CN104316123A - 一种高密封性液体流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高密封性液体流量计，接线密封结构可将传感器部分在其信号线接口处达到有效的密封，该密封结构不会在低温环境下产生密封不住的现象，使传感器部分的工作稳定，可确保整个流量计的性能；漆包线的质量没有附加在测试管上，不会影响测试管的测试精度；漆包线两端焊接牢固，不会出现脱落现象，提高流量计工作的稳定性；双排测量管采用类似三角形的管型，使流量计总体结构紧凑，外形美观，采用双管可降低外界震动的敏感性，容易实现相位差的测量，从而使得测量精度更高，该高密封性液体流量计简单紧凑，操作简单易行，密封性更可靠，适用范围广，适合推广应用。

Description

一种高密封性液体流量计

技术领域

本发明属于CNG/LNG质量流量计技术领域，尤其涉及一种高密封性液体流量计。

背景技术

科里奥利质量流量计是一种直接而精密地测量流体质量流量的新颖仪表，如果在其内部管子同步振动的同时，将流体导入管内，使之沿管内向前流动，则管子将强迫流体与之一起上下振动，流体为了反抗这种强迫振动，会给管子一个与其流动方向垂直的反作用力，在这种被叫做科里奥利效应力的作用下，管子的震动不同步了，入口段管与出口段管在振动的时间上会出现差异，(差异是由于入口段和出口段流体所受科氏力方向是相反的)，这叫做相位时间差。这种差异与流过管子的流体质量流量的大小成正比；如果通过电路能检测出这种时间差异的大小，则就能将质量流量的大小给确定了。这种流量计被称作科里奥利质量流量计，它与世界上目前在用的几十种常规容积式流量计的最大不同是它测的质量的大小，使用的单位是kg/min。用质量(如千克)作单位的流量计比用容积(如立升或立方米)作单位的容积式流量计要准确和恒定。科里奥利质量流量计具有准确性、重复性、稳定性，同时在流体通道内没有阻流元件和可动部件，因而其可靠性好，使用寿命长，还能测量高粘度流体和高压气体的流量。在石油、化工、冶金、建材、造纸、医药、食品、生物工程、能源、航天等工业部门，其应用也越来越广泛。

发明内容

本发明提供了一种高密封性液体流量计，可将传感器部分在其信号线接口处达到有效的密封，该密封结构不会在低温环境下产生密封不住的现象，使传感器部分的工作稳定，可确保整个流量计的性能；流道平滑过渡，使流体分流时不会产生紊流，减小流体的压力损失，使流量计的测量更加精准，同时能完成分流与合流功能，减小流量计的体积，便于安装在狭小空间内的管道上；其中信号线的质量没有附加在测试管上，不会影响测试精度；不会出现脱落现象，提高流量计工作的稳定性；采用双管结构可降低外界震动的敏感性，容易实现相位差的测量。

本发明的目的在于提供一种高密封性液体流量计，该高密封性液体流量计包括：传感器部分和变送器部分，所述传感器部分包括设于壳体内的双排测量管，所述壳体的中部通过连接套与变送器部分线相连，所述连接套上连接有变送器部分，所述连接套内设有密封组件；所述双排测量管的两端分别相对其中部弯折，使所述双排测量管的中部向外凸起形成凸起部，所述双排测量管上弯折处的两旁均设有夹持定位的固定块，所述凸起部的顶点及其两侧的倾斜管上设有线圈支架；所述双排测量管上凸起部的顶点处设有驱动线圈，所述双排测量管凸起部上顶点两旁的倾斜管中部分别设有检测线圈，所述驱动线圈的引线和检测线圈的引线分别连接于电路板上，所述电路板位于凸起部下方的本体上，所述双排测量管进口端的外壁上设有温度传感器，所述温度传感器的引线包裹于绝缘管内，所述绝缘管被走线管固定于本体上，所述绝缘管将绝缘线引至电路板，所述绝缘线采用飞线方式连接于电路板上，所述驱动线圈、检测线圈和温度传感器的引线从连接套中穿过密封组件，并连接于变送器部分上。

进一步，所述双排测量管上位于凸起部顶点两侧的倾斜管之间形成a＝80°-100°的管型夹角；所述双排测量管上凸起部顶点的管型高度S＝80-130mm；所述双排测量管由两个相互平行的测试管组成，其中两个测试管之间的测管间隙T＝2-8mm。

进一步，所述双排测量管的两端上设有相互对称的两组固定块组，所述固定块组设于双排测量管的弯折处将两个平行的测试管夹持定位，其中每组固定块组包括两个固定块。

进一步，所述本体上设有接线柱，所述接线柱从电路板中穿过，所述驱动线圈的引线被茶色胶带捆绑于该接线柱上。

进一步，所述密封组件包括与连接套内壁相贴的陶瓷基座，所述陶瓷基座内穿过有接线用的铜柱，所述陶瓷基座通过铜套抵于连接套内的台阶上，所述连接套、陶瓷基座、铜套与铜柱之间的任意接触面均采用真空钎焊方式连接。

进一步，所述驱动线圈和检测线圈上分别连接有漆包线，其中漆包线与高温线相连，所述高温线的端头部被走线固定块固定于壳体内腔中，所述高温线被包裹于绝缘管内；所述温度传感器的引线包裹于绝缘管内；所述绝缘管被走线架固定于壳体内壁上，所述绝缘管从壳体中部的接套中穿过并连接于铜柱上。

本发明提供的高密封性液体流量计，接线密封结构可将传感器部分在其信号线接口处达到有效的密封，该密封结构不会在低温环境下产生密封不住的现象，使传感器部分的工作稳定，可确保整个流量计的性能，漆包线的质量没有附加在测试管上，不会影响测试管的测试精度；漆包线两端焊接牢固，不会出现脱落现象，提高流量计工作的稳定性；双排测量管采用类似三角形的管型，使流量计总体结构紧凑，外形美观，采用双管可降低外界震动的敏感性，容易实现相位差的测量，从而使得测量精度更高，该高密封性液体流量计简单紧凑，操作简单易行，密封性更可靠，适用范围广，适合推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高密封性液体流量计的线圈飞线结构示意图；

图2是图1的局部俯视图；

图3是本发明实施例提供的双排测量管的结构示意图；

图4是图3的双排测量管的主视图；

图5是图3的俯视图；

图6本发明实施例提供的高密封性液体流量计中接线密封结构的示意图。

图中：1、检测线圈；2、漆包线；3、驱动线圈；4、双排测量管；5、茶色胶带；6、接线柱；7、检测线圈；8、电路板；9、温度传感器；10、本体；11、走线管；12、绝缘管；13、线圈支架；14、固定块；a-管型夹角、S-管型高度、T-测管间隙；15、连接套；16、陶瓷基座；17、铜套；18、铜柱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

图1示出了本发明实施例提供的高密封性液体流量计的结构。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

该高密封性液体流量计包括：传感器部分和变送器部分，传感器部分包括设于壳体内的双排测量管4，壳体的中部通过连接套15与变送器部分线相连，连接套15上连接有变送器部分，连接套15内设有密封组件；双排测量管4的两端分别相对其中部弯折，使双排测量管4的中部向外凸起形成凸起部，双排测量管4上弯折处的两旁均设有夹持定位的固定块14，凸起部的顶点及其两侧的倾斜管上设有线圈支架13；双排测量管4上凸起部的顶点处设有驱动线圈3，双排测量管4凸起部上顶点两旁的倾斜管中部分别设有检测线圈1，驱动线圈3的引线和检测线圈1的引线分别连接于电路板8上，电路板8位于凸起部下方的本体10上，双排测量管4进口端的外壁上设有温度传感器9，温度传感器9的引线包裹于绝缘管12内，绝缘管12被走线管11固定于本体10上，绝缘管12将绝缘线引至电路板8，绝缘线采用飞线方式连接于电路板8上，驱动线圈3、检测线圈1和温度传感器9的引线从连接套15中穿过密封组件，并连接于变送器部分上。

在本发明实施例中，双排测量管4上位于凸起部顶点两侧的倾斜管之间形成a＝80°-100°的管型夹角；双排测量管4上凸起部顶点的管型高度S＝80-130mm；双排测量管4由两个相互平行的测试管组成，其中两个测试管之间的测管间隙T＝2-8mm。

在本发明实施例中，双排测量管4的两端上设有相互对称的两组固定块14组，固定块14组设于双排测量管4的弯折处将两个平行的测试管夹持定位，其中每组固定块14组包括两个固定块14。

在本发明实施例中，本体10上设有接线柱6，接线柱6从电路板8中穿过，驱动线圈3的引线被茶色胶带5捆绑于该接线柱6上。

在本发明实施例中，密封组件包括与连接套15内壁相贴的陶瓷基座16，

陶瓷基座16内穿过有接线用的铜柱18，陶瓷基座16通过铜套17抵于连接套15内的台阶上，连接套15、陶瓷基座16、铜套17与铜柱18之间的任意接触面均采用真空钎焊方式连接。

在本发明实施例中，驱动线圈3和检测线圈1上分别连接有漆包线2，其中漆包线2与高温线相连，高温线的端头部被走线固定块14固定于壳体内腔中，高温线被包裹于绝缘管12内；温度传感器9的引线包裹于绝缘管12内；绝缘管12被走线架固定于壳体内壁上，绝缘管12从壳体中部的接套中穿过并连接于铜柱18上。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图3至图5所示，本发明提供的高密封性液体流量计的测量管结构，流量计中包括有位于传感器部分内的双排测量管4，双排测量管4的两端分别相对其中部弯折，使双排测量管4的中部向外凸起形成凸起部，双排测量管4上位于凸起部顶点两侧的倾斜管之间形成a＝80°-100°的管型夹角；双排测量管4上凸起部顶点的管型高度S＝80-130mm；双排测量管4由两个相互平行的测试管组成，其中两个测试管之间的测管间隙T＝2-8mm；双排测量管4上弯折处的两旁均设有夹持定位的固定块14，且双排测量管4的两端上设有相互对称的两组固定块14组，固定块14组设于双排测量管4的弯折处将两个平行的测试管夹持定位，其中每组固定块14组包括两个固定块14，凸起部的顶点及其两侧的倾斜管上设有线圈支架13；位于双排测量管4凸起部顶点的线圈支架13上安放有驱动线圈3，位于倾斜管上的线圈支架13安放有检测线圈1。

本发明提供的高密封性液体流量计的测量管结构，双排测量管4的两端相对于中部弯折，或者双排测量管4的中部向外凸形成凸起部，该凸起部形成类似于三角形管型的两边；线圈支架13同样固定在双排测量管4上，驱动线圈3支架的位置决定了双排测量管4的震动激励位置，其中在该凸起部的顶点处设有线圈支架13，可用于放置驱动线圈3，为整个双排测量管4的振动提供动力，而在该顶点两侧为倾斜管，在该倾斜管的中部上安设有线圈支架13，可用于安放检测线圈1，检测线圈1需要安装磁钢和检测线圈1，测量相位差，得出质量流量；同时采用双管可降低外界震动的敏感性，容易实现相位差的测量。固定块14的位置决定了双排测量管4震动端的震动频率，因此将固定块14设于弯折处的两旁，并且将固定块14与双排测量管4焊接，起到固定两端的作用。本发明提供的高密封性液体流量计，由固定的薄壁双排测量管4，在中心处加以双排测量管4谐振或接近谐振的激励。这样，如果把测量段看作是从中心分开的两段，那么这两段就相当于分别围绕两端固定点做来回旋转运动。当流体从一端流向另一端时，就产生了科里奥利力，使双排测量管4中点前后两半段产生方向相反的扭曲，进而产生相位差；以电磁原理测量出相位差，就能通过变送器计算出质量、流量、密度等数据。

凸起部的管型夹角、管型高度对双排测量管4震动频率和震动激励均有影响，因此需要严格控制管型夹角a＝80°或90°或100°，可在a＝80°-100°之间选择，使双排测量管4便于成型；管型高度S＝80mm或90mm或100mm或110mm或120mm或130mm，可在S＝80-130mm之间选择；得以对双排测量管4的振动频率控制，才能确保在双排测量管4上精确地测出相位差，从而通过变送器计算出质量、流量、密度等数据。双排测量管4相互平行，使双排测量管4形成双管模式，可降低外界震动的敏感性，容易实现相位差的测量，其中测管间隙的大小影响到双排测量管4振动的频率和可振动的幅度，对其相位差的测量精度有较大的影响；因此需要孔二者之间的测管间隙T＝2mm或4mm或5mm或6mm或8mm，可在T＝2-8mm之间选择。

本发明提供的高密封性液体流量计的测量管结构，结构简单，操作简便，使用便捷，成本低廉，适用范围广，适合推广应用；双排测量管4采用类似三角形管型使流量计总体结构紧凑，外形美观；采用双管可降低外界震动的敏感性，容易实现相位差的测量。

本发明提供的高密封性液体流量计的接线密封结构，流量计中包括有传感器部分，传感器部分的罩壳上连接有供线路穿过的连接套15，连接套15的内壁设有台阶面，该台阶面上垫有铜套17，连接套15内壁贴合有接线基座，接线基座的端面置于铜套17上，接线基座内穿过有接线用的铜柱18。

由于采用了上述结构，其中高密封性液体流量计由传感器部分与变送器部分组成，传感器部分测得的信号由信号线穿过连接套15，并传入到变送器部分内进行数据计算分析。该流量计在使用时是处于低温环境下的，而当环境温度超出电子产品的允许值时，有可能会出现电子偏移，误动作和数据不稳定；同时传感器部分需要密闭隔绝空气的条件下进行工作，因为空气当中的水遇冷变成水会附着在测量管壁上，给测量管附加质量，导致传感器工作不稳定，所以信号线的接口处必须达到密封。传感器部分内的各个信号线分别对应接线于铜柱18上，所有的铜柱18穿过接线基座后，再将铜套17垫于连接套15内的台阶面上，然后将接线基座置于该铜套17上，由于陶瓷与不锈钢热膨胀系数不同，陶瓷基座16与连接套15是通过钎焊焊接在一起的，所以在热膨胀或冷收缩时陶瓷可能出现破裂，因此需要垫上铜套17作为收缩或膨胀过渡，避免密封结构破坏。流量计的传感器部分与外界之间隔绝形成良好的密封效果，从而使整个传感器部分的工作稳定，可确保整个流量计的性能。

本发明提供的高密封性液体流量计的接线密封结构，接线基座是采用陶瓷制成的陶瓷基座16。

由于采用了上述结构，铜套17作为过渡，密封结构在温度变化时膨胀或收缩都不会被破坏，因此将其使用到流量计中，可以保持其原有形状结构，因此在常温和低温环境下均能达到较好的密封效果，不会发生漏气等现象，确保整个流量计中传感器部分的工作稳定。

如图6所示，本发明提供的高密封性液体流量计的接线密封结构，连接套15、陶瓷基座16、铜套17与铜柱18之间任意的接触面均采用真空钎焊方式连接。

由于采用了上述结构，采用真空钎焊的方式在各个部件的接触面处进行焊接，可形成有效的密封，将连接管的两端进行隔绝，且采用焊接方式密封，密封性更可靠，不会在低温环境下产生密封不住的现象。

本发明提供的高密封性液体流量计的接线密封结构，其中流量计内包括有传感器部分，传感器部分的罩壳上连接有信号线穿过的连接套15，连接套15的内壁设有台阶面，该台阶面上垫有铜套17，连接套15内壁贴合有接线基座，接线基座的端面置于铜套17上，接线基座内穿过有接线用的铜柱18；接线基座是采用陶瓷制成的陶瓷基座16；连接套15、陶瓷基座16、铜套17与铜柱18之间任意的接触面均采用真空钎焊方式连接。

接线用的铜柱18与各个信号线连接，再穿过接线基座后，并将铜套17垫于连接套15内的台阶面上，再将接线基座置于该铜套17上。由于陶瓷与不锈钢热膨胀系数不同，陶瓷基座16与连接套15是通过钎焊焊接在一起的，所以在热膨胀或冷收缩时陶瓷可能出现破裂，因此需要垫上铜套17作为收缩或膨胀过渡，避免密封结构破坏，可将流量计的传感器部分与外界之间隔绝形成良好的密封效果，从而使整个传感器部分的工作稳定，可确保整个流量计的性能；铜套17作为过渡，密封结构在温度变化时膨胀或收缩都不会被破坏，因此将其使用到流量计中，可以保持其原有形状结构，因此在常温和低温环境下均能达到较好的密封效果，不会发生漏气等现象，确保整个流量计中传感器部分的工作稳定；采用真空钎焊的方式在各个部件的接触面处进行焊接，可形成有效的密封，将连接管的两端进行隔绝，且采用焊接方式密封，密封性更可靠，不会在低温环境下产生密封不住的现象。

如图1和图2所示，本发明的高密封性液体流量计的线圈飞线结构，流量计中包括有位于传感器部分内的双排测量管4，双排测量管4的两端分别连接于本体10进液口与出液口上，双排测量管4的中部为相对于本体10向外凸的凸起部，双排测量管4上凸起部的顶点处设有驱动线圈3，双排测量管4凸起部上顶点两旁的倾斜管中部分别设有检测线圈1，驱动线圈3的引线和检测线圈1的引线分别连接于电路板8上，电路板8位于凸起部下方的本体10上，本体10上设有接线柱6，接线柱6从电路板8中穿过，驱动线圈3的引线被茶色胶带5捆绑于该接线柱6上。其中双排测量管4一端的外壁上设有温度传感器9，温度传感器9上的绝缘线包裹于绝缘管12内，绝缘管12被走线管11固定于本体10上，绝缘管12将绝缘线引至电路板8，绝缘线连接于飞线方式连接于电路板8上。

双排测量管4的两端相对于中部弯折，或者双排测量管4的中部向外凸形成凸起部，该凸起部形成类似于三角形管型的两边；线圈支架13同样固定在双排测量管4上，驱动线圈3支架的位置决定了双排测量管4的震动激励位置，其中在该凸起部的顶点处设有线圈支架13，可用于放置驱动线圈3，为整个双排测量管4的振动提供动力，而在该顶点两侧为倾斜管，在该倾斜管的中部上安设有线圈支架13，可用于安放检测线圈1，检测线圈1需要安装磁钢和检测线圈1，测量相位差，得出质量流量；同时采用双管可降低外界震动的敏感性，容易实现相位差的测量。固定块14的位置决定了双排测量管4震动端的震动频率，因此将固定块14设于弯折处的两旁，并且将固定块14与双排测量管4焊接，起到固定两端的作用。本发明的高密封性液体流量计，由固定的薄壁双排测量管4，在中心处加以双排测量管4谐振或接近谐振的激励。这样，如果把测量段看作是从中心分开的两段，那么这两段就相当于分别围绕两端固定点做来回旋转运动。当流体从一端流向另一端时，就产生了科里奥利力，使双排测量管4中点前后两半段产生方向相反的扭曲，进而产生相位差；以电磁原理测量出相位差，就能通过变送器计算出质量、流量、密度等数据；其中驱动线圈3的引线和检测线圈1的引线均采用飞线的方式焊接于电路板8上，可有效地避免引线附着于测试管上，不会影响到测试精度，从而确保整个流量计对质量流量测量精度；与此同时，引线的两端焊接牢固，不会出现脱离现象，提高流量计的工作稳定性。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高密封性液体流量计，其特征在于，该高密封性液体流量计包括：传感器部分和变送器部分，所述传感器部分包括设于壳体内的双排测量管，所述壳体的中部通过连接套与变送器部分线相连，所述连接套上连接有变送器部分，所述连接套内设有密封组件；所述双排测量管的两端分别相对其中部弯折，使所述双排测量管的中部向外凸起形成凸起部，所述双排测量管上弯折处的两旁均设有夹持定位的固定块，所述凸起部的顶点及其两侧的倾斜管上设有线圈支架；所述双排测量管上凸起部的顶点处设有驱动线圈，所述双排测量管凸起部上顶点两旁的倾斜管中部分别设有检测线圈，所述驱动线圈的引线和检测线圈的引线分别连接于电路板上，所述电路板位于凸起部下方的本体上，所述双排测量管进口端的外壁上设有温度传感器，所述温度传感器的引线包裹于绝缘管内，所述绝缘管被走线管固定于本体上，所述绝缘管将绝缘线引至电路板，所述绝缘线采用飞线方式连接于电路板上，所述驱动线圈、检测线圈和温度传感器的引线从连接套中穿过密封组件，并连接于变送器部分上。

2.如权利要求1所述的高密封性液体流量计，其特征在于，所述双排测量管上位于凸起部顶点两侧的倾斜管之间形成a＝80°-100°的管型夹角；所述双排测量管上凸起部顶点的管型高度S＝80-130mm；所述双排测量管由两个相互平行的测试管组成，其中两个测试管之间的测管间隙T＝2-8mm。

3.如权利要求1所述的高密封性液体流量计，其特征在于，所述双排测量管的两端上设有相互对称的两组固定块组，所述固定块组设于双排测量管的弯折处将两个平行的测试管夹持定位，其中每组固定块组包括两个固定块。

4.如权利要求1所述的高密封性液体流量计，其特征在于，所述本体上设有接线柱，所述接线柱从电路板中穿过，所述驱动线圈的引线被茶色胶带捆绑于该接线柱上。

5.如权利要求1所述的高密封性液体流量计，其特征在于，所述密封组件包括与连接套内壁相贴的陶瓷基座，所述陶瓷基座内穿过有接线用的铜柱，所述陶瓷基座通过铜套抵于连接套内的台阶上，所述连接套、陶瓷基座、铜套与铜柱之间的任意接触面均采用真空钎焊方式连接。

6.如权利要求1所述的高密封性液体流量计，其特征在于，所述驱动线圈和检测线圈上分别连接有漆包线，其中漆包线与高温线相连，所述高温线的端头部被走线固定块固定于壳体内腔中，所述高温线被包裹于绝缘管内；所述温度传感器的引线包裹于绝缘管内；所述绝缘管被走线架固定于壳体内壁上，所述绝缘管从壳体中部的接套中穿过并连接于铜柱上。