CN104820111A - 交流电荷感应式流速流量测量传感器 - Google Patents
交流电荷感应式流速流量测量传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104820111A CN104820111A CN201510142049.5A CN201510142049A CN104820111A CN 104820111 A CN104820111 A CN 104820111A CN 201510142049 A CN201510142049 A CN 201510142049A CN 104820111 A CN104820111 A CN 104820111A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipe
- sleeve pipe
- sensing coil
- loop type
- metallic insulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 75
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 60
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 25
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 15
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002463 transducing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
本发明提供一种交流电荷感应式流速流量测量传感器，通过连接法兰与被测管道连接，内部包括一对相互平行且与管道垂直的电荷感应式环型传感线圈，电荷感应式传感器的环型传感线圈位于管道外。本发明解决当前交流电荷感应式流速流量测量的插入式传感器不能应用于压力较高和截面积较小的管道的技术问题，拓展了交流电荷感应式测量技术的应用范围。
Description
技术领域
本发明属于气力输送气固两相流技术领域，涉及一种气固两相流体流速流量测量传感器。
背景技术
气固两相流体流速流量是目前环境保护、工业自动化领域一个重要的测量参数，采用交流电荷感应式原理进行测量是目前最先进的方法，其采用的传感器的是插入式，传感器的金属探棒与被测介质气流接触，这种结构适合在压力较低和截面积较大的管道及风道上使用，只需简单的密封即可，传感器的金属探棒对管道内介质气流的影响可忽略不计，如发电厂的一次风管和烟道。但对于压力较高和截面积较小的管道，如煤化工的煤粉输送管道，一方面管道内压力可达几MPa到十几MPa，插入式传感器达不到密封及耐压安全要求，不能使用，另一方面，由于管道的截面积较小，传感器的金属探棒会对管道内介质气流产生较大影响。
发明内容
为解决当前交流电荷感应式流速流量测量的插入式传感器不能应用于压力较高和截面积较小的管道的技术问题，本发明提供一种交流电荷感应式流速流量测量的新型传感器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种交流电荷感应式流速流量测量传感器，包括上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈、接线端子，其特殊之处在于：
还包括两端带有连接装置的连接管，所述上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈相互平行且垂直于连接管道安装，所述上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈通过连接管道两端的连接装置与被测介质管道连接；
所述连接管为三层套管，最内层套管为绝缘陶瓷套管，最外层套管为金属保护管，中间层套管为非金属绝缘管，所述绝缘陶瓷套管的壁厚由被测管道压力确定，所述上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈均包括本体及延伸段，所述本体设置在中间层套管中，所述延伸段穿过最外层套管与接线端子电连接，所述延伸段与最外层套管之间绝缘。
以上为本发明的基本方案，基于该基本方案本发明还做出以下优化限定。
上述中间层套管的内径与绝缘陶瓷套管11的外径相同，所述金属保护管的内径与中间层套管的外径相同。
上述中间层套管是由第1段非金属绝缘管10、第2段非金属绝缘管9、第3段非金属绝缘管8依次连接组成的分段式套管，所述上游环型金属传感线圈的本体位于第1段非金属绝缘管与第2段非金属绝缘管连接处，所述下游环型金属传感线圈位于第2段非金属绝缘管与第3段非金属绝缘管连接处。
上述第1段非金属绝缘管的末端截面开设有第一环形槽，所述上游环型金属传感线圈的本体位于第一环形槽内，所述第2段非金属绝缘管的末端截面开设有第二环形槽，所述下游环型金属传感线圈的本体位于第二环形槽内。
上述连接装置为连接法兰，两个连接法兰与最外层套管焊接在一起，两个连接法兰外侧端面相互平行，且与最外层套管的轴向中心线垂直，所述中间层套管及中间层套管的端面均与相应端的连接法兰的外端面位于同一平面。
上述传感器还包括延伸段引出装置，所述延伸段引出装置包括设置在金属保护管12上两个引出孔、两个非金属绝缘管7及引出座，所述引出座设置在金属保护管12外侧，所述引出座内设置有与两个引出孔相通的两个套管孔，所述延伸段依次穿过个引出孔、套管孔与接线端子连接，所述非金属绝缘管7的一部分位于套管孔内用于延伸段与引出座之间的绝缘，所述非金属绝缘管7的另一部分位于引出孔内且端部与中间层套管接触用于延伸段与最外层套管之间的绝缘。
本发明的有益效果是：
本发明解决了当前交流电荷感应式流速流量测量的插入式传感器不能应用于压力较高和截面积较小的管道的技术问题，拓展了交流电荷感应式测量技术的应用范围。
附图说明
图1为本发明的传感器结构图；
图2为图1的A-A视图；
图3为上游环型金属传感线圈及下游环型金属传感线圈的结构示意图；
其中，附图标记为：1-接线盒、2-上游环型金属传感线圈、3-接线端子、4-下游环型金属传感线圈、5-引出座、6-连接法兰、7-非金属绝缘管、8-第3段非金属绝缘管、9-第2段非金属绝缘管、10-第1段非金属绝缘管、11-绝缘陶瓷管、12-金属保护管、13-本体、14-延伸段。
具体实施方式
以下从本发明的原理出发对本发明进行说明：
本发明的传感器的测量原理：根据交流电荷感应原理，即流体在流经绝缘陶瓷管时，上游环型金属传感线圈及下游环型金属传感线圈感应随机电荷信号，两组随机信号同时传至信号处理单元，在信号处理单元中经过信号调理、A/D变换转成数字信号，再由嵌入式处理器根据交相关数学模型计算后就能获得二个信号的高精度时差(被测介质经过二个环型金属传感线圈所用时间)△t；上下游环型金属传感线圈之间的安装距离是恒定的L(等于第2段非金属绝缘管9的长度，通过键盘输入到信号处理单元中)，利用公式：V(m/s)＝L(m)÷△t(s)可以准确的计算出被测介质绝对流速，再乘以管道的截面积后就可测得体积流量。
利用两组传感信号计算流体流速流量先前已有申请公开，如公开号为101995486A的中国专利申请，本发明的特殊之处在于传感器对被测介质采用非接触感应方式获取电荷信号，已解决现有插入式结构的传感器不能适用于高压及小直径管道内介质的测量。
以下结合附图对本发明交流电荷感应式流速流量测量传感器的优选接结构及原理进行详细说明：
如图1-3所示：本发明交流电荷感应式流速流量测量传感器包括上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈、接线端子、两端带有法兰的连接管及延伸段引出装置。连接管为三层套管，最内层套管为绝缘陶瓷套管11，最外层套管为金属保护管12，中间层套管为非金属绝缘管，中间层套管的内径与绝缘陶瓷套管11的外径相同，金属保护管的内径与中间层套管的外径相同。中间层套管是由第1段非金属绝缘管10、第2段非金属绝缘管9、第3段非金属绝缘管8依次连接组成的分段式套管。上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈均包括本体13及延伸段14，上游环型金属传感线圈的本体位于第1段非金属绝缘管10末端的第一环形槽内，下游环型金属传感线圈4的本体设置在第2段非金属绝缘管9末端的第二环形槽内，上游环型金属传感线圈与下游环型金属传感线圈之间的距离等于第2段非金属绝缘管9的长度。延伸段穿过最外层套管后通过延伸段引出装置与接线端子连接，延伸段引出装置包括设置在金属保护管12上两个引出孔、两个非金属绝缘管7及引出座，引出座设置在金属保护管12外侧，引出座内设置有与两个引出孔相通的两个套管孔，延伸段依次穿过个引出孔、套管孔与接线端子连接，非金属绝缘管7的一部分位于套管孔内用于延伸段与引出座之间的绝缘，非金属绝缘管7的另一部分位于引出孔内且端部与中间层套管接触用于延伸段与最外层套管之间的绝缘。两个连接法兰与最外层套管焊接在一起，两个连接法兰外侧端面相互平行，且与最外层套管的轴向中心线垂直，所述中间层套管及中间层套管的端面均与相应端的连接法兰的外端面位于同一平面。
本发明中的连接管为三层套管，最内层套管为绝缘陶瓷套管，主要是考虑陶瓷套管不影响电荷感应、耐压高、避免磨损；最外层套管为金属保护管主要是出于管道连接、屏蔽外部信号及整体传感器起到支撑的作用；中间层套管及延伸段引出装置中的非金属绝缘管7主要是绝缘方面的考虑，以使得上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈所拾取的感应电信号能过最大程度的传递到接线端。
为了提高流量、流速的测量精度，本发明通过在第1段非金属绝缘管10、第2段非金属绝缘管9的末端截面刻槽的方式以保证上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈在水平方向及竖直方向的位置准确度。
可以按下述步骤组装传感器：
1】两个连接法兰6与金属保护管12焊接在一起，两个连接法兰6端面应平行，相互间的距离长度应与绝缘陶瓷管11的长度一致。连接法兰6端面与金属保护管12的中心线垂直。
2】第1段非金属绝缘管10套在绝缘陶瓷管11上，装入金属保护管12内，端面与连接法兰6端面平齐。
3】上游环型金属传感线圈2埋入第1段非金属绝缘管10的侧壁槽内，上游环型金属传感线圈2的延长段从金属保护管12的引出孔伸出，
然后将第2段非金属绝缘管9套在绝缘陶瓷管11上，与第1段非金属绝缘管10靠紧。第2段非金属绝缘管9的长度就是上下游环型金属传感线圈2、4间的距离，用于流速的计算。
4】下游环型金属传感线圈4埋入第2段非金属绝缘管9的侧壁槽内，下游环型金属传感线圈4的延长段从金属保护管12的引出孔伸出，然后将第3段非金属绝缘管8套在绝缘陶瓷管上11，与第2段非金属绝缘管9靠紧，同时另一端与连接法兰6端面平齐。
5】两个金属传感线圈2、4的延长段各自穿入引出座5的孔中，引出座5与金属保护管12的引出孔进行连接固定。将非金属绝缘管套7在金属传感线圈2、4的延长段压入引出座5的孔中。
6】接线盒1与引出座5连接固定。两个金属传感线圈2、4的延长段分别与接线端子3连接。
Claims (6)
1.一种交流电荷感应式流速流量测量传感器，包括上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈、接线端子，其特征在于：
还包括两端带有连接装置的连接管，所述上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈相互平行且垂直于连接管道安装，所述上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈通过连接管道两端的连接装置与被测介质管道连接；
所述连接管为三层套管，最内层套管为绝缘陶瓷套管，最外层套管为金属保护管，中间层套管为非金属绝缘管，所述绝缘陶瓷套管的壁厚由被测管道压力确定，所述上游环型金属传感线圈、下游环型金属传感线圈均包括本体及延伸段，所述本体设置在中间层套管中，所述延伸段穿过最外层套管与接线端子电连接，所述延伸段与最外层套管之间绝缘。
2.根据权利要求1所述的交流电荷感应式流速流量测量传感器，其特征在于：所述中间层套管的内径与绝缘陶瓷套管的外径相同，所述金属保护管的内径与中间层套管的外径相同。
3.根据权利要求1或2所述的交流电荷感应式流速流量测量传感器，其特征在于：
所述中间层套管是由第1段非金属绝缘管、第2段非金属绝缘管、第3段非金属绝缘管依次连接组成的分段式套管，所述上游环型金属传感线圈的本体位于第1段非金属绝缘管与第2段非金属绝缘管连接处，所述下游环型金属传感线圈位于第2段非金属绝缘管与第3段非金属绝缘管连接处。
4.根据权利要求3所述的交流电荷感应式流速流量测量传感器，其特征在于：所述第1段非金属绝缘管的末端截面开设有第一环形槽，所述上游环型金属传感线圈的本体位于第一环形槽内，所述第2段非金属绝缘管的末端截面开设有第二环形槽，所述下游环型金属传感线圈的本体位于第二环形槽内。
5.根据权利要求4所述的交流电荷感应式流速流量测量传感器，其特征在于：所述连接装置为连接法兰，两个连接法兰与最外层套管焊接在一起，两个连接法兰外侧端面相互平行，且与最外层套管的轴向中心线垂直，所述中间层套管及中间层套管的端面均与相应端的连接法兰的外端面位于同一平面。
6.根据权利要求5所述的交流电荷感应式流速流量测量传感器，其特征在于：
所述传感器还包括延伸段引出装置，所述延伸段引出装置包括设置在金属保护管上两个引出孔、两个非金属绝缘管及引出座，所述引出座设置在金属保护管外侧，所述引出座内设置有与两个引出孔相通的两个套管孔，所述延伸段依次穿过个引出孔、套管孔与接线端子连接，所述非金属绝缘管的一部分位于套管孔内用于延伸段与引出座之间的绝缘，所述非金属绝缘管的另一部分位于引出孔内且端部与中间层套管接触用于延伸段与最外层套管之间的绝缘。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510142049.5A CN104820111A (zh) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | 交流电荷感应式流速流量测量传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510142049.5A CN104820111A (zh) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | 交流电荷感应式流速流量测量传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104820111A true CN104820111A (zh) | 2015-08-05 |
Family
ID=53730462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510142049.5A Pending CN104820111A (zh) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | 交流电荷感应式流速流量测量传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104820111A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107449935A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-12-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 煤线速度计 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1074535A (zh) * | 1992-01-15 | 1993-07-21 | 北京科技大学 | 微机化在线实时两相流快速测量相关仪 |
| JP2004333237A (ja) * | 2003-05-02 | 2004-11-25 | Univ Nihon | 混相流の流速・流量計測装置と流速・流量計測方法 |
| CN201145710Y (zh) * | 2007-12-27 | 2008-11-05 | 英国格林奔科集团有限公司 | 环形传感器 |
| CN102175571A (zh) * | 2011-02-23 | 2011-09-07 | 西安交通大学 | 基于希尔伯特边际谱的两相流流型识别方法 |
| CN202092979U (zh) * | 2010-10-29 | 2011-12-28 | 西安科瑞自动化有限责任公司 | 交流电荷感应式煤粉浓度测量装置 |
| WO2012145829A1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | Tenova Goodfellow Inc. | Method and apparatus for high temperature gas flow velocity sensing |
| CN104316779A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-01-28 | 北京华清茵蓝科技有限公司 | 阵列式环形静电传感器、气力输送粉体测量装置及方法 |
-
2015
- 2015-03-27 CN CN201510142049.5A patent/CN104820111A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1074535A (zh) * | 1992-01-15 | 1993-07-21 | 北京科技大学 | 微机化在线实时两相流快速测量相关仪 |
| JP2004333237A (ja) * | 2003-05-02 | 2004-11-25 | Univ Nihon | 混相流の流速・流量計測装置と流速・流量計測方法 |
| CN201145710Y (zh) * | 2007-12-27 | 2008-11-05 | 英国格林奔科集团有限公司 | 环形传感器 |
| CN202092979U (zh) * | 2010-10-29 | 2011-12-28 | 西安科瑞自动化有限责任公司 | 交流电荷感应式煤粉浓度测量装置 |
| CN102175571A (zh) * | 2011-02-23 | 2011-09-07 | 西安交通大学 | 基于希尔伯特边际谱的两相流流型识别方法 |
| WO2012145829A1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | Tenova Goodfellow Inc. | Method and apparatus for high temperature gas flow velocity sensing |
| CN104316779A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-01-28 | 北京华清茵蓝科技有限公司 | 阵列式环形静电传感器、气力输送粉体测量装置及方法 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| MASUDA H: ""Electrification of Fine Particles in Gas-Solids Pipe Flow"", 《POWDER TECHNOL》 * |
| YONG YAN: ""Mass flow measurement of bulk solids in pneumatic pipelines"", 《MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY》 * |
| 周宾 等: ""圆环式静电传感器的动态灵敏度分析"", 《中国机电工程学报》 * |
| 阚哲 等: ""基于静电传感器气/固两相流质量流率测量"", 《东北大学学报》 * |
| 阚哲 等: ""基于静电传感器相关测速精度探讨"", 《化工自动化及仪表》 * |
| 阚哲: ""基于静电传感器气/固两相流参数测量方法的研究"", 《中国博士学位论文全文数据库基础科学辑》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107449935A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-12-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 煤线速度计 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203349879U (zh) | 带有接合ptfe电极的磁流量计 | |
| CN203657865U (zh) | 一种科里奥利质量流量计 | |
| JP2011510326A5 (zh) | ||
| CN101294832A (zh) | 一种多电极电磁流量计 | |
| CN104949721B (zh) | 高压晶片型磁流量计 | |
| CN104457863A (zh) | 在送丝管道上测量风速的方法及丝管风速流量计 | |
| CN203364888U (zh) | 差压式流量传感器和流量计 | |
| CN104820111A (zh) | 交流电荷感应式流速流量测量传感器 | |
| CN104019860A (zh) | 一种电磁和超声波一体化设计的流量计及其使用方法 | |
| CN2911613Y (zh) | 六电极电磁流量计 | |
| CN209727178U (zh) | 一种缩径型电磁水表 | |
| CN203443617U (zh) | 插入式一体型温压补偿涡街流量计 | |
| CN104165662A (zh) | 无衬里管道式缩颈电磁水表 | |
| CN202734889U (zh) | 用于电磁流量传感器的无衬里管道 | |
| CN203443616U (zh) | 插入式分体型温压补偿涡街流量计 | |
| CN101738235A (zh) | 流量测量仪 | |
| CN203605985U (zh) | 径距取压核级长颈喷嘴装置 | |
| CN107356299A (zh) | 一种超声流量计 | |
| CN107356300A (zh) | 一种超声流量计 | |
| CN201993378U (zh) | 电荷感应式免维护风速测量装置 | |
| CN204007737U (zh) | 无衬里管道式缩颈电磁水表 | |
| CN206281533U (zh) | 用于电磁流量计衬里的插入式橡胶管件和电磁流量计 | |
| CN201795818U (zh) | 插入式电磁流量计传感器 | |
| CN203432625U (zh) | 一种一体化弯管流量计 | |
| CN109854850A (zh) | 管道测量法兰管件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150805 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |