CN110455362A - 流量计传感器、流量计以及改善流体冲击振动管的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流量计传感器、流量计以及改善流体冲击振动管的方法，属于质量流量的测量技术领域，其中，流量计传感器包括：上游管道接头、下游管道接头和振动管，所述振动管连接在所述上游管道接头和所述下游管道接头之间，具有并列的两根，所述上游管道接头内设有缩口段，所述缩口段朝向所述振动管方向的内径逐渐缩小；本发明的流量计传感器，通过缩口段对流体进行整流，提高流体流速，使得经过缩口段后的流体集中的冲击在两根振动管之间的分流器或平面处，减少流体对振动管的直接冲击。

Description

流量计传感器、流量计以及改善流体冲击振动管的方法

技术领域

本发明涉及质量流量的测量技术领域，具体涉及一种根据科里奥利原理的流量计传感器、以及具有传感器的质量流量计、以及一种改善进入流量计的流体直接高速冲击振动管的方法。

背景技术

科里奥利质量流量计是一种直接精密地测量流体流量的仪表，其原理是牛顿第二定律F＝Ma，当流体在振动管中流动时，将产生与质量流量成正比的科里奥利力(又简称为科氏力，是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述)。当没有流体流过时，振动管不产生扭曲，振动管两侧电磁信号检测器检测到的信号是同相位的；当有流体经过时，振动管在力矩作用下产生扭曲，两检测器间将存在相位差。

科里奥利质量流量计由传感器和变送器组成，两者之间通过专用的9芯电缆连接。变送器是一种带微处理器的智能流量仪表，它把传感器送来的低电平信号转换处理后，输出两路与流量和密度成正比例的4～20mA标准信号，变送器测量左右检测信号之间的滞后时间，这个时间差乘上流量标定系数就可确定质量流量。传感器的振动管结构有直管、U形管、Ω型等多种形式。

在实际使用中，由于振动管直接受到上游流体的高速冲击，容易导致损坏，因此振动管的使用寿命较短。

发明内容

本发明的目的是提供一种根据科里奥利原理的流量计传感器、以及具有上述传感器的质量流量计、以及一种改善进入流量计的流体直接高速冲击振动管的方法，以解决现有技术中的科里奥利流量计，由于上游流体直接高速冲击振动管，导致振动管容易损坏，以及使用寿命较短的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供的流量计传感器，包括：

上游管道接头，用于连接上游流体管道；

下游管道接头，用于连接下游流体管道；

振动管，连接在所述上游管道接头和所述下游管道接头之间，具有并列的两根；

所述上游管道接头内设有缩口段，所述缩口段朝向所述振动管方向的内径逐渐缩小。

作为优选方案，所述缩口段的最小内径小于两根所述振动管的总宽度。

作为优选方案，所述缩口段的最小内径大于或等于两根所述振动管之间的中心距。

作为优选方案，所述上游管道接头内还设有扩口段，所述扩口段的内径逐渐增大的开口端朝向所述振动管连接，所述扩口段的内径逐渐减小的缩口端朝向所述缩口段连接。

作为优选方案，所述扩口段的长度等于两根所述振动管之间的中心距。

作为优选方案，所述上游管道接头内还设有直口段，所述直口段连接在所述缩口段与所述扩口段之间。

作为优选方案，还包括：

外套筒，套设在所述振动管外部，两端分别与所述上游管道接头和所述下游管道接头连接。

作为优选方案，还包括：

第一隔振片，连接在两根振动管之间，并位于靠近所述振动管端部的位置；

第二隔振片，与所述第一隔振片并列设置，位于所述第一隔振片与所述振动管的端部之间。

本发明提供的流量计，包括上述方案中任一项所述的流量计传感器，还包括变送器，与所述流量计传感器电连接。

本发明提供的改善流体冲击振动管的方法，用于减小上游流体进入流量计传感器时对振动管的冲击，包括以下步骤：

缩小流体截面，在流体进入流量计传感器之前，通过缩小流体截面，使流体朝向两根振动管之间进行冲击；

保持流体截面，使流体截面在缩小后保持最小截面流动预设距离；

扩大流体截面，使部分流体在到达两根振动管之间之前，朝向两根振动管两侧转向。

本发明的技术方案，具有如下优点：

1、本发明提供的流量计传感器，通过缩口段对流体进行整流，提高流体流速，使得经过缩口段后的流体集中的冲击在两根振动管之间的分流器或平面处，减少流体对振动管的直接冲击。

另外，缩口段还能够增加流阻，降低两振动管入口处的压力损失，减少漩涡和气穴(在液压系统中，当流动液体某处的压力低于空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就会游离出来，使液体产生大量的气泡，这就是液压中的气穴现象)。

2、本发明提供的流量计传感器，缩口段的最小内径小于两根所述振动管的总宽度，并大于或等于两根振动管之间的中心距，上游流体经过缩口段缩小截面后，能够集中的朝向两根振动管之间的分流器或平面冲击，从而减小了流体对振动管的冲击。

3、本发明提供的流量计传感器，上游管道接头内的扩口段，用于承接在缩口段和振动管之间，上游流体在经过缩口段缩小截面后，在朝向两根振动管中间冲击时，部分流体会朝向两侧振动管转向，从而使流体产生平稳转向过渡。

4、本发明提供的流量计传感器，上游管道接头内的直口段，用于承接在缩口段与扩口段之间，上游流体在经过缩口段缩小截面后，在直口段保持预设的流动距离，以避免流体经过缩径后突然扩径，造成旋涡和气穴。

5、本发明提供的流量计，包括上述任一项所述的传感器，因此具有上述任一项所述的优点。

6、本发明提供的改善流体冲击振动管的方法，在上游流体进入振动管之前，首先将流体的流动截面缩小，使流体能够朝向两根振动管之间进行冲击，从而避免了上游流体直接冲击振动管，提高了振动管的使用寿命。

在将上游流体的流动截面缩小后，再通过扩大流体截面，使上游流体在朝向两根振动管中间冲击时，部分流体会朝向两侧振动管转向，从而使流体产生平稳转向过渡。

在将上游流体在进行缩小流体截面后，通过在与最小截面相同的截面直径管道内流动并保持预设的流动距离，再进行扩大流体截面，能够避免流体经过缩径后突然扩径，造成旋涡和气穴。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为本发明的实施例中流量计传感器的上游管道接头部分的俯视剖视图。

图2为流量计传感器主视剖视图。

图3为流量计传感器的上游管道接头部分的左视图。

图4为图1中位于上游管道接头内的流体流动示意图。

图5为流量计传感器的上游管道接头部分的剖视立体结构示意图。

附图标记说明：

1、上游管道接头；2、下游管道接头；3、振动管；4、第一隔振片；5、第二隔振片；6、外套筒；7、流体。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供的流量计传感器包括：上游管道接头1、下游管道接头2、振动管3、隔振片和外套筒6。

如图1所示，所述上游管道接头1以及下游管道接头2的外管径为D1，所述D1的数值，等于用于与流量计传感器连接的流体管道的内径。

所述上游管道接头1内设有缩口段，所述缩口段的长度为S1，缩口段朝向所述振动管3方向的内径逐渐缩小，所述缩口段的最小内径D2的数值，可以在两根振动管3的总宽度的0.4～0.8倍范围内选择，在本实施例中，缩口段的最小内径D2等于两根所述振动管3之间的中心距。所述缩口段的长度S1的数值与最小内径D2的选择范围相同，本实施例中同样使S1等于两根振动管3之间的中心距。

所述上游管道接头1内还设有直口段，所述直口段的长度为S2，内径大小等于所述缩口段的最小内径D2，所述直口段的长度S2约等于两根振动管3之间中心距的0.5倍，即为S1的一半。

所述上游管道接头1内还设有扩口段，所述扩口段的长度为S3，扩口段的内径逐渐增大，其开口端直接连接两根所述振动管3。所述扩口段的最小直径等于所述缩口段的最小直径D2，最大直径等于两根所述振动管3的总宽度。所述扩口段的长度S3等于两根所述振动管3之间的中心距，即与S1相等。另外，作为一种可替换实施方式，缩口段的长度S1、所述直口段的长度为S2以及所述扩口段的长度S3，还可以为其他数值。

如图2所示，所述上游管道接头1与外套筒6的一端连接，所述下游管道接头2与外套筒6的另一端连接，所述振动管3具有并列且间隔设置的两根，振动管3的两端套设在外套筒6内，并分别连接所述上游管道接头1和所述下游管道接头2。

在两根振动管3的靠近两端的位置，连接有隔振片，所述隔振片包括：第一隔振片4和第二隔振片5，所述第一隔振片4和第二隔振片5并列设置。

如图3、图5所示，当所述上游管道接头1的缩口段的最小内径D2等于两根所述振动管3之间的中心距时，从流量计传感器的左视图来看，能够看到两根振动管3的一半。

工作原理

如图4所示，流体7首先从上游管道接头1进入到流量计传感器内，在上游管道接头1内，流体7依次通过缩口段、直口段和扩口段。流体7在缩口段内进行缩小流体截面，使流体朝向两根振动管3之间进行冲击。流体在截面缩小后，在直口段保持最小截面流动一定距离，能够改善流体经过缩颈后造成的旋涡和气穴。然后通过扩口段使部分流体在到达两根振动管3之间，流体7从直口段流向扩口段时，朝向两根振动管3两侧转向，从而能够使流体产生平稳转向过渡。

实施例2

本实施例提供的流量计为一种根据科里奥利原理制作的流量计，包括实施例1中所述的流量计传感器，还包括变送器，所述变送器与所述流量计传感器电连接，变送器用于信号处理。

实施例3

本实施例提供一种改善流体冲击振动管的方法，用于减小上游流体进入流量计传感器时对振动管3的冲击，包括以下步骤：

缩小流体截面，在流体进入流量计传感器之前，通过缩小流体截面，使流体朝向两根振动管3之间进行冲击。

保持流体截面，使流体截面在缩小后保持最小截面流动预设距离。

扩大流体截面，使部分流体在到达两根振动管3之间之前，朝向两根振动管3两侧转向。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种流量计传感器，包括：

上游管道接头(1)，用于连接上游流体管道；

下游管道接头(2)，用于连接下游流体管道；

振动管(3)，连接在所述上游管道接头(1)和所述下游管道接头(2)之间，具有并列的两根；

其特征在于，所述上游管道接头(1)内设有缩口段，所述缩口段朝向所述振动管(3)方向的内径逐渐缩小。

2.根据权利要求1所述的流量计传感器，其特征在于，所述缩口段的最小内径小于两根所述振动管(3)的总宽度。

3.根据权利要求2所述的流量计传感器，其特征在于，所述缩口段的最小内径大于或等于两根所述振动管(3)之间的中心距。

4.根据权利要求1所述的流量计传感器，其特征在于，所述上游管道接头(1)内还设有扩口段，所述扩口段的内径逐渐增大的开口端朝向所述振动管(3)连接，所述扩口段的内径逐渐减小的缩口端朝向所述缩口段连接。

5.根据权利要求4所述的流量计传感器，其特征在于，所述扩口段的长度等于两根所述振动管(3)之间的中心距。

6.根据权利要求4所述的流量计传感器，其特征在于，所述上游管道接头(1)内还设有直口段，所述直口段连接在所述缩口段与所述扩口段之间。

7.根据权利要求1所述的流量计传感器，其特征在于，还包括：

外套筒(6)，套设在所述振动管(3)外部，两端分别与所述上游管道接头(1)和所述下游管道接头(2)连接。

8.根据权利要求1所述的流量计传感器，其特征在于，还包括：

第一隔振片(4)，连接在两根振动管(3)之间，并位于靠近所述振动管(3)端部的位置；

第二隔振片(5)，与所述第一隔振片(4)并列设置，位于所述第一隔振片(4)与所述振动管(3)的端部之间。

9.一种流量计，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的流量计传感器，还包括：

变送器，与所述流量计传感器电连接。

10.一种改善流体冲击振动管的方法，用于减小上游流体进入流量计传感器时对振动管(3)的冲击，其特征在于，包括以下步骤：

缩小流体截面，在流体进入流量计传感器之前，通过缩小流体截面，使流体朝向两根振动管(3)之间进行冲击；

保持流体截面，使流体截面在缩小后保持最小截面流动预设距离；

扩大流体截面，使部分流体在到达两根振动管(3)之间之前，朝向两根振动管(3)两侧转向。