專利名稱：用于振動(dòng)流量計(jì)的抗腐蝕涂層及用于形成該涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動(dòng)流量計(jì)和方法，并且更具體地涉及抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)和方法。
背景技術(shù)：
諸如Coriolis質(zhì)量流量計(jì)和振動(dòng)密度計(jì)的振動(dòng)管道傳感器通常通過檢測包含流動(dòng)材料的振動(dòng)管道的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行操作?？梢酝ㄟ^處理從與管道相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)換能器接收到的 測量信號(hào)來確定與管道中的材料相關(guān)聯(lián)的性質(zhì)，諸如質(zhì)量流量、密度等等。填充有振動(dòng)材料的系統(tǒng)的振動(dòng)模式通常受到包容管道和包含在其中的材料的聯(lián)合的質(zhì)量、硬度和阻尼特性的影響。典型Coriolis質(zhì)量流量計(jì)包括在管線或其它輸送系統(tǒng)中連接的一個(gè)或多個(gè)管道并在系統(tǒng)中傳送例如流體、漿料(slurry)、乳狀液等材料?？梢詫⒚總€(gè)管道視為具有一組自然振動(dòng)模式，包括例如簡單彎曲、扭轉(zhuǎn)、徑向和耦合模式。在典型的Coriolis質(zhì)量流量測量應(yīng)用中，隨著材料流過管道，在一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)模式下激勵(lì)管道，并在沿著管道間隔開的多個(gè)點(diǎn)處測量管道的運(yùn)動(dòng)。通常由以周期性的方式擾亂管道的致動(dòng)器來提供該激勵(lì)，所述致動(dòng)器例如為機(jī)電裝置，諸如音圈式驅(qū)動(dòng)器?？梢酝ㄟ^在換能器位置處測量運(yùn)動(dòng)之間的時(shí)間延遲或相位差來確定質(zhì)量流率。兩個(gè)此類換能器(或拾取傳感器，pickoff sensor)通常被用于測量一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)管道的振動(dòng)響應(yīng)，且通常位于致動(dòng)器的上游和下游的位置處。兩個(gè)拾取傳感器連接到電子儀器。該儀器從兩個(gè)拾取傳感器接收信號(hào)并處理該信號(hào)以便得出質(zhì)量流率測量結(jié)果以及其他測量結(jié)果。因而,振動(dòng)流量計(jì)(包括Coriolis質(zhì)量流量計(jì)和密度計(jì))采用一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)的流管以便測量流體。這種流管通常由金屬形成，以便具有良好的振動(dòng)特性和高強(qiáng)度，例如用于高壓流動(dòng)流體應(yīng)用。然而，振動(dòng)流量計(jì)常常用于處理腐蝕性和/或易起化學(xué)反應(yīng)的材料。金屬流管可能被腐蝕性或反應(yīng)性流動(dòng)流體損壞。另外，金屬流管可從流動(dòng)流體浙濾材料和/或流動(dòng)流體可從流管浙濾材料。此外，一個(gè)或多個(gè)涂層可通過提供非常堅(jiān)固的表面來防止侵蝕。而且，所述涂層可以對于流動(dòng)而言是光滑的或具有低摩擦系數(shù)。圖I是現(xiàn)有技術(shù)流管的剖面圖，該流管包括形成在管內(nèi)部的內(nèi)側(cè)的額外襯里。這種現(xiàn)有技術(shù)襯里通常包括例如TEFLON、TEFZEL或其他塑料，并且提供抗腐蝕和化學(xué)惰性的襯里。結(jié)果，流動(dòng)流體不接觸金屬流管。然而，該現(xiàn)有技術(shù)存在缺點(diǎn)。該現(xiàn)有技術(shù)襯里包括分離的部件，其必須被沉積、結(jié)合或粘附到現(xiàn)有技術(shù)流管的內(nèi)表面。不幸的是，現(xiàn)有技術(shù)襯里可能從流管的內(nèi)部分層剝離。分層剝離可導(dǎo)致泄漏到現(xiàn)有技術(shù)襯里后面、腐蝕和流動(dòng)阻礙。在極端情況中，分層剝離可能導(dǎo)致襯里的破裂并且襯里的破裂碎片可能加入流動(dòng)流體中并且影響下游的過濾器、閥、泵或其他機(jī)構(gòu)。此外，襯里的自由碎片可能影響下游的混合物、化學(xué)過程、設(shè)備或測量。現(xiàn)有技術(shù)襯里通常比現(xiàn)有技術(shù)流管的金屬軟得多。因此，現(xiàn)有技術(shù)襯里必須具有顯著厚度以便提供充分的屏障并且防止流動(dòng)流體接觸下面的流管。而且，現(xiàn)有技術(shù)襯里必須具有顯著厚度以便不會(huì)崩塌或者在結(jié)構(gòu)上被振動(dòng)不利地影響。不幸的是，現(xiàn)有技術(shù)襯里的厚度將會(huì)影響現(xiàn)有技術(shù)流量計(jì)組件的振動(dòng)特性?？赡苄枰嗟尿?qū)動(dòng)功率?？赡芙档兔舾卸取?huì)改變流量計(jì)的諧振頻率
發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，一種抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)包括
流量計(jì)組件，所述流量計(jì)組件包括構(gòu)造成被振動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)流管；和在所述流量計(jì)組件的至少一部分上的擴(kuò)散涂層，所述擴(kuò)散涂層被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件中并且包括所述流量計(jì)組件的一部分。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層在高于預(yù)定高溫下被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件的所述至少一部分中。優(yōu)選地，在將溫度敏感元件附接到所述流量計(jì)組件之前，所述擴(kuò)散涂層被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件的所述至少一部分中。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層通過沉積工藝來施加。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層通過氣相沉積工藝來施加。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層通過化學(xué)氣相沉積工藝來施加。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的內(nèi)表面。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的外表面。優(yōu)選地，所述流量計(jì)組件包括至少兩個(gè)工藝連接部，并且其中，所述擴(kuò)散涂層覆蓋所述至少兩個(gè)工藝連接部。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的基本上所有表面。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，一種形成抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)的方法包括
構(gòu)造流量計(jì)組件，所述流量計(jì)組件包括構(gòu)造成被振動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)流管；
用擴(kuò)散涂層涂覆所述流量計(jì)組件的至少一部分，所述擴(kuò)散涂層被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件中并且包括所述流量計(jì)組件的一部分。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層在高于預(yù)定高溫下被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件的所述至少一部分中。優(yōu)選地，在將溫度敏感元件附接到所述流量計(jì)組件之前，所述擴(kuò)散涂層被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件的所述至少一部分中。優(yōu)選地，通過沉積工藝來施加所述擴(kuò)散涂層。優(yōu)選地，通過氣相沉積工藝來施加所述擴(kuò)散涂層。優(yōu)選地，通過化學(xué)氣相沉積工藝來施加所述擴(kuò)散涂層。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的內(nèi)表面。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的外表面。優(yōu)選地，所述流量計(jì)組件包括至少兩個(gè)工藝連接部，并且其中，所述擴(kuò)散涂層覆蓋所述至少兩個(gè)工藝連接部。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的基本上所有表面。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，一種形成抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)的方法包括
構(gòu)造流量計(jì)組件，所述流量計(jì)組件包括構(gòu)造成被振動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)流管；將至少兩個(gè)工藝連接部附接到所述流量計(jì)組件；以及
用擴(kuò)散涂層涂覆所述流量計(jì)組件的至少一部分和所述至少兩個(gè)工藝連接部，所述擴(kuò)散涂層被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件中并且包括所述流量計(jì)組件的一部分。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層在高于預(yù)定高溫下被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件的所述至少一部分中。優(yōu)選地，在將溫度敏感元件附接到所述流量計(jì)組件之前，所述擴(kuò)散涂層被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件的所述至少一部分中。優(yōu)選地，通過沉積工藝來施加所述擴(kuò)散涂層。優(yōu)選地，通過氣相沉積工藝來施加所述擴(kuò)散涂層。優(yōu)選地，通過化學(xué)氣相沉積工藝來施加所述擴(kuò)散涂層。 優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的內(nèi)表面。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的外表面。優(yōu)選地，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的基本上所有表面。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)流管的剖面圖，其包括形成在管內(nèi)部的內(nèi)側(cè)的額外襯里。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)流量計(jì)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的包括擴(kuò)散涂層的流管的剖面圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的包括擴(kuò)散涂層的單直管振動(dòng)流量計(jì)。
具體實(shí)施例方式圖2-4和以下說明描繪了特定示例以教授本領(lǐng)域的技術(shù)人員如何完成并使用本發(fā)明的最佳模式。出于教授本發(fā)明原理的目的，已將一些傳統(tǒng)方面簡化或省略。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到這些示例的變體落入本發(fā)明范圍內(nèi)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以以各種方式將下述特征組合以形成本發(fā)明的多個(gè)變體。結(jié)果，本發(fā)明不限于下述特定示例，而是僅僅由權(quán)利要求及其等同物來限制。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)流量計(jì)5。振動(dòng)流量計(jì)5包括流量計(jì)組件10和流量計(jì)電子裝置20。流量計(jì)電子裝置20經(jīng)由引線100連接到流量計(jì)組件10并被構(gòu)造成在通信路徑26上提供密度、質(zhì)量流率、體積流率、總質(zhì)量流量、溫度中的一個(gè)或多個(gè)的測量結(jié)果、或其他測量結(jié)果或信息。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到振動(dòng)流量計(jì)可以包括任何類型的振動(dòng)流量計(jì)，與驅(qū)動(dòng)器、拾取傳感器、流動(dòng)管道、或振動(dòng)的操作模式的數(shù)目無關(guān)。另外，應(yīng)認(rèn)識(shí)到振動(dòng)流量計(jì)5可替代地包括振動(dòng)密度計(jì)。流量計(jì)組件10包括一對凸緣101和101’、歧管102和102’、驅(qū)動(dòng)器104、拾取傳感器105和105’、以及流動(dòng)管道103A和103B。驅(qū)動(dòng)器104以及拾取傳感器105和105’連接到流動(dòng)管道103A和103B。凸緣101和101’包括被附著于歧管102和102’的工藝連接部。在一些實(shí)施例中，歧管102和102’可以附著于隔離物106的相對的端部。隔離物106保持歧管102和102’之間的間距，以便避免管線力被傳遞到流動(dòng)管道103A和103B。當(dāng)流量計(jì)組件10被插入攜載被測量的流動(dòng)流體的管線系統(tǒng)(未示出)中時(shí)，流動(dòng)流體通過凸緣101進(jìn)入流量計(jì)組件10，經(jīng)過進(jìn)口歧管102，在那里，流動(dòng)流體的總量被指引進(jìn)入流動(dòng)管道103A和103B，流動(dòng)流體流過流動(dòng)管道103A和103B并返回到出口歧管102’，在那里，其通過凸緣101’離開流量計(jì)組件10。流動(dòng)流體包括液體。流動(dòng)流體可包括氣體。流動(dòng)流體可包括多相流體，例如包括了夾帶氣體和/或夾帶固體的液體。流動(dòng)管道103A和103B被選擇并適當(dāng)?shù)匕惭b到進(jìn)口歧管102和出口歧管102’，從而具有分別關(guān)于彎曲軸線W-W和W’ -Ψ的基本上相同的質(zhì)量分布、慣性動(dòng)量和彈性模數(shù)。流動(dòng)管道103A和103B以基本平行的方式從歧管102和102’向外延伸。流動(dòng)管道103A和103B可由多種材料形成。在一些實(shí)施例中，流動(dòng)管道103A和103B由金屬或鋼形成。在其他實(shí)施例中，流動(dòng)管道103A和103B由抗腐蝕材料形成，包括諸 如不銹鋼、鉭、哈司特鎳合金或鈦。然而，盡管它們具有優(yōu)異的抗腐蝕性質(zhì)，但鉭、哈司特鎳合金和鈦是非常昂貴的材料，并且極大地增加了流量計(jì)成本。其他材料也在構(gòu)想之中并且在本說明書和權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，包括非金屬材料。另外，流量計(jì)組件10可由材料的混合物形成。例如，歧管102和102’可由抗腐蝕金屬(例如哈司特合金)形成，而一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)管道可由較便宜且較易于工作的金屬或材料形成并且可然后被涂覆有涂層，如本文所述的。涂層和抗腐蝕金屬或材料的其他組合也在構(gòu)想之中并且在本說明書和權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。流動(dòng)管道103A和103B被驅(qū)動(dòng)器104沿著關(guān)于各彎曲軸線W和W’相反的方向且在振動(dòng)流量計(jì)5的所謂第一異相彎曲模式下驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)器104可以包括許多眾所周知的布置之一，諸如安裝到流動(dòng)管道103A的磁體和安裝到流動(dòng)管道103B的反作用線圈。交流電通過反作用線圈以促使兩個(gè)管道振蕩。由流量計(jì)電子裝置20經(jīng)由引線110向驅(qū)動(dòng)器104施加適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)。其他驅(qū)動(dòng)器裝置也在構(gòu)想之中并且在本說明書和權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。流量計(jì)電子裝置20分別在引線111和111’上接收傳感器信號(hào)。流量計(jì)電子裝置20在引線110上產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器104使流動(dòng)管道103A和103B振蕩。其他傳感器裝置也在構(gòu)想之中并且在本說明書和權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。流量計(jì)電子裝置20處理來自拾取傳感器105和105’的左和右速度信號(hào)以便計(jì)算流率和其他信息。通信路徑26提供允許流量計(jì)電子裝置20與操作員或與其它電子系統(tǒng)相交互的輸入和輸出裝置。圖2的描述僅僅是作為Coriolis流量計(jì)的操作示例而提供的且并不意圖限制本發(fā)明的教導(dǎo)。在一個(gè)實(shí)施例中，流量計(jì)電子裝置20構(gòu)造成使流管103A和103B振動(dòng)。通過驅(qū)動(dòng)器104來執(zhí)行該振動(dòng)。流量計(jì)電子裝置20還從拾取傳感器105和105’接收所得到的振動(dòng)信號(hào)。振動(dòng)信號(hào)包括流管103A和103B的振動(dòng)響應(yīng)。流量計(jì)電子裝置20處理該振動(dòng)響應(yīng)并且確定響應(yīng)頻率和/或相位差。流量計(jì)電子裝置20處理振動(dòng)響應(yīng)并確定一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)測量結(jié)果，包括質(zhì)量流率和/或流動(dòng)流體的密度。其他振動(dòng)響應(yīng)特性和/或流動(dòng)測量結(jié)果也在構(gòu)想之中并且在本說明書和權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖所示，流管103A和103B包括基本上為U形的流管。替代地，在其它實(shí)施例中，流管可以包括基本直的流管(參見圖4和下面附隨的討論)。其他的流量計(jì)形狀和/或構(gòu)造也可被使用并且在本說明書和權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的流管103的剖面圖，其包括擴(kuò)散涂層202。該圖示出了流管103并且還示出了被擴(kuò)散到流管103的材料中的擴(kuò)散涂層202。因此，涂層材料變?yōu)榱鞴?03的一部分，即與流管103形成為整體。擴(kuò)散涂層202不僅僅是被添加到流管103的分離的層，而且被結(jié)合或附著到流管103。由于擴(kuò)散工藝中所用的高溫，擴(kuò)散涂層202的材料與結(jié)構(gòu)混合并且成為結(jié)構(gòu)的一部分。擴(kuò)散涂層202被擴(kuò)散到流量計(jì)組件10的至少一部分中，包括內(nèi)表面。另外，擴(kuò)散涂層202可另外地被施加到凸緣101和101’、歧管102和102’、隔離物106 (如果包括在流量計(jì)組件10中的話)、撐桿、平衡配重/平衡結(jié)構(gòu)、和/或其他部件的支架。有可能被涂覆的部件的這個(gè)清單不是窮盡性的，流量計(jì)組件10的其他部分也可被涂覆，如本文所描述的。在一些實(shí)施例中，擴(kuò)散涂層202被施加到振動(dòng)流量計(jì)5的完整流動(dòng)路徑上。重要的是，在將溫度敏感元件附接到流量計(jì)組件10之前，擴(kuò)散涂層202被擴(kuò)散到流量計(jì)組件10的至少一部分中。這可包括可受擴(kuò)散工藝的溫度影響的任何形式的溫度敏感元件。例如，流管拾取傳感器、溫度傳感器、驅(qū)動(dòng)器和配線通常包括可能被熱損壞的非金屬部件。其他部件也可能受影響，例如粘接劑、塑料、電絕緣和電路材料以及其他相對低溫的材料。因此，在一些實(shí)施例中，在大多數(shù)或全部焊接操作之后施加擴(kuò)散涂層202。結(jié)果，焊接操作不會(huì)損壞或影響擴(kuò)散涂層202。不需要焊接已經(jīng)被涂覆的部件，從而焊接操作不可能焊穿或削弱所述涂層。此外，擴(kuò)散涂層202可至少部分地填充焊縫中的任何缺陷，例如低點(diǎn)或小間隙?？蔀榱烁鞣N目的(例如為了防止流管103的腐蝕)來實(shí)現(xiàn)期望的表面成分。替代地或另外地，期望的表面成分可防止與流動(dòng)流體的化學(xué)反應(yīng)和/或防止流管103的材料和流動(dòng)流體之間的浙濾或傳遞。此外，一個(gè)或多個(gè)涂層可通過提供非常堅(jiān)固的表面來防止侵蝕。而且，所述涂層可以對于流動(dòng)而言是光滑的或具有低摩擦系數(shù)?？赏ㄟ^沉積工藝來施加擴(kuò)散涂層202?？赏ㄟ^氣相沉積工藝來施加擴(kuò)散涂層202?？赏ㄟ^化學(xué)氣相沉積工藝來施加擴(kuò)散涂層202。可采用許多種形式的沉積或擴(kuò)散以及許多不同的變形來將氣相/鍍敷材料沉積到表面上。一些類型的氣相沉積是氣溶膠輔助的化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體CVD、微波CVD、直接液體注射CVD、原子層CVD、熱絲CVD、快熱CVD以及氣相外延。應(yīng)當(dāng)理解的是，這個(gè)清單不是窮盡性的并且可存在或發(fā)展出其他工藝。所有這些工藝和工藝的變形可用于將涂層施加到表面上并且不限制本專利的范圍。通過高溫工藝來施加擴(kuò)散涂層202，其中，流量計(jì)組件10(或其一部分)與擴(kuò)散載體一起被放置在擴(kuò)散室中。在存在擴(kuò)散載體的情況下加熱流量計(jì)組件10，其中，擴(kuò)散載體中的擴(kuò)散組分被擴(kuò)散到流量計(jì)組件10的一個(gè)或多個(gè)表面上并擴(kuò)散到該一個(gè)或多個(gè)表面中。溫度可取決于流量計(jì)組件10的材料、形成擴(kuò)散涂層202的擴(kuò)散組分、以及其他可能的因素，包括載體材料、期望的擴(kuò)散速度、外部加熱等等。被擴(kuò)散進(jìn)入的金屬成為流量計(jì)組件10的一部分并且不僅僅是被結(jié)合或粘附到流量計(jì)組件10。這通過使用高溫?cái)U(kuò)散環(huán)境來實(shí)現(xiàn)，其中，擴(kuò)散涂層在高于預(yù)定高溫下被擴(kuò)散到流量計(jì)組件10中。在一些實(shí)施例中，預(yù)定高溫是三百華氏度或更高，或者是將非塑料涂層材料擴(kuò)散到金屬(或更硬的)流量計(jì)材料中所需的任何溫度。擴(kuò)散可需要涂層材料的分子至、少部分地穿透進(jìn)入流量計(jì)材料并且與流量計(jì)材料的分子攙和、結(jié)合和/或互鎖。為此，擴(kuò)散涂層202不能用于由塑料形成的流管。甚至高溫塑料或熱塑性塑料。所得到的擴(kuò)散涂層202變得與流管材料形成為整體。此外，擴(kuò)散涂層202不形成并且不局限于均勻且可分辨的層，如圖中所示。這與現(xiàn)有技術(shù)形成對比。擴(kuò)散載體可包括氣體，該氣體攜載將要被沉積到流量計(jì)組件10上的預(yù)定擴(kuò)散顆粒(即擴(kuò)散組分)。預(yù)定擴(kuò)散顆?？砂垢g材料或混合物。擴(kuò)散載體可在環(huán)境壓力下或在高于或低于環(huán)境壓力的壓力下被引入。替代地，擴(kuò)散載體可包括液體、漿料、糊狀物等等，其包括了預(yù)定擴(kuò)散顆粒或化學(xué)物質(zhì)。
流量計(jì)組件10的至少一部分與擴(kuò)散載體接觸，其中，預(yù)定擴(kuò)散顆粒被擴(kuò)散到流量計(jì)組件10的一些或所有表面中。擴(kuò)散載體可進(jìn)一步包括任何形式的有助于擴(kuò)散工藝的化學(xué)反應(yīng)劑、催化劑或促進(jìn)齊 。擴(kuò)散載體被熱激活并且預(yù)定擴(kuò)散顆粒被沉積到流量計(jì)組件 ο的表面上并擴(kuò)散到流量計(jì)組件10的表面中。在一些CVD工藝中，與熱激活擴(kuò)散載體一起，等離子體也激活擴(kuò)散載體并且促進(jìn)優(yōu)質(zhì)涂層。擴(kuò)散涂層202可具有任意合適的厚度。因?yàn)橥繉拥牟牧媳粩U(kuò)散到流管103的金屬中，所以擴(kuò)散涂層202可以非常薄。對于擴(kuò)散涂層202的薄度一個(gè)限制可能是下面的流管材料的孔隙率。多孔的流管材料可需要較厚的擴(kuò)散涂層202。另一個(gè)限制可能是流管表面的平滑度。粗糙的表面可需要較厚的擴(kuò)散涂層202，以便完全地覆蓋下面的流管材料并且防止涂層中的任何針孔缺陷。此外，對于流量計(jì)組件10的一個(gè)區(qū)域上的較厚擴(kuò)散涂層202的需要可要求在整個(gè)流量計(jì)組件10上的較厚擴(kuò)散。應(yīng)當(dāng)理解的是，擴(kuò)散涂層202的厚度可能難以測量，因?yàn)閿U(kuò)散涂層202可能不包括完全平滑的表面并且可能不包括規(guī)則或均勻的層。擴(kuò)散涂層202可包括金屬或金屬混合物。替代地，擴(kuò)散涂層202可包括能夠被擴(kuò)散到流管103中的非金屬材料。擴(kuò)散涂層202優(yōu)選地包括高度抗腐蝕的材料。擴(kuò)散涂層202包括高度化學(xué)溫度的且非反應(yīng)性的材料。擴(kuò)散涂層202包括不從流動(dòng)流體浙濾材料的材料。擴(kuò)散涂層202所包括的材料使得流動(dòng)流體不能從擴(kuò)散涂層202浙濾材料。在一些實(shí)施例中，擴(kuò)散涂層202包括硅或主要包括硅材料。在該實(shí)施例中，擴(kuò)散涂層202在厚度上可通常為約二十五微米。替代地，擴(kuò)散涂層202可包括碳或主要包括碳材料，例如由C2H2擴(kuò)散載體供應(yīng)的碳材料。在該實(shí)施例中，擴(kuò)散涂層202在厚度上可通常為約八十微米。應(yīng)當(dāng)理解的是，其他擴(kuò)散材料/擴(kuò)散載體也在構(gòu)想之中并且在本說明書和權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，擴(kuò)散涂層202被施加到流量計(jì)組件10或流管103的內(nèi)表面。在一些實(shí)施例中，擴(kuò)散涂層202被施加到流量計(jì)組件10或流管103的外表面。在一些實(shí)施例中，擴(kuò)散涂層202被施加到流量計(jì)組件10或流管103的所有表面。這可進(jìn)一步包括進(jìn)口和出口結(jié)構(gòu)以及分流器。另外，擴(kuò)散涂層202可被施加到流量計(jì)組件10的其他表面，包括凸緣/工藝連接部101和101’，因?yàn)楣に囘B接部101和101’可能需要是抗腐蝕的。根據(jù)本發(fā)明，其他可被涂覆的部件包括隔離物、歧管、連桿或撐桿、平衡結(jié)構(gòu)以及安裝結(jié)構(gòu)。上述示例不是窮盡性的并且其他被涂覆的表面或部件也在構(gòu)想之中并且在本說明書和權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。流管103和/或流量計(jì)組件10可由預(yù)定材料形成。流管103和/或流量計(jì)組件10可由可經(jīng)受高溫?cái)U(kuò)散工藝的材料形成。在一些實(shí)施例中，流管103和/或流量計(jì)組件10可例如由預(yù)定金屬或金屬材料形成。在一些實(shí)施例中，流管103和/或流量計(jì)組件10可例如由不銹鋼形成，其具有良好的振動(dòng)特性和良好的抗腐蝕性質(zhì)。替代地，流量計(jì)組件10的部件可由其他材料形成。流量計(jì)組件10可部分地或全部是非金屬的，例如由玻璃、陶瓷、石英或其他能承受擴(kuò)散工藝的溫度的材料形成。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的包括擴(kuò)散涂層202的單直管振動(dòng)流量計(jì)5。在所示的實(shí)施例中，擴(kuò)散涂層202僅形成在流管103的內(nèi)表面上。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，如前面所討論的，振動(dòng)流量計(jì)5的各個(gè)區(qū)域均可包括擴(kuò)散涂層202。直管振動(dòng)流量計(jì)5包括擴(kuò)散涂層202。如前面的圖和討論中那樣，擴(kuò)散涂層202被施加并且提供相對薄的腐蝕涂層的優(yōu)點(diǎn)，而不需要厚的、昂貴的且振動(dòng)改性的流管或流量計(jì)組件結(jié)構(gòu)。 如果期望的話，可根據(jù)任何實(shí)施例來采用根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)流量計(jì)和方法，以便提供多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。擴(kuò)散涂層提供流量計(jì)組件和流動(dòng)流體之間的屏障。擴(kuò)散涂層提供一體的涂層，其為結(jié)構(gòu)的一部分并且不僅僅被結(jié)合到該結(jié)構(gòu)。因此，擴(kuò)散涂層將不會(huì)分離、剝離或裂成碎片。擴(kuò)散涂層是較薄的并且添加微不足道的質(zhì)量，從而對于振動(dòng)特性具有可忽略的影響。擴(kuò)散涂層使得流量計(jì)組件能夠保持流管材料的振動(dòng)性質(zhì)。擴(kuò)散涂層需要較少的昂貴材料以便提供屏障。
權(quán)利要求
1. 一種抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)(5 ),所述流量計(jì)(5 )包括流量計(jì)組件(10 ),所述流量計(jì)組件(10)包括構(gòu)造成被振動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)流管(103)，所述流量計(jì)(5)的特征在于 在所述流量計(jì)組件(10)的至少一部分上的擴(kuò)散涂層(202)，所述擴(kuò)散涂層(202)被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件(10)中并且包括所述流量計(jì)組件(10)的一部分。
2.如權(quán)利要求I所述的抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)(5)，其中，所述擴(kuò)散涂層(202)在高于預(yù)定高溫下被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件(10)的所述至少一部分中。
3.如權(quán)利要求I所述的抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)(5)，其中，在將溫度敏感元件附接到所述流量計(jì)組件(10)之前，所述擴(kuò)散涂層(202)被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件(10)的所述至少一部分中。
4.如權(quán)利要求I所述的抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)(5)，其中，所述擴(kuò)散涂層(202)通過沉積工 藝來施加。
5.如權(quán)利要求I所述的抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)(5)，其中，所述擴(kuò)散涂層(202)通過氣相沉積工藝來施加。
6.如權(quán)利要求I所述的抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)(5)，其中，所述擴(kuò)散涂層(202)通過化學(xué)氣相沉積工藝來施加。
7.如權(quán)利要求I所述的抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)(5)，其中，所述擴(kuò)散涂層(202)被施加到所述流量計(jì)組件(10)的內(nèi)表面。
8.如權(quán)利要求I所述的抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)(5)，其中，所述擴(kuò)散涂層(202)被施加到所述流量計(jì)組件(10)的外表面。
9.如權(quán)利要求I所述的抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)(5)，其中，所述流量計(jì)組件(10)包括至少兩個(gè)工藝連接部(101，101’)，并且其中，所述擴(kuò)散涂層(202)覆蓋所述至少兩個(gè)工藝連接部(101,101’)。
10.如權(quán)利要求I所述的抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)(5)，其中，所述擴(kuò)散涂層(202)被施加到所述流量計(jì)組件(10)的基本上所有表面。
11.一種形成抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)的方法,所述方法包括構(gòu)造流量計(jì)組件，所述流量計(jì)組件包括構(gòu)造成被振動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)流管，所述方法的特征在于 用擴(kuò)散涂層涂覆所述流量計(jì)組件的至少一部分，所述擴(kuò)散涂層被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件中并且包括所述流量計(jì)組件的一部分。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述擴(kuò)散涂層在高于預(yù)定高溫下被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件的所述至少一部分中。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，在將溫度敏感元件附接到所述流量計(jì)組件之前，所述擴(kuò)散涂層被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件的所述至少一部分中。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，通過沉積工藝來施加所述擴(kuò)散涂層。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，通過氣相沉積工藝來施加所述擴(kuò)散涂層。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，通過化學(xué)氣相沉積工藝來施加所述擴(kuò)散涂層。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的內(nèi)表面。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的外表面。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述流量計(jì)組件包括至少兩個(gè)工藝連接部，并且其中，所述擴(kuò)散涂層覆蓋所述至少兩個(gè)工藝連接部。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的基本上所有表面。
21.—種形成抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)的方法,所述方法包括構(gòu)造流量計(jì)組件,所述流量計(jì)組件包括構(gòu)造成被振動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)流管，所述方法的特征在于 將至少兩個(gè)工藝連接部附接到所述流量計(jì)組件；以及 用擴(kuò)散涂層涂覆所述流量計(jì)組件的至少一部分和所述至少兩個(gè)工藝連接部，所述擴(kuò)散涂層被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件中并且包括所述流量計(jì)組件的一部分。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述擴(kuò)散涂層在高于預(yù)定高溫下被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件的所述至少一部分中。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在將溫度敏感元件附接到所述流量計(jì)組件之前，所述擴(kuò)散涂層被擴(kuò)散到所述流量計(jì)組件的所述至少一部分中。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，通過沉積工藝來施加所述擴(kuò)散涂層。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，通過氣相沉積工藝來施加所述擴(kuò)散涂層。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，通過化學(xué)氣相沉積工藝來施加所述擴(kuò)散涂層。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的內(nèi)表面。
28.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的外表面。
29.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述擴(kuò)散涂層被施加到所述流量計(jì)組件的基本上所有表面。
全文摘要
提供了一種抗腐蝕振動(dòng)流量計(jì)(5)。流量計(jì)(5)包括流量計(jì)組件(10)，流量計(jì)組件(10)包括構(gòu)造成被振動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)流管(103)以及在流量計(jì)組件(10)的至少一部分上的擴(kuò)散涂層(202)。擴(kuò)散涂層(202)被擴(kuò)散到流量計(jì)組件(10)中并且包括流量計(jì)組件(10)的一部分。
文檔編號(hào)G01F1/84GK102639971SQ200980161446
公開日2012年8月15日 申請日期2009年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者A.W.潘克拉茨, M.凱西 申請人:微動(dòng)公司