие измерительной трубы 102 расположено в неподвижной части 111 соединителя вровень с наружной поверхностью шпильки 413. Таким образом, технологический материал, подаваемый подводящей трубой 104, поступает во впускное отверстие 405 измерительной трубы 102. Технологический материал проходит вправо через измерительную трубу 102 в неподвижную часть 111 соединителя 109, где выпускное отверстие 406 измерительной трубы 102 расположено вровень с концом шпильки 413 соединителя. Таким образом, образуется герметичное соединение выпускного отверстия трубы 102 с соединителем 109. Другие соединители 107 и 110 на фиг.1 идентичны описанным подробно соединителям 108 и 109 на фиг.4.

Описание фиг.5

На фиг.5 показан расходомер 500 в качестве альтернативного варианта осуществления изобретения, который аналогичен расходомеру согласно фиг.1 за исключением того, что основание расходомера 500 не является единым элементом и содержит отдельные конструкции 517 и 518. Измерительная труба 502 и обратная труба 503 проходят через элементы 517, 518 к соединителям 507-510, которые сопоставимы во всех отношениях с соединителями 107-110 на фиг.1. Элементы 517, 518 основания расходомера отдельные, и каждый из них имеет достаточную массу для уменьшения колебаний, придаваемых возбудителем D динамически несбалансированной конструкции, содержащей измерительную трубу 502. Элементы 517 и 518 основания опираются на поверхность 515 элемента 516, который удерживает элементы 517 и 518 основания.

Все элементы, изображенные на фиг.5, функционируют так же, как соответствующие элементы на фиг.1. Это соответствие показано обозначением каждого элемента, которое отличается только перво