ES2370104T3 - Sensor de flujo de coriolis con masa oscilante suspendida elásticamente. - Google Patents

Abstract

Sensor de flujo de Coriolis con un tubo (29) de Coriolis, que tiene dos extremos (32, 32') y está fijado en una carcasa, dichos extremos (32, 32') estando fijados en unos medios (31) de fijación, mientras la porción de tubo situada entre dichos dos extremos (32, 32') está libre, cuyo sensor de flujo comprende medios de excitación para causar que el tubo (29) oscile alrededor de un eje de excitación y medios de detección, para detectar los desplazamientos de las porciones del tubo (29) durante la operación, caracterizado porque dichos medios (31) de fijación están conectados a una masa oscilante (30), y porque el conjunto total de masa oscilante (30) y los medios (31) de fijación están suspendidos elásticamente en relación a la carcasa por unos medios (32, 32') de suspensión elásticos, de manera que dicho conjunto puede girar alrededor de un eje (24) de rotación, que es al menos sustancialmente paralelo o coincide con el eje (X) de excitación del tubo (29).

Description

Sensor de flujo de Coriolis con masa oscilante suspendida elasticamente

La invenci6n se refiere a un sensor de flujo de Coriolis, con un tubo de Coriolis que tiene dos extremos y esta fijado en una carcasa, estando fijados dichos extremos en unos medios de fijaci6n, mientras la porci6n del tubo situada entre dichos dos extremos se encuentra libre, cuyo sensor de flujo incluye unos medios de excitaci6n para hacer que el tubo oscile alrededor de un eje de excitaci6n y medios de detecci6n para detectar los desplazamientos de las porciones del tubo durante la operaci6n.

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Un sensor de flujo de Coriolis (o: sistema sensor de flujo de Coriolis) comprende al menos un tubo vibrante, denominado, frecuentemente, tubo de Coriolis, tubo de flujo, o tubo de detecci6n. Este tubo (o estos tubos) esta sujeto o estan sujetos en ambos extremos de la carcasa del instrumento. Los extremos del tubo sirven tambien para el suministro y descarga del flujo de liquido o gas a medir.

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Ademas del tubo (o tubos) de flujo, un sensor de flujo de Coriolis comprende ademas dos subsistemas mas, es decir, para la excitaci6n y para la detecci6n. El sistema de excitaci6n (excitador) hace que el tubo entre en vibraci6n. Se aplican una o varias fuerzas o pares a las porciones del tubo. El sistema de detecci6n detecta, normalmente, el desplazamiento de uno o varios puntos del tubo en funci6n del tiempo. En lugar del desplazamiento, puede detectarse la fuerza (o el par) aplicada por el tubo a su entorno; lo que se describe mas adelante para la detecci6n del desplazamiento es igualmente valido para la detecci6n de la fuerza.

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Las mismas dos posiciones alternativas son posibles, tanto para la excitaci6n como para la detecci6n. Una es que la excitaci6n o la detecci6n tienen lugar entre la carcasa y el tubo. La otra es que la excitaci6n o la detecci6n tienen lugar entre diferentes puntos o secciones del tubo en movimiento o, si el sensor de flujo (a veces llamado, en adelante, en el presente documento, "el instrumento (sensor)", o "el medidor de flujo") tiene varios tubos de flujo, entre los tubos de flujo individuales.

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Es deseable, en el caso de un sensor de flujo Coriolis, disenado para medir flujos pequenos, que el tubo completo deberia estar en un plano, tanto por la precisi6n de la medici6n como por razones producibilidad.

La vibraci6n del tubo, generada por el excitador, tiene lugar a una frecuencia mas o menos fija, que varia s6lo ligeramente con la densidad del medio que fluye a traves del tubo. La frecuencia de vibraci6n es casi siempre una de las frecuencias naturales del tubo, de manera que puede conseguirse una amplitud maxima con una minima energia de entrada.

La invenci6n se basa en el reconocimiento de que sin medidas adicionales, la vibraci6n del tubo puede dar lugar a dos problemas de vibraci6n:

1.

Puede ocurrir un primer problema cuando dos instrumentos identicos se colocan juntos y sus frecuencias de vibraci6n coinciden sustancialmente. Entonces, el instrumento uno puede excitar el otro instrumento a traves de la carcasa y la superficie de soporte y, en general, muy cerca de su frecuencia natural, con una fase que casi siempre diferira de la de su excitaci6n respectiva. Este es un problema real, ya que en la practica, por ejemplo, en procesos de mezcla, dos, tres o, a veces, hasta veinte medidores de flujo estan situados uno junto al otro. Entonces, la experiencia es que los resultados de las mediciones pueden variar con una determinada periodicidad, independientemente del flujo.

2.

Un segundo problema es la sensibilidad a sus propias vibraciones: cuando un medidor de flujo de Coriolis esta montado sobre una superficie no rigida, por ejemplo, una placa delgada, o en un sistema de tubos, la parte de soporte respectiva puede empezar a vibrar conjuntamente con el medidor de flujo. Las vibraciones propias son observadas como un desplazamiento en el punto cero. Por lo tanto, la precisi6n del sensor y, en consecuencia, de la medici6n, se ve influida de forma impredecible.

Un objeto de la invenci6n es reducir la sensibilidad a las vibraciones en un sensor de flujo de Coriolis, especialmente en sensores de flujo Coriolis del tipo en el que la detecci6n (y excitaci6n) tiene lugar con respecto a la carcasa. El objeto particular es reducir la sensibilidad a las vibraciones propias del instrumento sensor o a las vibraciones de los instrumentos sensores de flujo contiguos.

Este objetivo se consigue en un sensor de flujo de Coriolis del tipo descrito en el parrafo inicial, en el que los medios de fijaci6n estan conectados a una masa oscilante, y en el que el conjunto total de la masa oscilante y los medios de fijaci6n esta suspendido elasticamente en relaci6n con la carcasa mediante unos medios de suspensi6n elasticos, de manera que dicho conjunto puede girar alrededor de un eje de rotaci6n, que es al menos sustancialmente paralelo o coincide con el eje de excitaci6n del tubo.

La expresi6n "masa oscilante', aqui y en adelante, indica un cuerpo cuyo momento de inercia con respecto a dicho eje de rotaci6n es sustancialmente mayor (en particular, un numero de veces mayor) que el del tubo de Coriolis.

Las mediciones han demostrado, entre otras cosas, que el montaje elastico del tubo de Coriolis, tal como se

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describe en la presente memoria, reduce la transferencia de vibraciones desde un tubo de Coriolis a la carcasa, durante la operaci6n, y que un primer instrumento montado elasticamente, de esta manera, interfiere con un segundo instrumento contiguo en un menor grado. Tambien se mejora la exactitud de un sensor de flujo independiente con un tubo de Coriolis montado elasticamente.

El documento US2007/0034019-A1 describe un sensor de flujo de Coriolis con un armaz6n que presenta un tubo de Coriolis. Se hace que dicho armaz6n realice una vibraci6n forzada alrededor de una porci6n centro de oscilaci6n de un soporte de oscilaci6n fijado a una base. El armaz6n no usa una masa oscilante, y el tubo no esta soportado solo por sus extremos, sino tambien en las porciones intermedias.

Los desplazamientos del tubo pueden ser detectados entre el tubo y la carcasa, o entre las partes individuales del tubo. El principio de la invenci6n, sin embargo, es particularmente adecuado para su uso en combinaci6n con una detecci6n de los desplazamientos del tubo con respecto a la carcasa.

Una realizaci6n practica se caracteriza porque el sensor de flujo esta provisto de una placa de soporte (en terminos mas generales: medios de soporte), en la que al menos uno de los medios de fijaci6n tiene los extremos del tubo de Coriolis fijados a la misma, y la masa oscilante esta fijada a la placa de soporte, y en que la placa de soporte esta suspendida en relaci6n a la carcasa por medio de dos medios de resorte de torsi6n, en una disposici6n lineal, de manera que puede girar alrededor de dicho eje de rotaci6n.

Los medios de resorte de torsi6n aqui proporcionan una flexibilidad rotacional (torsi6n). En el contexto de la invenci6n, por lo tanto, los medios de fijaci6n y la masa oscilante pueden estar fijados, de manera articulada, en la placa de soporte, o uno de ellos puede estar fijado en la placa de soporte.

Puede ser ventajoso, especialmente en el caso en el que o bien los medios de fijaci6n o bien la masa oscilante estan fijados a la placa de soporte, cuando la masa oscilante y los medios de fijaci6n estan conectados de manera flexible (en particular, con posibilidad de torsi6n) entre si. Los medios de resorte de torsi6n, que van a hacer posible el movimiento deseado de la placa de soporte, pueden ser construidos de diversas maneras.

Una realizaci6n adecuada se caracteriza porque los medios de suspensi6n elasticos comprenden unos medios de resorte de torsi6n que conectan la placa de soporte, directa o indirectamente, a la carcasa y los cuales estan formados por bisagras de torsi6n, resortes de flexi6n posicionados oblicuamente o bisagras de laminas cruzadas, que pueden ser o no planos.

El sensor de flujo segun la invenci6n puede comprender una placa base que esta fijada, de manera fija, a la carcasa y una placa de soporte separada, que es m6vil con respecto a esta placa base.

Una realizaci6n preferente, sin embargo, esta caracterizada porque el sensor de flujo esta provisto de una placa base de metal elastico, que esta conectada fijamente a la carcasa, cuya placa base tiene una abertura central, y en que la placa de soporte y los medios de resorte de torsi6n se extienden dentro de dicha abertura y estan formados en el material de la placa base, por medio de incisiones provistas en la placa base, de manera que los medios de resorte de torsi6n tienen la forma de tiras alargadas que constituyen la unica conexi6n entre la placa de soporte y la placa base, y la placa de soporte esta suspendida en la apertura de la placa base por medio de dichas tiras alargadas. Una ventaja de esto es que la placa base, la placa de soporte y los medios de resorte de torsi6n pueden ser fabricados con alta precisi6n a partir de una pieza de material. El conjunto de la placa base y la placa de soporte puede formar una placa plana en el contexto de la invenci6n.

Sin embargo, una forma de realizaci6n preferente adicional esta caracterizada porque el conjunto de la placa base y la placa de soporte forma una placa plegada. Esto tiene la ventaja de una mayor rigidez del conjunto, en comparaci6n con una construcci6n plana. Una ventaja adicional es que el conjunto de la placa base y la placa de soporte puede estar provisto de puntos de tope integrados, para limitar la amplitud de los movimientos relativos de la placa de soporte con respecto a la placa base, en el plano de la placa base. Tal como se explicara en mayor detalle, mas adelante, esto es posible tanto en la construcci6n plana como en la construcci6n plegada. Una ventaja adicional de la construcci6n plegada es que el conjunto de la placa base y la placa de soporte puede estar provisto de puntos de tope integrados para limitar la amplitud de los movimientos relativos de la placa de soporte con respecto a la placa base, tanto en como transversal al plano de la placa base.

Una realizaci6n adicional esta caracterizada porque cada una de las tiras alargadas esta delimitada, en ambos lados, por una incisi6n respectiva, formando dichas incisiones una articulaci6n elastica con un tope integrado.

Una realizaci6n adicional esta caracterizada porque las incisiones que delimitan las tiras, en cada lado, tienen una anchura tal que el material de la placa en el otro lado de las incisiones actua como un tope, para limitar la amplitud de los movimientos en el plano de la placa base.

En una realizaci6n del conjunto de la placa base, la placa de soporte y los medios de resorte de torsi6n con forma de tiras, es ademas ventajoso si las placas de tope estan dispuestas sobre o debajo de al menos una tira alargada, cada una de dichas placas es mantenida a una distancia de la tira por una placa de separaci6n, para servir como un tope para limitar los movimientos de la placa de soporte fuera del plano de la placa base.

El uso de una masa oscilante, suspendida elasticamente, es una parte esencial de la invenci6n.

Una realizaci6n adicional esta caracterizada porque la masa oscilante esta dispuesta transversal y con su centro de gravedad en el eje alrededor del cual puede girar. Preferentemente, la mayor porci6n de masa de la masa oscilante esta localizada contigua a sus extremos mas alejados de su eje de rotaci6n. En otras palabras: la masa oscilante comprende una parte puente que es mas pesada en sus extremos.

Una realizaci6n adicional esta caracterizada porque la masa oscilante comprende o soporta al menos un componente de un yugo magnetico, con el fin de llevar a cabo una excitaci6n Lorentz del tubo de Coriolis.

Un aspecto altamente ventajoso de la suspensi6n elastica inventiva de la masa oscilante es que el tubo de Coriolis no es excitado (forzado a vibrar) directamente, sino que es excitado indirectamente. Para conseguir esto, o bien la masa oscilante o bien los medios de fijaci6n del tubo cooperan con unos medios accionadores para hacer que la masa oscilante y los medios de fijaci6n del tubo giren alrededor de dicho eje.

Una primera realizaci6n de este principio esta caracterizada porque dichos medios de accionamiento son medios de accionamiento electromagneticos.

Una segunda realizaci6n de este principio esta caracterizada porque dichos medios de accionamiento son medios de accionamiento basados en la fuerza de Lorentz.

A continuaci6n se describiran, en mayor detalle, unas pocas realizaciones de la invenci6n, con referencia a los dibujos, en los que:

La Fig. 1 muestra un sensor de flujo de masa con un tubo de Coriolis;

La Fig. 2 muestra una placa base realizada en una sola pieza, con una porci6n central suspendida elasticamente para suspender un tubo de Coriolis;

Las Figs. 3A y 3B muestran una construcci6n similar a la de la Fig. 2, con dos tipos de tubos de Coriolis y una masa oscilante provista en la porci6n central;

La Fig. 4A muestra una placa base con una porci6n central elastica que tiene unos topes integrados;

La Fig. 4B muestra la placa base de la Fig. 4A con una masa oscilante y un tubo de Coriolis;

La Fig. 5A muestra una placa base con una placa de soporte suspendida de la misma, por medio de elementos de resorte de torsi6n;

Las Figs. 5B y 5C muestran respectivas placas base con placas de soporte suspendidas por medio de resortes planos;

La Fig. 6A es una vista en perspectiva de una construcci6n de una placa base y una placa de soporte con topes exteriores;

La Fig. 6B es una vista en secci6n transversal a traves de una porci6n de la construcci6n de la Fig. 6A;

Las Figs. 7A y 7B son elevaciones de las masas oscilantes con dos medios de tope diferentes;

La Fig. 8 muestra una placa base plegada alrededor de una linea central, con una porci6n central elastica;

[La Fig. 9 muestra la placa base de la Fig. 8, provista de una masa oscilante y un tubo de Coriolis;

Las Figs. 10A y 10B muestran diferentes realizaciones del brazo oscilante de una masa oscilante con una proyecci6n que forma una conexi6n flexible y una conexi6n rigida, respectivamente;

La Fig. 11 muestra un bloque de fijaci6n de tubo acoplado a una masa oscilante, estando conectado dicho bloque de fijaci6n de tubo a un soporte elastico;

La Fig. 12 muestra una masa oscilante con medios para la actuaci6n de fuerzas de Lorentz, y

Las Figs. 13A y 13B muestran dos versiones diferentes de masas oscilantes con medios para un accionamiento electromagnetico.

La Fig. 1 muestra una realizaci6n de un sensor 1 de flujo, del tipo Coriolis, con un tubo 2 de Coriolis (o de detecci6n) con forma de bucle, que esta plegado en una forma rectangular y que sigue una trayectoria sustancialmente circunferencial (formando una vuelta sustancialmente completa). El tubo 2 (o de detecci6n) de flujo con forma de bucle en esta realizaci6n comprende dos porciones 2c, 2d de tubo laterales, paralelas , que estan conectadas en un extremo a una primera porci6n 2e de tubo transversal y en el otro extremo a dos segundas porciones 2a, 2b tubo transversal. Estas ultimas estan conectadas, en los lados opuestos a los extremos en los que estan conectados a los

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tubos 2c, 2d laterales, a un tubo 3 flexible de alimentaci6n y a un tubo 4 flexible de descarga, para permitir un medio fluido, respectivamente. El bucle 2 y los tubos 3, 4 de alimentaci6n y de descarga son, preferentemente, parte de una unica pieza de tuberia. La totalidad del tubo 2 esta plegada en una forma rectangular, siendo las esquinas redondeadas para hacer posible el plegado. El tubo 3 de alimentaci6n esta conectado a una linea 6 de alimentaci6n y el tubo de descarga 4 a una linea 7 de descarga, a traves de un bloque 20 de alimentaci6n y descarga. Los tubos 3, 4 de alimentaci6n y de descarga, en esta realizaci6n, se extienden dentro del bucle 2 y estan fijados a un armaz6n 13 con medios de fijaci6n 12. Los tubos 3, 4 de alimentaci6n y descarga, flexibles, no forman parte de la forma de bucle del tubo 2 de detecci6n, pero proporcionan una fijaci6n flexible del bucle 2 al armaz6n 13. Por consiguiente, puede considerarse que el bucle 2 esta suspendido, de manera flexible, de los tubos 3, 4 de alimentaci6n y de descarga. El bucle 2 y los tubos 3, 4 de alimentaci6n y de descarga pueden ser fabricados, ventajosamente, a partir de una unica pieza de tuberia. Esta puede ser, por ejemplo, un tubo de acero inoxidable con un diametro exterior de aproximadamente 0,7 mm y un espesor de pared de 0,1 mm. La invenci6n es adecuada no s6lo para su uso con pequenas dimensiones de tubo (diametro exterior, por ejemplo, menor que 1 a 1.5 mm), sino particularmente tambien para el uso con tubos de diametros mas grandes.

Los tubos 3 y 4, que se extienden juntos, a cada lado de y simetricamente con respecto al eje principal de simetria S del tubo 2, estan fijados a los medios de fijaci6n 12, por ejemplo por medio de una sujeci6n, o por medio de soldadura, encolado o soldeo, estando fijados, dichos medios de fijaci6n 12, a su vez, al armaz6n 13. Como alternativa, los tubos 3, 4 pueden estar fijados directamente al armaz6n 13.

Los medios de excitaci6n, para hacer que el tubo de 2 gire alrededor del eje principal de simetria (en este caso, el eje principal o de excitaci6n) o el eje de rotaci6n en la construcci6n de la Fig. 1, comprenden un yugo 8 magnetico con dos huecos 9 y 10 de aire, a traves de los cuales se extienden las porciones 2a y 2b (indicadas anteriormente como los segundos tubos transversales) del tubo 2 con forma de bucle, cuyo yugo esta fijado al armaz6n 13 y esta provisto de un iman permanente 19, y medios para introducir una corriente electrica en el tubo 2. En la Fig. 1, estos son medios para generar una corriente electrica en el tubo 2, por medio de inducci6n. El yugo 8 magnetico de iman permanente tiene dos partes 8a y 8a', yugo superior, que estan separadas de una parte 8b yugo inferior, por los huecos 9 y 10 de aire. El iman permanente 19 esta dispuesto entre las partes 8a y 8a' yugo con su un polo (norte) frente a la parte 8a yugo y su otro polo (Sur) frente a la parte 8a yugo.

En este caso, la corriente es inducida en el tubo 2 por dos nucleos 17, 17a de transformador, cada uno de los cuales esta provisto de una bobina 18a, 18b electrica respectiva, y a traves de las cuales se pasan las respectivas porciones 2c y 2d de tubo laterales. Un nucleo del transformador puede ser suficiente, segun se desee. Las bobinas 18a, 18b pueden estar enrolladas en las partes interiores de los nucleos de transformador, tal como se muestra aqui,

o en uno de los otros lados. La combinaci6n de los campos magneticos, mutuamente opuestos, que se genera en los huecos 9 y 10 del yugo magnetico permanente y que se dirige transversalmente a la direcci6n de la corriente, y una corriente (alterna) inducida en el tubo 2 ejercen un par sobre el tubo, debido al cual empieza a girar (oscilar) alrededor del eje de rotaci6n (es decir, para vibrar en el modo conocido como 'enroscado').

Cuando un medio esta fluyendo a traves del tubo, el tubo empezara a oscilar alrededor de un eje de respuesta transversal al eje de rotaci6n bajo la influencia de las fuerzas de Coriolis (el llamado modo de oscilaci6n). Durante la operaci6n, los desplazamientos (sinusoidales) de los puntos de la porci6n 2e de tubo, que son representativos del flujo, son detectados por medio de un sensor de efecto Coriolis que comprende un primer sensor 11a localizado contiguo a la porci6n 2e de tubo y un segundo sensor 11b. El primer sensor y el segundo sensor estan dispuestos simetricamente a cada lado del eje de excitaci6n o del eje de rotaci6n, cerca del punto de intersecci6n de los mismos, con la porci6n 2e de tubo. Un tercer sensor 11c puede servir para prop6sitos de correcci6n. Los sensores pueden ser, por ejemplo, de tipo electromagnetico, inductivo, capacitivo o ultras6nico. Sin embargo, en la realizaci6n de la Fig. 1 se eligieron sensores 6pticos. Los denominados sensores optoelectr6nicos 11a, 11b, 11c fueron usados como sensores 6pticos, cada uno con una carcasa con forma de U, que esta fijada al armaz6n 13 con una fuente de luz en una pata de la U (por ejemplo, un LED) y una celula de medici6n de luz (por ejemplo, un fototransistor) dispuesta en la otra pata opuesta a la fuente de luz. La porci6n 2e de tubo, o una paleta fijada a la misma, es capaz de moverse entre las patas de las carcasas 11a, 11b (11c y, si esta presente) de los sensores, en forma de U, interceptando, de esta manera, mas o menos luz desde la fuente de luz.

Es esencial para la presente invenci6n que los extremos fijos del tubo 2 de Coriolis no esten atornillados directamente a la carcasa del instrumento, sino que esten acoplados (a traves de medios de fijaci6n de tubo) a una masa oscilante que esta suspendida elasticamente en la carcasa. La frecuencia natural de la suspensi6n de esta masa oscilante debe ser sustancialmente menor que la frecuencia a la que vibra el tubo. (La frecuencia natural es proporcional a la rigidez dividida por la masa). La vibraci6n del tubo, asi como la de la masa oscilante, es un movimiento de rotaci6n. El eje de rotaci6n de la rotaci6n de excitaci6n del tubo y el eje de rotaci6n de la suspensi6n elastica coinciden, al menos sustancialmente. Ademas, es favorable, pero no esencial, si el momento de inercia de la masa oscilante alrededor el eje de rotaci6n es sustancialmente mayor que el momento de inercia del tubo alrededor de su eje de rotaci6n.

En una realizaci6n, la masa oscilante y los medios de fijaci6n del tubo estan montados en una placa de soporte que esta posicionada, elasticamente, con relaci6n a la carcasa.

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Segun un primer aspecto de la invenci6n, la placa de soporte es una placa plana que esta suspendida por medio de elementos elasticos que tienen un efecto de resorte de torsi6n.

La Fig. 2 muestra una realizaci6n favorable de un componente en el que estos elementos elasticos estan incorporados. Este comprende una placa 20 metalica plana de un material elastico, tal como, por ejemplo, acero para resortes, en la que se han realizado incisiones (cortes transversales) por medio de una etapa del proceso (tal como corte por laser o grabado). Una porci6n central movible o la placa 22 de soporte ha sido creada, de esta manera, en la placa dentro de una porci6n circunferencial fija o placa base 21. Dichas dos porciones estan interconectadas exclusivamente a traves de dos puentes o elementos 23, 23', con forma de tira estrecha, de secci6n transversal rectangular, que se encuentran en linea con un eje de rotaci6n 24. Estos puentes actuan como elementos de resorte de torsi6n. La flexibilidad deseada es la de un movimiento de torsi6n alrededor del eje de rotaci6n 24. Las personas con conocimientos en la materia pueden minimizar cualquier otra flexibilidad indeseable de los puentes 23, 23 ', tales como una traslaci6n fuera del plano de la placa de metal, eligiendo la geometria de los puentes 23, 23' en combinaci6n con una masa oscilante a ser fijada a la porci6n 22 movible, de manera que las frecuencias naturales pertenecientes a dicha flexibilidades no deseadas sean sustancialmente mayores que las pertenecientes a la flexibilidad torsional deseada.

La porci6n 22 movible puede girar en relaci6n a la porci6n 21 fija solo en un angulo limitado, de manera que su movimiento durante la operaci6n tenga un caracter oscilante o alternante. La porci6n 21 fija esta fijada rigidamente a un componente de la carcasa (en este caso, al armaz6n 13) del instrumento de detecci6n de flujo en al menos tres puntos. Mejor aun, tal como se muestra en la Fig. 2, esta fijada a lo largo de dos bordes. Esta fijaci6n puede efectuarse por medio de pernos, soldadura, sujeci6n o pegado. Tanto un tubo de Coriolis como una masa adicional, la denominada masa oscilante, estan fijados a la porci6n 22 en movimiento. Conjuntamente, forman un conjunto rigido que puede oscilar alrededor del eje 24 de rotaci6n. En la Fig. 2 puede verse que hay provistos orificios 27 para fijar el tubo, y los orificios 28 estan provistos para fijar la masa oscilante en la porci6n 22 movible. Para ello, pueden emplearse tambien tecnicas de sujeci6n alternativas, tal como se ha indicado anteriormente.

La Fig. 3A muestra la placa 20 de metal de la Fig. 2 con la porci6n 21 fija y la porci6n 22 movible interconectadas por los puentes 23, 23' elasticos. Un tubo 29 de Coriolis y una masa oscilante 30 han sido instalados en la porci6n 22 movible. La masa oscilante 30, estando construida como una especie de mancuerna con la mayor parte de la masa alejada lo mas lejos posible del eje 24 de rotaci6n. Esto es favorable para hacer las frecuencias naturales de las flexibilidades no deseadas sustancialmente mayores que la frecuencia natural de la rotaci6n deseada alrededor del eje 24, tal como se ha explicado anteriormente. El tubo 29 esta fijado a la porci6n m6vil 22 a traves de un bloque 31

o medio de fijaci6n de tubo.

La Fig. 3A muestra un tubo 29 plegado, en forma de un bucle rectangular (la forma de una antena de ventana) con los extremos 32, 32' del tubo fijados, uno junto al otro, en el bloque 31 de fijaci6n del tubo. En una realizaci6n preferente, los medios de fijaci6n estan provistos de una ranura en la que se acomoda (en parte) el tubo. Dicha ranura ofrece una mayor superficie de contacto entre el tubo y los medios de fijaci6n que la que ofrece una superficie plana, mientras que puede conseguirse tambien un posicionamiento mas preciso sin necesidad de herramientas auxiliares. El tubo puede ser fijado en la ranura por medio de soldadura, pegado o soldeo. Un procedimiento de fijaci6n alternativo es una sujeci6n entre dos medios de sub-fijaci6n o entre un medio de sub-fijaci6n y el punto de fijaci6n, en el que dichos componentes pueden estar provistos o no de una ranura, para un posicionamiento mas preciso.

Aunque la invenci6n es altamente adecuada para su uso con un tubo, tal como se muestra en la Fig. 3A, con una forma circunferencial de bucle y dos extremos situados, uno junto al otro, la invenci6n no se limita al uso dicho tubo. El principio inventivo de la suspensi6n elastica es aplicable tambien a tubos de otras formas, tales como tubos con una circunferencia en forma de U, tubos con una circunferencia circular o tubos con una circunferencia triangular, cuyos ejemplos se muestran en las Figs. 5 y 6 del documento EP 1 719 982 A1, en el que es ventajoso que los extremos del tubo se encuentren uno junto al otro. El uso de una realizaci6n particularmente practica, que corresponde a la forma del tubo de la Fig. 1, en combinaci6n con una suspensi6n elastica, se muestra en la Fig. 3B. El tubo esta forma en la misma como si fueran dos bucles situados uno junto al otro y conectados en serie, con los extremos situados junto al otro, para medir la entrada y la salida del flujo.

Cabe senalar que las realizaciones de las Figs. 3A y 3B comprenden un elemento 33 de tipo viga, por medio del cual la masa oscilante 30 y los medios 31 de fijaci6n del tubo son fijados sobre la porci6n 22 movible. Como alternativa, al menos uno de entre la masa oscilante 30 y los medios 31 de fijaci6n puede estar fijado directamente a la porci6n 22 movible. Otra posibilidad es fijar los medios de fijaci6n con el tubo de Coriolis directamente a una masa oscilante suspendida elasticamente. En las Figs. 3A y 3B, ademas, el eje de rotaci6n de la porci6n 22 movible tiene el numero de referencia 24. El eje de excitaci6n alrededor del cual gira el tubo de Coriolis tiene la referencia X. Sera evidente que, en esta construcci6n, no es posible hacer que el eje X de excitaci6n y el eje 24 de rotaci6n coincidan completamente. Sin embargo, el objeto de la invenci6n se consigue tambien si los ejes X y 24 estan al menos sustancialmente paralelos y se encuentran juntos, uno del otro. Sobre todo, las formas de tubo indicadas, tienen dos extremos que se encuentran cerca, uno del otro, contiguos (y particularmente, simetricamente en relaci6n a) el eje de rotaci6n del tubo. Esto las hace particularmente adecuadas para la suspensi6n elastica, segun la presente invenci6n.

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La Fig. 2 muestra una versi6n basica de una placa de soporte, metalica, plana, con elementos de resorte de torsi6n integrados. Esta versi6n basica puede ser mejorada mediante una o varias adiciones. Esto se expondra con referencia a la Fig. 4. La Fig. 4A muestra una placa 41 de base, en la que se ha formado una abertura 40 central rectangular, por medio de incisiones. Despues de realizadas las incisiones, una porci6n movible, es decir, la placa 42 de soporte, se dej6 dentro de la abertura 40. Esta placa de soporte es movible con relaci6n a la porci6n 41 fija, debido a dos tiras (puentes) 43, 43' alargadas, dispuestas en linea, y creadas tambien por medio de las incisiones, cuyas tiras sirven como medios de resorte de torsi6n. En comparaci6n con la Fig. 2, parte del material ha sido dejado al lado de las tiras 43, 43' alargada, de manera que s6lo hay un pequeno hueco entre las tiras alargadas y el material circundante. En la Fig. 4A, este material forma parte de la placa base, en la parte superior de la Figura, y de la placa de soporte, en la parte inferior de la Figura, pero otras combinaciones son igualmente posibles.

Este es la primera mejora, con el numero de referencia 48 (cuatro veces). Hay provistas incisiones muy estrechas en estas posiciones para formar los resortes de torsi6n. Debido a que el material de la porci6n fija 41 y la porci6n movible 42, segun proceda, no se ha eliminado alrededor de las tiras 43, 43', a diferencia de la realizaci6n de la Fig. 2, puede servir como un tope para limitar la amplitud del movimiento relativo entre la placa de soporte y la placa base en el plano de la placa base. Esta limitaci6n reduce las tensiones del material en los medios de resorte de torsi6n que podrian surgir, por ejemplo, en el caso de una caida, en la que las fuerzas son absorbidas por las paredes laterales, que se tocan mutuamente, del hueco. Esto evita deformaciones plasticas de las tiras alargadas, en el caso de aceleraciones excesivas.

A continuaci6n, en la presente descripci6n, se presentara una construcci6n con topes para prevenir movimientos excesivos fuera del plano de la placa base, por ejemplo, si el instrumento se cae accidentalmente.

Una alternativa a la provisi6n de los topes es la construcci6n de la placa elastica a partir de un material superelastico, tal como Nitinol S. Este material posibilita absorber toda la energia cinetica, generada en la caida del instrumento, en la placa elastica, sin deformaci6n plastica permanente.

La segunda adici6n a la versi6n basica, se muestra con los numeros de referencia 44 y 45 (dos veces cada uno) en la Fig. 4A. Esta se refiere a los elementos de desacoplamiento termico anadidos a la placa 41 base, para contrarrestar las deformaciones impuestas sobre la porci6n 41 fija de la placa de metal, causadas por las deformaciones de la carcasa del instrumento, por ejemplo, debido a cambios de temperatura. El elemento 44 es un laberinto, para permitir deformaciones en la direcci6n del eje X, el elemento 45 es una construcci6n en forma de paralelogramo, para permitir deformaciones en una direcci6n transversal al mismo.

La Fig. 4B muestra la construcci6n elastica con la placa 42 base elastica de la Fig. 4A, despues de que una masa oscilante 46 y unos medios 47 de fijaci6n de tubo con un tubo 49 de Coriolis, han sido proporcionados a la misma. En este caso, la masa oscilante 46 comprende dos elementos L1 y L2 de conexi6n paralelos, que se extienden transversalmente a, y simetricamente con respecto a, el eje Y de rotaci6n de la placa 42 de soporte, el ultimo elemento estando conectado a la placa 42 de soporte elastica por medio de una pieza puente intermedio en las posiciones p y q, y el primer elemento por medio de una pieza intermedia, con forma de I, en la posici6n r. En este ejemplo, los extremos de los elementos de conexi6n se proyectan al exterior de la circunferencia del tubo 49, y estan provistos de pesos W1 y W2 (oscilantes). El centro de gravedad de la construcci6n oscilante se encuentra en el eje Y de rotaci6n.

La Fig. 5A muestra una realizaci6n diferente de la construcci6n elastica, segun la invenci6n. Esta no utiliza una unica placa provista de incisiones, con una porci6n central movible, tal como en la Fig. 2; por el contrario, la porci6n 51 fija y la porci6n 54 movible son, aqui, componentes separados. En este caso, la porci6n 51 fija tiene dos bordes 52, 53 mutuamente opuestos. Estos pueden ser los bordes de una abertura o bordes elevados de una superficie base. La porci6n 54 movible se extiende entre estos bordes y esta conectada a los mismos por medio de dos elementos de resorte de torsi6n 56, 56', que se encuentran en la direcci6n que se extiende entre ambas. Los elementos 56, 56', que estan realizados en un metal elastico, tal como acero para resortes, estan fijados, por un lado, a los bordes de la porci6n fija (preferentemente por una sujeci6n) por medio de elementos 55, 55' de fijaci6n (que, en este caso, tienen forma de bloque, pero la invenci6n no esta limitada en este sentido) y, por otro lado, a dos bordes mutuamente opuestos de la porci6n movible, por medio de elementos 57, 57' de fijaci6n. Los elementos de resorte de torsi6n 56, 56' pueden tener una secci6n transversal circular, tal como se muestra, pero secciones transversales rectangulares, triangulares, de cilindro hueco, y otras secciones transversales son alternativas posibles. La secci6n transversal puede ser constante a lo largo del elemento de resorte de torsi6n, o puede variar para adaptarse a ciertas aplicaciones. Las porciones 51, 54 pueden ser fabricadas a partir de un metal o un material de resina sintetico (duro), siempre que sea mas fuerte que el material de los elementos de resorte de torsi6n. El eje de rotaci6n tiene el numero de referencia 58.

Una alternativa a la construcci6n elemento de resorte de torsi6n, que implica una placa base separada (porci6n fija) y una placa de soporte (porci6n movible), tal como se describe con referencia a la Fig. 5A, esta formada por el uso de dos elementos de resorte plano (resortes de flexi6n) que estan dispuestos formando un angulo entre ambos, y que estan sujetos a cada uno de los dos extremos mutuamente opuestos de la placa de soporte y la placa base. Los elementos de resorte de dicho par pueden cruzarse entre si, tal como se muestra en la Fig. 5B (resortes a, b), en cuyo caso el eje de rotaci6n estara entre la placa base 50 y la placa de soporte 51, o sus extensiones pueden

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cruzarse, tal como se muestra en la Fig. 5C (resortes c, d), donde el angulo entre los resortes c y d puede ser elegido de manera que el eje de rotaci6n pase por el punto de intersecci6n contiguo a la superficie superior de la placa de soporte 59'. Los resortes estan conectados a las proyecciones en la porci6n 59, 59' movible, que se extiende paralela al eje de rotaci6n en las realizaciones mostradas, pero la invenci6n no esta limitada en este sentido.

Una importante adici6n al montaje elastico de la masa oscilante es aquella en la que los topes se proporcionan para contrarrestar la deformaci6n plastica de los elementos de resorte, en el caso de fuertes aceleraciones. El efecto favorable de los topes en el plano de la placa ha sido expuesto ya con referencia a las Figs. 4A, 4B. Es favorable anadir tambien topes perpendiculares a este plano.

Las Figs. 6A, 6B muestran una posible realizaci6n de esto. La Fig. 6A es una vista en perspectiva de la placa de metal de la Fig. 4 A, con la porci6n central pudiendo girar alrededor de los puentes, a la que se ha anadido unos topes, y la Fig. 6B muestra una secci6n transversal V tomada perpendicularmente al plano de la placa de metal de la Fig. 6A, en el area de uno de los puentes, es decir, el puente 43'. Placas 61, 62 relativamente gruesas, estan dispuestas sobre el puente 43', para servir como topes en el caso de movimientos excesivos de la porci6n movible con respecto a la porci6n fija, la distancia desde las placas al puente siendo definida con precisi6n por medio de cunas o placas espaciadoras finas 63, 64. Las fuerzas debidas a la masa, que ocurren en el caso de una caida en la direcci6n transversal a la placa, no se transmitiran ahora a traves de los puentes (medios de resorte de torsi6n), sino que seran absorbidas por las placas de topes, mucho mas gruesas.

Las Figs. 7A y 7B muestran dos versiones alternativas de los topes, actuando ambas dentro y fuera de dicho plano de la placa de metal. En la Fig. 7A, que es una elevaci6n tomada transversalmente al eje de rotaci6n de la masa oscilante 30 de las Figs. 3A, 3B, se ha proporcionado un orificio 72 en el centro de la porci6n 71 de puente de la masa oscilante 30. Este orificio puede ser, por ejemplo, de forma cilindrica. Un pasador 73 esta dispuesto en el mismo y esta sujetado en su otro extremo a la carcasa del instrumento de detecci6n de flujo. Un espacio libre 74 circunferencial, definido y ajustado de manera precisa, esta presente entre el pasador y el orificio, que define la amplitud del movimiento de la masa oscilante 30. En la Fig. 7B, que es tambien una elevaci6n tomada transversalmente al eje de rotaci6n 24 de la masa oscilante 30 de la Fig. 3A, una pinza 77, 77' esta provista alrededor de cada uno de los dos extremos 75, 76 de la masa oscilante 30, tambien con un espacio libre 78 bien definido. Esto es efectivo, especialmente si la amplitud normal de rotaci6n de la masa oscilante es sustancialmente menor que la amplitud de impacto maxima permitida. Este es el caso, dada una relaci6n lo suficientemente alta del momento de inercia de la masa oscilante con respecto a la del tubo (de aproximadamente un factor igual o superior a 25).

Una segunda realizaci6n comprende una placa elastica plegada con topes integrados. Los dos elementos de resorte de torsi6n y los topes son combinados en un unico componente para las tres direcciones de traslaci6n en esta realizaci6n: una placa de metal plegada de material elastico. Esto se muestra en las Figs. 8 y 9. La Fig. 8 muestra una placa 80 rectangular de material elastico, tal como acero para resortes, de la cual se forman una porci6n 81 fija (placa base) y una porci6n 82 movible (placa de soporte) por medio de dos incisiones, que se extienden, en parte, en la direcci6n longitudinal y, en parte, transversalmente a la misma, y que son simetricos respecto al eje longitudinal. La placa 80 esta plegada a lo largo de una linea 87 de plegado y las porciones 88, 88' laterales estan plegadas hacia atras, para que esten en un plano, en este caso. Los pares de incisiones mutuamente opuestas definen puentes 83, 83' elasticos, que interconectan la porci6n fija y la porci6n movible contiguas a los extremos de la linea 87 de plegado. Construcciones alternativas pueden tener porciones laterales que no esten en un plano, o porciones laterales que no hayan sido plegadas hacia atras. Como alternativa, la placa base puede estar plegada a lo largo de dos lineas, en lugar de una, de manera que hay una superficie plana presente entre los lados plegados. La placa base esta fijada a la carcasa, por ejemplo, por sus bordes laterales. Cada una de las incisiones que definen cada puente constituye, aproximadamente, la mitad del borde de un orificio. Lo que queda contiguo al orificio sirve como tope. Los orificios pueden ser, por ejemplo, redondos, ovalados o alargados. Dos de estos orificios forman, conjuntamente, una articulaci6n elastica con los topes integrados. Ademas, es una bisagra plegada, consiguiendo el plegado que la construcci6n sea rigida en dos direcciones de traslaci6n (en un plano transversal a la linea 87 de plegado que define un eje de rotaci6n), en lugar de uno, y que los topes integrados sean tambien activos en estas dos direcciones de traslaci6n. El eje de rotaci6n de la construcci6n, formada de esta manera, se encuentra, aproximadamente, en la punta de la linea 87 de plegado de la placa 80. Los espacios libres 89 (en numero de cuatro), formados por las incisiones, definen la maxima amplitud de movimiento que es posible entre la porci6n fija y la porci6n movible. El movimiento relativo es mayor en los puntos 86: se crea un tope en dos direcciones para cada uno de los cuatro puntos 86 aqui, en el sentido que se hace que la trayectoria de la incisi6n se curve hacia atras. Los orificios 84 provistos en las porciones 88, 88' laterales sirven para sujetar la porci6n 81 fija en la carcasa de un instrumento de detecci6n de flujo, por medio de pernos. Una alternativa a la fijaci6n con pernos, por ejemplo, es mediante soldadura por puntos. Una masa oscilante esta fijada a la porci6n 82 movible en los puntos 85, las cruces aqui indican los puntos de soldadura. La placa 80 de metal, con las incisiones en la misma, tal como se muestra, puede ser fabricada por corte por laser o grabado y puede ser plegada posteriormente, en una maquina de plegado en angulo u otra herramienta de plegado.

La Fig. 9 muestra, una vez mas, la placa 80 plegada de la Fig. 8 con la porci6n 82 central elastica. La porci6n 82 central elastica soporta, aqui, una masa oscilante 92, mientras un tubo 90 de Coriolis, del tipo mostrado en las Figs.

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1 y 3B, esta fijado con sus extremos en un bloque 91 de fijaci6n de tubo. La masa oscilante 92 esta formada por un elemento de conexi6n (puente) 94, en este caso, en cuyos extremos hay presentes dos pesos (o masas extremas) 96, 97. El elemento 94 de conexi6n tiene una proyecci6n 93 que es integral con el mismo o esta fijado al mismo. El bloque 91 de fijaci6n de tubo esta fijado a un punto 98 de fijaci6n de la proyecci6n 93, de manera que la masa oscilante 92 y el bloque 91 de fijaci6n de tubo estan conectados (acoplados) el uno al otro. Esto significa que, en esta realizaci6n, el bloque de fijaci6n de tubo esta fijado a la masa oscilante, estando esta ultima suspendida elasticamente en la carcasa. Esto contrasta con, por ejemplo, las realizaciones de las Figs. 3A, 3B y 4B, en las que el bloque de fijaci6n de tubo y la masa oscilante estan fijados, conjuntamente, en una placa de soporte y la placa de soporte esta suspendida elasticamente. El tubo 90 esta dispuesto en el bloque 91 de fijaci6n, de manera que no esta en contacto con la porci6n central movible (la placa de soporte) 82, pero se encuentra justo encima de la misma, y de manera que la linea central de las dos porciones de tubo central esta justo encima de la linea de plegado de la placa plegada. Los ejes de rotaci6n del tubo de Coriolis y la acci6n elastica coinciden, tanto como sea posible, de esta manera (esta situaci6n es menos 6ptima en las construcciones de las Figs. 3A y 3B).

La Fig. 9 muestra, ademas, dos bloques 95 de cuna de material magnetizable que forman parte de la masa oscilante. Conjuntamente con una placa intermedia de material magnetizable, estos forman la parte inferior de un yugo magnetico, comparable a la parte 8b de yugo magnetico de la Fig. 1, que se usa para la excitaci6n de la fuerza de Lorentz de la vibraci6n del tubo.

La Fig. 10A muestra el elemento de conexi6n (el puente) 94 de la masa oscilante 92 de la Fig. 9. La proyecci6n 93, que puede ser integral con el puente 94 o puede estar conectado al mismo como un componente separado, es mas visible en esta Figura. La proyecci6n 93 tiene en su extremo un punto 98 de fijaci6n que sirve para fijar el bloque 91 de fijaci6n de tubo. Dependiendo del material y las dimensiones de la proyecci6n 93, esta constituye una conexi6n rigida o flexible entre el puente 94 y el bloque 91 de fijaci6n de tubo. La proyecci6n en la Fig. 10A se hace delgada, al menos localmente, para proporcionar una conexi6n flexible, mientras que la proyecci6n en la Fig. 10B es mas gruesa, permaneciendo iguales el material y las otras dimensiones, de manera que se proporciona una conexi6n rigida. En la construcci6n flexible de la Fig. 10A, el material y las dimensiones de la conexi6n elastica entre el puente de la masa oscilante y el punto de fijaci6n de los medios de fijaci6n de tubo se eligen de manera que la frecuencia natural de la rotaci6n de los medios de fijaci6n de tubo alrededor del eje de excitaci6n se encuentra, tanto como sea posible, centralmente, entre las frecuencias naturales del tubo y la de la masa oscilante. En la construcci6n rigida de la Fig. 10B, el material y las dimensiones de la conexi6n entre el puente de la masa oscilante y el punto de fijaci6n de los medios de fijaci6n de tubo se eligen de manera que las frecuencias naturales de los medios de fijaci6n de tubo son sustancialmente mas altas (en al menos un 20�) que la de la vibraci6n de excitaci6n del tubo y la de la suspensi6n elastica de todo el conjunto masa oscilante en relaci6n a la carcasa.

La Fig. 11 muestra una masa oscilante 100 con un puente 101 de conexi6n y pesos 102, 103 extremos. Un sistema 110 de soporte elastico, comparable al sistema 80 de soporte de la Fig. 9, esta fijado a un bloque 106 de fijaci6n con un tubo 105 de Coriolis, en este caso. La fijaci6n es realizada mediante un bloque 108 de conexi6n con patas 109, 109', la porci6n 111 movible del sistema 110 de soporte estando fijada a las patas 109, 109', por ejemplo, mediante soldadura por puntos. El bloque 108 de conexi6n esta conectado a un componente 107, el denominado punto de fijaci6n, que esta conectado, rigida o flexiblemente, al puente 101 de conexi6n, al igual que el componente 98 en las Figs. 9 y 10. La conexi6n entre el bloque 107 de conexi6n, que soporta tambien el bloque 106 de fijaci6n, y el puente 101 de conexi6n no es visible en la Fig. 11. Consiguientemente, la Fig. 11 muestra la situaci6n en la que la porci6n movible del sistema de soporte esta conectada al bloque de fijaci6n con el tubo y no a lamasa oscilante, tal como en la Fig. 9. En comparaci6n con la Fig. 9, un bloque adicional ha sido anadido debajo del punto de fijaci6n del bloque de fijaci6n de tubo, cuyo bloque adicional esta dispuesto con dos patas sobre el resorte plegado, estando fijada la parte inferior a dicho resorte, preferentemente, mediante soldadura por puntos. El bloque adicional, el punto de fijaci6n del bloque de fijaci6n de tubo y el propio bloque de fijaci6n de tubo pueden ser fabricados a partir de una sola pieza de material.

La Fig. 12 muestra una masa oscilante 112 comparable a la masa oscilante 92 conectada a un tubo 90 de Coriolis en la Fig. 9. En este caso, sin embargo, no es el tubo de Coriolis el que es excitado por un accionador de fuerza de Lorentz, tal como en la Fig. 1, pero la masa oscilante 112 es excitada por un accionador de fuerza de Lorentz. Para este prop6sito, una configuraci6n 113 de iman esta sujetada al puente 119 de conexi6n de la masa oscilante 112, para cooperar con una bobina electrica 114 que esta dispuesta fijamente en la carcasa y una porci6n de la cual esta posicionada en relaci6n a la configuraci6n 113 de iman, de manera que dicha configuraci6n 113 de iman con la masa oscilante 112 fijada empieza a oscilar alrededor de un eje 115 cuando la bobina 114 es activada por una corriente alterna i. La configuraci6n 113 de imanes de la Fig. 12 esta formada por un yugo magnetico que esta dividido en dos mitades 116, 116', en el que se forman dos huecos entre las dos mitades, que estan interconectadas por una pieza 118 de conexi6n, no magnetica, extendiendose parte de la bobina a traves de dichos dos huecos. Los campos magneticos, dirigidos en direcciones opuestas, generados por un iman 117 colocado en la trayectoria del yugo 116, 116', estan presentes en los huecos. En este documento, se entiende que un "yugo magnetico" es un nucleo circunferencial (anular cerrado) de material magnetico blando. Una realizaci6n alternativa de la configuraci6n de iman comprende dos imanes permanentes, con forma de U, dispuestos a corta distancia el uno del otro, con sus polos opuestos, uno frente al otro. La bobina 114 tiene, preferentemente, un numero de vueltas. En esta realizaci6n, la bobina 114 forma parte del 'mundo s6lido' y el yugo 116, 116' completo forma parte del conjunto en movimiento. La masa oscilante 112 tiene una cola 120 sobresaliente que se extiende al punto 121 de fijaci6n de tubo con orificios

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para fijar un bloque de fijaci6n de tubo con el tubo, tal como en la Fig. 10. El yugo 116, 116' del iman hace que la masa oscilante 112 vibre; excitando esta ultima, a su vez, el tubo de Coriolis (no mostrado).

En la Fig. 12, el yugo 116, 116' de iman de la configuraci6n 113 de iman esta orientado transversalmente al plano del tubo de Coriolis (no mostrado). Una alternativa es colocar un yugo de iman dividido en dos mitades paralelas al plano del tubo de Coriolis y hacer que coopere con una bobina electrica, una porci6n de la cual se extiende a traves de los dos huecos entre las mitades de yugo. Otra posibilidad para excitar la masa oscilante es que un unico iman esta sujeto al puente de conexi6n o a la pieza de cola de la masa oscilante y se hace que coopere con una bobina que esta fijada a la carcasa, y es activada por una corriente alterna, generando dicha bobina un campo electromagnetico transversal al campo del iman. Una versi6n basica de este tipo de excitaci6n electromagnetica se muestra en la Fig. 13. Una bobina electrica 122 esta alojada en una carcasa (no mostrada). Esta bobina 122 es activada por una corriente alterna 123. Un iman permanente 126, que tiene un polo norte N y un polo sur S, fijado al puente de conexi6n de la masa oscilante 125, esta localizado en la extensi6n de la linea central 124 de la bobina 122 o, posiblemente, parcialmente dentro de la bobina. El eje Norte-Sur del iman 126 es perpendicular tanto a la linea central 124, a traves de la bobina 122, como al eje 127 de rotaci6n de la masa oscilante 125. Cuando una corriente pasa a traves de la bobina 122, se creara un campo magnetico. El iman 126, colocado en el campo de la bobina 122, tendera a alinearse con este campo. Aparecera un campo magnetico alterno cuando la bobina recibe una corriente alterna, en lugar de una corriente continua, de manera que el iman 126 y, consiguientemente, la masa oscilante 125 y el tubo de Coriolis conectado al mismo a traves de los medios de fijaci6n de tubo, realizara una vibraci6n rotacional.

La Fig. 13B muestra una versi6n modificada de la excitaci6n electromagnetica de la masa oscilante de la Fig. 13. En este caso, un par, que actua sobre la masa oscilante 128, es generado por la colaboraci6n de dos bobinas electricas 129, 130, que estan colocadas a cierta distancia, una de la otra, y del eje de rotaci6n, con dos imanes permanentes 131, 132, cuyos ejes Norte-Sur estan posicionados paralelos a, o en las extensiones de, los campos electromagneticos generados por las bobinas 129, 130, cuando estas ultimas son activadas. Las bobinas electricas estan dispuestas, preferentemente, contiguas a los extremos de la masa oscilante. Las fuerzas del par se ponen en contrafase en el sentido de que (tal como se muestra) los imanes estan orientados opuestamente, mientras que los campos electromagneticos de las bobinas tienen la misma direcci6n. Como alternativa, los imanes pueden tener la misma direcci6n, mientras que las corrientes a traves de las bobinas estan dirigidas en direcciones opuestas, de manera que los campos electromagneticos generados estan en direcciones opuestas.

La bobina o bobinas estan montadas de manera fija en la carcasa para hacer que el tubo de Coriolis entre en vibraci6n, y la configuraci6n del iman esta fijada al "mundo en movimiento". Con la masa oscilante suspendida elasticamente segun la invenci6n, es decir, por ejemplo, la masa oscilante. Cuando la frecuencia de la corriente alterna a traves de la bobina se hace igual a la frecuencia de rotaci6n natural del tubo, el tubo entrara en resonancia a traves de sus medios de fijaci6n de tubo. Si la masa oscilante tiene una pieza de cola rigida (numero de referencia 99 en la Fig. 10B), la configuraci6n magnetica puede estar fijada o bien a la masa oscilante o bien a los medios de fijaci6n de tubo; en el caso de una pieza de cola flexible (numero de referencia 93 en la Fig. 10A), s6lo puede ser fijada a la masa oscilante.

Ademas de la actuaci6n de fuerza de Lorentz y la excitaci6n electromagnetica para excitar la masa oscilante, pueden concebirse procedimientos de excitaci6n alternativos, tales como, por ejemplo, una excitaci6n piezoelectrica

o termica.

En resumen, la invenci6n se refiere a un sensor de flujo de Coriolis con un tubo de Coriolis que esta fijado en una carcasa y que puede ser excitado con una cierta frecuencia, en el que una masa oscilante (inercia) esta dispuesta, con flexibilidad de rotaci6n, entre el tubo de fijaci6n y la carcasa. En particular, una placa de acero para resortes es usada para proporcionar una rigidez de conexi6n entre la masa oscilante y la carcasa, cuya placa comprende una porci6n fija y una porci6n movible, recortada de la porci6n fija, en la que las incisiones se forman de manera que las porciones fijas y las porciones m6viles estan interconectadas a traves de porciones de placa elastica, cuyas porciones de placa elastica son, en particular, tiras alargadas que se encuentran en una linea y que materializan una flexibilidad de rotaci6n (torsi6n), mientras que hay dispuestos topes que limitan la amplitud de los movimientos de la masa oscilante.

Las consideraciones de diseno importantes son:

-

los ejes de los movimientos de excitaci6n del tubo y la masa oscilante deben coincidir tanto como sea posible, y los centros de gravedad del tubo y de la masa oscilante deben estar en este eje comun, tanto como pueda conseguirse, y

-

este eje comun es el eje de simetria del tubo y de la masa oscilante.

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Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Sensor de flujo de Coriolis con un tubo (29) de Coriolis, que tiene dos extremos (32, 32') y esta fijado en una carcasa, dichos extremos (32, 32') estando fijados en unos medios (31) de fijaci6n, mientras la porci6n de tubo situada entre dichos dos extremos (32, 32') esta libre, cuyo sensor de flujo comprende medios de excitaci6n para causar que el tubo (29) oscile alrededor de un eje de excitaci6n y medios de detecci6n, para detectar los desplazamientos de las porciones del tubo (29) durante la operaci6n,

   caracterizado porque dichos medios (31) de fijaci6n estan conectados a una masa oscilante (30), y porque el conjunto total de masa oscilante (30) y los medios (31) de fijaci6n estan suspendidos elasticamente en relaci6n a la carcasa por unos medios (32, 32') de suspensi6n elasticos, de manera que dicho conjunto puede girar alrededor de un eje (24) de rotaci6n, que es al menos sustancialmente paralelo o coincide con el eje (X) de excitaci6n del tubo (29).

2. 2.

   Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 1, caracterizado porque el sensor flujo esta provisto de una placa (54) de soporte, porque al menos uno de entre los medios de fijaci6n con los extremos del tubo Coriolis fijados al mismo y la masa oscilante esta fijado en esta placa de soporte, y porque la placa (54) de soporte esta suspendida con relaci6n a la carcasa por medio de dos medios (56, 56') de resorte de torsi6n en una disposici6n lineal, de manera que puede girar alrededor del eje (58) de rotaci6n.

3. 3.

   Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 1, caracterizado porque la masa oscilante (94) y los medios

   (98) de fijaci6n estan fijados, uno al otro, de manera flexible.

4. 4.

   Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 1, caracterizado porque los medios suspensi6n elasticos comprenden medios de resorte de torsi6n que conectan la placa (54, 59, 59') de soporte, directa o indirectamente, a la carcasa y que estan formados por bisagras de torsi6n, resortes (c, d) de flexi6n posicionados oblicuamente o bisagras (a, b) de laminas cruzadas, que puede ser planos o no.

5. 5.

   Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 2, caracterizado�porqueel sensor de flujo esta provisto de una placa (41) base de metal elastico que esta conectada, de manera fija, a la carcasa, cuya placa base tiene una abertura (40) central, y porque la placa (42) de soporte y los medios de resorte de torsi6n se extienden dentro de dicha abertura (40) y estan formados a partir del material de la placa (41) base por medio de incisiones provistas en la placa base, de manera que los medios de resorte de torsi6n tienen la forma de tiras (43, 43') alargadas que constituyen la unica conexi6n entre la placa (42) de soporte y la placa (41) base y la placa de soporte esta suspendida en la abertura de la placa base por medio de dichas tiras (43, 43') alargadas.

6. 6.

   Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 5, caracterizado porque el conjunto de la placa (41) base y la placa (42) de soporte constituye una placa plana.

7. 7.

   Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 5, caracterizado porque el conjunto de la placa (41) base y la placa (42) de soporte constituye una placa plegada.

8. 8.

   Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 6, caracterizado porque el conjunto de la placa (41) base y la placa (42) de soporte esta provisto de puntos de tope integrados, para limitar la amplitud de los movimientos relativos de la placa (42) de soporte con respecto a la placa (41) base, en el plano de la placa base.

9. 9.

   Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 7, caracterizado porque el conjunto de la placa (81) base y la placa (82) de soporte esta provisto de puntos (86) de tope integrados, para limitar la amplitud de los movimientos relativos de la placa (82) de soporte con respecto a la placa (81) base, tanto en como transversal al plano de la placa base.

10. 10.

    Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 7, caracterizado porque cada una de las tiras (83, 83') alargadas esta delimitada, en cada lado, por una incisi6n (89) respectiva, formando dichas incisiones una articulaci6n elastica con tope integrado.

11. 11.

    Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 10, caracterizado�porquelas incisiones (89) que delimitan las tiras (83, 83'), en cada lado, tienen una anchura tal que el material de la placa en el otro lado de las incisiones actua como un tope, para limitar la amplitud de los movimientos en el plano de la placa (81) base.

12. 12.

    Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 6, caracterizado porque las placas (61, 62) de tope estan dispuestas encima y debajo de al menos una tira (43, 43') alargada, cada una de cuyas placas de tope es mantenida a una distancia de la tira por una placa (63) espaciadora, para servir como un tope para limitar los movimientos de la placa de soporte fuera del plano de la placa base.

13. 13.

    Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 1, caracterizado porque la masa oscilante (112) esta dispuesta transversal a, y con su centro de gravedad en, el eje (115), alrededor del cual puede girar.

14. 14.

    Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 13, caracterizado porque la mayor porci6n de masa de la masa oscilante (112) se encuentra contigua los extremos de la masa oscilante mas alejados de su eje de rotaci6n

    (115).

15. 15.

    Sensor de flujo de Coriolis segun la reivindicaci6n 1, caracterizado�porque o bien la masa oscilante (112) o bien los medios de fijaci6n de tubo cooperan con unos medios (114, 116a, 117) accionadores, para hacer que la masa oscilante y los medios de fijaci6n de tubo giren alrededor del eje (115) de rotaci6n.