专利名称：带有极限值开关的悬浮体流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量流经测量管的流体流量的悬浮体流量计，其具有设置 在测量管中的可通过流体流动而偏移的悬浮体；带有指示器的用于探测悬浮体的偏移并将 该偏移转换成指示器的相应大小的偏移的测量转换器；至少一个触动器和至少一个极限值 开关，其中触动器与指示器耦接，在达到极限流量时，触动器触动极限值开关。
背景技术：
所述类型的悬浮体流量计由于其简单和耐用而在众多应用中用于流体流量测量， 流体可能是气体或液体。悬浮体流量计的测量原理基于通过流动流体而偏移的悬浮体的偏 移，其中由这种偏移推导出流量。通常，悬浮体沿着测量管纵轴线可平移偏移地设置在测量 管中，测量管的内横截面沿着悬浮体的偏移区域在流体的流向上变宽。在安装状态下，测量 管的纵轴线，进而还有悬浮体的运动轴线，往往平行于大地重力场的作用方向布置，使得流 体流向基本上与大地重力场的作用方向相反，亦即测量管被从下向上流过。悬浮体的重力 与在悬浮体密度和流体密度之间的差成比例的一静态的一浮力和作用到悬浮体上的一动 态的一流动力相反地起作用。显然可见，流体密度必须小于悬浮体密度，这是因为否则的 话，即使不存在流动，悬浮体也会偏移离开起始位置。如果浮力和流动力之和超过了重力， 悬浮体就会与大地重力场的作用方向相反地偏移离开起始位置。随着悬浮体偏移程度的增 大，测量管内横截面与悬浮体之间的间隙面积增大，由此使得作用到悬浮体上的流动力减 小。悬浮体偏移程度持续增大，直至浮力和流动力之和补偿了重力。在力平衡中产生的悬 浮体偏移是流量体积流的量度，由该体积流利用流体密度还能算得质量流。由于浮力与流 体密度相关，而流动力与流体雷诺数相关，所以利用悬浮体测量计进行的流量测量取决于 流经测量管的流体。
由现有技术已知的悬浮体流量计具有用来指示流体流量的装置，该装置包括测量 指针和刻度，该流量可能是体积流或质量流，其中测量指针与可转动地安置的轴耦接，测量 指针在刻度上指示出流经测量管的流量。在这里，测量转换器探测到偏移离开悬浮体的起 始位置，并把这种偏移转换成轴的对应的角度，因而也把轴称为指示器。利用设置在悬浮体 中的永磁体来探测悬浮体的偏移，并转换成轴的对应角度，该永磁体与另一设置在可转动 地安置的轴上的永磁体磁性地耦合。悬浮体流量计原则上无需电能即可测量和指示流量， 因而其在电源故障时也能工作。
为了既在超过最大允许的规定的极限流量时产生电的极限信号，又在低于最小允 许的规定的极限流量时产生电的极限信号，由现有技术已知的悬浮体流量计配备有两个极 限值开关和两个分析电路。这些极限开关是感应式接近开关，其被设计成感应式槽形起动 器(Schlitzinitiator)。感应式接近开关包括带有线圈的电的振荡器,其中流经线圈的振 荡电路在感应式接近开关周围的外围空间的规定区域内产生交变散射磁场。槽形起动器的 交变散射场基本上在设置于槽形起动器壳体内的槽上延伸。
与用作指示器的轴耦接的触动器是由导电材料制得的小薄片(Fahne)。小薄片与两个槽形起动器相互间适当布置，使得在轴相应地转动情况下，小薄片移动穿过槽形起动 器的槽。如果流量接近于两个极限流量之一，例如接近于最大允许的极限流量，小薄片就会 相应地接近槽形起动器的槽，最终伸入到槽中。槽中的交变散射场在小薄片内感应出涡流， 所述涡流从振荡器获得能量，并通过这种方式来影响振荡。槽形起动器的分析电路探测并 分析对振荡的影响，在达到极限流量时，分析电路产生电的极限信号。为了避免流量在极限 流量周围仅略微波动时就使得信号发生变化，在分析电路中实施迟滞(Hysterese)，由此仅 在流量比最大允许的极限流量小一定的量时才调节极限信号的产生。相应地使感应式槽形 起动器与小薄片间隔开地布置，由此对规定为允许的极限流量进行调节，极限指针把调节 后的极限流量指示在刻度上。
悬浮体流量计具有壳体，在该壳体中设置有指示装置、测量转换器和带有附属的 分析电路的感应式槽形起动器。
用于在达到极限流量时产生电的极限信号的代价相比于用于测量流量的代价相 当大，复杂性、构造代价和制造代价也明显上升，由此带来高昂的成本。另外，在极限流量情 况下产生电的极限信号引起既给感应式槽形起动器供应电能，又给分析电路供应电能。
悬浮体流量计的悬浮体配备有永磁体，在这种悬浮体流量计的测量管上，很久以 来在前述壳体之外安装有簧片开关作为极限值开关。这种簧片开关直接通过悬浮体的永磁 体受到触动，并通过这种方式产生电的极限信号，其中极限流量决定于沿着测量管轴线的 簧片开关位置。然而，相比于利用感应式槽形起动器进行的探测，极限流量的这种探测方式 造成明显大的极限流量测量误差和明显大的进而不利的迟滞。发明内容
本发明的目的在于，介绍一种悬浮体流量计，其复杂性降低，构造代价和制造代价 减小，进而引起成本降低，同时保持良好地或有所改善地探测极限流量。
前述目的通过本发明的悬浮体流量计得以实现，其首要特征在于，极限开关是簧 片开关。簧片开关主要由两个弹性的能导电的接触舌簧构成，这些接触舌簧设置在密封地 封闭的壳体中，并以较小的间距叠置，但不接触，它们由铁磁性材料构成。如果由适当方向 的磁场作用到接触舌簧上的力大于接触舌簧的弹性力，这些接触舌簧就会接触，并且开关 关闭，否则开关就打开。簧片开关内在地是由接触舌簧的铁磁性材料引起的小迟滞，其体现 在用来关闭开关的待由磁场施加的力大于用来保持该状态的力。
由现有技术已知的悬浮体流量计带有感应式槽形起动器，而本发明的悬浮体流量 计却替代地带有簧片开关，使用这种悬浮体流量计具有复杂性降低且构造代价减小的优 点，这是因为省去了分析电路，且用简单的簧片开关来代替感应式接近开关，由此也减小了 制造代价，进而也降低了成本。由于与感应式接近开关相反，簧片开关无需供应电能，所以 另一优点是，本发明的悬浮体流量计无需供应电能。
在本发明的一种特别优选的设计中，在触动器上设置有永磁体。若流经测量管的 流量接近极限流量，永磁体就相应地接近簧片开关，且由永磁体的磁场施加到接触舌簧上 的力增大。若流量达到了极限流量，簧片开关就利用由磁场施加的力而关闭。若流量远离 极限流量，由磁场施加到接触舌簧上的力相应地也减小，然而簧片开关由于其迟滞而在流 量与极限流量相差一定的量时才打开。这种内在的迟滞防止当流量在极限流量范围内仅略微波动时簧片开关的并非所愿的开关过程。由于簧片开关在受触动时关闭，否则就打开，所 以它是一种常开触头。
按照一种替代的更特别优选的设计，触动器由磁导率高的材料构成，在空间上恒 定地与簧片开关直接相邻的附近设置有永磁体，永磁体的磁场穿过并接触簧片开关的接触 舌簧，簧片开关因而关闭。如果流经测量管的流量接近极限流量，触动器就相应地接近簧片 开关，由于触动器的磁导率高，穿过接触舌簧的磁场变形。如果流量最终达到了极限流量， 则穿过接触舌簧的磁场适当变形，并引起作用到接触舌簧上的对应的力作用，使得簧片开 关打开。由于簧片开关在受触动时打开，所以它是一种常闭触头。被设计成常闭触头的簧 片开关也存在有利的迟滞。可以采用简单的方式将本发明的悬浮体流量计由常闭触头-簧 片开关改装成常开触头-簧片开关，这是因为两种类型的簧片开关具有相同的壳体，且两 种类型的触动器具有相同的用于指示器的接纳机构。
按照另一优选的设计，悬浮体流量计配备有指示装置，该指示装置包括测量指针 和刻度，测量指针就是触动器。测量指针为此可以要么配备有磁体，要么由磁导率高的材料 构成。由于省去了触动器，且由测量指针来承担触动器功能，故简化了悬浮体流量计。按照 该设计，同样可以采用简单的方式将常闭触头-簧片开关改装成常开触头-簧片开关，这是 因为两种类型的测量指针具有相同的用于指示器的接纳机构。
在本发明的另一优选的实施例中，簧片开关设置在辅助承载体上，在该辅助承载 体上开设有长孔。辅助承载体与一承载体被穿过长孔的螺钉牢固地连接起来，测量转换器 也设置在该承载体上。长孔的方向经过适当选择，使得能通过簧片开关与触动器之间的在 松开螺钉时可调节的间距来调节极限流量。此外，在辅助承载体上设置有极限指针，该极限 指针在刻度上指示出调节后的极限流量。不言而喻，可以给本发明的悬浮体流量计配备多 于一个的簧片开关和多于一个的极限指针。
根据另一优选的实施例，至少把簧片开关、触动器、测量转换器和指示装置设置在 一个壳体中。这种悬浮体流量计紧凑，且无需供应电能。
具体来说，现有各种不同的方案可用来改进和设计本发明的悬浮体流量计。对此 参见从属于权利要求1的权利要求和结合附图对优选实施例的说明。其中图1为本发明的悬浮体流量计的实施例的立体图；图2为图1的悬浮体流量计的分解图；图3为图1的悬浮体流量计的俯视图；和 图4为图1的悬浮体流量计的侧视图。
具体实施方式
在图1至4中局部地示出了本发明的悬浮体流量计1，其包括这里未示出的测量 管、悬浮体和壳体。测量转换器2带有轴3作为指示器，并探测悬浮体的偏移，将该偏移转 换成轴3的对应角度。在测量转换器的柱形壳体4中，在轴3上设置有磁体，该磁体与设置 在悬浮体中的磁体磁性地耦合，由此把悬浮体的偏移转换成轴3的对应角度。轴3与触动 器5通过螺旋连接件6连接，其中触动器5被设计成小薄片7，且粘贴有铁磁性的膜8。在达到规定的相应极限流量时，触动器5触动用作极限值开关的两个簧片开关9之一。测量 值指针10也通过螺旋连接件6与轴3耦接，并在这里未示出的刻度上指示出当前的流量。
两个簧片开关9中的每一个都与辅助承载体11拧紧。辅助承载体11 一方面具有 圆形的贴靠在测量转换器2的柱形壳体4上的凹缺12，另一方面具有与轴3同心的长孔13。 测量转换器2也设置在承载体上。两个辅助承载体11上下叠置在承载体14上，螺钉15穿 过长孔13并与承载体14拧紧。在螺钉15上设置有弹簧16，该弹簧朝向承载体14对两个 辅助承载体11施加力，通过这种方式把辅助承载体11固定在该承载体上，但利用弹簧的有 限的力可使得辅助承载体以一定的力围绕轴3旋转或摆动。在两个辅助承载体11中的每 一个上都构造有极限指针17，该极限指针在刻度上指示出由于辅助载体围绕轴3旋转而产 生的当前极限流量，此时触动簧片开关9之一。
所用的簧片开关9是打开式簧片开关。簧片开关9通过辅助承载体11相对于触 动器5适当布置，使得在达到由极限指针17在刻度上指示出的流量时，触动器5触动该簧 片开关9，即打开它。这种触动通过由簧片开关9的永磁体产生的磁场的变形来进行。在 此，磁场的变形由铁磁性的膜8引起。
权利要求
1.一种用于测量流经测量管的流体流量的悬浮体流量计(1)，具有设置在测量管中的可通过流体流动而偏移的悬浮体；带有指示器(3)的用于探测悬浮体的偏移并将该偏移转换成指示器(3)的相应大小的偏移的测量转换器(2);至少一个触动器(5)和至少一个极限值开关(9)，其中触动器(5)与指示器(3)耦接，在达到极限流量时，触动器(5)触动极限值开关(9)，其特征在于，极限值开关(9)是簧片开关。
2.如权利要求1所述的悬浮体流量计(1)，其特征在于，触动器(5)具有用于产生磁场的机构，在达到极限流量时，该磁场触动簧片开关(9)。
3.如权利要求1所述的悬浮体流量计(1)，其特征在于，由在空间上相距簧片开关(9)恒定地设置的机构产生的磁场穿过簧片开关(9)，在达到极限流量时，在磁场的磁导性影响下，触动器(5)触动簧片开关(9)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的悬浮体流量计(I)，其特征在于，指示装置指示出流量。
5.如权利要求4所述的悬浮体流量计(I)，其特征在于，指示装置包括测量指针(10)和刻度。
6.如权利要求5所述的悬浮体流量计(I)，其特征在于，测量指针(10)是触动器(5)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的悬浮体流量计(I)，其特征在于，极限流量能通过触动器(5)与簧片开关(9)之间的可调节的相对位置来调节。
8.如权利要求1至7中任一项所述的悬浮体流量计(I)，其特征在于，极限流量被极限指针(17)指示出来。
9.如权利要求1至8中任一项所述的悬浮体流量计(I)，其特征在于，至少把簧片开关(9)、触动器(5)和测量转换器(2)设置在一个共同的壳体中。
10.如权利要求9所述的悬浮体流量计(I)，其特征在于，附加地把指示装置设置在壳体中。
全文摘要
介绍一种用于测量流经测量管的流体流量的悬浮体流量计(1)，其具有设置在测量管中的可通过流体流动而偏移的悬浮体；带有指示器(3)的用于探测悬浮体的偏移并将该偏移转换成指示器(3)的相应大小的偏移的测量转换器(2)；至少一个触动器(5)和至少一个极限值开关(9)，其中触动器(5)与指示器(3)耦接，在达到极限流量时，触动器(5)触动极限值开关(9)。极限值开关(9)是簧片开关，由此实现一种悬浮体流量计(1)，其复杂性降低，构造代价和制造代价减小，进而成本也降低。
文档编号G01F1/24GK103017831SQ20121035401
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月21日 优先权日2011年9月22日
发明者C.佩耶尔 申请人:克洛纳测量技术有限公司