專利名稱：組合式質(zhì)量流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種質(zhì)量流量測量儀表，特別是組合式質(zhì)量流量計。它特別適合于大口徑的質(zhì)量流量測量。
目前，流量儀表行業(yè)常采用的質(zhì)量流量計可分為兩大類，一類是直接式質(zhì)量流量計，它由一種流量傳感器作敏感元件；另一類是組合式質(zhì)量流量計，它由兩種流量傳感器作敏感元件，或者是由一種流量傳感器和其它傳感器如密度計或溫度、壓力傳感器作敏感元件而構(gòu)成?，F(xiàn)在在市場上常見的有一種組合式質(zhì)量流量計，它由位于測量管的上游區(qū)渦街流量傳感器Ⅰ及通過與其依次相連接的流量計算機(jī)、位于測量管下游區(qū)的差壓變送器，以及與差壓變送器相連且位于測量管內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量傳感器Ⅱ構(gòu)成。這種組合式質(zhì)量流量計的主要缺點是一方面，由于位于流體上游方向的渦街流量傳感器1對其下游方向的第2個標(biāo)準(zhǔn)孔板流量傳感器造成的流場干擾較大，而第2個標(biāo)準(zhǔn)孔板流量傳感器又對流場的干擾特別敏感，按規(guī)定兩個傳感器之間的距離要相距30倍管道內(nèi)徑，加之第一個渦街流量傳感器的壓力損失較大，所以就造成兩個流量傳感器的流體溫度、壓力差異較大，這樣，在理論上就有了較大的誤差；另一方面，第二個標(biāo)準(zhǔn)孔板流量傳感器的敏感元件取壓口處于滯流區(qū)，易沉淀雜質(zhì)，易被堵塞。還有一種常見的組合式質(zhì)量流量計，它由位于測量管上游區(qū)的渦輪流量傳感器Ⅰ及通過與其依次相連接的流量計算機(jī)，位于測量管下游區(qū)的差壓變送器、以及與差壓變送器相連且位于測量管內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量傳感器Ⅱ構(gòu)成。這種組合式質(zhì)量流量計的主要缺點除具有前述的組合式質(zhì)量流量計所具有的兩個缺點外，還具有一個很大的缺點就是渦輪流量傳感器Ⅰ本身極易受流體中雜質(zhì)的損害，一旦損害，很難維護(hù)修理或更換。
本實用新型的目的在于提供一種組合式質(zhì)量流量計，它能夠有效地減少流體擾動，保持流場的軸對稱性，并能夠增大流體對流量傳感器的敏感元件——葉輪葉片的有效沖擊力，從而使流出系數(shù)的恒定性更好，并能使流出系數(shù)在更寬的范圍內(nèi)保持穩(wěn)定性，可提高質(zhì)量流量計的穩(wěn)定性能及精確度。
其解決方案是在測量管的上游區(qū)設(shè)置的流量傳感器Ⅰ為插入式渦輪流量傳感器，而在測量管的下游區(qū)設(shè)置的流量傳感器Ⅱ為環(huán)形孔板節(jié)流裝置，它們二者分別與公知的流量計算機(jī)相連接，并把產(chǎn)生的輸出信號同時輸入到流量計算機(jī)中。當(dāng)同樣的流體流過插入式渦輪流量傳感器Ⅰ和環(huán)形孔板節(jié)流裝置時，它們各自有不同形式的流量方程式，都與流體密度有關(guān)，因而，不能作為質(zhì)量流量計。然而，把它們二者組合在一起，串聯(lián)在同一測量管中，其流量方程式為qm=K·if]]>，式中qm通過兩傳感器Ⅰ、Ⅱ的流體的質(zhì)量流量；i傳感器Ⅱ的輸出電流值；f傳感器Ⅰ的輸出頻率值；k儀表系數(shù)。從該流量方程式可以看出與流體密度無關(guān)，從而構(gòu)成本實用新型的組合式質(zhì)量流量計。并且，插入式渦輪流量傳感器Ⅰ與環(huán)形孔板節(jié)流裝置之間的距離L與測量管內(nèi)徑D有如下的關(guān)系L=(3-15)D。
所述的插入式渦輪流量傳感器Ⅰ的葉輪護(hù)環(huán)為帶導(dǎo)流楔塊的護(hù)環(huán)。
所述的環(huán)形孔板節(jié)流裝置(傳感器Ⅱ)的測流板上連接有均布的翅板支架。
本實用新型主要是在測量管的上游區(qū)設(shè)置有插入式渦輪流量傳感器Ⅰ，于測量管下游區(qū)設(shè)置有環(huán)形孔板節(jié)流裝置(傳感器Ⅱ)，它們二者分別與流量計算機(jī)相連。這種質(zhì)量流量計由于環(huán)形孔板節(jié)流裝置的敏感元件測流板采用對流場干擾最小的翅板支架固定，這樣，不僅降低了生產(chǎn)成本，而且增加了牢固性，使工作更可靠，而精確度因流場的對稱性好有明顯提高。又由于插入式渦輪流量傳感器Ⅰ的葉輪采用帶導(dǎo)流楔塊的護(hù)環(huán)，使葉輪上游有更多的流體從切向沖向葉片，從而使葉輪的轉(zhuǎn)動力矩增大，有利于增大信號幅值和頻率，并能使葉輪更有效地承受流體對其葉片的切向沖擊力，可使流出系數(shù)在更寬的范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。同時，還可減少插入式渦輪流量傳感器Ⅰ的檢測頭也即葉輪組件對流場的干擾，使壓力損失減小，有利于實現(xiàn)兩流量傳感器Ⅰ、Ⅱ處的流體密度相等的要求。總之，這種組合式質(zhì)量流量計具有性能穩(wěn)定，精確度高，成本較低，生產(chǎn)工藝簡單，易于安裝使用，適應(yīng)范圍廣之特點。并且，插入式渦輪流量傳感器Ⅰ與環(huán)形孔板節(jié)流裝置(傳感器Ⅱ)可以分別單獨(dú)使用，顯示流體密度已知情況下的質(zhì)量流量，也可以同時使用，顯示流體密度未知情況下的質(zhì)量流量或流體密度。
本實用新型的實施例結(jié)合附圖
加以詳細(xì)說明。
附圖為組合式質(zhì)量流量計的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中，在測量管9的上游區(qū)設(shè)置有插入式渦輪流量傳感器Ⅰ，它由串聯(lián)的傳感器Ⅰ提升隔離腔12及球閥11，穿過它們二者的插入桿1，其上端有顯示提升高度的標(biāo)尺并安裝有升降手輪13，位于測量管9內(nèi)并與插入桿1相連且?guī)?dǎo)流楔塊的護(hù)環(huán)10，以及通過迷宮式自潤滑軸承與帶導(dǎo)流楔塊的護(hù)環(huán)10相連的葉輪8構(gòu)成。而葉輪8相對應(yīng)的儀表系數(shù)經(jīng)實際標(biāo)定后標(biāo)識在葉輪護(hù)環(huán)的醒目處。插入式渦輪流量傳感器Ⅰ通過傳感器信號線2與流量計算機(jī)3相連接。在測量管9的下游區(qū)設(shè)置有環(huán)形孔板節(jié)流裝置，它由正面為光滑平整的平面，而邊緣為呈尖銳直角狀的不銹鋼圓形測流板7及與其均布相連的兩個翅板支架6構(gòu)成，翅板支架6固定連接在測量管9的內(nèi)壁上，環(huán)形孔板節(jié)流裝置經(jīng)差壓變送器5通過差壓變送器的信號線4與流量計算機(jī)3相連接。取測量管9的內(nèi)徑D=400mm。環(huán)形孔板節(jié)流裝置(傳感器Ⅱ)與插入式渦輪流量傳感器Ⅰ之間的距離L=3.5D。
工作時，流體從上游區(qū)流入測量管9，經(jīng)帶導(dǎo)流楔塊的護(hù)環(huán)10的導(dǎo)向沖向葉片，由于流體經(jīng)導(dǎo)向作用而基本上垂直于葉片平面，能充分地使流體沖力轉(zhuǎn)化為葉輪的旋轉(zhuǎn)角動量，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，在葉輪的帶導(dǎo)流楔塊護(hù)環(huán)10的根部高頻線圈中感應(yīng)出電頻率信號，經(jīng)過傳感器信號線2輸送至流量計算機(jī)3。與此同時，流體流過葉輪8之后，又流到環(huán)形孔板節(jié)流裝置的上游方向，由于測流板7處于測量管9中央，具有強(qiáng)力重整作用，使流體中因插入式渦輪流量傳感器Ⅰ造成的旋渦被分解、消失，不會對環(huán)形孔板節(jié)流裝置造成影響。流體繞過測流板7的邊緣直角銳棱時，流體中附面層的形成與剝離都被限定在小尺寸內(nèi)，因而流出系數(shù)在很寬的流速范圍內(nèi)基本保持恒定，產(chǎn)生的壓力差經(jīng)取壓管傳至差壓變送器5，產(chǎn)生的直流電流輸出信號經(jīng)傳感器信號線4傳送至流量計算機(jī)3，顯示或輸出流體的質(zhì)量流量值。
權(quán)利要求1.一種組合式質(zhì)量流量計，包括測量管上游區(qū)設(shè)置的流量傳感器Ⅰ及其下游區(qū)設(shè)置的流量傳感器Ⅱ，其特征在于測量管(9)的上游區(qū)設(shè)置的流量傳感器Ⅰ為插入式渦輪流量傳感器，而測量管(9)的下游區(qū)設(shè)置的流量傳感器Ⅱ為環(huán)形孔板節(jié)流裝置，它們二者分別與公知的流量計算機(jī)(3)相連接。
2.如權(quán)利要求1所速的組合式質(zhì)量流量計，其特征在于插入式渦輪流量傳感器Ⅰ與環(huán)形孔板節(jié)流裝置之間的距離L與測量管(9)之內(nèi)徑D有如下關(guān)系，L=(3-15)D。
3.如權(quán)利要求1所述的組合式質(zhì)量流量計，其特征在于插入式渦輪流量傳感器Ⅰ的葉輪護(hù)環(huán)為帶導(dǎo)流楔塊的護(hù)環(huán)(10)。
4.如權(quán)利要求1所述的組合式質(zhì)量流量計，其特征在于環(huán)形孔板節(jié)流裝置的測流板(7)上均布的支架為翅板支架(6)。
專利摘要一種組合式質(zhì)量流量計,主要是在測量管的上游區(qū)設(shè)置有插入式渦輪流量傳感器Ⅰ,測量管的下游區(qū)有環(huán)形孔板節(jié)流裝置(傳感器Ⅱ),它們二者分別與流量計算機(jī)相連。這種組合式質(zhì)量流量計能夠有效地減少流體擾動,保持更好的流場軸對稱性,增大流體對葉輪的有效沖擊力,使流出系數(shù)恒定性好,并能在更寬范圍內(nèi)保持穩(wěn)定,從而可提高質(zhì)量流量計的穩(wěn)定性及精確度。并且,生產(chǎn)工藝簡單、成本低、適應(yīng)范圍廣。
文檔編號G01F1/86GK2449203SQ00262889
公開日2001年9月19日 申請日期2000年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月22日
發(fā)明者邵朋誠 申請人:邵朋誠