一種直角式高壓電磁流量計的製作方法
2023-06-22 15:19:46
一種直角式高壓電磁流量計的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種直角式高壓電磁流量計，包括流量計殼體、與流量計殼體連接的密封端蓋、連接座及電磁流量轉換器，流量計殼體內部設置有計量腔，連接座分別連接密封端蓋及電磁流量轉換器，其特徵在於：還包括有電磁流量傳感器，電磁流量傳感器位於計量腔內，電磁流量傳感器包括傳感器外殼、測量電極及勵磁線圈與磁軛，測量電極嵌入傳感器外殼的外壁上，勵磁線圈與磁軛位於傳感器外殼內壁，勵磁線圈與磁軛通過電纜線與電磁流量轉換器連接；本發明在於：採用法拉第電磁感應原理，感應信號幅度與流體流速成正比關係，結構簡單且無可動部件，使用壽命長，維護量少，線性流量測量，不需要非線性修正，測量精度高、流量範圍寬。
【專利說明】一種直角式高壓電磁流量計
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種測量工具，尤其是一種直角式高壓電磁流量計。
【背景技術】
[0002]高壓電磁流量計是由採用專有技術特殊工藝生產的高壓型電磁流量傳感器和智能轉換器配套組成，專門用於地質、石油勘探、油田系統測量高壓條件下的泥漿、水泥漿、高壓注水等導電液體或液固兩相介質體積流量。
[0003]市場上出現了兩種流量計:
[0004]第一種，直角式高壓葉輪流量計採用葉輪旋轉結構，該結構利用了葉輪旋轉時角速度與流速成正比關係的原理，當被測流體由表殼下端進入表內，衝向葉片使葉輪旋轉，葉輪的轉動通過葉輪軸上端環形磁鋼，把磁力傳遞給隔板上側指示裝置的中心磁鋼齒輪，經減速齒輪帶動字輪顯示累積流量；該結構存在以下缺點:1、易受流體介質髒汙的影響產生葉輪被卡輪現象，造成儀表故障不能使用；2、長期使用時，因旋轉部件的磨損，旋轉機構動平衡變化，使得計量特性改變，不能保證計量的準確性和靈敏度，嚴重時儀表故障不能使用；3、旋轉機構為可動部件使用壽命短、維護量大；4、測量精度低(2.0級)、量程比小(10: 1)。
[0005]第二種，直角式高壓旋渦流量計採用磁電式渦街結構，該結構採用卡門渦街原理，當流體流經旋渦發生體時，交替產生旋渦，旋渦切割永磁體產生交替的感應脈衝，經磁電轉換後發送至脈衝檢測電路。在一定的雷諾數範圍內，旋渦發生的頻率與流體流速成正比關係；該結構存在以下缺點:1、易受流體介質髒汙影響產生旋渦紊亂現象，磁電轉換信號也容易被現場噪聲和管道振動的幹擾，不能保證計量的準確性和靈敏度；2、上限頻率低使得頻率範圍窄，需要多點流量非線性修正；3、因雷諾數範圍限制，小流量信號頻率低，計量精度受影響，量程比小(20: 1) ;4、長期使用時，旋渦發生體因應力變化以及永磁體因磁場變化，使得計量特性改變，影響計量的準確性和靈敏度。
【發明內容】
[0006]針對現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種使用壽命長、維護量小、量程比較大且測量精度高的直角式高壓電磁流量計。
[0007]本發明的技術方案是這樣實現的:一種直角式高壓電磁流量計，包括流量計殼體、與流量計殼體連接的密封端蓋、連接座及電磁流量轉換器，流量計殼體內部設置有計量腔，連接座分別連接密封端蓋及電磁流量轉換器，其特徵在於:還包括有電磁流量傳感器，該電磁流量傳感器位於計量腔內，該電磁流量傳感器包括傳感器外殼、測量電極及勵磁線圈與磁軛，該測量電極嵌入傳感器外殼的外壁上，勵磁線圈與磁軛位於傳感器外殼內壁，且勵磁線圈與磁軛通過電纜線與電磁流量轉換器連接。
[0008]優選為，所述的電磁流量傳感器還包括傳感器連接管座及傳感器接頭，該傳感器連接管座與傳感器外殼連接，且傳感器接頭連接於傳感器連接管座與傳感器外殼的連接部。
[0009]優選為，所述的勵磁線圈與磁軛被密封於獨立的密封腔內，該密封腔位於傳感器外殼內，所述的密封腔與傳感器外殼之間填充有玻璃纖維增強樹脂。
[0010]優選為，所述的傳動器連接管座與連接座連接。
[0011]優選為，所述的測量電極包括測量部及連接部，該連接部穿過傳感器外殼與密封腔採用螺紋連接，且測量部與傳感器外殼的連接面上設置有密封圈。
[0012]優選為，所述的傳感器外殼由PEEK材料製成，測量電極由316Ti材料製成，感器器接頭由304不鏽鋼材料製成，傳感器連接管座由304不鏽鋼材料製成。
[0013]通過採用上述技術方案，採用法拉第電磁感應原理，採用差動式信號拾取(測量原理)方式取代現有的結構中的兩種測量原理，抗幹擾能力強，感應信號幅度與流體流速成正比關係，結構簡單且無可動部件，使用壽命長，維護量少，線性流量測量，不需要非線性修正，測量精度高(1.0級)、流量範圍寬(量程比50: 1)。
[0014]綜上所述，直角式高壓電磁流量計結構簡單，生產製造成本降低，線性流量測量，流量計校準容易，降低流量檢定成本，內磁式測量探頭可起到整流與加速流體流速作用，使得流場穩定，局部流速提聞，提聞/[目噪比。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明【具體實施方式】結構示意圖；
[0016]圖2為本發明【具體實施方式】中電磁流量傳感器結構示意圖；
[0017]圖3為本發明【具體實施方式】中測量電極結構示意圖；
[0018]圖4為本發明【具體實施方式】中測量原理示意圖；
[0019]圖5為本發明【具體實施方式】中測量參數關係圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0021]如圖1及圖2所示，本發明公開了一種直角式高壓電磁流量計，包括流量計殼體1、與流量計殼體1連接的密封端蓋2、連接座4及電磁流量轉換器3，流量計殼體1內部設置有計量腔5，連接座4分別連接密封端蓋2及電磁流量轉換器3，該流量計殼體上設置有與計量腔相通的介質入口及介質出口，在本發明具體實施例中，還包括有電磁流量傳感器6,該電磁流量傳感器6位於計量腔5內，該電磁流量傳感器6包括傳感器外殼61、測量電極62及勵磁線圈與磁軛68,該測量電極62嵌入傳感器外殼61的外壁上，勵磁線圈與磁軛68位於傳感器外殼61內，且勵磁線圈與磁軛68通過電纜線66與電磁流量轉換器3連接。
[0022]如圖2所示，優選為，所述的電磁流量傳感器6還包括傳感器連接管座65及傳感器接頭64，該傳感器連接管座65與傳感器外殼61連接，且傳感器接頭64連接於傳感器連接管座65與傳感器外殼61的連接部。
[0023]如圖2所示，優選為，所述的勵磁線圈與磁軛68被密封於獨立的密封腔67內，該密封腔67位於傳感器外殼61內，所述的密封腔67與傳感器外殼61之間填充有玻璃纖維增強樹脂，用以流量計電氣測量系統的電氣絕緣和增強傳感器的機械強度。
[0024]如圖2所示，優選為，所述的傳動器連接管座65與連接座4連接，保證了各零部件之間連接可靠性，保證了該直角式高壓電磁流量計測量準確性。
[0025]如圖3所示，優選為，所述的測量電極62包括測量部621及連接部622，該連接部622穿過傳感器外殼61與密封腔67採用螺紋連接，且測量部621與傳感器外殼61的連接面上設置有密封圈，有效的對測量電極起到定位的作用，保證了該直角式高壓電磁流量計測量準確性。
[0026]如圖2所示，優選為，所述的傳感器外殼61由PEEK材料製成，測量電極62由316Ti材料製成，感器器接頭64由304不鏽鋼材料製成，傳感器連接管座65由304不鏽鋼材料製成，PEEK是一種耐高溫、高性能的熱塑性特種工程塑料。它有著良好的機械性能和耐化學品、耐磨損、耐水解等性能；它比重輕，自潤滑性能好，由於具有非常好的加工性能。傳感器外殼的外形尺寸及光潔度有助於改善流場特性，而不同的探頭截面尺寸可以增加或減少流體流通面積，以適應不同流量範圍的需求，保證了該直角式高壓電磁流量計使用壽命，且該結構的直角式高壓電磁流量計維護量小、量程比較大且測量精度高。
[0027]通過採用上述技術方案，採用法拉第電磁感應原理，採用差動式信號拾取(測量原理)方式取代現有的結構中的兩種測量原理，抗幹擾能力強，感應信號幅度與流體流速成正比關係，結構簡單且無可動部件，使用壽命長，維護量少，線性流量測量，不需要非線性修正，測量精度高(1.0級)、流量範圍寬(量程比50: 1)。
[0028]綜上所述，直角式高壓電磁流量計結構簡單，生產製造成本降低，線性流量測量，流量計校準容易，降低流量檢定成本，內磁式測量探頭可起到整流與加速流體流速作用，使得流場穩定，局部流速提聞，提聞/[目噪比。
[0029]如圖4及圖5所示，測量原理為:當導體在磁場中運動時將感應生成一個感應電壓，採用電磁測量方法，流體介質相當於運動中的導體，流體流動的方向與電磁場方向垂直，感應電壓與流體流速成正比。
[0030]流體中產生的感應電壓被安裝在測量探頭橫截面相對兩側的兩個測量電極檢測感應；信號電壓u與磁場強度B、測量電極距離D和平均流速V成正比。由於恆定的交變磁場有極性交替變化的開關直流電流產生，磁場強度和電極距離是常數，則信號電壓u與平均流速v成正比，依據平均流速與流通面積計算出流經計量腔的流體流量。
[0031]其中D為兩測量電極之間的距離。
[0032]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種直角式高壓電磁流量計，包括流量計殼體、與流量計殼體連接的密封端蓋、連接座及電磁流量轉換器，流量計殼體內部設置有計量腔，連接座分別連接密封端蓋及電磁流量轉換器，其特徵在於:還包括有電磁流量傳感器，該電磁流量傳感器位於計量腔內，該電磁流量傳感器包括傳感器外殼、測量電極及勵磁線圈與磁軛，該測量電極嵌入傳感器外殼的外壁上，勵磁線圈與磁軛位於傳感器外殼內壁，且勵磁線圈與磁軛通過電纜線與電磁流量轉換器連接。
2.根據權利要求1所述的直角式高壓電磁流量計，其特徵在於:所述的電磁流量傳感器還包括傳感器連接管座及傳感器接頭，該傳感器連接管座與傳感器外殼連接，且傳感器接頭連接於傳感器連接管座與傳感器外殼的連接部。
3.根據權利要求1或2所述的直角式高壓電磁流量計，其特徵在於:所述的勵磁線圈與磁軛被密封於獨立的密封腔內，該密封腔位於傳感器外殼內，所述的密封腔與傳感器外殼之間填充有玻璃纖維增強樹脂。
4.根據權利要求1或2所述的直角式高壓電磁流量計，其特徵在於:所述的傳動器連接管座與連接座連接。
5.根據權利要求1或2所述的直角式高壓電磁流量計，其特徵在於:所述的測量電極包括測量部及連接部，該連接部穿過傳感器外殼與密封腔採用螺紋連接，且測量部與傳感器外殼的連接面上設置有密封圈。
6.根據權利要求3所述的直角式高壓電磁流量計，其特徵在於:所述的測量電極包括測量部及連接部，該連接部穿過傳感器外殼與密封腔採用螺紋連接，且測量部與傳感器外殼的連接面上設置有密封圈。
7.根據權利要求1或2所述的直角式高壓電磁流量計，其特徵在於:所述的傳感器外殼由PEEK材料製成。
8.根據權利要求3所述的直角式高壓電磁流量計，其特徵在於:所述的傳感器外殼由PEEK材料製成。
9.根據權利要求4所述的直角式高壓電磁流量計，其特徵在於:所述的傳感器外殼由PEEK材料製成。
10.根據權利要求8所述的直角式高壓電磁流量計，其特徵在於:所述的傳感器外殼由PEEK材料製成，測量電極由316Ti材料製成，感器器接頭由304不鏽鋼材料製成，傳感器連接管座由304不鏽鋼材料製成。
【文檔編號】G01F1/58GK104296812SQ201410596539
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】陳雅芬, 範叔晉, 陳通照, 陳福釧 申請人:浙江奧新儀表有限公司