CN102261935B - 膜盒型双探头涡街流量计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种膜盒型双探头涡街流量计，包括供流体通过的流量管，固定在流量管腔体内的发生体、内嵌在流量管的管体内并位于发生体上方位置的为主探头、内嵌在流量管管体内的补偿探头、分别与主探头、补偿探头电连接的转换器组件。主探头设置在发生体上方，用于检测流量信号和现场管道振动信号；补偿探头位于流体流向上主探头后方，用于测量现场管道振动信号，两探头输出的信号电连接的送入转换器后，经频谱分析、比对、即可得出较纯净的涡街流量信号，从而直接地排除了现场管道振动对测量结果带来的干扰；此外，主探头和补偿探头均为膜盒型涡街流量传感器，嵌在流量管的管体内部，避免了“气蚀”对探头的破坏。

Description

膜盒型双探头涡街流量计

技术领域

本发明涉及一种涡街流量计，尤其是一种膜盒型双探头涡街流量计。

背景技术

涡街流量计是一种无运动部件的流量测量仪表，具有使用范围广，测量精度高，磨损小，输出信号呈线性并可远距离传输，便于安装及维护等优点，自20世纪60年代末涡街流量计问世以来，经过近40年的发展，已经跻身通用流量计之列。涡街流量传感器的运行方式是建立在对卡曼涡街中的周期性起伏的利用之上的涡街流量传感器的运行方式是建立在对卡曼涡街中的周期性起伏的作用之上的，当被测流体通过设在管道内的发生体后，就会形成这种涡街，设置在管道内的检测元件（探头）就会感受到与涡街同步的频率信号，经变送器处理后显示为流量数据。

在目前的涡街流量计生产行业中，大多数采用安装在发生体下游的、用于检测振荡尾流中的漩涡频率的“悬臂梁”式探头，但是，由于其结构特性造成了抗管道振动噪声能力很差；也有的采用双‘悬臂梁’探头检测结构，在流场中伸入两根悬臂，但新增的悬臂梁探头使震荡尾流中的噪声成分更加复杂，产生了许多影响主旋涡稳定的子旋涡、流动噪声、低频摆动干扰信号，特别是遇到‘气蚀’这种高流速流体的冲击工况，悬臂部分容易折断而使探头失效，并且很难在不断流的情况下更换，而为了减少新增的悬臂梁探头对流场分布、主探头测量的影响，一般会采用将两个探头之间的距离设置的足够远，这种设置加长了仪表长度，并且提高了成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，充分发挥膜盒型探头的优势，提出了既有良好抗振能力、又有较高可靠性的膜盒型双探头涡街流量计。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种膜盒型双探头涡街流量计，包括供流体通过的流量管，固定在流量管腔体内的发生体、内嵌在流量管的管体内并位于发生体上方位置的主探头、内嵌在流量管管体内的补偿探头、分别与主探头、补偿探头电连接的转换器组件。

发生体焊接在流量管上，并且，其迎流面垂直于流体的流动方向，主探头设置在发生体上方，用于检测流量信号和现场管道振动信号；补偿探头位于流体流向上主探头后方，用于测量现场管道振动信号，与主探头所处环境一样，因此对管道振动噪声感受也是一致的，两探头输出的信号电连接的送入转换器后，经频谱分析、比对、即可得出较纯净的涡街流量信号，从而直接地排除了现场管道振动对测量结果带来的干扰；此外，主探头和补偿探头均内嵌在流量管的管体内部，避免了“气蚀”对探头的破坏。

上述技术方案还可以进一步优化：

作为优选，主探头与补偿探头为规格、尺寸、材料、型号都一样的膜盒型涡街流量传感器；

作为优选，补偿探头相对于主探头位于发生体的尾流方向上。安装在发生体尾流方向的补偿探头只能检测到管道振动噪声，从而保证了后续的频谱分析计算、比较步骤的准确性。

作为优选，流量管的管体上开设有第一安装腔和第二安装腔，主探头设置在第一安装腔内，补偿探头设置在第二安装腔内。

作为优选，第一安装腔与发生体之间的流量管上开通有导压槽，第一安装腔与流量管相通。

第一安装腔位于发生体上方，第一安装腔的腔体与流量管的管道介质通过围绕发生体设置的导压槽相通，这种安装方式，不会影响介质在流量管中的流场分布；第二安装腔与流量管之间没有导通，补偿探头设置在第二安装腔内，由于补偿探头不直接接触管道介质，从而不会影响介质在流量管中的流场分布，另外，主探头和补偿探头二者的安装距离L也不受流量管口径的限制，从而可以减少仪表长度。

作为优选，膜盒型双探头涡街流量计还包括分别环绕主探头、补偿探头固定设置在第一安装腔和第二安装腔内的阻流体，阻流体可以在一定程度上减小振动对主探头和补偿探头的影响。阻流体起到了在四周固定主探头、补偿探头的作用，并且，其采用非金属材料制成，是一种软连接，具有更好的抗震、缓冲效果。

作为优选，第一安装腔、第二安装腔的上端口与主探头、补偿探头之间分别设置有密封垫。

作为优选，第一安装腔和第二安装腔的底面距离流量管管体中线的距离相等。

作为优选，膜盒型双探头涡街流量计还包括一个通过压紧件螺栓固定在流量管上方的组合连杆，转换器组件安装在组合连杆上。

作为优选，组合连杆与转换器组件之间设置有隔热材料，组合连杆与主探头、补偿探头之间分别设置有O型圈。转换器组件和组合连杆之间通过隔热材料进行密封隔离。组合连杆与两个探头之间设置O型圈，起到与外界隔离的效果。

由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明采用双膜盒型探头设计，从而排除了现场管道振动对流量检测信号带来的干扰，具有良好抗振能力；在现场管道振动不明显的场合，补偿探头的存在也不会影响主探头的正常工作；补偿探头不直接接触介质，不会影响管道流畅的分布，不受流体冲击的影响；主探头、补偿探头均嵌入流量管管体内，并且通过阻流体固定，避免了“气蚀”对探头的破坏，使探头不易折断，具有较高的可靠性；仪表长度只需考虑探头的安装距离，而不须考虑对主探头的影响，因此仪表长度也可以得到降低。

附图说明

图1为本发明的一种示意图；

图2为图1中A部分的一种局部放大图；

其中：1、流量管；11、第一安装腔；12、第二安装腔；2、发生体；3、主探头；4、补偿探头；5、转换器组件；6、阻流体；7、组合连杆；71、基座、72、支撑部；8、压紧件螺栓；9、密封垫；10、O型圈。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示的膜盒型双探头涡街流量计，包括供流体通过的流量管1（设流体的流动方向为自左向右）、上下两个端部分别焊接在流量管1腔体内的发生体2，发生体2的迎流面垂直于流量管1腔体内流体的流动方向，流量管1上设置条状型凸台，凸台上开设有两个同规格的安装腔，自左向右分别为第一安装腔11、第二安装腔12，其中，第一安装腔11开设在发生体2的正上方位置，并且，第一安装腔11与发生体2之间的流量管1管体上开通有导压槽，第二安装腔12相对于第一安装腔11设置在发生体2的尾流方向上，第二安装腔12的腔体与管道之间没有导通，第一安装腔11和第二安装腔12的底面距离流量管1的管体中线的距离相等。

在第一安装腔11中安装有主探头3，第二安装腔12中安装有补偿探头4，主探头3和补偿探头4为同规格、型号、材料及尺寸的膜盒型涡街流量传感器，主探头3用来检测流量涡街信号和现场管道的振动信号，补偿探头4用来检测管道振动信号。

主探头3和补偿探头4探测到的信号均送入转换器组件5中，进行频谱分析计算、比对，检出流量涡街信号，从而有效地衰减了现场管道振动噪声带来的干扰。

工作原理：当流体介质通过发生体2时，在发生体2的两侧就会交替地分离出两列涡街信号，当现场管道振动时，安装在发生体2上方的主探头3同时探测到了流量涡街信号及管道振动信号，而安装在发生体2尾流方向的补偿探头4由于与流体介质隔离，就只能检测到管道的振动信号，两探头信号输入转换器组件5，由于管道流量信号的流量频率与信号幅值满足一特定函数关系，而振动信号并不满足这一特定函数关系，所以，转换器应用上述规律首先对主探头3采集到的管道流量信号与管道振动信号进行第一次频谱分析计算，区分哪一个是流量信号；此外，再将补偿探头4检测到的管道振动信号的频率与幅值与主探头3采集到的管道流量信号和管道振动信号进行第二次频谱分析计算和比对，由于二者采集的管道振动信号的频率和幅值是大致相等的，所以，可以最终检出流量信号。

两次判断的优点在于：当振动信号幅值与流量信号的幅值接近时，并且，在振动较大的情况下，流量信号与振动信号的幅值会产生叠加，这导致两个信号都不满足流量频率与幅值的特定函数关系，系统的第一次计算很难检出的流量信号，这时，由于增设补偿探头4而为转换器带来的二次计算就可以通过振动频率的比较，进行判断，进而检出流量信号。

如图2所示，在第一安装腔11和第二安装腔12中还分别环绕主探头3、补偿探头4设置了非金属阻流体6，阻流体6不但起到固定主探头3、补偿探头4的作用，还可以在一定程度上减小振动对膜盒型涡街传感器的影响，另外，第一安装腔11、第二安装腔12的上端口与主探头3、补偿探头4的横臂之间分别设置有耐高温、腐蚀材料制成的密封垫9。

流量管1上方设置有组合连杆7，组合连杆7包括基座71和设置在基座71上方的支撑部72，基座71通过多个压紧件螺栓8固定在流量管1上，基座71上开有两个通孔，主探头3和补偿探头4的悬臂通过通孔贯穿基座71，转换器组件5安装在支撑部72的上端部上，在主探头3、补偿探头4的横臂上方分别设置有套设在悬臂上O型圈10，请参见图2，O型圈10具有密封作用，达到将组合连杆7与外界隔离的作用。

主探头3和补偿探头4的信号引线通过组合连杆7进入转换器组件5中，组合连杆7与转换器组件5之间采用隔热材料进行密封隔离。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种膜盒型双探头涡街流量计，包括供流体通过的流量管（1）、固定在所述的流量管（1）腔体内的发生体（2）、内嵌在所述的流量管（1）的管体内并位于所述的发生体（2）上方位置的主探头（3），其特征在于：它还包括内嵌在所述的流量管（1）管体内的补偿探头（4）、分别与所述的主探头（3）、补偿探头（4）电连接的转换器组件（5），所述的流量管（1）的管体上开设有第一安装腔（11）和第二安装腔（12），所述的主探头（3）设置在所述的第一安装腔（11）内，所述的补偿探头（4）设置在所述的第二安装腔（12）内，第一安装腔（11）与发生体（2）之间的流量管（1）上开通有导压槽，所述的第一安装腔（11）与所述的流量管（1）相通，第二安装腔与流量管之间没有导通。

2.根据权利要求1所述的膜盒型双探头涡街流量计，其特征在于：所述的主探头（3）与补偿探头（4）为规格、型号、尺寸、材料相同的膜盒型涡街流量传感器。

3.根据权利要求1所述的膜盒型双探头涡街流量计，其特征在于：所述的补偿探头（4）相对于所述的主探头（3）位于所述的发生体（2）的尾流方向上。

4.根据权利要求1所述的膜盒型双探头涡街流量计，其特征在于：它还包括分别环绕所述的主探头（3）、补偿探头（4）固定设置在所述的第一安装腔（11）和第二安装腔（12）内的阻流体（6）。

5.根据权利要求1所述的膜盒型双探头涡街流量计，其特征在于：所述的第一安装腔（11）、第二安装腔（12）的上端口与所述的主探头（3）、补偿探头（4）之间分别设置有密封垫（9）。

6.根据权利要求1所述的膜盒型双探头涡街流量计，其特征在于：所述的第一安装腔（11）和第二安装腔（12）的底面距离所述的流量管（1）管体中线的距离相等。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的膜盒型双探头涡街流量计，其特征在于：它还包括一个通过压紧件螺栓（8）固定在所述的流量管（1）上方的组合连杆（7），所述的转换器组件（5）安装在所述的组合连杆（7）上。

8.根据权利要求7所述的膜盒型双探头涡街流量计，其特征在于：所述的组合连杆（7）与所述的转换器组件（5）之间设置有隔热材料、所述的组合连杆（7）与所述的主探头（3）、补偿探头（4）之间分别设置有O型圈（10）。

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