CN102297711A

CN102297711A - 电磁流量计

Info

Publication number: CN102297711A
Application number: CN2011101830792A
Authority: CN
Inventors: 饭岛拓也; 北条智
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2031-06-27
Also published as: US20110314931A1; JP2012008108A; CN102297711B

Abstract

本发明公开一种装置，所述装置包括：包括内层和非磁性外层的测量管道；电连接到测量管道并且用于测量管道内的材料的流量的电流量计；包括暴露于测量管道的内部空间的非磁性材料并且与测量管道的外层电连接的插入件，其中插入件用于在管道内的材料与流量测量设备之间提供公共地。

Description

电磁流量计

技术领域

本公开涉及电磁流量计，并且尤其涉及使用接地结构测量流体流量的电磁流量计。

背景技术

如图4所示，传统的电磁流量计检测器的测量管道被制造为使得衬里材料22从测量管道21的内表面铺衬到测量管道凸缘21a的端部表面的径向方向的半程(halfway)位置，并且沿着测量管道凸缘21a的衬里展开部分22a由螺纹紧固到测量凸缘21a的接地环23按压。

然而，在该传统技术中，如果测量管道21的膛径变大，则难以在接地环23和衬里展开部分22a之间进行密封，除非将接地环制造得更厚以便充分按压衬里展开部分22a。

为此，存在的问题在于，如果膛径变得更大，则由于需要对具有较大尺寸的不锈钢材料进行切割工作，因此接地环从材料成本和处理成本两方面来说都变得昂贵。

典型地，通常对于环形板和铝箔以及接地电极等命名为接地环，并且通常意味着是位于电磁流量计检测器和其它旁管道之间的接地环。

为了解决这样的接地环23的问题，存在有如图5所示构造的电磁流量计，其中接地电极28液密地安装在衬里材料22的表面接近测量管道21的管道端子的位置，并且使连接到接地环28的引线25贯穿衬里材料22，并且将该引线25沿着测量管道凸缘21a的端部表面经由衬里材料22和测量管道21的内表面之间的空间引出到外周表面。

在使用接地环的电磁流量计中，通常，从与测量管道的管道轴线正交的方向施加均匀磁场于测量管道的中心部分，并且将检测电极设置在与磁场和管道轴线正交的测量管道的内壁表面的相对位置。

为此，如果设置在测量管道的两个端部部分的接地环与一对检测电极之间的距离变得更大，则会产生接地电流流经管道和待测量的液体并且噪声叠加在从检测电极之间提取出的检测信号的问题。

如果待测量的液体的电导率下降，则噪声会具有显著的影响。

因此，公开一种具有接地结构的电磁流量计，其中制备接地环以及另一接地电极，并且作为该接地电极，在均匀磁场中的位置设置一对环形电极或者多个条形电极以形成接地电极。

在使用接地电极生成地电势的构造的情况下，由于使用了接地电极被制成为贯穿衬里材料以及连接到该接地电极的引线沿着测量管道在测量管道和衬里材料之间引出的构造，尽管可以不使用传统的接地环，但是仍然存在的问题在于因为对于接地电极的液体接触部分的密封以及待连接于此的引线的线路的密封需要特殊的密封装置而使构造变得复杂。

类似地，由于所使用的接地电极具有贯穿测量管道的构造，存在的问题还在于由于与在接地电极的液体接触部分密封的检测电极部分同样地需要高度可靠的密封装置而使构造变得复杂。

发明内容

为了实现上述目的，根据本公开的电磁流量计包括：由非磁性金属形成以供待测量的液体流动的测量管道，在测量管道的两个端部部分具有凸缘；通过在测量管道的内表面上铺衬橡胶或者树脂而形成的衬里材料；一对检测电极，在测量管道的管道壁的内表面上与测量管道的管道轴线正交地设置为彼此面对，以与在测量管道中流动的待测量的液体接触；一对激励线圈，设置在测量管道的外壁上以在与管道轴向和连接该对检测电极的轴线正交的方向上生成磁场；以及突起部分，一体设置在位于凸缘的位置的测量管道的内壁上，该突起部分由非磁性金属制成并且其高度不小于衬里材料的厚度，其中铺衬所述衬里材料以使得突起部分与液体接触，并且将突起部分制成为接地电极。

还公开一种装置，所述装置包括：包括内层和非磁性外层的测量管道；电连接到所述测量管道并且用于测量所述管道内的材料的流量的电流量计；包括暴露于测量管道的内部空间的非磁性材料并且与测量管道的外层电连接的插入件，其中所述插入件用于在管道内的材料与流量测量设备之间提供公共地。所述电流量计包括沿着测量管道的内层彼此相对设置以与测量管道内的待测量的材料接触的一对电极；以及设置在测量管道的外层并用于生成磁场的一对激励线圈。测量管道包括位于测量管道的端部的凸缘并且其中插入件位于与凸缘相对应的位置。插入件与测量管道的内部空间以及测量管道的外层物理接触。测量管道的内层包括树脂。插入件的厚度与衬里的厚度基本上相同。所述装置包括形成在测量管道的内表面并且与外层物理接触的螺丝槽(boss)，其中所述插入件螺纹紧固到所述螺丝槽中。

公开一种方法，所述方法包括在相对于管道轴线的正交方向上生成磁场，所述管道包括内层和外层；检测由流经所述管道的材料引起的所生成磁场的变化；使用固定在所述管道的内层中的至少一个接地电极插入件，将所述管道内部中的材料电连接到所述管道的外层，其中配置所述插入件以与所述管道的内部空间以及所述管道的所述外层物理接触；以及使用检测到的所生成磁场的变化，确定所述管道内所述材料的流率。生成磁场包括操作在与管道轴线正交的方向上设置在管道的外壁上的一对激励线圈。检测由流经所述管道的材料引起的所生成磁场的变化包括在测量管道的内表面上与所述管道的轴线正交地将一对检测电极设置为彼此面对，以与在测量管道中流动的待测量的材料接触。所述插入件包括螺丝槽和螺钉，其中所述螺钉螺纹紧固到所述螺丝槽并且与所述管道中的所述材料物理接触，并且其中所述螺丝槽与所述管道的所述外层物理接触。所述管道包括位于所述管道的第一和第二端部的第一和第二凸缘，并且其中至少一个插入件设置在与凸缘相对应的位置。

公开一种电磁流量计，所述电磁流量计包括由非磁性金属形成的测量管道，在所述管道的端部具有凸缘；形成在所述测量管道的内表面上的衬里材料；在所述测量管道的所述内表面与所述测量管道的轴线正交地设置为彼此面对，以与在所述测量管道中流动的待测量的液体接触的一对检测电极；设置在所述测量管道的外壁并用于在与所述管道轴线以及连接该对检测电极的轴线正交的方向上生成磁场的一对激励线圈；以及一体设置在位于凸缘的位置的所述测量管道的所述内壁上突起部分，所述突起部分由非磁性金属制成并且其高度不小于衬里材料的厚度；其中铺衬所述衬里材料以使得所述突起部分与所述液体接触，并且所述突起部分包括接地电极。所述突起部分设置在所述测量管道的端部部分，并且在所述突起部分中除了流体接触表面之外的外周部分加工出凹槽，以锁定所述衬里材料。所述突起部分包括高度不大于衬里材料的厚度的螺丝槽、螺钉、以及位于螺丝槽的内表面的螺纹孔；其中螺钉包括接地电极并且自测量管道的内表面侧螺纹紧固到螺丝槽的螺纹孔中以锁定衬里材料。所述测量管道的所述衬里材料包括树脂。所述测量管道的所述衬里材料包括塑料。所述突起部分可以是用于将待测量的流体电连接到测量管道的非磁性金属部分的地脚部(sole means)。

附图说明

图1示出本公开的电磁流量计的第一实施例的接地结构的示意图；

图2示出本公开的电磁流量计的第二实施例的接地结构的示意图；

图3示出本公开的电磁流量计的第三实施例的接地结构的示意图；

图4示出设置有接地环的传统电磁流量计的截面图；以及

图5示出设置有传统接地电极的电磁流量计的截面图。

具体实施方式

以下，将参照附图描述本公开的实施例。

第一实施例

图1示出了本公开第一实施例的电磁流量计的构造。图1示出在测量管道1的管道直径的中心沿管道轴向方向切割时电磁流量计检测器的截面图。

本公开的电磁流量计设置有以非磁性材料形成的、用以供待测量的液体流动的测量管道1，该测量管道在两个端部部分具有凸缘1a；通过在测量管道1的内表面上铺衬树脂、塑料或者其它绝缘材料而形成的衬里材料4；一对检测电极6，在测量管道1的管道壁的内表面与测量管道1的管道轴线正交地设置为彼此面对，并且与测量管道1中流动的待测量的液体接触；以及一对激励线圈5，设置在测量管道1的外壁上以在与管道轴线和连接该对检测电极的轴线正交的方向上生成磁场。

由非磁性金属制成并且高度不小于衬里材料4的厚度的突起部分7一体设置于测量管道1的凸缘1a位置处的内壁上，铺衬衬里材料4以使得突起部分7与液体接触，并且将突起部分7制成为接地电极。突起部分7也可以与测量管道1的外部非磁性金属部分接触，从而在待测量的液体和电流量计之间提供公共地。

此外，在测量管道1的两个端部部分分别设置不少于一个的多个突起部分7，并且在突起部分7中除了液体接触表面之外的外周部分加工出凹槽7a，以锁定衬底材料4。

此外，关于每一部分的材料，根据待测量的流体任意选择材料，例如，对于测量管道1、突起部分和检测电极6，使用诸如SUS的高抗腐蚀的非磁性金属，并且对于衬里材料4使用橡胶或者含氟树脂。

此外，突起部分7由与测量管道1的材料相同的材料制成，并且通过焊接或者通过螺钉直接固定到测量管道1。

根据类似这样的第一实施例，由于可以根据测量管道1的管道直径的尺寸任意改变突起部分7的尺寸和直径，并且还由于可以任意选择突起部分7的数量以及在管道轴向方向和管道圆周方向上的位置，因此不仅可以不使用接地环，而且还可以根据待测量的流体的电导率以及电磁流量计的检测器的膛径来选择接地条件。

此外，由于突起部分7设置在正好位于凸缘1a下方的测量管道1的端部部分，并且未采用贯穿测量管道1的接地结构，因此能够容易地在衬里材料4与测量管道1的内壁表面之间进行密封，并且此外，由于在突起部分7中除了液体接触表面之外的外周部分加工出凹槽7a，因此能够制成将衬里材料4锁定于凹槽7a的构造。

第二实施例

将参照图2描述本公开的第二实施例。关于图2所示的电磁流量计的每一部分，对于与图1所示的电磁流量计的每一部分相同的部分给出相同的附图标记，并且将省去对其的描述。

图2所示的第二实施例与图1所示的第一实施例的不同点在于，取代第一实施例的突起部分7，第二实施例的突起部分设置有待固定到测量管道1的螺丝槽8以及待螺纹紧固到螺丝槽8的杆状螺钉9，在螺丝槽8的内表面生成螺纹孔，并且这里将螺丝槽8的高度设定为不大于衬底材料的厚度。

并且，在铺衬衬里材料4之后，将螺钉自测量管道1的内表面紧固到螺丝槽8的螺纹孔以锁定衬里材料4，同时使螺钉9作为接地电极。

在这种情况下，螺钉9可以是通用螺钉，但是关于螺钉颈(neck)，按照与检测电极6相同的方式将液体接触表面制造为弯曲结构，用以不妨碍待测量的液体的流动。

类似这样的接地电极的结构形成能够通过螺钉9锁定衬里材料4的结构。

第三实施例

将参照图3描述本公开的第三实施例。关于图3所示的电磁流量计的每一部分，对于与图1所示的电磁流量计的每一部分相同的部分给出相同的附图标记，并且将省去对其的描述。

图3所示的第三实施例与图1所示的第一实施例的不同点在于，取代第一实施例的突起部分7，第三实施例在测量管道1的两个端部部分的内壁位置分别加工出不少于一个的多个螺纹孔1b，并且在铺衬衬里材料4之后，从测量管道1的内表面侧将螺钉10紧固到螺纹孔1b以锁定衬里材料4，同时使螺钉10作为接地电极。

在这种情况下，螺钉10可以是通用螺钉，但是关于螺钉颈，按照与检测电极6相同的方式将液体接触表面制造为弯曲结构，用以不妨碍待测量的液体的流动。

类似这样的接地电极的结构形成能够通过螺钉10锁定衬里材料4的结构。

本公开完全不限于上述实施例。根据待测量的流体的电导率或者测量管道的膛径需要的条件，可以任意改变成为接地电极的突起部分的数量和形状，并且在不偏离本公开的精神的范围内可以对本公开实施各种变型。

Claims

1.一种装置，包括：

测量管道，包括内层和非磁性外层；

电流量计，电连接到所述测量管道的所述外层并且用于测量所述管道内的材料的流量；

至少一个插入件，包括暴露于所述测量管道的内部空间的非磁性材料并且与所述测量管道的所述外层电连接，其中所述插入件用于在所述管道内的所述材料与流量测量设备之间提供公共地。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述电流量计包括：

一对电极，沿着所述测量管道的所述内层彼此相对设置，以与所述测量管道内的待测量的所述材料接触；以及

一对激励线圈，设置在所述测量管道的所述外层上并用于生成磁场。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述测量管道包括位于所述测量管道的端部的凸缘并且其中所述至少一个插入件位于与所述凸缘相对应的位置。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述插入件与所述测量管道的所述内部空间以及所述测量管道的外层物理接触。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述内层包括树脂。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述插入件与所述内层的厚度基本上相同。

7.如权利要求1所述的装置，还包括形成在所述测量管道的内表面并且与所述外层物理接触的螺丝槽，其中所述插入件螺纹紧固到所述螺丝槽中。

8.如权利要求1所述的装置，其中，所述插入件包括用于在所述管道内的所述材料与所述流量测量设备之间提供公共地的地脚部。

9.一种方法，包括：

在相对于管道轴线的正交方向上生成磁场，所述管道包括内层和外层；

使用磁流量计来检测由流经所述管道的材料引起的所生成磁场的变化；

将所述磁流量计电连接到所述外层；

使用固定在所述管道的所述内层内的至少一个接地电极插入件来将所述管道的内部中的所述材料电连接到所述管道的所述外层，其中所述插入件被配置为与所述管道的内部空间以及所述管道的所述外层物理接触；以及

使用检测到的所生成磁场的变化来确定所述管道内的所述材料的流率。

10.如权利要求9所述的方法，其中，生成磁场包括：操作一对激励线圈，所述一对激励线圈沿着与所述管道轴线正交的方向设置在所述管道的外壁上。

11.如权利要求9所述的方法，其中，检测由流经所述管道的材料引起的所生成磁场的变化包括：在所述测量管道的内表面上与所述管道的轴线正交地将一对检测电极布置为彼此面对，从而与所述测量管道中流动的待测量的所述材料接触。

12.如权利要求9所述的方法，其中，所述插入件包括螺丝槽和螺钉，其中所述螺钉螺纹紧固到螺丝槽中并且与所述管道中的所述材料物理接触，并且其中所述螺丝槽与所述管道的所述外层物理接触。

13.如权利要求9所述的方法，其中，所述管道包括位于所述管道的第一端部和第二端部的第一凸缘和第二凸缘，并且其中所述至少一个插入件设置在与所述凸缘相对应的位置。

14.如权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个接地电极插入件包括用于将所述管道的内部中的所述材料电连接到所述管道的所述外层的地脚部。

15.一种电磁流量计，包括：

由非磁性金属形成的测量管道，在所述管道的端部具有凸缘；

形成在所述测量管道的内表面上的衬里材料；

一对检测电极，在所述测量管道的所述内表面上，将该对检测电极与所述测量管道的轴线正交地设置为彼此面对，以与所述测量管道中流动的待测量的液体接触；

一对激励线圈，设置在所述测量管道的外壁上并用于在与所述管道轴线以及连接该对检测电极的轴线二者正交的方向上生成磁场；以及

突起部分，一体设置在位于所述凸缘的位置的所述测量管道的所述内壁上，所述突起部分由非磁性金属制成并且其高度不小于所述衬里材料的厚度；

其中，铺衬所述衬里材料以使得所述突起部分与所述液体和所述测量管道的非磁性金属部分接触，并且所述突起部分包括接地电极。

16.如权利要求15所述的电磁流量计，其中，所述突起部分设置在所述测量管道的端部部分，并且凹槽位于所述突起部分的外周部分以锁定所述衬里材料。

17.如权利要求15所述的电磁流量计，其中，所述突起部分包括螺丝槽、螺钉以及位于所述螺丝槽的内表面的螺纹孔，所述螺丝槽的高度不大于所述衬里材料的厚度；其中所述螺钉包括接地电极并且从所述测量管道的内表面侧紧固到所述螺丝槽的所述螺纹孔中以锁定所述衬里材料。

18.如权利要求15所述的电磁流量计，其中，所述测量管道的所述衬里材料包括树脂。

19.如权利要求15所述的电磁流量计，其中，所述测量管道的所述衬里材料包括塑料。

20.如权利要求15所述的电磁流量计，其中，所述突起部分包括用于将待测量的流体电连接到所述测量管道的所述非磁性金属部分的地脚部。