[发明专利]一种螺旋布线的科里奥利质量流量计及布线方法

说明书

本发明公开了一种螺旋布线的科里奥利质量流量计及布线方法，涉及测量仪器，本发明技术要点包括：底座、U型测量管、定距板、信号传感器、驱动传感器及引出线汇总口，所述U型测量管的两个根部穿过定距板与底座固定连接，所述信号传感器及驱动传感器固定于U型测量管上，信号传感器及驱动传感器均具有信号引出线，各条信号引出线穿过所述引出线汇总口，所述引出线汇总口位于底座上，所述各条信号线以螺旋走线的形式缠绕在所述U型测量管上，且信号线与U型测量管之间通过粘胶固定。

技术领域

本发明涉及测量仪器，尤其是一种基于科里奥利原理的质量流量计。

背景技术

基于科里奥利原理的质量流量计的开发始于20世纪50年代初，直到70年代中期，由美国 Micro Motion 公司首先开发出谐振式科里奥利质量流量计，并于1982 年申请专利将其推向国际市场。80年代中后期，各国仪表生产厂家与高校合作都相继对这种新型质量流量计进行了研究与开发。经过几十年的研究与发展，人们研制出多种形状的科里奥利质量流量计（Coriolis Mass Flowmeter，简称CMF），其测量性能也有了很大程度上的提高。

科里奥利质量流量计通常是利用传感器的某一振动模态，以闭环控制的形式使其工作在共振状态，当被测流量通过测量管时，将产生科里奥利力，从而使测量管发生扭转，进而产生相位差。由科里奥利质量流量计的原理可知，要获得较高的测量精度，传感器的振动状态必须稳定，既测量管的各组成部分要尽可能地连接牢固，形成一个刚体。若测量管上的某一组件没有牢固连接，则相当于这部分组件是柔性作用于测量管上，这将严重影响测量管的振动稳定性，降低传感器的振动品质因数，并产生显著的零点漂移。

常规的科里奥利质量流量计传感器是采用磁电式传感器来实现激振和信号拾取，通过线圈上的引出线与变送器相连，以此实现对传感器的驱动控制和科氏力相位差的计算。引出线一般是采用柔软的镀银线材质，在忽略其刚度的前提下粘接于振动管。

现行采用的引出线布线方式分为两种，一种是沿测量管长度方向铺设，并在测量管振动部分的根部分离，如图1所示。另一种是将引出线悬空，如图2所示，上述两种布线方式的特点是操作方便，生产效率高。

但是，上述两种布线方式都存在缺陷。具体原因如下：

对于第一种布线方式，继续参见图1，由于测量管，镀银线和粘胶剂三者的线膨胀系数不同，在温度发生变化时，三者之间的连接界面会产生剪切力，当温度变化较大时，三者会发生不可逆性的剥离。一旦剥离现象发生，传感器即告失效，而第一种方式布设的引出线正好位于三者线膨胀变形最大的方向，因此极易发生剥离。另外，为了保证引出线的粘接强度和耐振性能，往往需要涂覆较多的粘胶剂，降低了传感器的性能。

对于第二种布线方式，继续参见图2，尽管引出线并未粘贴于测量管上，但引出线在空间的形状将决定其刚度和其对测量管振动的作用力大小，且会随着传感器的安装方式（比如传感器在正反两种安装方式下，引出线受到方向相反的重力影响，势必改变其空间形状）和工作温度（工作温度的变化将改变引出线本身的弹性模量）而改变，这都严重影响了科里奥利质量流量计的测量精度。

发明内容

为了解决上述缺陷，本发明提出了一种螺旋布线的科里奥利质量流量计及其布线方法。

其中，本发明提供的螺旋布线的科里奥利质量流量计包括底座、U型测量管、定距板、信号传感器、驱动传感器及引出线汇总口，所述U型测量管的两个根部穿过定距板与底座固定连接，所述信号传感器及驱动传感器固定于U型测量管上，信号传感器及驱动传感器均具有信号引出线，各条信号引出线穿过所述引出线汇总口，所述引出线汇总口位于底座上，所述各条信号线以螺旋走线的形式缠绕在所述U型测量管上，且信号线与U型测量管之间通过粘胶固定。

优选地，所述引出线形成的螺距自U型测量管的顶部往根部逐渐变短。

本发明提供的科里奥利质量流量计上引线的布线方法，包括：