CN102235903B - 流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有用于流量电反馈的磁力座传感器的流量计。带有指示器和磁铁的浮子杆在流量计本体内移动，可目视查看或电子读出流量。

Description

流量计

技术领域

本发明涉及流量计，特别涉及用来测量空气、工业气体或其它流体流量的浮子式流量计。

背景技术

一般来讲，流量计可以用来测量液体或气体的线性、非线性、质量或容积流量。在浮子式流量计中，浮子安装成可在流量计本体锥形通道内移动。浮子按流体流量比例升起。典型情况下，浮子带有一个杆，该杆向下延伸，进入装有观察镜的细长防护装置内。安装在杆下端的指示器根据浮子的移动情况在观察镜内移动，并在标定刻度盘上指示流体流量，标定刻度盘安装在观察镜附近的防护装置上。

当需要使用电子反馈信号时，可以使用传感器来测量指示器的位置。已知装置一般都利用光学方式。光学方式可包括在浮子杆一侧使用一排光学传感器和在相对一侧设置一排发光二极管(LED)。浮子杆的位置决定了哪些光学传感器接收光。光学传感器感应有光或者无光，并按流量比例提供电信号。

典型的观察镜管装有一种流体，这种流体不仅可以有助于阻尼，而且也可为来自光电二极管的光源提供介质。当流量计与脏的气体一起使用时，阻尼流体对污染物非常敏感，这种污染物会使传感器性能降低到无法工作的程度。采用新鲜流体来更换受污染的阻尼流体可保持传感器的性能不降低。这个过程很费时间，而且需要将流量计正在检测的设备停机维修。这种停机时间会造成生产损失，进而对最终用户带来不利影响。为此，需要改进的用于测量指示器位置的方法和设备。

发明内容

本发明所公开的流量计利用磁力座传感器进行流量电反馈来解决所述问题。磁力座传感器不会受到阻尼流体中污染物的影响。本发明所使用的磁力座传感器可以是现有各种磁传感器中的任何一种。本发明的一种实施方式可以包括一种自流量计本体向下延伸的细长形防护装置，该防护装置带有置放观察镜的狭槽或凹槽。指示器带有磁铁，而磁铁位于浮子杆上，指示器会在观察镜内移动，流量情况可以肉眼看到，也可采用电子方式读出。

本发明可包括几种设计构型，包括与浮子杆成一条线的测量杆，这个测量杆内，使用了一种环形磁铁。或者，浮子杆可以位于磁传感器附近。此外，磁传感器的输出可以为与流量计指示器的位置相关的任何数字信号或模拟信号。

附图说明

图1A为与电子转换盒一起使用的本发明流量传感器和流量计的透视图。

图1B为与电子控制阀一起使用的本发明流量传感器和流量计的透视图。

图2为图1A所示装置的分解图。

图3为图1A所示装置的剖面图，沿图1A的3-3线剖面，并示出了流动方向。

图3A为图3所示装置的剖面图，沿图3的3A-3A线剖面，并示出了配合部件的相对直径。

图4A为图1A所示装置的剖面图，类似于图3的剖面图，但示出了浮子杆组件的移动情况。

图4B为图1A所示装置的剖面图，类似于图3的剖面图，但示出了浮子杆组件的移动情况。

图5为浮子杆组件的局部详图。

图6为指示器和磁铁组件的局部详图。

图7为指示器和磁铁组件的局部详图。

图8为浮子杆组件的局部详图，所示为测量杆与浮子杆成一条线。

具体实施方式

虽然本说明书所公开内容很详尽，所属领域的技术人员从而可以实施本发明，但此处所公开的具体实施方式只示例性地说明了本发明可在其它具体结构中实施。尽管已经介绍了优选的实施方式，但在被不违背本发明精神的情况下，可以改变有关细节，本发明的保护范围由权利要求书所限定。

如附图所示，本发明涉及一种带有磁力座流量传感器12的流量计10，该流量传感器12具有用于流量电反馈的磁测量杆13。如图所示，本流量计10的一种实施方式可以包括细长形管式防护装置14，该防护装置从流量计10的本体16处向下延伸，并包括装有观察镜20的狭槽或凹槽18(见图2)。观察镜20优选采用空心管形成，纵向置于凹槽18内，周围是一连串垂直间隔刻度标志。特别如图3至图4B所示，浮子杆组件22可随流体流动在管式观察镜20末端轴向移动。再如图所示，沿箭头A方向流入和流出流量计10的流体(见图3至图4B)带动浮子杆组件22沿箭头B方向移动。可以理解的是，磁铁传感器12的输出信号可以是与流量计指示器位置相关的数字信号或模拟信号。

参见图5，图5示出了优选浮子杆组件22。从图3至图4B中可以看出，浮子杆组件22可以包括带有第一端26和第二端28的浮子杆24。带有反射面的指示器30位于浮子杆24的第一端26上，浮子止动体32位于第一端26和第二端28的中间。另外，磁铁40连接到指示器30上，这样，磁铁40和指示器30可以随流体流动而一起移动。为了确保正常功能，指示器30和浮子杆24可以以这样一种方式连接到一起，即能够使指示器30和浮子杆24彼此相互独立自由旋转。如图6所示，指示器30可以通过扣环34和槽36连接到浮子杆24上，指示器30上孔眼44的直径稍大于浮子杆24的直径，以便能使其围绕浮子杆旋转。或者，如图7所示，指示器30通过浮子杆管24A和固定塞38组件连接到浮子杆24上。需要指出的是，将指示器30连接到浮子杆24上的任何一种方法，只要能使指示器30和浮子杆24彼此独立旋转，都是可以采用的。

现在参看图5，可以进一步看出，根据本发明的浮子杆组件22可以包括轴向延伸过浮子止动体32的浮子杆24(另见图8)。浮子48、校准平衡块50以及零位调整指示器61都置于浮子杆24的第二端28上。应该指出的是，浮子杆组件22的重量在本流量计10设计方案中是至关重要的。例如，浮子杆组件22的重量必须很轻，以便可以对流量计10进行校准。如果浮子杆组件22过重，流量计校对到较小流量时，所需功能会受到影响。为了保持较低的工作重量，根据所需使用功能，浮子杆24优选采用轻型、易于切割、穿孔，或者易于弯曲或成形的材料制成，诸如铝棒材、薄壁不锈钢或铝管材、刚性塑料棒材或管材、或任何其它可以接受的材料。

正如图1A至图2所示，工作时，在刻度盘54上可以看到流量情况，刻度盘54可以安装在、刻画在或绘在狭槽18边上的安全护板56的外表面上。如上所述，流量还可以通过线性磁传感器12和磁性测量杆13以电子形式读出，磁测量杆13可以安装在浮子杆组件22附近(如图5至图7所示)，或与浮子杆组件22轴向对准(如图8所示)。

再如图5至图7所示，本发明的一种实施方式提供了一个磁力座流量传感器12，该流量传感器12具有一个用于流量电反馈的磁测量杆13。具体如图5所示，测量杆13可以位于浮子杆组件22的附近。在这个构型中，磁铁40正对测量杆13。如图所示，指示器30优选包括缺口部分42。缺口部分42适合与测量杆13相连接，从而最大限度地减小指示器30的旋转，并进而确保磁铁40准确正对测量杆13。这个设计方案中所用的磁铁40可以是按钮磁铁、半环磁铁，或具有合适形状和尺寸的任何其它磁铁。

现在参见图3A，可以看到匹配部件30，20的相对直径。指示器30的直径D和观察镜管20内径之间的关系是非常重要的，从而可以使测量杆13和磁铁40之间的距离保持最小值。特别是，指示器30的直径D优选稍小于观察镜管20的内径ID。这种关系可使指示器30自由运动，并确保磁铁40和测量杆13之间的距离保持在最小值。如果磁铁40和测量杆之间的距离过大，传感器12就不会可靠地测量磁铁40的位置，进而不会可靠地测量指示器30的位置。

如图8所示，本发明的流量计10可以与测量杆13装配在一起，后者与浮子杆24同轴对准。在这个构型中(见图8)，浮子杆24呈管状形式，管直径的尺寸足够套在测量杆13上并可允许浮子杆24自由活动，不会受到测量杆13的干扰。该设计方案优选使用连接到浮子杆24的第一端26上的环状磁铁40。如图所示，类似于上述实施方式，浮子杆组件22可以包括带有第一端26和第二端28的浮子杆24。指示器30位于浮子杆24的第一端26上，而浮子止动体32位于第一端26和第二端28的中间。另外，磁铁40连接到指示器30上，这样，磁铁40和指示器30就可以随流体流动而一起移动。此外，浮子48、校准平衡块50和零位调整指示器61置于浮子杆24的第二端28上。浮子杆螺杆46从第二端28延伸。

需要指出的是，当需要单独安装时，根据本发明的流量计10可以与电子转换盒58一起使用(见图1A)。或者，本流量计10可以与电子控制阀60一起使用(见图1B)。这种布置使得控制阀60内的电子器件可说明来自流量传感器12的信号。

本发明所提出的方法可以包括如下步骤：提供带有磁力座流量传感器12的流量计10，所述磁力座流量传感器12具有用于流量电反馈的磁测量杆13；提供带有细长防护装置14的流量计，该细长防护装置自流量计10本体16向下延伸，并包括安装观察镜20的狭槽或凹槽18；提供带有至少一个磁铁的浮子杆组件；将流体引入流量计本体16内；以及随流体流动而使浮子杆组件22在观察镜20内移动。

还应该指出的是，上述发明可以与各种类型的流体一起使用，包括气体和液体。

上述说明仅仅介绍了本发明的原理。此外，由于所述领域的技术人员可以很容易地进行多种改进和改动，为此，不能将本发明限定在所示和所述具体结构和使用范围内。尽管已经介绍了优选的实施方式，但在不背离本发明精神的情况下，可以对细节进行改动，本发明的保护范围由权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种浮子式流量计，其特征在于，所述流量计包括：

本体；

自所述本体向下延伸的管状防护装置；

置于所述防护装置内的管式观察镜；

浮子杆组件，其根据流体流动而在所述管状观察镜内轴向移动；所述浮子杆组件包括：

带有第一端和第二端的浮子杆；

位于所述第一端上的指示器；以及

位于所述第一端和所述第二端中间的浮子止动体；

连接到所述指示器上的磁铁，其与所述指示器相互配合以便随流体流动而一起移动；

从所述浮子杆的所述第二端轴向延伸的浮子杆螺杆，以及可目视查看流体相对流量的光学目视装置，所述光学目视装置包括位于所述管状观察镜附近的刻度盘并可用来检测与所述指示器的相对位置。

2.根据权利要求1所述的流量计，其特征在于，该流量计包括具有磁测量杆的磁力座流量传感器，所述磁测量杆用于电反馈流体流量；以及

根据所述流体流量情况而做出反应的电子转换盒。

3.根据权利要求1所述的流量计，其特征在于，该流量计进一步包括用于“独立”安装的电子转换盒。

4.一种流量计，其特征在于，该流量计包括：

本体；

自本体向下延伸的防护装置；

置于所述防护装置内的观察镜；

在所述观察镜内可轴向移动的浮子杆组件，所述浮子杆组件包括：

带有第一端和第二端的浮子杆；

位于所述第一端上的指示器；

位于所述第一端和所述第二端中间的浮子止动体； 

连接到所述指示器上的磁铁，其与所述指示器相互配合以便随流体流动而一起移动； 

自所述浮子杆轴向延伸的浮子杆螺杆；以及 

目视查看流体相对流量的装置。

5.根据权利要求4所述的流量计，其特征在于，所述指示器的直径的尺寸小于所述观察镜内径的尺寸。 

6.根据权利要求5所述的流量计，其特征在于，所述指示器的直径和所述观察镜的内径之间的距离可使所述指示器自由活动。 

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