專利名稱：更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管道內(nèi)流體流量的測(cè)量裝置，具體地說(shuō)是一種更換型感應(yīng)式渦街 流量計(jì)。可用于測(cè)量管道中各類流動(dòng)介質(zhì)如蒸汽、氣體、液體的流量。
背景技術(shù)：
我們知道，上世紀(jì)70年代，第一臺(tái)渦街流量計(jì)的誕生，其克服了傳統(tǒng)的差壓式流 量計(jì)設(shè)計(jì)缺陷帶來(lái)的缺點(diǎn)，如流出系數(shù)不穩(wěn)定、線性差、重復(fù)性不高，準(zhǔn)確度不高，易積污 和易磨損，量程比小，現(xiàn)場(chǎng)安裝條件高等。多年來(lái)，各國(guó)科學(xué)家、流量行業(yè)科技人員、廣大用 戶在科研、生產(chǎn)、應(yīng)用中經(jīng)歷了不懈努力，相繼出現(xiàn)了熱敏電阻、壓電晶體、差動(dòng)電容、超聲 波、磁電等原理及器件制造的渦街流量計(jì)。到目前為止，在國(guó)內(nèi)外的渦街流量計(jì)中，以壓電 晶體傳感器元件制做的渦街流量計(jì)成為主流，如發(fā)達(dá)國(guó)家中日本的橫河公司、德國(guó)的E+H 公司、美國(guó)的羅斯蒙特公司等，中國(guó)的大大小小幾百家公司均都生產(chǎn)該類渦街流量計(jì)。目前，渦街流量計(jì)主要由管道表體、旋渦發(fā)生體、探頭、封閉的圓筒連接體、表頭等 組成。探頭中固定封裝感應(yīng)元件，并通過(guò)法蘭固定安裝在表體上，通過(guò)封閉的圓筒連接體將 探頭封閉地罩在其中，圓筒連接體下部連接固定在管道表體上，上部連接支撐表頭。如德國(guó) E+H公司生產(chǎn)的渦街流量計(jì)，其檢測(cè)旋渦的探頭是將壓電陶瓷片封裝在檢測(cè)器中，做成法蘭 安裝式的檢測(cè)器，因此一旦檢出器探頭損壞，無(wú)法在線拆卸更換。又如日本橫河公司生產(chǎn)的 渦街流量計(jì)，其壓電陶瓷是安裝在旋渦發(fā)生體中，由于旋渦發(fā)生體和檢測(cè)旋渦的探頭為一 體型，旋渦發(fā)生體既是流體產(chǎn)生旋渦的部件也是信號(hào)檢測(cè)的裝置，由于旋渦發(fā)生體的體積 質(zhì)量重，因此在同樣旋渦的作用力下，信號(hào)小，而且由于旋渦發(fā)生體的迎流面容易受到流體 或帶雜子或顆粒流體的沖擊，易產(chǎn)生干擾，信噪比小。上述渦街流量計(jì)歸納起來(lái)主要存在如 下問(wèn)題(1)由于感應(yīng)元件固定封裝在感應(yīng)探頭中，不能在線拆卸檢修。故一旦感應(yīng)元件出 現(xiàn)問(wèn)題，只能關(guān)閉閥門(mén)停流泄壓后才能拆換，這就意味著生產(chǎn)線要停產(chǎn)，停產(chǎn)是現(xiàn)代化生產(chǎn) 中的一大忌，如石化廠停一小時(shí)就要損失上百萬(wàn)元，甚至更多，供熱管網(wǎng)一旦停修，不僅影 響生產(chǎn)，還將影響百姓的正常生活。(2)信噪比差。壓電陶瓷是力敏元件，當(dāng)流量信號(hào)與管 道機(jī)械振動(dòng)的同時(shí)，會(huì)疊加振動(dòng)信號(hào)，當(dāng)振動(dòng)信號(hào)大于流量信號(hào)，流量信號(hào)發(fā)生奇變，造成 漏波或增波，這就造成測(cè)量結(jié)果誤差會(huì)很大，嚴(yán)重時(shí)無(wú)法正常工作，無(wú)流體流動(dòng)時(shí)的空管更 是如此，而振動(dòng)在工業(yè)生產(chǎn)中無(wú)處不存在。信噪比是衡量一臺(tái)流量計(jì)的重要性能指標(biāo)。由 于上述流量計(jì)雖然各有不同，但都很難使信噪比較為理想，其主要原因是提高靈敏會(huì)受到 制造工藝和結(jié)構(gòu)的制約。另外，信噪比差，振動(dòng)不僅僅使無(wú)流量時(shí)會(huì)產(chǎn)生假信號(hào)，有流量時(shí) 會(huì)不能準(zhǔn)確測(cè)量，而且流量較小時(shí)信號(hào)太弱而檢測(cè)不出來(lái)。(3)難以在高溫介質(zhì)中使用。譬 如大于400°C以上的過(guò)熱蒸汽等，特別是壓電陶瓷制造的檢測(cè)感應(yīng)元件，其極化時(shí)居里溫度 大約在420°C至460°C，因此只能在250°C 300°C的介質(zhì)中應(yīng)用，一旦超過(guò)使用溫度就會(huì)造 成徹底損壞，而且隨著溫度的升高，其絕緣電阻隨之降低，使得信號(hào)隨之減弱。(4)現(xiàn)有流量 計(jì)是將檢測(cè)旋渦的探頭通過(guò)法蘭安裝在表體上，探頭中固定封裝感應(yīng)元件，通過(guò)封閉的圓 筒連接體將探頭封閉地罩在其中，圓筒連接體下部連接固定在管道表體上，上部連接支撐表頭，一旦要拆換探頭必須停流，必須將封閉的圓筒連接體及表頭逐一拆除，才能更換和維 修，比較費(fèi)事，也不利于散熱。(5)由于傳統(tǒng)探頭采用的是法蘭安裝結(jié)構(gòu)，時(shí)有發(fā)生密封處泄 露，特別是高溫高壓條件下令人擔(dān)憂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體 積小、安全可靠、安裝和施工簡(jiǎn)便、測(cè)量精度高、適用性廣、耐高溫，可以不停流檢修、更換的 感應(yīng)式渦街流量計(jì)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是一種更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其 由管道表體、旋渦發(fā)生體、感應(yīng)探頭、表頭組成，感應(yīng)探頭安裝在管道表體上，其特征在于 所述感應(yīng)探頭設(shè)有一振動(dòng)桿，振動(dòng)桿上部為與振動(dòng)桿一體設(shè)置的套筒，套筒的底為一封閉 的振動(dòng)薄片，振動(dòng)薄片和與其垂直的振動(dòng)桿組成“T”形懸臂結(jié)構(gòu)，套筒中振動(dòng)薄片的上平面 貼合安裝有感應(yīng)元件。本發(fā)明所述感應(yīng)元件通過(guò)壓緊螺母或壓緊法蘭安裝在套筒中。感應(yīng)元件接受來(lái)自 水平設(shè)置的振動(dòng)薄片的振動(dòng)應(yīng)力信號(hào)。在同樣的旋渦力作用下，它的信號(hào)最強(qiáng)。振動(dòng)薄片 的厚度可按需要加工，以便獲得不同大小的靈敏度，實(shí)現(xiàn)最佳信噪比。另外可不斷流情況下 方便拆卸壓緊螺母或壓緊法蘭，更換、檢修套筒中的感應(yīng)元件。本發(fā)明所述管道表體和表頭之間設(shè)有支撐連接體，支撐連接體下部連接固定在管 道表體上，上部連接支撐表頭。本發(fā)明所述支撐連接體為敞開(kāi)式。其可以為一敞開(kāi)式半圓筒支撐體，也可以是一 支撐連接架或一支撐連接桿。本發(fā)明所述感應(yīng)探頭的套筒外側(cè)安裝有散熱片。本發(fā)明所述感應(yīng)探頭的套筒與管道表體直接焊接固定。本發(fā)明所述振動(dòng)桿的下端為扁舌體，其上設(shè)有孔眼。這樣，減小其質(zhì)量又提高了重 心，使得振動(dòng)干擾的不利影響減到最小。本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)，對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、安裝和施工 簡(jiǎn)便、測(cè)量精度高、工作可靠性高、適用性廣、耐高溫，能實(shí)現(xiàn)不停流檢測(cè)、維修、更換感應(yīng)探 頭的感應(yīng)元件，是一種理想的更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其適用于安裝在各種不同管徑的 管道中對(duì)各種介質(zhì)進(jìn)行流量測(cè)量。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明另一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中感應(yīng)探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2中感應(yīng)探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明感應(yīng)探頭振動(dòng)薄片受力示意圖。圖中的標(biāo)號(hào)是1.旋渦發(fā)生體，2.法蘭座，3.感應(yīng)探頭，4.散熱片，5.壓緊螺母， 6.管道表體，7.感應(yīng)元件，8.支撐連接體，9.接插件，10.表頭。31.振動(dòng)桿，32.振動(dòng)薄片，33.套筒ο
具體實(shí)施例方式從圖1、圖2中可以看出，一種感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其由管道表體6、旋渦發(fā)生體1、 感應(yīng)探頭3、支撐連接體8、表頭10等組成。管道表體6是連接流體管道和安裝旋渦發(fā)生體 1、感應(yīng)探頭3、支撐連接體8等部件的基體。旋渦發(fā)生體1作用主要是使流體流經(jīng)該發(fā)生體 時(shí)分離出有規(guī)則的旋渦，該旋渦對(duì)感應(yīng)探頭3的產(chǎn)生振蕩力。旋渦發(fā)生體1、表頭10的組成 結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有技術(shù)，不在贅述。支撐連接體8下部連接固定在管道表體6上，上部連接支撐 表頭10，感應(yīng)探頭3通過(guò)接插件9與表頭10連接。也可以不用支撐連接體8，安裝成分體 式，感應(yīng)探頭3通過(guò)引線與表頭10連接。從圖3、圖4中可以看出，本發(fā)明的特點(diǎn)是所述感應(yīng)探頭3設(shè)有一振動(dòng)桿31，振動(dòng) 桿31上部為與振動(dòng)桿一體設(shè)置的套筒33，套筒33的底為一封閉的振動(dòng)薄片32，振動(dòng)薄片 32和與其垂直的振動(dòng)桿31組成“T”形懸臂結(jié)構(gòu)，套筒33中振動(dòng)薄片32的上平面貼合安裝 有感應(yīng)元件7。套筒33上端裝有壓緊螺母5或壓緊法蘭。所述感應(yīng)探頭3可以與管道表體6實(shí)現(xiàn)無(wú)縫焊對(duì)接，如圖1、圖3所示。真正實(shí)現(xiàn)了 無(wú)泄漏和全天候的安全可靠，可與節(jié)流孔板相媲美。使流量計(jì)檢測(cè)介質(zhì)的壓力提高到20MPa 以上。能承受高溫高壓的惡劣條件并能正常運(yùn)行。所述感應(yīng)探頭3也可以與管道表體6通過(guò)法蘭座2連接，如圖2、圖4所示，適用于 結(jié)晶液體及特別臟污和易結(jié)垢的流體介質(zhì)的測(cè)量，便于拆換清洗。本發(fā)明所述感應(yīng)元件7通過(guò)壓緊螺母5或壓緊法蘭安裝在套筒33中。振動(dòng)桿31 因振蕩力的推力使其發(fā)生彎曲，其彎距應(yīng)力傳遞到“T”形懸臂結(jié)構(gòu)的振動(dòng)薄片32的上平 面和下平面，因感應(yīng)元件7 (如壓電元件，應(yīng)變電阻等)緊貼在振動(dòng)薄片32的上平面上，故 旋渦產(chǎn)生的作用力通過(guò)振動(dòng)桿31傳遞到感應(yīng)元件7，感應(yīng)元件7接受來(lái)自水平設(shè)置的振動(dòng) 薄片32的振動(dòng)信號(hào)。該流量信號(hào)傳遞到智能放大器——表頭10上，顯示瞬時(shí)流量和累積 流量等參數(shù)，并輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。在同樣的旋渦力作用下，它的信號(hào)最強(qiáng)。振動(dòng)薄片32的厚 度可按需要加工，以便獲得不同大小的靈敏度，實(shí)現(xiàn)最佳信噪比。另外可方便拆卸壓緊螺母 5或壓緊法蘭，更換檢修套筒33中的感應(yīng)元件7。一旦感應(yīng)元件7損壞，只需將壓緊螺母5 或壓緊法蘭擰下來(lái)，拔掉接插件9，將損壞的感應(yīng)元件7取出，換上新的即可，不用拆卸支撐 連接體8和表頭10，整個(gè)過(guò)程只需數(shù)分鐘就可完成，不會(huì)因停止生產(chǎn)檢修而帶來(lái)負(fù)面影響。本發(fā)明所述振動(dòng)桿31的下端為扁舌體，其上設(shè)有孔眼。減小其質(zhì)量又提高了重 心，在振動(dòng)桿31上設(shè)有孔眼，振動(dòng)桿下部為空心體，又進(jìn)一步減小了質(zhì)量、提高了重心，使 得振動(dòng)干擾的不利影響減到最小，當(dāng)振動(dòng)桿31受到旋渦的作用力時(shí)，其零彎距點(diǎn)靠近振動(dòng) 桿31與振動(dòng)薄片32的連接部位，振動(dòng)薄片32上面受拉伸應(yīng)力、下面受壓縮應(yīng)力最強(qiáng)，如圖 5所示。在同樣的旋渦力作用下，其信號(hào)最強(qiáng)。由于振動(dòng)薄片32可以很容易實(shí)現(xiàn)加工，可對(duì) 其厚度進(jìn)行調(diào)控，從而獲得不同大小的靈敏度，因此可根據(jù)不同的工況情況實(shí)現(xiàn)最佳信噪 比。本發(fā)明感應(yīng)探頭3脫離了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式，其性能得到顯著提高。流量下限很低， 量程比寬，抗震性能好。本發(fā)明所述支撐連接體8為敞開(kāi)式。其可以為一敞開(kāi)式半圓筒支撐體或一支撐連接桿或支撐連接架。這樣克服了現(xiàn)有技術(shù)中封閉的圓筒連接體的不足，可以方便感應(yīng)探頭 3的檢測(cè)、維修、更換；同時(shí)也有利于感應(yīng)探頭3的散熱。敞開(kāi)式的支撐連接體8對(duì)于感應(yīng) 探頭3安裝或拆卸不會(huì)產(chǎn)生不利影響。避免了現(xiàn)有技術(shù)中要拆卸探頭，必需先拆支撐連接 體和表頭的不足。使檢修、拆卸變得極為方便，簡(jiǎn)單快捷，也有利于高溫散熱。本發(fā)明所述感應(yīng)探頭3的套筒33外側(cè)安裝有散熱片4。安裝散熱片，可改變感應(yīng)探 頭的溫度，有利于高溫散熱，為測(cè)量高溫介質(zhì)提供了基礎(chǔ)。使流量計(jì)檢測(cè)介質(zhì)的溫度提高到 450°C以上。散熱片4的外形可做成圓形或方形或其它形狀，其可采用微錐內(nèi)徑，套裝在感 應(yīng)探頭3的外壁上，也可用螺釘固定在感應(yīng)探頭3的安裝法蘭上，也可用兩個(gè)半圓散熱片夾 住感應(yīng)探頭3安裝座或安裝法蘭上或套筒外側(cè)。試驗(yàn)證明當(dāng)管道表體內(nèi)流體溫度在450°C 時(shí)，安裝散熱片處的溫度只有160°C左右，完全可滿足壓電陶瓷的使用溫度(260°C)條件。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、安裝和施工簡(jiǎn)便、測(cè)量精度高、工作可靠性高、適用性 廣、耐高溫高壓，能實(shí)現(xiàn)不停流檢測(cè)、維修、更換感應(yīng)探頭的感應(yīng)元件，解除了人們的后顧之 憂，是一種理想的更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其適用于安裝在各種不同管徑的管道中對(duì)各 種介質(zhì)進(jìn)行流量測(cè)量。
權(quán)利要求
1.一種更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其由管道表體、旋渦發(fā)生體、感應(yīng)探頭、表頭組成，感 應(yīng)探頭安裝在管道表體上，其特征在于所述感應(yīng)探頭設(shè)有一振動(dòng)桿，振動(dòng)桿上部為與振動(dòng) 桿一體設(shè)置的套筒，套筒的底為一封閉的振動(dòng)薄片，振動(dòng)薄片和與其垂直的振動(dòng)桿組成“T” 形懸臂結(jié)構(gòu)，套筒中振動(dòng)薄片的上平面貼合安裝有感應(yīng)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其特征是所述感應(yīng)元件通過(guò)壓 緊螺母或壓緊法蘭安裝在套筒中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其特征是所述管道表體和表頭 之間設(shè)有支撐連接體，支撐連接體下部連接固定在管道表體上，上部連接支撐表頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其特征是所述支撐連接體為敞 開(kāi)式半圓筒支撐體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其特征是所述支撐連接體為支 撐連接桿或支撐連接架。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其特征是所述感應(yīng)探頭的套筒 外側(cè)安裝有散熱片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其特征是所述振動(dòng)桿的下端為 扁舌體，其上設(shè)有孔眼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其特征是感應(yīng)探頭套筒與管道表 體直接焊接固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其由管道表體、旋渦發(fā)生體、感應(yīng)探頭、表頭組成，感應(yīng)探頭安裝在管道表體上，所述感應(yīng)探頭設(shè)有一振動(dòng)桿，振動(dòng)桿上部為與振動(dòng)桿一體設(shè)置的套筒，套筒的底為一封閉的振動(dòng)薄片，振動(dòng)薄片和與其垂直的振動(dòng)桿組成“T”形懸臂結(jié)構(gòu)，套筒中振動(dòng)薄片的上平面貼合安裝有感應(yīng)元件。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、安裝和施工簡(jiǎn)便、測(cè)量精度高、工作可靠性高、適用性廣、耐高溫高壓，能實(shí)現(xiàn)不停流檢測(cè)、維修、更換感應(yīng)探頭的感應(yīng)元件，是一種理想的更換型感應(yīng)式渦街流量計(jì)，其適用于安裝在各種不同管徑的管道中對(duì)各種介質(zhì)進(jìn)行流量測(cè)量。
文檔編號(hào)G01F1/32GK102087128SQ201110030428
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者史洪衛(wèi), 姚寧, 姚賢卿, 宋啟輝, 李春雷, 武俊憲, 金奇光 申請(qǐng)人:姚寧, 姚賢卿