CN103196500A - 一种插入式流量计 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种插入式流量计，包括取压管和设置在取压管底端的探针，探针包括位于迎流侧的第一侧壁和位于背流侧的第二侧壁，第一侧壁上开设有全压孔，第二侧壁上开设有静压孔；探针还包括：设置在第一侧壁与第二侧壁的连接端处，并沿取压管的轴线方向延伸的阻挡部，阻挡部的迎流侧面为朝着背流侧凹陷的弧面或者沿与流体的流动方向相垂直的方向延伸的平面。应用本发明提供的插入式流量计时，阻挡部处于管道截面上；管道内的流体流向探针时受到阻挡部的迎流侧面的阻力较大，减小了紊流，进而促使流体沿着背离流动方向流去；即减少了管道内向静压孔流动的流体，减小了流体紊流对静压的影响，增大了动压，从而提高了测量稳定性和准确度。

Description

一种插入式流量计

技术领域

本发明涉及自动测量技术领域，更具体地说，涉及一种插入式流量计。

背景技术

插入式流量计用于测介质管道中心的流速，是一种采用皮托管原理提取管道中心流体流速（全压-静压＝动压）再换算成流体体积流量与质量流量的差压式流量计。

插入式流量计包括取压管和设置在取压管底端即检测端的探针（也称作取压头），该探针为插入式流量计的传感元件，上述取压管内分别设置有全压通道和静压通道，探针的迎流侧开设有与全压通道连通的全压孔，背流侧开设有与静压通道连通的静压孔。工作时，将插入式流量计的探针插入管道中心，全压孔对正流体的来流方向，静压孔对正流体的去流方向，全压与静压之差即为管道中心的实测差压，再由该探针的风洞标定曲线拟合出该点的标准差压，根据标准差压来计算流体的流量。同时还需用压力变送器测出流体压力，用热电阻温度计测出流体温度，把标准差压信号、压力信号、温度信号同时引入流量积算仪或直接接入DCS系统，一方面对探针的流量方程进行解算，再一方面对流体进行压力、温度补偿，以保证测量精度，并用数字显示出差压、压力、温度、瞬时流量、累积流量、等参数。

现有插入式流量计的探针多为圆柱形或者楔形，探针的迎流侧面朝向迎流侧凸出。流体流过迎流侧面之后，迎流侧面两端的凸弧面对流体产生的阻力较小，使得探针处流体的流动状态发生紊乱，虽然流体的流动方向会发生改变，但是大多流体会顺着凸弧面朝背流侧流去，严重影响了背流侧流体的流动状态，进而影响了对静压的测量，以致影响测量的稳定性和准确度。

综上所述，如何减小流体紊流对静压的影响，提高测量稳定性和准确度，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种插入式流量计，减小流体紊流对静压的影响，提高测量稳定性和准确度。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种插入式流量计，包括取压管和设置在所述取压管底端的探针，所述探针包括位于迎流侧的第一侧壁和位于背流侧的第二侧壁，所述第一侧壁上开设有全压孔，所述第二侧壁上开设有静压孔；所述探针还包括：

设置在所述第一侧壁与所述第二侧壁的连接端处，并沿所述取压管的轴线方向延伸的阻挡部，所述阻挡部的迎流侧面为朝着所述背流侧凹陷的弧面或者沿与流体的流动方向相垂直的方向延伸的平面。

优选的，上述插入式流量计中，所述阻挡部为两个，两个所述阻挡部分别设置在所述第一侧壁与所述第二侧壁的两个连接端处。

优选的，上述插入式流量计中，两个所述连接端的连线与所述取压管的轴线位于同一平面内。

优选的，上述插入式流量计中，所述阻挡部的迎流侧面和背流侧面关于所述连线对称设置。

优选的，上述插入式流量计中，所述第一侧壁和所述第二侧壁均为凸弧柱面。

优选的，上述插入式流量计中，所述第一侧壁与所述迎流侧面圆滑过渡，所述第二侧壁与所述阻挡部的背流侧面圆滑过渡。

优选的，上述插入式流量计中，所述第一侧壁的底端为沿着所述探针的顶端到其底端的方向朝所述背流侧倾斜的第一斜面，所述全压孔开设在所述第一斜面上。

优选的，上述插入式流量计中，所述第二侧壁的底端为沿着所述探针的顶端到其底端的方向朝所述迎流侧倾斜的第二斜面，所述静压孔开设在所述第二斜面上。

优选的，上述插入式流量计中，所述全压孔和所述静压孔的轴线相平行，且两者的轴线均位于沿所述流动方向延伸的平面内。

优选的，上述插入式流量计中，所述探针垂直于所述取压管轴向的截面形状为翼型，且所述翼型的前缘和后缘形状相同。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的插入式流量计包括取压管和设置在取压管底端的探针，探针包括位于迎流侧的第一侧壁和位于背流侧的第二侧壁，第一侧壁上开设有全压孔，第二侧壁上开设有静压孔；探针还包括设置在第一侧壁与第二侧壁的连接端处，并沿取压管的轴线方向延伸的阻挡部，阻挡部的迎流侧面为朝着背流侧凹陷的弧面或者沿与流体的流动方向相垂直的方向延伸的平面。

应用本发明提供的插入式流量计时，将探针插入管道中心，使第一侧壁以及全压孔对正流体的来流方向，第二侧壁以及静压孔对正流体的去流方向，此时阻挡部处于管道截面上；管道内的流体流向探针时受到阻挡部的迎流侧面的阻力较大，减小了紊流，进而促使流体沿着背离流动方向流去；也就是说，上述阻挡部能够促使流体向远离背流侧的方向流去，减少了向背流侧流动的流体，即减少了管道内向静压孔流动的流体，减小了流体紊流对静压的影响，增大了动压，从而提高了测量稳定性和准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的插入式流量计的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的插入式流量计的仰视图；

图3是本发明实施例提供的探针的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的探针的左视图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种插入式流量计，减小了流体紊流对静压的影响，提高了测量稳定性和准确度。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考附图1-4，本发明实施例提供的插入式流量计包括取压管2、探针1和阻挡部13；其中：探针1设置在取压管2的底端；探针1包括位于迎流侧的第一侧壁11和位于背流侧的第二侧壁12，第一侧壁11上开设有全压孔112，第二侧壁12上开设有静压孔；阻挡部13设置于探针1上，其位于第一侧壁11与第二侧壁12的连接端处，并沿取压管2的轴线方向延伸的阻挡部13，该阻挡部13的迎流侧面为朝着背流侧凹陷的弧面或者沿与流体的流动方向相垂直的方向延伸的平面。

为了便于描述，应用上述插入式流量计时，将该流量计沿竖直方向插入管道内，即如图1所示，该图中的箭头方向为流体的流动方向，取压管2的底端即为取压管2的检测端；则阻挡部13为沿竖直方向延伸的条形凸起。

应用本发明实施例提供的插入式流量计时，将探针1插入管道中心，使第一侧壁11以及全压孔112对正流体的来流方向，第二侧壁12以及静压孔（图中未示出）对正流体的去流方向，此时阻挡部13处于管道截面上；管道内的流体流向探针1时受到阻挡部13的迎流侧面的阻挡。

阻挡部13的迎流侧面为朝着背流侧凹陷的弧面时，阻挡部13为由内向外减缩的尖状条形凸起，流体经过探针时，阻挡部13的迎流侧面对流体产生阻挡，改变了流体的流动方向，使流体在凹陷的弧面内沿着背离流动方向反射出去形成回流，即流体经过阻挡部13会向远离背流侧的方向流去；阻挡部13的迎流侧面为沿与流体的流动方向相垂直的方向延伸的平面时，该阻挡部13为挡板结构，流体经过与其流动方向垂直设置的阻挡部13之后，经过迎风侧面的阻挡会朝着与流动方向相反的方向，即沿着原路回流。

所以，管道内的流体流向探针1时受到阻挡部13的迎流侧面的阻力较大，减小了紊流，进而促使流体沿着背离流动方向流去；也就是说，上述阻挡部13能够促使流体向远离背流侧的方向流去，减少了向背流侧流动的流体，即减少了管道内向静压孔流动的流体，减小了流体紊流对静压的影响，增大了动压，从而提高了测量稳定性和准确度。

优选的，上述实施例提供的插入式流量计中，阻挡部13为两个，两个阻挡部13分别设置在第一侧壁11与第二侧壁12的两个连接端处。需要说明的是，此处的连接端为第一侧壁11与第二侧壁12相对接处。

如图2所示，其中一个阻挡部13位于第一侧壁11与第二侧壁12的一个连接端处，另一个阻挡部13位于第一侧壁11与第二侧壁12的另一个一个连接端处，此时两个阻挡部13对称设置在全压孔112的两侧。两个阻挡部13分别对探针1两侧的流体进行阻挡，使探针1两侧流体均向远离背流侧的方向流去，减少了两侧向背流侧流动的流体，即分别减少了管道内探针1的两侧向静压孔流动的流体，提高了测量稳定性和准确度。

进一步的方案中，两个连接端的连线与取压管2的轴线位于同一平面内。此时第一侧壁11和第二侧壁12分别位于上述平面的两侧，该平面将取压管的横截面平均分为两个半圆，两个连接端分别位于探针1的最大阻挡截面的两端，则两个阻挡部13位于探针1的最大横截面处，流体流过时，阻挡部13能最大程度地对流体产生阻挡，减少了流向静压孔的流体，进一步提高了测量的稳定性和准确度。当然，上述阻挡部13还可以位于探针1的其他横截面处，但要满足阻挡部13的最外端位于探针1的最大横截面以外，以保证其能发挥阻挡作用即可。

上述实施例提供的插入式流量计中，阻挡部13的迎流侧面和背流侧面关于上述连线对称设置。此时，阻挡部13的迎流侧面和背流侧面的形状相同，背流侧面为朝着背流侧凹陷的弧面或者沿与流体的流动方向相垂直的方向延伸的平面。这样一来，受紊流的影响，流向背流侧的流体在向静压孔流动的过程中，背流侧面会改变流体的方向，使流体朝远离静压孔的方向流去，减小了流体紊流对静压的影响，进一步提高了测量稳定性和准确度。

具体的，上述实施例提供的插入式流量计中，第一侧壁11和第二侧壁12均为凸弧柱面。此时探针1由两个圆柱体或者弧形柱体对接而成，便于在探针1上开设全压通道和静压通道，而且弧形面表面比较圆滑，没有棱角，减少了灰尘颗粒在探针1侧面上的堆积。当让，第一侧壁11还可以为方形柱体或者楔形柱体，本实施例对此不做具体限定。

上述实施例提供的插入式流量计中，第一侧壁11与迎流侧面圆滑过渡，第二侧壁12与阻挡部13的背流侧面圆滑过渡。此时探针1与阻挡部13圆滑过渡相连，第一侧壁11与迎流侧面以及第二侧壁12与背流侧面相连的位置均设置为弧形连接，流体流过该处时，不会发生剧烈的流动，降低了流体的紊流现象，进而提高了测量的稳定性和准确性。

为了进一步优化上述技术方案，本实施例提供的插入式流量计中，第一侧壁11的底端为沿着探针1的顶端到其底端的方向朝背流侧倾斜的第一斜面111，全压孔112开设在第一斜面111上。如图3所示，图中的箭头方向为流体的流动方向，第一侧壁11的底端为沿竖直向下的方向顺着流动方向倾斜的第一斜面111，全压孔112开设在第一斜面111上，则流向全压孔112的流体内的杂质灰尘会由于重力沿着第一斜面111向下移动，避免了流体内杂质堵塞全压孔112，提高了测量的准确性。

优选的，该插入式流量计中，第二侧壁12的底端为沿着探针1的顶端到其底端的方向朝迎流侧倾斜的第二斜面121，静压孔开设在第二斜面121上。此时，第二侧壁12的底端为沿竖直向下的方向逆着流动方向倾斜的第二斜面121，流向静压孔的流体内的杂质灰尘会由于重力沿着第二斜面121向下移动，避免了流体内杂质堵塞静压孔，进一步提高了测量的准确性。

上述实施例提供的插入式流量计中，全压孔112和静压孔的轴线相平行，且两者的轴线均位于沿流动方向延伸的平面内。如图2所示，全压孔112的轴线与静压孔的轴线形成的平面和第一侧壁11与第二侧壁12的两个连接端的连线垂直，全压孔112位于第一侧壁11的中间位置处，静压孔位于第二侧壁12的中间位置处，两者对称设置在第一侧壁11与第二侧壁12的两个连接端的连线的两侧，便于两个孔的加工制造。

进一步的方案的插入式流量计中，探针1垂直于取压管2轴向的截面形状为翼型，且翼型的前缘和后缘形状相同。此时，翼型探针1两端呈尖瘦状的翼展即为探针1上的阻挡部13，翼展两侧分别设置有两个取压孔，对正流体的来流方向的取压孔为全压孔，对正流体的去流方向的取压孔为静压孔。流体流经翼展之后，其流动方向会发生改变，朝远离背流侧的方向流动，减少了管道内向静压孔流动的流体，减小了流体紊流对静压的影响，增大了动压，从而提高了测量稳定性和准确度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种插入式流量计，包括取压管（2）和设置在所述取压管（2）底端的探针（1），所述探针（1）包括位于迎流侧的第一侧壁（11）和位于背流侧的第二侧壁（12），所述第一侧壁（11）上开设有全压孔（112），所述第二侧壁（12）上开设有静压孔；其特征在于，所述探针（1）还包括：

设置在所述第一侧壁（11）与所述第二侧壁（12）的连接端处，并沿所述取压管（2）的轴线方向延伸的阻挡部（13），所述阻挡部（13）的迎流侧面为朝着所述背流侧凹陷的弧面或者沿与流体的流动方向相垂直的方向延伸的平面。

2.根据权利要求1所述的插入式流量计，其特征在于，所述阻挡部（13）为两个，两个所述阻挡部（13）分别设置在所述第一侧壁（11）与所述第二侧壁（12）的两个连接端处。

3.根据权利要求2所述的插入式流量计，其特征在于，两个所述连接端的连线与所述取压管（2）的轴线位于同一平面内。

4.根据权利要求3所述的插入式流量计，其特征在于，所述阻挡部（13）的迎流侧面和背流侧面关于所述连线对称设置。

5.根据权利要求1所述的插入式流量计，其特征在于，所述第一侧壁（11）和所述第二侧壁（12）均为凸弧柱面。

6.根据权利要求5所述的插入式流量计，其特征在于，所述第一侧壁（11）与所述迎流侧面圆滑过渡，所述第二侧壁（12）与所述阻挡部（13）的背流侧面圆滑过渡。

7.根据权利要求1所述的插入式流量计，其特征在于，所述第一侧壁（11）的底端为沿着所述探针（1）的顶端到其底端的方向朝所述背流侧倾斜的第一斜面（111），所述全压孔（112）开设在所述第一斜面（111）上。

8.根据权利要求7所述的插入式流量计，其特征在于，所述第二侧壁（12）的底端为沿着所述探针（1）的顶端到其底端的方向朝所述迎流侧倾斜的第二斜面（121），所述静压孔开设在所述第二斜面（121）上。

9.根据权利要求1所述的插入式流量计，其特征在于，所述全压孔（112）和所述静压孔的轴线相平行，且两者的轴线均位于沿所述流动方向延伸的平面内。

10.根据权利要求1所述的插入式流量计，其特征在于，所述探针（1）垂直于所述取压管（2）轴向的截面形状为翼型，且所述翼型的前缘和后缘形状相同。

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