一种直角式高压电磁流量计的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种直角式高压电磁流量计，包括流量计壳体、与流量计壳体连接的密封端盖、连接座及电磁流量转换器，流量计壳体内部设置有计量腔，连接座分别连接密封端盖及电磁流量转换器，其特征在于：还包括有电磁流量传感器，电磁流量传感器位于计量腔内，电磁流量传感器包括传感器外壳、测量电极及励磁线圈与磁轭，测量电极嵌入传感器外壳的外壁上，励磁线圈与磁轭位于传感器外壳内壁，励磁线圈与磁轭通过电缆线与电磁流量转换器连接；本发明在于：采用法拉第电磁感应原理，感应信号幅度与流体流速成正比关系，结构简单且无可动部件，使用寿命长，维护量少，线性流量测量，不需要非线性修正，测量精度高、流量范围宽。
【专利说明】一种直角式高压电磁流量计
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种测量工具，尤其是一种直角式高压电磁流量计。
【背景技术】
[0002]高压电磁流量计是由采用专有技术特殊工艺生产的高压型电磁流量传感器和智能转换器配套组成，专门用于地质、石油勘探、油田系统测量高压条件下的泥浆、水泥浆、高压注水等导电液体或液固两相介质体积流量。
[0003]市场上出现了两种流量计:
[0004]第一种，直角式高压叶轮流量计采用叶轮旋转结构，该结构利用了叶轮旋转时角速度与流速成正比关系的原理，当被测流体由表壳下端进入表内，冲向叶片使叶轮旋转，叶轮的转动通过叶轮轴上端环形磁钢，把磁力传递给隔板上侧指示装置的中心磁钢齿轮，经减速齿轮带动字轮显示累积流量；该结构存在以下缺点:1、易受流体介质脏污的影响产生叶轮被卡轮现象，造成仪表故障不能使用；2、长期使用时，因旋转部件的磨损，旋转机构动平衡变化，使得计量特性改变，不能保证计量的准确性和灵敏度，严重时仪表故障不能使用；3、旋转机构为可动部件使用寿命短、维护量大；4、测量精度低(2.0级)、量程比小(10: 1)。
[0005]第二种，直角式高压旋涡流量计采用磁电式涡街结构，该结构采用卡门涡街原理，当流体流经旋涡发生体时，交替产生旋涡，旋涡切割永磁体产生交替的感应脉冲，经磁电转换后发送至脉冲检测电路。在一定的雷诺数范围内，旋涡发生的频率与流体流速成正比关系；该结构存在以下缺点:1、易受流体介质脏污影响产生旋涡紊乱现象，磁电转换信号也容易被现场噪声和管道振动的干扰，不能保证计量的准确性和灵敏度；2、上限频率低使得频率范围窄，需要多点流量非线性修正；3、因雷诺数范围限制，小流量信号频率低，计量精度受影响，量程比小(20: 1) ;4、长期使用时，旋涡发生体因应力变化以及永磁体因磁场变化，使得计量特性改变，影响计量的准确性和灵敏度。
【发明内容】
[0006]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种使用寿命长、维护量小、量程比较大且测量精度高的直角式高压电磁流量计。
[0007]本发明的技术方案是这样实现的:一种直角式高压电磁流量计，包括流量计壳体、与流量计壳体连接的密封端盖、连接座及电磁流量转换器，流量计壳体内部设置有计量腔，连接座分别连接密封端盖及电磁流量转换器，其特征在于:还包括有电磁流量传感器，该电磁流量传感器位于计量腔内，该电磁流量传感器包括传感器外壳、测量电极及励磁线圈与磁轭，该测量电极嵌入传感器外壳的外壁上，励磁线圈与磁轭位于传感器外壳内壁，且励磁线圈与磁轭通过电缆线与电磁流量转换器连接。
[0008]优选为，所述的电磁流量传感器还包括传感器连接管座及传感器接头，该传感器连接管座与传感器外壳连接，且传感器接头连接于传感器连接管座与传感器外壳的连接部。
[0009]优选为，所述的励磁线圈与磁轭被密封于独立的密封腔内，该密封腔位于传感器外壳内，所述的密封腔与传感器外壳之间填充有玻璃纤维增强树脂。
[0010]优选为，所述的传动器连接管座与连接座连接。
[0011]优选为，所述的测量电极包括测量部及连接部，该连接部穿过传感器外壳与密封腔采用螺纹连接，且测量部与传感器外壳的连接面上设置有密封圈。
[0012]优选为，所述的传感器外壳由PEEK材料制成，测量电极由316Ti材料制成，感器器接头由304不锈钢材料制成，传感器连接管座由304不锈钢材料制成。
[0013]通过采用上述技术方案，采用法拉第电磁感应原理，采用差动式信号拾取(测量原理)方式取代现有的结构中的两种测量原理，抗干扰能力强，感应信号幅度与流体流速成正比关系，结构简单且无可动部件，使用寿命长，维护量少，线性流量测量，不需要非线性修正，测量精度高(1.0级)、流量范围宽(量程比50: 1)。
[0014]综上所述，直角式高压电磁流量计结构简单，生产制造成本降低，线性流量测量，流量计校准容易，降低流量检定成本，内磁式测量探头可起到整流与加速流体流速作用，使得流场稳定，局部流速提闻，提闻/[目噪比。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明【具体实施方式】结构示意图；
[0016]图2为本发明【具体实施方式】中电磁流量传感器结构示意图；
[0017]图3为本发明【具体实施方式】中测量电极结构示意图；
[0018]图4为本发明【具体实施方式】中测量原理示意图；
[0019]图5为本发明【具体实施方式】中测量参数关系图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0021]如图1及图2所示，本发明公开了一种直角式高压电磁流量计，包括流量计壳体1、与流量计壳体1连接的密封端盖2、连接座4及电磁流量转换器3，流量计壳体1内部设置有计量腔5，连接座4分别连接密封端盖2及电磁流量转换器3，该流量计壳体上设置有与计量腔相通的介质入口及介质出口，在本发明具体实施例中，还包括有电磁流量传感器6,该电磁流量传感器6位于计量腔5内，该电磁流量传感器6包括传感器外壳61、测量电极62及励磁线圈与磁轭68,该测量电极62嵌入传感器外壳61的外壁上，励磁线圈与磁轭68位于传感器外壳61内，且励磁线圈与磁轭68通过电缆线66与电磁流量转换器3连接。
[0022]如图2所示，优选为，所述的电磁流量传感器6还包括传感器连接管座65及传感器接头64，该传感器连接管座65与传感器外壳61连接，且传感器接头64连接于传感器连接管座65与传感器外壳61的连接部。
[0023]如图2所示，优选为，所述的励磁线圈与磁轭68被密封于独立的密封腔67内，该密封腔67位于传感器外壳61内，所述的密封腔67与传感器外壳61之间填充有玻璃纤维增强树脂，用以流量计电气测量系统的电气绝缘和增强传感器的机械强度。
[0024]如图2所示，优选为，所述的传动器连接管座65与连接座4连接，保证了各零部件之间连接可靠性，保证了该直角式高压电磁流量计测量准确性。
[0025]如图3所示，优选为，所述的测量电极62包括测量部621及连接部622，该连接部622穿过传感器外壳61与密封腔67采用螺纹连接，且测量部621与传感器外壳61的连接面上设置有密封圈，有效的对测量电极起到定位的作用，保证了该直角式高压电磁流量计测量准确性。
[0026]如图2所示，优选为，所述的传感器外壳61由PEEK材料制成，测量电极62由316Ti材料制成，感器器接头64由304不锈钢材料制成，传感器连接管座65由304不锈钢材料制成，PEEK是一种耐高温、高性能的热塑性特种工程塑料。它有着良好的机械性能和耐化学品、耐磨损、耐水解等性能；它比重轻，自润滑性能好，由于具有非常好的加工性能。传感器外壳的外形尺寸及光洁度有助于改善流场特性，而不同的探头截面尺寸可以增加或减少流体流通面积，以适应不同流量范围的需求，保证了该直角式高压电磁流量计使用寿命，且该结构的直角式高压电磁流量计维护量小、量程比较大且测量精度高。
[0027]通过采用上述技术方案，采用法拉第电磁感应原理，采用差动式信号拾取(测量原理)方式取代现有的结构中的两种测量原理，抗干扰能力强，感应信号幅度与流体流速成正比关系，结构简单且无可动部件，使用寿命长，维护量少，线性流量测量，不需要非线性修正，测量精度高(1.0级)、流量范围宽(量程比50: 1)。
[0028]综上所述，直角式高压电磁流量计结构简单，生产制造成本降低，线性流量测量，流量计校准容易，降低流量检定成本，内磁式测量探头可起到整流与加速流体流速作用，使得流场稳定，局部流速提闻，提闻/[目噪比。
[0029]如图4及图5所示，测量原理为:当导体在磁场中运动时将感应生成一个感应电压，采用电磁测量方法，流体介质相当于运动中的导体，流体流动的方向与电磁场方向垂直，感应电压与流体流速成正比。
[0030]流体中产生的感应电压被安装在测量探头横截面相对两侧的两个测量电极检测感应；信号电压u与磁场强度B、测量电极距离D和平均流速V成正比。由于恒定的交变磁场有极性交替变化的开关直流电流产生，磁场强度和电极距离是常数，则信号电压u与平均流速v成正比，依据平均流速与流通面积计算出流经计量腔的流体流量。
[0031]其中D为两测量电极之间的距离。
[0032]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种直角式高压电磁流量计，包括流量计壳体、与流量计壳体连接的密封端盖、连接座及电磁流量转换器，流量计壳体内部设置有计量腔，连接座分别连接密封端盖及电磁流量转换器，其特征在于:还包括有电磁流量传感器，该电磁流量传感器位于计量腔内，该电磁流量传感器包括传感器外壳、测量电极及励磁线圈与磁轭，该测量电极嵌入传感器外壳的外壁上，励磁线圈与磁轭位于传感器外壳内壁，且励磁线圈与磁轭通过电缆线与电磁流量转换器连接。
2.根据权利要求1所述的直角式高压电磁流量计，其特征在于:所述的电磁流量传感器还包括传感器连接管座及传感器接头，该传感器连接管座与传感器外壳连接，且传感器接头连接于传感器连接管座与传感器外壳的连接部。
3.根据权利要求1或2所述的直角式高压电磁流量计，其特征在于:所述的励磁线圈与磁轭被密封于独立的密封腔内，该密封腔位于传感器外壳内，所述的密封腔与传感器外壳之间填充有玻璃纤维增强树脂。
4.根据权利要求1或2所述的直角式高压电磁流量计，其特征在于:所述的传动器连接管座与连接座连接。
5.根据权利要求1或2所述的直角式高压电磁流量计，其特征在于:所述的测量电极包括测量部及连接部，该连接部穿过传感器外壳与密封腔采用螺纹连接，且测量部与传感器外壳的连接面上设置有密封圈。
6.根据权利要求3所述的直角式高压电磁流量计，其特征在于:所述的测量电极包括测量部及连接部，该连接部穿过传感器外壳与密封腔采用螺纹连接，且测量部与传感器外壳的连接面上设置有密封圈。
7.根据权利要求1或2所述的直角式高压电磁流量计，其特征在于:所述的传感器外壳由PEEK材料制成。
8.根据权利要求3所述的直角式高压电磁流量计，其特征在于:所述的传感器外壳由PEEK材料制成。
9.根据权利要求4所述的直角式高压电磁流量计，其特征在于:所述的传感器外壳由PEEK材料制成。
10.根据权利要求8所述的直角式高压电磁流量计，其特征在于:所述的传感器外壳由PEEK材料制成，测量电极由316Ti材料制成，感器器接头由304不锈钢材料制成，传感器连接管座由304不锈钢材料制成。
【文档编号】G01F1/58GK104296812SQ201410596539
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】陈雅芬, 范叔晋, 陈通照, 陈福钏 申请人:浙江奥新仪表有限公司