交流电荷感应式流速流量测量传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于气力输送气固两相流技术领域，涉及一种气固两相流体流速流量测量传感器。
【背景技术】
[0002]气固两相流体流速流量是目前环境保护、工业自动化领域一个重要的测量参数，采用交流电荷感应式原理进行测量是目前最先进的方法，其采用的传感器的是插入式，传感器的金属探棒与被测介质气流接触，这种结构适合在压力较低和截面积较大的管道及风道上使用，只需简单的密封即可，传感器的金属探棒对管道内介质气流的影响可忽略不计，如发电厂的一次风管和烟道。但对于压力较高和截面积较小的管道，如煤化工的煤粉输送管道，一方面管道内压力可达几MPa到十几MPa，插入式传感器达不到密封及耐压安全要求，不能使用，另一方面，由于管道的截面积较小，传感器的金属探棒会对管道内介质气流产生较大影响。
【发明内容】
[0003]为解决当前交流电荷感应式流速流量测量的插入式传感器不能应用于压力较高和截面积较小的管道的技术问题，本发明提供一种交流电荷感应式流速流量测量的新型传感器。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种交流电荷感应式流速流量测量传感器，包括上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈、接线端子，其特殊之处在于:
[0006]还包括两端带有连接装置的连接管，所述上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈相互平行且垂直于连接管道安装，所述上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈通过连接管道两端的连接装置与被测介质管道连接；
[0007]所述连接管为三层套管，最内层套管为绝缘陶瓷套管，最外层套管为金属保护管，中间层套管为非金属绝缘管，所述绝缘陶瓷套管的壁厚由被测管道压力确定，所述上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈均包括本体及延伸段，所述本体设置在中间层套管中，所述延伸段穿过最外层套管与接线端子电连接，所述延伸段与最外层套管之间绝缘。
[0008]以上为本发明的基本方案，基于该基本方案本发明还做出以下优化限定。
[0009]上述中间层套管的内径与绝缘陶瓷套管11的外径相同，所述金属保护管的内径与中间层套管的外径相同。
[0010]上述中间层套管是由第I段非金属绝缘管10、第2段非金属绝缘管9、第3段非金属绝缘管8依次连接组成的分段式套管，所述上游环型金属传感线圈的本体位于第I段非金属绝缘管与第2段非金属绝缘管连接处，所述下游环型金属传感线圈位于第2段非金属绝缘管与第3段非金属绝缘管连接处。
[0011]上述第I段非金属绝缘管的末端截面开设有第一环形槽，所述上游环型金属传感线圈的本体位于第一环形槽内，所述第2段非金属绝缘管的末端截面开设有第二环形槽，所述下游环型金属传感线圈的本体位于第二环形槽内。
[0012]上述连接装置为连接法兰，两个连接法兰与最外层套管焊接在一起，两个连接法兰外侧端面相互平行，且与最外层套管的轴向中心线垂直，所述中间层套管及中间层套管的端面均与相应端的连接法兰的外端面位于同一平面。
[0013]上述传感器还包括延伸段引出装置，所述延伸段引出装置包括设置在金属保护管12上两个引出孔、两个非金属绝缘管7及引出座，所述引出座设置在金属保护管12外侧，所述引出座内设置有与两个引出孔相通的两个套管孔，所述延伸段依次穿过个引出孔、套管孔与接线端子连接，所述非金属绝缘管7的一部分位于套管孔内用于延伸段与引出座之间的绝缘，所述非金属绝缘管7的另一部分位于引出孔内且端部与中间层套管接触用于延伸段与最外层套管之间的绝缘。
[0014]本发明的有益效果是:
[0015]本发明解决了当前交流电荷感应式流速流量测量的插入式传感器不能应用于压力较高和截面积较小的管道的技术问题，拓展了交流电荷感应式测量技术的应用范围。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的传感器结构图；
[0017]图2为图1的A-A视图；
[0018]图3为上游环型金属传感线圈及下游环型金属传感线圈的结构示意图；
[0019]其中，附图标记为:1_接线盒、2-上游环型金属传感线圈、3-接线端子、4-下游环型金属传感线圈、5-引出座、6-连接法兰、7-非金属绝缘管、8-第3段非金属绝缘管、9-第2段非金属绝缘管、10-第I段非金属绝缘管、11-绝缘陶瓷管、12-金属保护管、13-本体、14-延伸段。
【具体实施方式】
[0020]以下从本发明的原理出发对本发明进行说明:
[0021]本发明的传感器的测量原理:根据交流电荷感应原理，即流体在流经绝缘陶瓷管时，上游环型金属传感线圈及下游环型金属传感线圈感应随机电荷信号，两组随机信号同时传至信号处理单元，在信号处理单元中经过信号调理、A/D变换转成数字信号，再由嵌入式处理器根据交相关数学模型计算后就能获得二个信号的高精度时差(被测介质经过二个环型金属传感线圈所用时间)Λ t ;上下游环型金属传感线圈之间的安装距离是恒定的L(等于第2段非金属绝缘管9的长度，通过键盘输入到信号处理单元中)，利用公式:V(m/s) = L(m)- At(s)可以准确的计算出被测介质绝对流速，再乘以管道的截面积后就可测得体积流量。
[0022]利用两组传感信号计算流体流速流量先前已有申请公开，如公开号为101995486A的中国专利申请，本发明的特殊之处在于传感器对被测介质采用非接触感应方式获取电荷信号，已解决现有插入式结构的传感器不能适用于高压及小直径管道内介质的测量。
[0023]以下结合附图对本发明交流电荷感应式流速流量测量传感器的优选接结构及原理进行详细说明:
[0024]如图1-3所示:本发明交流电荷感应式流速流量测量传感器包括上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈、接线端子、两端带有法兰的连接管及延伸段引出装置。连接管为三层套管，最内层套管为绝缘陶瓷套管11，最外层套管为金属保护管12，中间层套管为非金属绝缘管，中间层套管的内径与绝缘陶瓷套管11的外径相同，金属保护管的内径与中间层套管的外径相同。中间层套管是由第I段非金属绝缘管10、第2段非金属绝缘管9、第3段非金属绝缘管8依次连接组成的分段式套管。上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈均包括本体13及延伸段14，上游环型金属传感线圈的本体位于第I段非金属绝缘管10末端的第一环形槽内，下