CN109682431A - 电磁式流量计的安全设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁式流量计的安全设计方法，其包含步骤：提供一电磁式流量计，电磁式流量计包含一量测管路以及一电源模块，量测管路内供一工作流体通过；在电磁式流量计形成容置电源模块的一第一防爆隔离区域；在电磁式流量计形成容置量测管路的一第二防爆隔离区域；将第一防爆隔离区域与第二防爆隔离区域相互分离配置。

Description

电磁式流量计的安全设计方法

技术领域

本发明是有关于电磁式流量计，特别是一种电磁式流量计的安全设计方法。

背景技术

现有的电磁式量计缺乏完善的防爆设计，由于电磁流量计需要藉由电力驱动，其内必需要设置电源供应器，电源供应器工作时易发热而呈高温状态。当电磁流量计用于量测易燃物的流量时，其高温易引燃易燃物而引起爆炸。

电磁式流量计唯有设计符合安全的区隔，才能应用在特殊危险场合。如何在流量计内部设计结构将电气安全区隔而有效阻隔易燃气体及火焰传递扩散，为设计电磁式流量计的重要课题。

有鉴于此，本发明人遂针对上述现有技术，特潜心研究并配合学理的运用，尽力解决上述的问题点，即成为本发明人改良的目标。

发明内容

本发明提供一种电磁式流量计的防爆隔离安全设计方法。

本发明提供一种电磁式流量计的安全设计方法，其包含步骤：提供一电磁式流量计，电磁式流量计包含一量测管路以及一电源模块，量测管路内供一工作流体通过；在电磁式流量计形成容置电源模块的一第一防爆隔离区域；在电磁式流量计形成容置量测管路的一第二防爆隔离区域；将第一防爆隔离区域与第二防爆隔离区域相互分离配置。

本发明的电磁式流量计的安全设计方法，其电磁式流量计包含一传送器以及一传感器，传送器具有一第一外壳，第一防爆隔离区域形成在第一外壳内，传感器具有一第二外壳，第二防爆隔离区域形成在第二外壳内。本发明的电磁式流量计的安全设计方法更包含在第一外壳及第二外壳围设形成的空间内设置一电性模块，且电性模块位于第二防爆隔离区域之外。电性模块为用于运算工作流体流量的一数据处理模块。电性模块为选自电路功能模块、射频微波模块、数字电路模块的其中一种或者一种以上的组合。电路功能模块为一数字电路、一类比电路或一显示功能电路，数字电路为用于运算工作流体流量的一数据计算模块或者一接口信号转换模块，类比电路用于对类比信号的噪声滤除以及放大增益处理，显示功能电路为用于显示一电磁流量计资讯的一数据显示模块。射频微波模块为一无线传输晶片模块，无线传输晶片模块包含用于接收、发射一微波信号的一传输天线。

本发明的电磁式流量计安全设计方法，其量测管路之内设置有用于对工作流体进行电磁式量测的一量测模块，量测模块包含一对电极以及一对磁极，各电极以及各磁极分别连接一导线束，各导线束分别穿出第二防爆隔离区域共且进一步穿入第一防爆隔离区域作用电性连接之用，且第一外壳与第二外壳相互分离配置且不连通。第一外壳形成有一第一接口以及连通第一接口的一第二接口，在第一接口设置有一锥罩，在第二接口设置有一锥塞，且锥塞塞设在锥罩内。

本发明的电磁式流量计安全设计方法，其量测管路之内设置有用于对工作流体进行电磁式量测的一量测模块，量测模块包含一对电极以及一对磁极，各电极以及各磁极分别连接一导线束，各导线束分别穿出第二防爆隔离区域共且进一步穿入第一防爆隔离区域作用电性连接之用，且第一外壳连通第二外壳。其第一外壳形成有一第一接口，第二外壳形成有连通第一接口的一第二接口，在第一接口设置有一锥罩，在第二接口设置有一锥塞，且锥塞塞设在锥罩内。

本发明为防爆式电磁流量计结构布局，依照电磁流量计结构区分为依据危险区域分级的三个区域0区、1区、2三区，本发明设计一个准则限制不同类电子元件所处位置，特别是限制量测模块在0区以及电源模块在2区，其他电性模块则搭配不同构型组态予以限定。藉由此安全设计方法，设计完整安全的电磁流量计。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是本发明的电磁式流量计的安全设计方法的流程图。

图2及图3是本发明第一实施例的电磁式流量计的安全设计方法的示意图。

图4是本发明第二实施例的电磁式流量计的安全设计方法的示意图。

图5至图8是本发明第二实施例的电磁式流量计的安全设计方法的各种变化态样的示意图。

其中，附图标记

10 电磁式流量计

11 传送器

12 传感器

13 量测管路

20 工作流体

100 第一外壳

101 第一防爆隔离区域

110 第一防爆隔离结构

200 第二外壳

201 第二防爆隔离区域

210 第二防爆隔离结构

211 第一接口

212 第二接口

213 锥罩

214 锥塞

310 电源模块

320 量测模块

321 电极

322 磁极

323 导线束

330 电性模块

a～f 步骤

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

危险场所依据其内存在爆炸性气体与空气混合物的时间比例由高至低可区分为0区、1区及2区的危险区域分级。危险区域可能存在加油站、医防、中央厨房、发电厂、酒厂、油气输送站、污水站、弹药库、半导体、瓦斯分装站、港埠、油轮、钢铁业、航空业、军事工程、石化业、食品、机械、交通轨道、通讯业、造纸、医药、矿业…等各种不同的行业。其可能存在的区域如钻油口、缷油口、油气口、锅炉区、沼气区、下水道、隧道、加气站、有机气体区、喷涂区、页岩油区、可燃冰区…等区域。防爆设计一般可分为本体安全(本安)以及结构隔离二类，本体安全是对电子元件本体设计，使其电子元件不易引燃易燃物；结构隔离则是将电子元件与易燃物隔离以防止易燃物被电子元件引燃。本发明为电磁式流量计的防爆布局。

参阅图1及图2，本发明的第一实施例提供一种电磁式流量计的安全设计方法，其包含后述的步骤：

首先，于步骤a中提供一电磁式流量计10，电磁式流量计10包含一量测管路13以及一电源模块310，量测管路13内供一工作流体20通过，其中工作流体20为易燃性或可燃性。

接续步骤a，于步骤b中在电磁式流量计10设置一第一防爆隔离结构110而在电磁式流量计10内围设形成容置电源模块310的一第一防爆隔离区域101，第一防爆隔离区域101为一密闭空间。本实施例中以第一防爆隔离结构110的机械防爆手段围设形成第一防爆隔离区域101，但本发明不以此为限，第一防爆隔离区域101也可以藉由电器防爆手段而形成。其中第一防爆隔离区域101内属为危险区域分级的2区，即危险性最低的区域。

接续步骤b，于步骤c中在电磁式流量计10设置一第二防爆隔离结构210而在电磁式流量计10内围设形成容置量测管路13的一第二防爆隔离区域201，第二防爆隔离区域201为一密闭空间。本实施例中以第一防爆隔离结构210的机械防爆手段围设形成第一防爆隔离区域201，但本发明不以此为限，第一防爆隔离区域201也可以藉由电器防爆手段而形成。其中第二防爆隔离区域201内属为危险区域分级的0区，即危险性最高的区域。电磁式流量计10内非属第一防爆隔离区域101以及第二防爆隔离区域201的其他空间则为危险区域分级的1区，即危险性次高的区域。

接续步骤c，于步骤d中将第一防爆隔离区域101与第二防爆隔离区域201相互分离配置。于本实施例中，电磁式流量计10包含一传送器11以及一传感器12，传送器11具有一第一外壳100，第一防爆隔离结构110设置在第一外壳100而在第一外壳100内围设形成第一防爆隔离区域101，即藉由第一外壳100整体作为第一防爆隔离结构110而在第一外壳100内围设形成第一防爆隔离区域101。传感器12具有与第一外壳100相互分离配置且不连通的一第二外壳200，第二防爆隔离结构210设置在第二外壳200而在第二外壳200内围设形成第二防爆隔离区域201，藉此将第一防爆隔离区域101与第二防爆隔离区域201相互分离配置。

参阅图2及图3，第二防爆隔离结构210的具体构造说明如后，第二外壳200形成有一第一接口211以及连通第一接口211的一第二接口212，第二防爆隔离结构210包含设置在第一接口211的一锥罩213以及设置在第二接口212的一锥塞214，锥塞214塞设在锥罩213内，且锥罩213及锥塞214的尖端朝向远离第二防爆隔离区域201的方向配置。因此当量测管路13内的工作流体20泄漏时，工作流体20受到第一防爆隔离结构110以及第二防爆隔离结构210双层阻隔而无法进入第一防爆隔离区域101，因此能够防止泄漏的工作流体20被高温的电源模块310引燃。

本发明的电磁式流量计10的安全设计方法更包含一步骤e：在第二防爆隔离区域201之内设置一量测模块320，量测模块320用于对工作流体20进行电磁式量测。量测模块320包含一对电极321以及一对磁极322，其中磁极322较佳地为线圈。各电极321以及各磁极322分别连接一导线束323，且各导线束323分别穿过第二防爆隔离结构210的锥塞214而且进一步电性连接传送器11。当量测管路13内的工作流体20泄漏至第二防爆隔离区域201内时，第二防爆隔离区域201内的压力上升而将锥塞214向锥罩213的尖端推动而使锥罩213迫紧锥塞214，锥塞214且受力压缩而使锥塞214与导线束323之间能迫紧密合，藉此防止进一步工作流体20泄漏至第二防爆隔离区域201外。

本发明的电磁式流量计10的安全设计方法更包含一步骤f：在第一外壳100及第二外壳200围设形成的空间内设置至少一电性模块330，且电性模块330位于第二防爆隔离区域201之外，因此与量测管路13防爆隔离。

其中，电性模块330可以为用于运算流体流量的一数据处理模块；电性模块330也可以为选自电路功能模块、射频微波模块、数字电路模块的其中一种或者一种以上的组合。

具体而言，电路功能模块可以为一数字电路、一类比电路或一显示功能电路；电路功能模块也可以为用于运算流体流量的一数据计算模块，电路功能模块也可以为用于显示一电磁流量计资讯的一数据显示模块。射频微波模块为一无线传输晶片模块，且无线传输晶片模块包含用于接收、发射一微波信号的一传输天线。数字电路模块则为数字运算、接口信号转换模块。

参阅图1及图4，本发明的第二实施例提供一种电磁式流量计的安全设计方法，其包含后述的步骤：

步骤a：提供一电磁式流量计10，电磁式流量计10包含一量测管路13以及一电源模块310，量测管路13内供一工作流体20通过。步骤b：在电磁式流量计10设置一第一防爆隔离结构110而在电磁式流量计10内围设形成容置电源模块310的一第一防爆隔离区域101。步骤c：在电磁式流量计10设置一第二防爆隔离结构210而在电磁式流量计10内围设形成容置量测管路13的一第二防爆隔离区域201。步骤d：将第一防爆隔离区域101与第二防爆隔离区域201相互分离配置。

于本实施例中，量测管路13、电源模块310以及电性模块330如同第一实施例，且步骤a至c及e、f如同第一实施例，于此不再赘述。本实施例与第一实施例不同之处详述如后。

本实施例与第一实施例不同之处在于步骤d中，电磁式流量计10包含一传送器11以及一传感器12。传送器11具有一第一外壳100，第一防爆隔离结构110设置在第一外壳100内而在第一外壳100内围设形成第一防爆隔离区域101。传感器12具有连通第一外壳100的一第二外壳200，第二防爆隔离结构210设置在第二外壳200内而在第二外壳200内围设形成第二防爆隔离区域201。

第二防爆隔离结构210的具体构造说明如后，第一外壳100形成有一第一接口211，第二外壳200形成有连通第一接口211的一第二接口212，第二防爆隔离结构210包含设置在第一接口211的一锥罩213以及设置在第二接口212的一锥塞214，锥塞214塞设在锥罩213内，且锥罩213及锥塞214的尖端朝向远离第二防爆隔离区域201的方向配置。因此当量测管路13内的工作流体20泄漏时，工作流体20受到第一防爆隔离结构110以及第二防爆隔离结构210双层阻隔而无法进入第一防爆隔离区域101，因此能够防止泄漏的工作流体20被高温的电源模块310引燃。

本发明不限定第一防爆隔离结构110的型式及数量，亦即不限定第一防爆隔离区域101的数量，图5至图8所示为第一防爆隔离结构110各种变化态样，以及电性模块330的各种配置方式。其电性模块330可以设置在第一外壳100内或者第二外壳200内的1区中，也可以设置在第一外壳100内的2区中。

本发明将电子元件分为电源模块310、量测模块320及其他电性模块330，并且将电磁式流量计10区隔为特定区域，规划电子元件与各特定区域之间的关系。以加强安全的设计观点，达成双重阻隔，并符合防爆的安全要求。本发明依照零件所处位置，依据危险区域分级的区分电磁流量计为0区、1区、2区，并依电磁流量计主要电子元件功能属性定义于所属区域，特别是限制量测模块320在0区以及电源模块310在2区，其他电性模块330则搭配不同构型组态予以限定，各区域中的电子元件分别符合区域防爆法规以及温度，以保护各电子元件并有效阻隔燃气及火焰传递。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种电磁式流量计的安全设计方法，其特征在于，包含下列步骤：

a)提供一电磁式流量计，该电磁式流量计包含一量测管路以及一电源模块，该量测管路内供一工作流体通过；

b)在该电磁式流量计形成容置该电源模块的一第一防爆隔离区域；

c)在该电磁式流量计形成容置该量测管路的一第二防爆隔离区域；及

d)将该第一防爆隔离区域与该第二防爆隔离区域相互分离配置。

2.如权利要求1所述的电磁式流量计的安全设计方法，其特征在于，该电磁式流量计包含一传送器以及一传感器，该传送器具有一第一外壳，该第一防爆隔离区域形成在该第一外壳内，该传感器具有一第二外壳，该第二防爆隔离区域形成在该第二外壳内。

3.如权利要求2所述的电磁式流量计的安全设计方法，其特征在于，更包含在该第一外壳及该第二外壳围设形成的空间内设置一电性模块，且该电性模块位于该第二防爆隔离区域之外。

4.如权利要求3所述的电磁式流量计安全设计方法，其特征在于，该电性模块为用于运算该工作流体流量的一数据处理模块。

5.如权利要求3所述的电磁式流量计的安全设计方法，其特征在于，该电性模块为选自电路功能模块、射频微波模块、数字电路模块的其中一种或者一种以上的组合。

6.如权利要求5所述的电磁式流量计安全设计方法，其特征在于，该电路功能模块为一数字电路、一类比电路或一显示功能电路，该数字电路为用于运算该工作流体流量的一数据计算模块或者一接口信号转换模块，该类比电路用于对类比信号的噪声滤除以及放大增益处理，该显示功能电路为用于显示一电磁流量计资讯的一数据显示模块。

7.如权利要求5所述的电磁式流量计的安全设计方法，其特征在于，该射频微波模块为一无线传输晶片模块，该无线传输晶片模块包含用于接收、发射一微波信号的一传输天线。

8.如权利要求2所述的电磁式流量计安全设计方法，其特征在于，该量测管路之内设置有用于对该工作流体进行电磁式量测的一量测模块，该量测模块包含一对电极以及一对磁极，各该电极以及各该磁极分别连接一导线束，各该导线束分别穿出该第二防爆隔离区域共且进一步穿入该第一防爆隔离区域作用电性连接之用，且该第一外壳与该第二外壳相互分离配置且不连通。

9.如权利要求8所述的电磁式流量计安全设计方法，其特征在于，该第一外壳形成有一第一接口以及连通该第一接口的一第二接口，在该第一接口设置有一锥罩，在该第二接口设置有一锥塞，且该锥塞塞设在该锥罩内。

10.如权利要求2所述的电磁式流量计安全设计方法，其特征在于，该量测管路之内设置有用于对该工作流体进行电磁式量测的一量测模块，该量测模块包含一对电极以及一对磁极，各该电极以及各该磁极分别连接一导线束，各该导线束分别穿出该第二防爆隔离区域共且进一步穿入该第一防爆隔离区域作用电性连接之用，且该第一外壳连通该第二外壳。

11.如权利要求10所述的电磁式流量计安全设计方法，其特征在于，该第一外壳形成有一第一接口，该第二外壳形成有连通该第一接口的一第二接口，在该第一接口设置有一锥罩，在该第二接口设置有一锥塞，且该锥塞塞设在该锥罩内。