一种多级整流型电磁流量传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多级整流型电磁流量传感器，包括导管组件、电极组件、线圈组件、磁芯和磁轭，导管组件包括依次连接的一级整流段、二级整流段和三级整流段，三级整流段为截面是圆角矩形的直管，电极组件贴合安装在三级整流段外部的两侧，磁芯贴合安装在三级整流段外部的两侧并与电极组件垂直，线圈组件与磁芯贴合。流体经过电磁传感器时，首先由一级整流段（文丘里喷嘴）整流，然后由二级整流段（明渠矩形）整流，从而提高流通电磁传感器的介质流速。电极之间的感应介质与磁芯距离处于相同尺寸，从而确保感应磁场的一致性。本方案适用于大部分流量检测场合，尤其适合对流速较低的对象进行检测。
【专利说明】
一种多级整流型电磁流量传感器
技术领域
[0001]本实用新型涉及计量设备，尤其是涉及一种多级整流型电磁流量传感器。
【背景技术】
[0002]电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律原理设计的，流量计的测量管是内衬绝缘材料的非导磁合金导管，两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上，励磁线圈被脉冲励磁时，将在与测量管线垂直的方向上产生工作磁场。基于电磁流量计的测量原理及技术的不断发展，电磁流量计测量精度高、无压损等技术特点被广泛应用于导电性液体的计量及控制领域。
[0003]现有的流量计在下限测量领域存在以下缺点:
[0004]1、励磁线圈分布于两对称电极直径的磁场呈分散模式，圆心磁场最强，靠近电极位置磁场最弱，导致整个测量量程范围内，仪表线性度不理想；
[0005]2、在低流速测量时，对于通径型传感器结构设计，靠近管壁流速最低，管道中心流速最高，且介质流量越小，其差异越大，直接导致下限精度范围大多从0.4m/s以上才能保证精度测量。
[0006]中华人民共和国国家知识产权局于2013年04月03日公开了名称为《测量管全绝缘一体化的电磁流量传感器》的专利文献(公开号:CN103017841A)，其测量管釆用全绝缘一体化的结构，测量电极、接地电极和所述测量管管壁直接嵌入式固定密封连接，传感器壳体前后两侧铝合金侧板与置于所述测量管两端的不锈钢外接导管嵌入压铸连接。此方案仍然存在仪表线性度不理想、低速测量不准确的缺陷。
【发明内容】
[0007]本实用新型主要是解决现有技术所存在的仪表线性度不理想、低速测量不准确等的技术问题，提供一种具有较好的线性度、在流速较低情况下仍然可以获得准确的测量结果的多级整流型电磁流量传感器。
[0008]本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种多级整流型电磁流量传感器，包括导管组件、电极组件、线圈组件、磁芯和磁轭，所述导管组件包括依次连接的一级整流段、二级整流段和三级整流段，所述一级整流段为圆弧形文丘里整流管，三级整流段为截面是圆角矩形的直管，二级整流段呈收缩状，二级整流段的入口为圆形，二级整流段的出口为圆角矩形，电极组件贴合安装在三级整流段外部的两侧，磁芯贴合安装在三级整流段外部的两侧并与电极组件垂直，线圈组件与磁芯贴合，磁轭将线圈组件、磁芯、电极组件和三级整流段包裹在内并与线圈组件连接。
[0009]导管组件为非导磁介质。电极组件用于测量输出磁感应信号。本方案中，导管组件采用多级整流设计，流体经过电磁传感器时，首先由一级整流段(文丘里喷嘴)整流，然后由二级整流段(明渠矩形)整流，从而在不扰乱流体的前提下，对流体的状态进行整流，提高流通电磁传感器的介质流速。
[0010]本方案中，电极测量流量的横截面积处于类似矩形设计，使得电极之间的感应介质与磁芯距离处于相同尺寸设计，从而确保感应磁场的一致性。
[0011]作为优选，所述导管组件内表面涂覆有尼龙塑粉。
[0012]尼龙塑粉用于绝缘，如果用于防腐性测量，则内衬先进行PFA内衬，然后加工三级整流尺寸。
[0013]作为优选，多级整流型电磁流量传感器还包括圆筒状的包板组件，所述包板组件的两端与一级整流段或二级整流段的外侧密封连接并将磁轭包裹在内。
[0014]包板组件主要起到隔离作用，焊接在导管上，屏蔽外界磁场。
[0015]作为优选，所述线圈组件包括两个线圈和两个铁芯，磁芯有两个，每个铁芯的外围饶有线圈，每个铁芯的第一端连接一个磁芯，第二端连接磁轭。
[0016]铁芯主要起加强磁场作用，从而降低线圈成本。
[0017]作为优选，所述电极组件包括两个电极，两个电极安装在三级整流段外部的左右两侧并通过导线连接到外部，两个磁芯安装在三级整流段外部的上下两侧，磁芯横向覆盖两个电极之间的直线距离，纵向覆盖整个三级整流段。
[0018]磁芯用于磁场的均匀分布。为进一步确保两电极之间直线之间的感应磁场保持相对，本方案采用了平行对称分布的磁芯设计，两磁芯对称的设计与导管的上下方，使得形成单向导磁。两个电极、两个线圈分别有两根引线引出，电极线用于感应电动势的测量，线圈励磁线用于磁场的引入。
[0019]本实用新型带来的有益效果是，通过采用多级整流型的电磁传感器的流道分布，使得流体更加趋于稳定，提高了下限测量流速，确保了下限流量的精度;通过采用多种措施提高电极直线之间的感应磁场均匀度，可以进一步提高整机的量程线性度；导管内衬采用耐高温的PFA材质设计或尼龙塑粉喷涂，前者可以广泛用于工业管线测量腐蚀性介质，后者可以用于饮用水行业。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的一种主视截面图；
[0021 ]图2是本实用新型的一种左视截面图；
[0022]图中:1、导管组件，2、电极，3、线圈，4、铁芯，5、磁芯，6、磁轭，7、包板组件，11、一级整流段，12、二级整流段，13、三级整流段。
【具体实施方式】
[0023]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0024]实施例:本实施例的一种多级整流型电磁流量传感器，如图1和图2所示，包括导管组件1、电极组件、线圈组件、磁芯5、磁轭6和包板组件7，导管组件包括依次连接的一级整流段11、二级整流段12和三级整流段13，一级整流段为圆弧形文丘里整流管，三级整流段为截面是圆角矩形的直管，二级整流段呈收缩状，二级整流段的入口为圆形，二级整流段的出口为圆角矩形，电极组件贴合安装在三级整流段外部的两侧，磁芯贴合安装在三级整流段外部的两侧并与电极组件垂直，线圈组件与磁芯贴合，磁轭将线圈组件、磁芯、电极组件和三级整流段包裹在内并与线圈组件连接。
[0025]包板组件的两端与一级整流段或二级整流段的外侧密封连接并将磁轭包裹在内。
[0026]线圈组件包括两个线圈3和两个铁芯4，磁芯有两个，每个铁芯的外围饶有线圈，每个铁芯的第一端连接一个磁芯，第二端连接磁轭。
[0027]电极组件包括两个电极2，两个电极安装在三级整流段外部的左右两侧并通过导线连接到外部，两个磁芯安装在三级整流段外部的上下两侧，磁芯横向覆盖两个电极之间的直线距离，纵向覆盖整个三级整流段。
[0028]导管组件内部包括三级整流设计，分别为一级整流(圆弧文丘里整流)，二级整流(圆形向矩形收缩整流)，三级整流(矩形直管段整流)，导管组件为非导磁介质，其内表面涂覆一层非金属的尼龙塑粉用于绝缘，如果用于防腐性测量，侧内衬先进行PFA内衬，然后加工三级整流尺寸。
[0029]电极组件安装于左右两侧，通过O型圈等进行密封安装，用于测量输出磁感应信号。
[0030]磁芯安装于导管上下对称位置，其磁芯的尺寸横向覆盖整个电极之间的直线距离，众向覆盖三级整流直管段。用于磁场的均匀分布；
[0031]线圈与铁芯组件主要用于磁场的引入，铁芯主要起加强磁场作用，从而降低线圈成本，安装于磁芯的上方，接触形成一体；
[0032]磁轭包裹在外围，连接两线圈、铁芯、磁芯，使得磁场循环，加强磁场的强度，另外用于外界屏蔽；
[0033]包板组件主要起到隔离作用，焊接在导管上，屏蔽外界磁场。
[0034]另外两电极组件、两线圈组件分别有两根引线引出，电极线用于感应电动势的测量，线圈励磁线用于磁场的引入。
[0035]本方案通过改进电磁传感器导管的流道设计，实现流场稳定的前提下，降低其流通面积，提高通过电磁传感器的流体流速，从而提高介质流量的下限精度范围；另外一方面改善其磁场分布布局，使得两电极之间的磁场处于均匀状态，提高整体量程范围内的线性度。
[0036]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0037]尽管本文较多地使用了导管组件、线圈、磁芯等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【主权项】
1.一种多级整流型电磁流量传感器，其特征在于，包括导管组件、电极组件、线圈组件、磁芯和磁轭，所述导管组件包括依次连接的一级整流段、二级整流段和三级整流段，所述一级整流段为圆弧形文丘里整流管，三级整流段为截面是圆角矩形的直管，二级整流段呈收缩状，二级整流段的入口为圆形，二级整流段的出口为圆角矩形，电极组件贴合安装在三级整流段外部的两侧，磁芯贴合安装在三级整流段外部的两侧并与电极组件垂直，线圈组件与磁芯贴合，磁轭将线圈组件、磁芯、电极组件和三级整流段包裹在内并与线圈组件连接。2.根据权利要求1所述的一种多级整流型电磁流量传感器，其特征在于，所述导管组件内表面涂覆有尼龙塑粉。3.根据权利要求1或2所述的一种多级整流型电磁流量传感器，其特征在于，还包括圆筒状的包板组件，所述包板组件的两端与一级整流段或二级整流段的外侧密封连接并将磁轭包裹在内。4.根据权利要求1或2所述的一种多级整流型电磁流量传感器，其特征在于，所述线圈组件包括两个线圈和两个铁芯，磁芯有两个，每个铁芯的外围饶有线圈，每个铁芯的第一端连接一个磁芯，第二端连接磁轭。5.根据权利要求4所述的一种多级整流型电磁流量传感器，其特征在于，所述电极组件包括两个电极，两个电极安装在三级整流段外部的左右两侧并通过导线连接到外部，两个磁芯安装在三级整流段外部的上下两侧，磁芯横向覆盖两个电极之间的直线距离，纵向覆盖整个三级整流段。
【文档编号】G01F1/58GK205426251SQ201620174810
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月8日
【发明人】聂志刚, 孙向东, 冯旭, 刘晨凯, 虞凯旋
【申请人】浙江迪元仪表有限公司