CN103575345A - 适用于液态二氧化碳/氮的流量计 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于液态二氧化碳/氮的流量计,包括能够上下自由移动的第一磁铁、能够上下自由移动的第二磁铁和用于采集所述第二磁铁的位移信号并进行显示的显示器,所述第一磁铁位于垂直的介质通道内,所述第二磁铁位于所述介质通道外且与所述第一磁铁相互吸引。本发明采用第一磁铁和第二磁铁通过间接的磁场传动传送检测的流量信号,实现了流量的采集端与显示端之间的隔离,一方面可以避免二者间由于存在连接部件而相互造成影响,另一方面也可以避免介质从连接部件与介质通道的连接处泄露。另外,第一磁铁在移动时,除需克服自身的重力作用外不再受其他的外力影响,将外力对于采集流量信号时造成的影响降至最低,使流量计的测量结果更为准确。
Description
技术领域
本发明涉及一种流量计,尤其涉及一种适用于液态二氧化碳/氮的流量计。
背景技术
现有的用于测量二氧化碳/氮流量的流量计大多只适用于气态二氧化碳/氮的流量测量,用于液态二氧化碳/氮的流量测量时极易被冻坏,不能准确地测量流量甚至无法测量流量。
发明内容
为克服现有技术下的上述缺陷,本发明的目的在于提供一种适用于液态二氧化碳/氮的流量计,不易被冻坏,能够准确地测量液态二氧化碳/氮的流量。
本发明采用的技术方案为:一种适用于液态二氧化碳/氮的流量计,包括能够上下自由移动的第一磁铁、能够上下自由移动的第二磁铁和用于采集所述第二磁铁的位移信号并进行显示的显示器,所述第一磁铁位于垂直的介质通道内,所述第二磁铁位于所述介质通道外且与所述第一磁铁相互吸引。
优选地,所述第一磁铁的设置方式为所述介质通道内设有垂直的第一导轨,所述第一磁铁与所述第一导轨滑动连接,所述第二磁铁的设置方式为所述介质通道外设有垂直的第二导轨,所述第二磁铁与所述第二导轨滑动连接。
所述显示器可以包括显示指针和沿所述第二导轨的延伸方向设置的流量刻度,所述第二磁铁连接所述显示指针,所述显示指针指向所述流量刻度。
所述显示器可以包括滑动变阻器和电子显示终端,所述电子显示终端的接线端与所述滑动变阻器的接线柱对应连接,所述第二磁铁连接所述滑动变阻器的滑片。
所述第一磁铁与所述第一导轨滑动连接的方式可以为所述第一磁铁安装在滑动件上,所述滑动件套在所述第一导轨上。
通常,所述第一导轨呈圆柱状,所述第一导轨的轴线与所述介质通道的轴线重合。
所述滑动件可以呈筒状,所述滑动件的内径大于所述第一导轨的外径。
优选地,所述滑动件包括若干个圆环,任意相邻的两个所述圆环之间通过筒状的连接件连接,所述连接件的内径大于所述圆环的内径。
所述第一导轨可以通过支架固定安装在所述介质通道的内壁上。
所述适用于液态二氧化碳/氮的流量计可以设有外壳,所述外壳上可以设有与液态二氧化碳/氮输送管道配合连接的连接结构。
本发明的工作原理是:在设置第一磁铁和第二磁铁之间的间距时,应保证第一磁铁和第二磁铁之间具有足够的吸引力,使第一磁铁吸引并带动第二磁铁同步上下移动,由第二磁铁的位置就可以完全确定第一磁铁的位置,到第一磁铁所在的垂直的介质通道内具有向上的介质流时,介质流推动第一磁铁向上移动,并且介质流速越快,第一磁铁的位置越高,由此通过第二磁铁的位置(高度)就可以唯一地得出介质的流速数据,实现流量监测的目的,而第二磁铁的位置(高度)数据可以通过任意适宜的现有技术采集,并通过任意适宜的现有技术将第二磁铁的高度数据转换/对应为介质流速数据,只要与第二磁铁配套的能够采集第二磁铁的位移信号并进行显示的显示器,就能够直观的读出流量数据并通过电信号等适宜形式进行存储/传输。
本发明的有益效果:本发明采用第一磁铁和第二磁铁通过磁场传动传送检测的流量信号,通过第一磁铁吸引并带动第二磁铁同步移动,两者之间没有直接的物理连接,相比于采用实物(连接结构)直接传动的信号传送方式不仅减少了传动的连接部件,更实现了介质通道内部件(第一磁铁)同外部环境的隔离,实现了流量的采集端(第一磁铁)与显示端(第二磁铁及显示器)之间的隔离,流量的采集端与显示端之间的相互独立,一方面可以避免二者间由于存在连接部件而相互造成影响(外界的环境温度通过连接部件的传递易使介质通道内的液态二氧化碳/氮发生汽化将第一磁铁冻住;介质通道内的低温通过连接部件的传递易使显示端冻坏或使显示端的显示结果不准确),另一方面也可以避免流经介质通道的液态二氧化碳/氮从连接部件与介质通道连接处的泄露。另外,第一磁铁在受到介质的外力作用上下移动时,除需克服自身的重力作用以外不再受其他的外力影响(采集端与显示端之间如采用连接部件连接,还需克服相应的摩擦力),将外力对于采集端采集流量信号时造成的影响降至最低,使流量计的测量结果更为准确。
第一导轨和第二导轨的设置,便于引导第一磁铁和第二磁铁的移动方向,防止第一磁铁和第二磁铁在移动过程中偏离介质的流动方向致使测量结果不准确。
滑动件的设置有利于加工制作并实现与第一导轨之间优化的配合方式,且通过其内径略大于第一导轨的外径的圆周间隙配合方式,有利于减小第一磁铁在上下移动过程中与第一导轨之间的摩擦力,提高了第一磁铁移动的灵敏度,保证了测量精度,另外,滑动件减小了第一磁铁与第一导轨之间可能的接触面积,可有效避免由于介质通道内的温度过低致使第一磁铁冻结在第一导轨上的情况发生。
滑动件由圆环和连接件两部分构成且连接件的内径大于圆环的内径,使滑动件的主体部分的内径不等,在滑动件静止或滑动的过程中可有效避免由于滑动件的内表面与第一导轨的外表面完全贴合,在介质通道内温度过低以及介质流经介质通道时可能发生汽化的情况下造成二者冻结在一起的情况发生,即使滑动件的内表面与第一导轨的外表面贴合并冻结在一起,二者之间的冻结部位也仅局限在圆环的内表面处,冻结面积较小,当介质通道内有介质流过时,在介质的冲击力作用下,滑动件与第一导轨之间即使有冻结的部位也很容易被冲开,滑动件采用此种结构,可有效防止其与第一导轨冻结在一起致使流量计失灵的情况发生,特别是对于液态二氧化碳/氮这类特性的介质,在介质通道上阀门刚刚开启时,由于阀门进出口两侧的介质压力存在明显的不同,在阀门出口侧会出现在管道内实物(例如管道内侧、第一轨道、滑动件和第一磁铁等)表面冻结的现象,在采用本发明的上述技术手段后,可以有效地防止因这种冻结而导致的检测失灵。
将第一导轨设置在介质通道的轴线上,不会受到介质通道的内壁的滞流作用或受到的滞流作用最小,可以进一步保证测量的介质流量的准确性。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的结构示意图;
图2是本发明的另一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
参见图1和图2,本发明提供了一种适用于液态二氧化碳/氮的流量计,包括能够上下自由移动的第一磁铁1、能够上下自由移动的第二磁铁2和用于采集所述第二磁铁的位移信号并进行显示的显示器,所述第一磁铁位于垂直的介质通道3内,所述介质通道用于液态二氧化碳/氮的流通,所述介质通道的下端为介质(指液态的二氧化碳/氮,下同)的流入端,所述介质通道的上端为介质的流出端,所述第二磁铁位于所述介质通道外且与所述第一磁铁相互吸引,所述第一磁铁与第二磁铁之间的间距不大于二者的有效磁性覆盖范围,以保证当所述第一磁铁移动时,所述第二磁铁在磁力作用下会随之相应地移动并由第一磁铁的上升位置唯一地确定第二磁铁的上升位置。本发明在使用过程中当所述介质通道内有介质流过时,所述第一磁铁在介质的外力作用下,克服自身重力向上移动,所述第二磁铁在所述第一磁铁与第二磁铁相互的磁力作用下随着所述第一磁铁相应地向上移动,此时所述显示器采集所述第二磁铁的位移信号经过计算后显示所述介质通道内的介质流量,当所述介质通道内不再由介质流过时,所述第一磁铁在自身重力的作用下,下落至初始位置。
现有技术下存在若干允许一个件具有一个直线移动自由度的安装/连接方式,因此可以采用任意适宜的安装方式实现第一磁铁在介质通道内的上下自由移动和第二磁铁在介质通道外的上下自由移动。另外,设置第一磁铁及其安装所需的件/组件时,应考虑控制好对介质流的阻力,例如将第一磁铁及其安装所需的件/组件的横截面设置的足够小并采用阻力小的外形结构(为实现介质流对第一磁铁推动作用的结构除外),同时还应保证介质流对第一磁铁具有适度的推动作用,即在介质流的作用下,在流量计的测量范围内,第一磁铁应具有适当(适于数据采集、处理和显示等)的移动范围,可以依据现有技术和公知常识实现这种目的。
本发明采用所述第一磁铁和第二磁铁通过磁场传动传送检测的流量信号,通过第一磁铁吸引并带动第二磁铁同步移动,两者之间没有直接的物理连接,相比与采用实物(连接结构)直接传动的信号传送方式不仅减少了传动的连接部件,更实现了介质通道内部件(第一磁铁)同外部环境的隔离,实现了流量的采集端(第一磁铁)与显示端(第二磁铁及显示器)之间的隔离,流量的采集端与显示端之间的相互独立,一方面可以避免二者间由于存在连接部件而相互造成影响,另一方面也可以避免流经所述介质通道的介质从连接部件与介质通道连接的部位处的泄漏。另外,所述第一磁铁在收到介质的外力作用上下移动时,除需克服自身的重力作用以外不再受其他的外力影响(采集端与显示端之间如采用连接部件连接,还需克服相应的摩擦力),将外力对于采集端采集流量信号造成的影响降至最低,使流量计的测量结果更为准确。
所述显示器可以采用机械显示方式显示所述介质通道内的流量,也可以采用电显示方式显示所述介质通道内的流量,当所述显示器采用机械显示方式时,所述显示器可以包括显示指针4和沿所述第二导轨的延伸方向设置的流量刻度5(刻度标识沿圆周分布的刻度盘和刻度标识沿直线分布的刻度板等),所述第二磁铁连接所述显示指针,其连接方式可以是直接连接或通过传动件/传动组件连接,在刻度中可以通过对应关系将第二磁体的位置数据转换为介质流量数据,即直接显示出来的数据为介质流量,所述显示指针指向所述流量刻度,当所述第二磁铁随所述第一磁铁移动时,所述显示指针指示相应的流量刻度;当所述显示器采用电显示方式时,所述显示器可以包括滑动变阻器6和电子显示终端7,所述滑动变阻器连接在电子显示终端的电路中,使显示出来的数值随着滑动变阻器的电阻值变化而变化,所述电子显示终端可以为LED显示屏或液晶显示屏,其接线端与所述滑动变阻器的接线柱对应连接,所述第二磁铁连接所述滑动变阻器的滑片,当所述第二磁铁随所述第一磁铁移动时,所述第二磁铁带动所述滑片滑动,改变所述滑动变阻器的电阻,从而改变所述滑动变阻器与电子显示终端构成的回路中的电流,所述电子显示终端根据电流的变化显示所述介质通道内的相应流量,所述电子显示终端内设有为其与所述滑动变阻器构成的回路供电的电源,安装有用于根据电流的变化计算所述介质通道内的流量的程序。
优选地,所述第一磁铁的设置方式为所述介质通道内设有垂直的第一导轨8,所述第一磁铁与所述第一导轨滑动连接,所述第二磁铁的设置方式为所述介质通道外设有垂直的第二导轨9,所述第二磁铁与所述第二导轨滑动连接。所述第一导轨和第二导轨的设置,便于引导所述第一磁铁和第二磁铁的移动方向,防止所述第一磁铁和第二磁铁在移动过程中偏离介质的流动方向致使测量结果不准确。
为保证第一磁铁和第二磁铁在上下移动的过程不发生旋转,可以在相应导轨和与导轨配合的件上设置对应的导向槽和导向柱/块,所述导向槽沿轴线直线延伸,导向柱/块插入导向槽内,由此限定了相应磁铁不会发生旋转。
所述第一磁铁与所述第一导轨滑动连接的方式可以为所述第一磁铁安装在滑动件上,所述滑动件套在所述第一导轨上,此时可以对所述第一导轨进行打磨加工,使其外表面光滑,减小所述滑动件在其上滑动时的摩擦力。通常,所述第一导轨呈圆柱状,所述滑动件呈筒状,所述滑动件的内径大于所述第一导轨的外径。所述滑动件的设置有利于加工制作并实现与所述第一导轨之间优化的配合方式,且通过其内径略大于所述第一导轨的外径的圆周间隙配合方式,有利于减小所述第一磁铁在上下移动过程中与所述第一导轨之间的摩擦力,即使所述滑动件在带动所述第一磁铁移动时可能会时常与所述第一导轨相接触,在介质的作用力下,也会在极短的时间内分开,提高了所述第一磁铁移动的灵敏度,保证了测量的精度,另外,所述滑动件还可间接地减小所述第一磁铁与第一导轨之间可能的接触面积,可有效避免由于介质通道内的温度过低致使所述第一磁铁冻结在所述第一导轨上的情况发生。
优选地,所述滑动件包括若干个圆环10,任意相邻的两个所述圆环之间通过筒状的连接件11连接,所述滑动件由所述圆环和连接件共同构成,所述连接件的内径大于所述圆环的内径。所述滑动件采用此种结构,使其主体部分的内径不等,在其静止或滑动的过程中可有效避免由于其内表面与所述第一导轨的外表面完全贴合,在介质通道内温度过低以及介质流经介质通道时可能发生汽化的情况下造成二者冻结在一起的情况发生,即使所述滑动件的内表面与所述第一导轨的外表面贴合并冻结在一起,二者之间的冻结部位也仅局限在所述圆环的内表面处,冻结面积较小,当所述介质通道内有介质流过时,在介质的冲击力作用下,所述滑动件与所述第一导轨之间即使有冻结的部位也很容易被冲开。
所述第一导轨可以通过支架12固定安装在所述介质通道的内壁上,以便不影响介质在所述介质通道内的流通,所述第一导轨的轴线优选与所述介质通道的轴线重合,由于沿所述介质通道的轴线流动的介质不会受到所述介质通道的内壁的滞流作用或受到的滞流作用最小,因此将所述第一导轨设置在所述介质通道的轴线上,可以进一步地保证测量的介质流量的准确性。
所述流量计可以设有外壳,所述外壳上可以设有与介质输送管道配合连接的连接结构,所述流量计安装在介质输送管道上时,所述介质通道与介质输送管道连通。
本发明结构简单,测量准确,受外界的环境影响小,尤其适用于液态二氧化碳/氮的流量测量。
Claims (10)
1.一种适用于液态二氧化碳/氮的流量计,其特征在于包括能够上下自由移动的第一磁铁、能够上下自由移动的第二磁铁和用于采集所述第二磁铁的位移信号并进行显示的显示器,所述第一磁铁位于垂直的介质通道内,所述第二磁铁位于所述介质通道外且与所述第一磁铁相互吸引。
2.如权利要求1所述的适用于液态二氧化碳/氮的流量计,其特征在于所述第一磁铁的设置方式为所述介质通道内设有垂直的第一导轨,所述第一磁铁与所述第一导轨滑动连接,所述第二磁铁的设置方式为所述介质通道外设有垂直的第二导轨,所述第二磁铁与所述第二导轨滑动连接。
3.如权利要求2所述的适用于液态二氧化碳/氮的流量计,其特征在于所述显示器包括显示指针和沿所述第二导轨的延伸方向设置的流量刻度,所述第二磁铁连接所述显示指针,所述显示指针指向所述流量刻度。
4.如权利要求2所述的适用于液态二氧化碳/氮的流量计,其特征在于所述显示器包括滑动变阻器和电子显示终端,所述电子显示终端的接线端与所述滑动变阻器的接线柱对应连接,所述第二磁铁连接所述滑动变阻器的滑片。
5.如权利要求2、3或4所述的适用于液态二氧化碳/氮的流量计,其特征在于所述第一磁铁与所述第一导轨滑动连接的方式为所述第一磁铁安装在滑动件上,所述滑动件套在所述第一导轨上。
6.如权利要求5所述的适用于液态二氧化碳/氮的流量计,其特征在于所述第一导轨呈圆柱状,所述第一导轨的轴线与所述介质通道的轴线重合。
7.如权利要求6所述的适用于液态二氧化碳/氮的流量计,其特征在于所述滑动件呈筒状,所述滑动件的内径大于所述第一导轨的外径。
8.如权利要求7所述的适用于液态二氧化碳/氮的流量计,其特征在于所述滑动件包括若干个圆环,任意相邻的两个所述圆环之间通过筒状的连接件连接,所述连接件的内径大于所述圆环的内径。
9.如权利要求8所述的适用于液态二氧化碳/氮的流量计,其特征在于所述第一导轨通过支架固定安装在所述介质通道的内壁上。
10.如权利要求9所述的适用于液态二氧化碳/氮的流量计,其特征在于设有外壳,所述外壳上设有与液态二氧化碳/氮输送管道配合连接的连接结构。
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