电极组件、电磁流量计和现场仪表的制作方法

电极组件、电磁流量计和现场仪表的制作方法
【专利摘要】本申请涉及一种电极组件、电磁流量计和现场仪表，该电极组件包括：紧固件，该紧固件具有阶梯结构，阶梯结构中从紧固件的小端起的至少一部分中空且内部具有螺纹；以及电极，该电极的至少一部分具有螺纹且能够以可变圈数旋合到紧固件的中空部分中。该电极组件的整体长度可以通过改变紧固件与电极之间的螺纹旋合圈数来调整，从而提高了其通用性，减少了要生产的电极组件的规格的数量。
【专利说明】电极组件、电磁流量计和现场仪表
【技术领域】
[0001]本实用新型总体上涉及工业测量领域，具体地涉及一种具有尺寸上的通用性的用于测量电信号的电极组件、包括该电极组件的电磁流量计和现场仪表。
【背景技术】
[0002]在工业测量领域中，电极组件可以置于各种介质中以测量需要的电信号。取决于电极组件应用的环境和安装条件，对电极组件的整体长度可能存在不同的要求。例如，在电磁流量计中，将电极组件插入管道内的流体中以测量感生电动势进而算出流量，但是，由于测量对象、标准以及法兰压力等级的不同，电磁流量计的管道及内衬的厚度可能不同，因此穿过管道及内衬的电极的长度不同，导致电极组件的整体长度有各种变化，需要生产众多规格的电极组件。
实用新型内容
[0003]为了使同一规格的电极组件能够应用于不同规格的电磁流量计(或者其他装置或设备)，即提高电极组件的通用性，从而降低生产成本，本申请提出了一种整体长度可调整的电极组件。
[0004]具体地，本申请的电极组件通过改变其内部部件之间的螺纹旋合圈数来改变自身的整体长度，从而具有尺寸上的通用性，减少了需要生产的电极组件的规格数量。
[0005]本申请提供了一种电极组件，包括:紧固件，该紧固件具有阶梯结构，阶梯结构中从紧固件的小端起的至少一部分中空且内部具有螺纹；以及电极，该电极的至少一部分具有螺纹且能够以可变圈数旋合到紧固件的中空部分中。
[0006]根据本申请的一个方面，该紧固件为螺母，螺母包括具有第一直径的第一部分和具有小于第一直径的第二直径的第二部分，其中，至少第二部分中空且内部具有螺纹。
[0007]根据本申请的另一个方面，该电极不与紧固件旋合的一端具有膨大头部。
[0008]根据本申请的又一个方面，第二部分的端部与膨大头部配合，用于将电极固定在电极所穿越的壁中。
[0009]根据本申请的一个方面，该电极组件还包括用于设置在第一部分和电极所穿越的壁之间的弹簧。
[0010]根据本申请的另一个方面，紧固件为导体，并且电极组件还包括与紧固件电连接的信号引出端。
[0011]本申请还提供了一种电磁流量计，包括至少一个电极组件，该电极组件包括:紧固件，该紧固件具有阶梯结构，阶梯结构中从紧固件的小端起的至少一部分中空且内部具有螺纹；以及电极，该电极的至少一部分具有螺纹且旋合到紧固件的中空部分中，其中，电极未旋合到紧固件的中空部分中的其余部分贯穿电磁流量计的管道和内衬。
[0012]根据本申请的一个方面，该电极组件还包括设置在电极与管道和内衬之间的绝缘部件。[0013]根据本申请的另一个方面，紧固件为导体，并且电极组件还包括与紧固件电连接 的信号引出端。
[0014]根据本申请的又一个方面，该电极组件还包括设置在紧固件与管道之间的绝缘部 件。
[0015]根据本申请的另一个方面，该电极组件还包括设置在紧固件的远离管道的一端上 的绝缘部件。
[0016]根据本申请的一个方面，紧固件为螺母，该螺母包括具有第一直径的第一部分和 具有小于第一直径的第二直径的第二部分，至少第二部分中空且内部具有螺纹。
[0017]根据本申请的另一个方面，电极不与紧固件旋合的一端具有膨大头部，第二部分 的端部与电极的膨大头部配合，用于将电极固定在管道和内衬中。
[0018]根据本申请的又一个方面，该电极组件还包括弹簧，弹簧位于第一部分和管道之 间，并且弹簧与所述紧固件和/或管道绝缘。
[0019]根据本申请的一个方面，弹簧可以为压缩弹簧或碟片弹簧。
[0020]本申请还提供了一种现场仪表，包括至少一个上述电极组件，其中，电极的至少一 部分旋合到紧固件的中空部分中。
[0021]根据本申请的各个方面的电极组件的整体长度可以通过改变紧固件与电极之间 的螺纹旋合圈数来调整，从而提高了其通用性，减少了要生产的电极组件的规格的数量。
[0022]通过以下结合附图对本实用新型的优选实施例的详细说明，本申请的这些以及其 他优点将更加明显。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]为了进一步阐述本申请的以上和其它优点与特征，下面结合附图对本申请的具体 实施方式作进一步详细的说明。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且 形成本说明书的一部分。其中，在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或 者相似的部件。应当理解，这些附图仅描述本申请的典型示例，而不应看作是对本申请的范 围的限定。在附图中:
[0024]图1是示出了根据本申请的一个实施例的结构的示意性的剖面图；
[0025]图2a示出了根据本申请的一个实施例的螺母的示意性的剖面图；
[0026]图2b示出了根据本申请的一个实施例的螺母的示意性的立体图；
[0027]图3是示出了根据本申请的一个实施例的电磁流量计的立体示意图；以及
[0028]图4是示出了根据本申请的一个实施例的电磁流量计的示意性剖面图。
【具体实施方式】
[0029]在下文中将结合附图对本申请的示例性实施例进行描述。为了避免因不必要的细 节模糊了实用新型的要点，在附图中仅示出与实用新型方案密切相关的结构和部件，而省 略了关系不大的其他细节。出于简单明了表示图中元件的目的，图中元件并不一定是按比 例绘制的。
[0030]首先参照图1描述根据本申请的一个实施例的电极组件100的结构。图1以示 意性的方式示出了电极组件100的剖面图，如图1所示，电极组件100包括紧固件101和电极102，其中，紧固件101具有阶梯结构，阶梯结构中从紧固件101的小端起的至少一部分中 空且内部具有螺纹，电极102的至少一部分具有螺纹且能够以可变圈数旋合到紧固件101 的中空部分中。注意，图1中的紧固件101和电极102的具体形状仅是示例性的，例如，虽 然图1示出了紧固件101为中空，但是并不限于此，而是可以只有从其小端起的一部分中空 而其余部分为实心。
[0031]在实际使用中，通常将电极组件100的紧固件101和电极102旋合到一起并且放 置到待测量的介质中。可以理解，通过改变紧固件101和电极102的螺纹旋合圈数，能够在 一定范围内改变装配后的电极组件的整体长度，从而使得电极组件100具有尺寸上的通用 性。
[0032]在一个实施例中，电极102不与紧固件101旋合的一端具有膨大头部。在很多应 用中，可能需要将电极组件100固定到某一部件的壁上。在这种情况下，电极102穿过要固 定的壁与紧固件101旋合，并且电极102不与紧固件101旋合的一端的膨大头部贴合在壁 上，从而将电极102和紧固件101与壁固定在一起。
[0033]紧固件101可以具有各种形式，如图2a和图2b所示，在一个实施例中，紧固件101 可以为螺母200，螺母200包括具有第一直径Dl的第一部分201和具有小于第一直径Dl的 第二直径D2的第二部分202，其中，至少第二部分202中空且内部具有螺纹。应该注意，图 2a和图2b中示出了螺母200整体为中空的结构，但是，显然可以使用只有第二部分202为 中空的螺母。
[0034]其中，中空的第二部分202的内径的大小与电极102的直径相配合，并且第一直径 D1、第二直径D2和电极102的直径的大小根据实际应用来选择。
[0035]此外，虽然图2a和图2b中示出了螺母200具有两层阶梯结构的形式，但是本申请 并不限于此，螺母200可以有多于两层的阶梯结构。
[0036]其中，第二部分202的端部与电极102的膨大头部配合，用于将电极102固定在电 极102所穿越的壁中。具体地，壁位于第二部分202的端部与电极102的膨大头部之间，并 且通过膨大头部将壁与第二部分202的端部和电极102压紧来固定。
[0037]此外，为了提供电极102的预紧，还可以在第一部分201和电极102所穿越的壁之 间设置弹簧。由于第二部分202的长度固定，即螺母距离壁的高度固定，因此弹簧的压缩量 是固定的，使得可以控制电极组件的预紧力。
[0038]在另一个实施例中，紧固件101为导体，并且电极组件100还包括与紧固件101电 连接的信号引出端，便于对电信号进行采集和传输。
[0039]图3示出了根据本申请的一个实施例的电磁流量计300的一个示例的立体示意 图。如图3所示，电磁流量计300包括电极组件301、罩壳302、法兰303、管道304和内衬 305。注意，这里仅列出了电磁流量计300中与本申请的主题有关的部件，而省略了其他部 件。其中，电极组件301、罩壳302、管道304和内衬305的具体位置见图4所示，稍后进行 详细描述。法兰303用于将电磁流量计300连接到待测量的流体的通路中。
[0040]应该注意，这里所示出的电磁流量计300仅是为了说明电极组件301的安装位置， 因此其内部结构和外观并不限于此，而是可以有各种变化。此外，虽然图3中示出了电磁流 量计300的一个电极组件，但是电极组件的数目并不限于此，而是可以有两个或更多个电 极组件。[0041]下面参照图4描述电极组件301的具体结构及其在电磁流量计300中的装配方 式。图4分为左右两部分，均为图3所示的电磁流量计300在水平面方向的剖面示意图，区 别在于管道304和内衬305的厚度不同。
[0042]应该注意，为了便于描述，图4中示出了电极组件301的一个具体示例，但是应该 理解，电极组件301的结构和配置并不限于此。换言之，图4中的所有部件并非都是必需 的。
[0043]根据本申请的电磁流量计300中的电极组件301包括:紧固件101，该紧固件101 具有阶梯结构，阶梯结构中从紧固件101的小端起的至少一部分中空且内部具有螺纹；以 及电极102，该电极102的至少一部分具有螺纹且旋合到紧固件101的中空部分中，其中，电 极102未旋合到紧固件101的中空部分中的其余部分贯穿电磁流量计300的管道304和内 衬305。电极组件301的具体结构还可以参照以上结合图1所述。
[0044]还应该注意，虽然为了图示的方便，图4中限定了紧固件101和电极102的具体形 状，但是紧固件101和电极102的形状显然不限于此。
[0045]此外，如图4所示，除了紧固件101和电极102之外，电极组件301还可以包括设 置在电极102与管道304和内衬305之间的绝缘部件401。绝缘部件401用于将电极102 与管道304和内衬305电隔离，从而防止短路。可以使用塑料件比如热塑管作为绝缘部件 401。
[0046]此外，紧固件101可以为导体，并且电极组件301还包括与紧固件101电连接的信 号引出端402。在实际应用中，可以通过在该信号引出端402上连接导线来获取测量信号。
[0047]电极组件301还可以包括设置在紧固件102与管道305之间的绝缘部件403。类 似地，绝缘部件403用于防止紧固件101与管道305之间的直接接触从而防止短路的发生， 其可以是由绝缘材料制成的垫圈等。
[0048]此外，为了防止在罩壳302受压变形时罩壳302与紧固件101直接接触而发生短 路的情况，电极组件还可以包括设置在紧固件101的远离管道304的一端上的绝缘部件 404。
[0049]作为一个示例，紧固件101可以为螺母，该螺母包括具有第一直径Dl的第一部分 201和具有小于第一直径Dl的第二直径D2的第二部分202，至少第二部分202中空且内部 具有螺纹。以上已经参照图2a和图2b描述了螺母的具体结构，在此不再重复。
[0050]但是，应该注意，图2a和图2b仅示出了螺母的一种示例性结构，其具体形状并不 限于此，例如第一部分和第二部分的外部形状并不限于圆柱形。
[0051]如图4所示，电极102不与紧固件101旋合的一端具有膨大头部，第二部分的端部 与电极102的膨大头部配合，用于将电极102固定在管道和内衬中。
[0052]图4中示出了电极102的长度为L，罩壳302与管道304之间的距离为SP，对比图 4的左图和右图可以看出，当管道304和内衬305的厚度变大时，只需要减少电极102与紧 固件101的旋合圈数就可以将同一规格的电极组件301应用于不同的电磁流量计。
[0053]而且，电极组件301位于管道304外的高度S保持不变，因此不会因为电极组件 301的整体长度调整而需要增加额外的空间，从而降低了对距离SP的要求。此外，由于电极 组件301的长度可调，因此较短的电极也可以满足一定尺寸范围内的应用。换言之，电极组 件301在兼顾零件通用性的同时还可以实现电极空间的最小化。[0054]此外，电极组件301还可以包括弹簧405，弹簧405位于第一部分201和管道304 之间，并且弹簧405与紧固件101和/或管道304绝缘。
[0055]在这样的结构中，弹簧405用于提供电极301的预紧，例如以实现密封的效果。弹 簧405可以与紧固件101绝缘以防止短路，例如可以通过在弹簧405与紧固件101的接触 面之间设置绝缘层来实现这种绝缘。另一方面或者作为替选，弹簧405可以与管道304绝 缘以防止短路，这种绝缘例如可以通过电绝缘的垫圈403实现。
[0056]此外，还可以在弹簧与信号引出端402之间以及/或者在弹簧与垫圈403之间设 置起支撑作用的垫圈406和/或垫圈407。在弹簧405与紧固件101绝缘的情况下，垫圈 406由绝缘材料制成，垫圈407则可以由绝缘或导电材料制成。在弹簧405仅与管道304绝 缘的情况下，垫圈406和垫圈407均可以由绝缘或导电材料制成。
[0057]在弹簧405仅与管道304绝缘的情况下，由于弹簧405至少与螺母的第二部分电 接触，因此，为了防止意外情况下的短路，还可以在弹簧405和垫圈406、407的外周设置绝 缘部件408，类似地，可以使用塑料件比如热塑管作为该绝缘部件408。当然，为了保险起 见，在弹簧405与紧固件101绝缘的情况下也可以设置绝缘部件408。
[0058]可以采用不同类别的弹簧405，例如可以采用压缩弹簧或碟片弹簧。其中，压缩弹 簧提供线性的预紧力，预紧力便于控制，但是占用较大的空间，而碟片弹簧提供非线性的预 紧力，预紧力不易控制，但所需空间相对较小。
[0059]在本实施例中，由于作为紧固件101的螺母与管道304之间的距离固定，因此限制 了弹簧的压缩量，使得在不同的管道304和内衬305的厚度的情况下其压缩量相同，即提供 相同的预紧力。
[0060]综上所述，同一规格的电极组件301能够应用于多种规格的电磁流量计，具有通 用性，并且由于电极组件301的长度可调，因此可以采用较短的电极。此外，由于电极组件 301在管道304之外的高度固定不变，因此可以在一定程度上减小了电极组件所需的空间。
[0061]除了电磁流量计之外，本申请的电极组件可以更广泛地应用于其他现场仪表，所 述现场仪表包括至少一个上述电极组件100或301，其中，电极102的至少一部分旋合到紧 固件101的中空部分中。
[0062]最后，还需要说明的是，除非上下文清楚地指出为其它情况，否则在全部说明书和 权利要求中，应当以涵盖性的意义，也就是说，以“包括、但不限于”的意义，解释词语“包 括”、“包含”等。另外，词语“这里”、“上面”、“下面”和类似含义的词语应当是指本文的整 体，而不是指任何特定部分。在上下文允许的情况下，使用单数或复数的词语也可能分别包 括复数或者单数。关于两个或更多个项目的列举的词语“或者”覆盖以下所有对该词语的 解释:列表中的项目中的任意一个；列表中的所有项目；以及列表中的项目的任意组合。
[0063]另外，术语“或”意欲表示包含性的“或”而不是排他性的“或”。即，除非另外指定 或根据上下文清楚地表明，否则短语“X使用A或B”意欲表示自然包括性的置换的任何一 种。即，短语“X使用A或B”被下面情况的任何一种满足:X使用A ；X使用B ;或，X使用A 和B两者。另外，在本申请和所附的权利要求中使用的冠词“一”一般被解释为表示“一个 或更多个”，除非另外指定从上下文清楚涉及单数形式。
[0064]虽然以上参照特定实施例描述了本申请，但是应当理解，所描述的实施例仅是说 明性的而不是限定性的。对于本领域的技术人员来说，在不背离本申请的实质和范围的情况下，可以进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。
【权利要求】
1.一种电极组件(100、301)，其特征在于包括: 紧固件(101)，所述紧固件(101)具有阶梯结构，所述阶梯结构中从所述紧固件(101)的小端起的至少一部分中空且内部具有螺纹；以及 电极(102)，所述电极(102)的至少一部分具有螺纹且能够以可变圈数旋合到所述紧固件(101)的中空部分中。
2.根据权利要求1所述的电极组件(100、301)，其特征在于所述紧固件(101)为螺母，所述螺母包括具有第一直径(Dl)的第一部分(201)和具有小于第一直径(Dl)的第二直径(D2)的第二部分(202)，其中，至少所述第二部分(202)中空且内部具有螺纹。
3.根据权利要求2所述的电极组件(100、301)，其特征在于，所述电极(102)不与所述紧固件(101)旋合的一端具有膨大头部。
4.根据权利要求3所述的电极组件(100、301)，其特征在于所述第二部分(202)的端部与所述电极(102)的膨大头部配合，用于将所述电极(102)固定在所述电极(102)所穿越的壁中。
5.根据权利要求2所述的电极组件(100、301)，其特征在于还包括:用于设置在所述第一部分(201)和所述电极(102)所穿越的壁之间的弹簧(405)。
6.根据权利要求1 至5中的任意一项所述的电极组件(100、301)，其特征在于所述紧固件(101)为导体，并且所述电极组件(100、301)还包括与所述紧固件(101)电连接的信号引出端(402)。
7.一种电磁流量计(300)，其特征在于包括至少一个电极组件(100、301)，所述电极组件(100、301)包括: 紧固件(101)，所述紧固件(101)具有阶梯结构，所述阶梯结构中从所述紧固件(101)的小端起的至少一部分中空且内部具有螺纹；以及 电极(102)，所述电极(102)的至少一部分具有螺纹且旋合到所述紧固件(101)的中空部分中， 其中，所述电极(102)未旋合到所述紧固件(101)的中空部分中的其余部分贯穿所述电磁流量计(300 )的管道(304 )和内衬(305 )。
8.根据权利要求7所述的电磁流量计(300)，其特征在于所述电极组件(100、301)还包括设置在所述电极(102 )与所述管道(304 )和内衬(305 )之间的绝缘部件。
9.根据权利要求7所述的电磁流量计(300)，其特征在于所述紧固件(101)为导体，并且所述电极组件(100、301)还包括与所述紧固件(101)电连接的信号引出端(402)。
10.根据权利要求9所述的电磁流量计(300)，其特征在于所述电极组件(100、301)还包括设置在所述紧固件(101)与所述管道(304)之间的绝缘部件。
11.根据权利要求9所述的电磁流量计(300)，其特征在于所述电极组件(100、301)还包括设置在所述紧固件(101)的远离所述管道(304)的一端上的绝缘部件。
12.根据权利要求7至11中的任意一项所述的电磁流量计(300)，其特征在于所述紧固件(101)为螺母，所述螺母包括具有第一直径(Dl)的第一部分(201)和具有小于第一直径(Dl)的第二直径(D2)的第二部分(202)，至少所述第二部分(202)中空且内部具有螺纹。
13.根据权利要求12所述的电磁流量计(300)，其特征在于，所述电极(102)不与所述紧固件(101)旋合的一端具有膨大头部，所述第二部分(202)的端部与所述电极(102)的膨大头部配合，用于将所述电极(102 )固定在所述管道(304 )和内衬(305 )中。
14.根据权利要求12所述的电磁流量计(300)，其特征在于所述电极组件(100、301)还包括弹簧(405)，所述弹簧(405)位于所述第一部分(201)和所述管道(304)之间，并且所述弹簧(405)与所述紧固件(101)和/或所述管道(304)绝缘。
15.根据权利要求14所述的电磁流量计(300)，其特征在于所述弹簧(405)为压缩弹簧或碟片弹簧。
16.一种现场仪表，其特征在于包括至少一个根据权利要求1至6中的任意一项所述的电极组件(100、301)，其中，所述电极(102)的至少一部分旋合到所述紧固件(101)的中空部分中。
【文档编号】G01F1/58GK203432628SQ201320282032
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年5月21日 优先权日:2013年5月21日
【发明者】李德富, 高阳辉, 王立明 申请人:艾默生过程控制流量技术有限公司