一種電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置及安裝方法與流程

2023-07-14 02:56:51

本發明涉及一種管道流體運行參數檢測裝置領域，特別是一種一種插入式電磁流量計和遠傳壓力傳感器的組合裝置及安裝方法。

背景技術：

工業管道中常用電磁流量計和壓力傳感器測量管道內導電液體的體積流量及管道內流體運行壓力，插入式電磁流量計因其具有結構簡單、牢固、無活動部件，使用壽命長；測量可靠，抗幹擾能力強；體積小、重量輕、安裝方便、維護量小；測量範圍大，測量不受溫度、密度、壓力、粘度、導電率等變化的影響；壓力損失為零；能夠在不斷流的情況下進行安裝、拆卸，便於用戶檢修且較一般電磁流量計的製造成本和安裝費用低等優點被廣泛應用於石油、化工、冶金、紡織、食品、製藥、造紙等行業以及環保、市政管理，水利建設等領域。

對於管徑在100～3000mm的管道中，已知的插入式電磁流量計測量範圍可達到0.02m/s～5m/s，在0.02m/s～3m/s的平均流速範圍內的精度為+/-2mm/s或讀數的+/-2%，因此，插入式電磁流量計相較於管道式電磁流量計測量精度更高，比管道式電磁流量計更適用於管道內介質流動速度較低的狀態。

壓力傳感器分為傳統型壓力傳感器和遠傳式壓力傳感器，傳統型壓力傳感器，須把壓力檢測部件置於管道內部或流體內部，壓力檢測部件會受流體的夾帶或堆積其它物質，在傳感器表面形成一層膜，阻礙流體壓力測量，而遠傳式壓力傳感器被測介質直接接觸的是一個膜片，引壓管中衝入矽油等遠傳介質，引壓管另一端連有一個電橋，前面的膜片接觸到液體之後，膜片會產生一個形變，利用矽油進行傳導，使得電橋發生變化產生一個電流的變化，通過放大處理之後形成一個標準的電流或電壓的信號供使用者使用，此外使用引壓管遠傳測量壓力，能夠測量一些工作人員無法進入測量的環境，和一些電子器件易受腐蝕的環境，大大提高了壓力傳感器的使用環境。

現有的測量管道內流體的流量和壓力參數通常採用兩種裝置，須在管道上開設兩個安裝底座方能達到安裝使用的目的。此方式對安裝操作的人力、物力、精力及時間耗費較大，不能夠快速安裝。此外，現有的如鑄鋼、鑄鐵或塑料等非水泥類無法採用插入式電磁流量計的管道除外，管道中會因為流體本身性質或攜帶其它類型的雜質而在管道中發生沉澱、結垢等現象，使得管道內部管壁形狀發生變化，若按照常規插入式電磁流量計通過若干年前的管道規格參數或根據經驗插入管道內部1/2、1/4或1/8管徑位置處，則與實際位置存在一定偏差。再者，若無法獲取管道規格參宿，則無法計算出管道插入的合適位置，對於通過管道周長計算管徑的算法明顯忽視管道壁厚等因素，不夠精確。

技術實現要素：

本發明的目的在於，提供一種既能測量出管道內徑，自身又能快速、準確定位安裝位置的電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置及安裝方法。本發明解決了現有插入式電磁流量計和壓力傳感器安裝中存在安裝過程繁瑣，需要藉助其它測量工具多次測量得出管道內徑數據，安裝位置受管道壁厚、管道內存在結垢現象影響較大，對管徑規格參數依賴性較強等問題。

本發明的技術方案：一種電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置，其特徵在於：包括依次連接的插入式電磁流量計結構、遠傳式壓力傳感器結構和數據採集盒；

所述插入式電磁流量計結構包括接線盒和與接線盒連接的中空的插入杆，插入杆上由上至下依次設有定位銷a、定位銷b、鎖緊螺母、偏心緊固件、定位器及測量頭；所述偏心緊固件一側開有取壓口；

所述遠傳式壓力傳感器結構包括壓力傳感觸頭、引壓管和壓力變送器；所述壓力傳感觸頭與取壓口連接，並經引壓管與壓力變送器連接。

所述數據採集盒包括供電模塊、數據處理模塊和顯示屏模塊，數據處理模塊與壓力變送器連接，顯示屏模塊通過信號傳輸線1-3與接線盒1連接。

前述的電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置中，所述接線盒包括盒體，盒體內設有相互連接的電源和控制電路板，控制電路板通過信號傳輸線與顯示屏模塊連接，盒體外部兩側分別設有把手。

前述的電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置中，所述的兩個把手長度不相等，標示上遊方向的把手比標示下遊方向的把手短。

前述的電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置中，所述定位器為直徑小於或等於2cm的圓柱形或梭形短棒。

前述的電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置中，所述插入杆上設有刻度，刻度的精確度為1mm。

前述的電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置中，所述定位器與插入杆所在平面垂直於把手和插入杆所在平面。

前述的電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置中，所述定位器為與插入杆平行連接的非電磁屏蔽材質的短棒，且定位器下端超出測量頭，所述定位器與偏心緊固件相匹配，使得通過插入杆的轉動，實現定位器在偏心緊固件內部和外部之間切換。

前述的電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置中，所述數據處理模塊上還設有gsm或gprs無線傳輸裝置。

前述的電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置中，所述定位器與插入杆為可拆卸連接。

根據前項所述的電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置的安裝方法，按下述步驟進行：

s1，關閉上遊流量控制閥門或採用低壓運行；

s2，在管道上垂直焊接安裝底座，並清理焊渣和毛刺；

s3，把球閥連接到安裝底座上，並測試球閥運行狀況，測試完畢後保持球閥處於關閉狀態；

s4，把組合裝置的偏心緊固件連接到球閥上；

s5，打開球閥，將插入杆插入管道內，旋轉把手使定位器能夠接觸到管道上下內壁；

s6，將插入杆推到管道底部，鎖住定位銷a；

s7，向上拔插入杆直到頂在管道頂部，鎖住定位銷b；

s8，測量或讀取定位銷a和定位銷b之間的距離並計算出管道內徑；

s9，根據預設插入式電磁流量計安裝在管道內的位置，計算出插入杆在現有位置的基礎上，需要再次插入的距離；

s10，放鬆定位銷b，把插入杆往下插入步驟s9中計算得到的距離，鎖住定位銷b；

s11，旋轉把手指示方向與管道內流體流向一致，固定鎖緊螺母，完成安裝；

前述的電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置的安裝方法中，還包括拆卸定位器的方法，按下述步驟進行：

s12，通過把手控制定位器旋轉並拔出至偏心緊固件內，關閉球閥；

s13，取出組合裝置，拆除定位器，再把組合裝置插入到定位銷b的位置。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

本發明採用把插入式電磁流量計的偏心緊固件上開有取壓口和遠傳式壓力傳感器組合在一起，使得安裝時僅需在管道上開設一次連接孔即可，有效節省人力、物力。

本發明通過在插入式電磁流量計上增設定位銷、偏心緊固件及定位器等結構，無需外加測量工具測量管道內徑，可自行找出精確的測量頭安裝位置，且能夠降低對管道管徑規格參數依賴性較強的問題。

本發明採用可拆卸式定位器的結構，能夠降低組合裝置對管道內流體的阻力的影響，且拆卸下的定位器可多次、重複利用在相同規格的組合裝置上。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2為本發明所述組合裝置的安裝方法中步驟s6的安裝狀態示意圖。

圖3為本發明所述組合裝置的安裝方法中步驟s7的安裝狀態示意圖。

圖4為本發明所述組合裝置的安裝方法中步驟s11的安裝狀態示意圖。

附圖中的標記為：1、接線盒，1-1、電源，1-2、控制電路板，1-3、信號傳輸線，1-4、把手，2、插入杆，3、定位銷a，4、定位銷b，5、鎖緊螺母，6、偏心緊固件，7、測量頭，8、定位器，9、取壓口，10、壓力傳感觸頭，11、引壓管，12、數據採集盒，12-1、顯示屏模塊，12-2、供電模塊，12-3、數據處理模塊，12-4、無線傳輸裝置，12-5、壓力變送器，13、球閥，14、安裝底座，15、管道，16、導線。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明，但並不作為對本發明限制的依據。

實施例1。一種電磁流量計和壓力傳感器的組合裝置，構成如圖1所示，包括插入式電磁流量計結構、遠傳式壓力傳感器結構和數據採集盒，

其中，上述插入式電磁流量計結構包括接線盒1，與接線盒1連接的中空的插入杆2，由上至下依次設於插入杆2上的定位銷a3、定位銷b4、鎖緊螺母5、偏心緊固件6、定位器8及測量頭7，

所述定位器8的高度為20cm，為與插入杆2平行連接的直徑為2cm的圓柱型硬質塑料短棒，所述定位器8下端超出測量頭7的距離為5cm，定位器8安裝在插入杆2上後，計算出當定位器8頂到上管壁上時，此時測量頭7深入管道15內的距離h3為15cm。上述定位器8與偏心緊固件6相匹配，使得通過插入杆2的轉動，實現定位器8在偏心緊固件6內部和外部之間切換，即當定位器8不用時全部收納至偏心緊固件6內部，使用時僅需通過把手1-4偏轉90度或180度角，即可使定位器8伸出在偏心緊固件6外沿；

所述定位銷a3和定位銷b4用於指示插入杆2移動距離，鎖緊螺母5用於固定和密封插入杆2，

所述偏心緊固件6一側開有取壓口9，取壓口9與壓力傳感觸頭10相連，並通過引壓管11連接至數據採集盒12內的壓力變送器12-5，所述引壓管11內裝有矽油作為壓力傳導介質。

所述接線盒1包括電源1-1、控制電路板1-2、信號傳輸線1-3和設於接線盒1外部的把手1-4，所述把手1-4方向與測量頭7測量方向平行，且把手1-4為兩端不等長，其中，標示上遊方向的把手1-4部分較短，標示下遊方向的把手1-4部分較長，便於直觀表明管道內流體方向，且用於指示測量頭7及定位器8方向，所述電源1-1用於給插入式電磁流量計內部勵磁線圈和控制電路板1-2供電，所述控制電路板1-2通過插入杆2中的導線16控制勵磁線圈產生磁場，並接收反饋的勵磁電流信號，經處理，再由信號傳輸線1-3傳輸到數據採集盒12中的數據處理模塊12-3，所述數據處理模塊12-3上還設有gsm或gprs無線傳輸裝置12-4。

所述插入杆2內有把接線盒1內的控制電路板1-2與測量頭7連接的導線16，插入杆2外部有精度為1mm的刻度，用於直接讀取兩個定位銷之間的距離，

其中，上述遠傳式壓力傳感器結構包括壓力傳感觸頭10、引壓管11和壓力變送器12-5，所述壓力傳感觸頭10與取壓口9相連，並通過引壓管11連接至壓力變送器12-5，

其中，上述數據採集盒12包括供電模塊12-2、數據處理模塊12-3、顯示屏模塊12-1，所述數據處理模塊12-3與壓力變送器12-5、顯示屏模塊12-1和通過信號傳輸線1-3與接線盒1內的控制電路板1-2連接，所述供電模塊12-2為鋰電池模塊，用於給數據採集盒12內供電，壓力變送器12-5用於分析和處理測量的壓力信號，並把結果傳送給數據處理模塊12-3，所述數據處理模塊12-3用於控制壓力和流量傳感器並收集壓力和流量測量結果，在顯示屏模塊12-1顯示，上述數據處理模塊12-3上還帶有gprs無線傳輸裝置，用於無線數據傳輸。

該數據採集盒12可放置於管道15外部地面上的固定裝置內，如檢修箱內，便於工作人員檢修和更換內部供電模塊12-2。

安裝時，包括以下步驟：

第一部分，把組合裝置固定到管道15上：

s1，關閉上遊流量控制閥門或採用低壓運行；

s2，在管道15上垂直焊接安裝底座14，並清理焊渣和毛刺；

s3，把球閥13連接到安裝底座14上，並測試球閥13運行狀況，測試完畢後保持球閥13處於關閉狀態；

s4，把組合裝置的偏心緊固件6連接到球閥13上；

第二部分，測量管道15內徑及組合裝置的插入位置：

s5，打開球閥13，將插入杆2插入管道15內，旋轉把手1-4使定位器8能夠接觸到管道15上下內壁；

s6，將插入杆2推到管道15底部，鎖住定位銷a3，安裝狀態示意圖如圖2；

s7，向上拔插入杆2直到頂在管道15頂部，鎖住定位銷b4，安裝狀態示意圖如圖3；

s8，測量或讀取定位銷a3和定位銷b4之間的距離與定位器8高度h1之和為管道15的內徑d；

s9，根據預設插入式電磁流量計安裝在管道15內的位置l為管道15內徑d的1/2處，計算出插入杆2在現有位置的基礎上，需要再次插入的距離h為l扣除h3的數值；

第三部分，把組合裝置安裝到預設位置：

s10，放鬆定位銷b4，把插入杆2往下插入h高度，鎖住定位銷b4；

s11，旋轉把手1-4指示方向與管道15內流體流向一致，固定鎖緊螺母5，完成安裝，安裝狀態示意圖如圖4。

該組合裝置工作方式與本領域的技術人員所知的現有插入式電磁流量計和遠傳式壓力傳感器相同，不在贅述，細微區別僅在於：

此處遠傳式壓力傳感器的取壓口9位於插入式電磁流量計結構上，管道15內的流體經過安裝底座14、球閥13和偏心緊固件6三者與插入杆2之間的空間進入取壓口9，供壓力傳感觸頭10測量。

實施例2。

該實施例結構與實施例1結構基本相同，不同的是：

數據採集盒12內的供電模塊12-2可採用ups供電裝置，合理利用市政電力，減少更換鋰離子電池次數；

定位器8為梭形短棒，其餘規格參數可根據使用不同的管徑選擇；

定位器8採用卡扣結構連接到插入杆2上，以使定位器8可拆卸。

對應的，該實施例2整個組合裝置的安裝方法在實施例1的安裝方法的基礎上，在步驟s10與步驟s11之間添加第四部分，取出可拆卸定位器8，重新插入組合裝置：

s12，通過把手1-4控制定位器8旋轉並拔出至偏心緊固件6內，關閉球閥13；

s13，取出組合裝置，拆除定位器8，再把裝置插入到定位銷b4的位置。

此實施例中，定位器8採用可拆卸，能夠避免定位器8對管道15內流體流動的阻力影響。