CN110967074A - 全孔径磁流量计组件 - Google Patents
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Abstract
磁流量计组件被设置为具有管状主体，所述管状主体例如由塑料材料形成，具有相对的开放端部，并且在其之间沿着纵向轴线（Ax）限定流体流路径。一对线圈组件在管状主体的中部区域中联接到管状主体。所述一对线圈组件每个被设置在管状主体的外部在主体的相对侧上沿着轴线（Az）对准，以在管状主体的流体流路径内产生磁场。一对测量电极附接到管状主体。所述一对电极联接到多个孔口中的相应孔口，以与流路径与流体电连通。所述一对电极沿着轴线（Ay）对准，所述轴线（Ay）垂直于纵向轴线（Ax），并且垂直于轴线（Az）。
Description
技术领域
本发明总体上涉及用于测量流体的传感器，更特别地，涉及用于流量测量的磁流量计组件。
背景技术
磁流量计组件通过在管道内产生磁场并且测量所产生的结果电压而测量穿过管道的导电液体的速度。更特别地，此类流量计依赖于法拉第定律，其中，通过磁场的导电液体流导致电压信号，所述电压信号在管道内由电极感测，所感测的电压与流体流成比例。
通常，磁流量计组件被配置为插入式直读式频率计（magmeter）或全孔径直读式频率计。插入式直读式频率计通常包括：传感器主体，突出到流体流系统中；以及电极，被设置在传感器主体的远侧端部处在间隔开的表面上。传感器靠近电极产生磁场，这导致由电极感测的电压。全孔径直读式频率计通常包括管状主体，所述管状主体沿着流体流系统被设置成直排式（inline），所述管状主体包括被模制到管状主体的壁中的电极，并且包括在管状主体内产生的磁场。
虽然此类装置总体上是有效的，但是存在有不足。例如，此类传感器组件可受到来自其的测量值的不充分线性度和动态范围。此外，现有磁流量计通常包括尺寸与流体流系统的其它部分不同的测量部段。例如，测量部段通常具有不同直径，并且由不同材料形成，这可不利地影响准确度。许多全孔径直读式频率计具有由金属制成的主体，而要求对于电极的电绝缘，并且为了耐化学性还要求塑料衬里。所有这些方法使构造复杂化，并且显著增加流量计的重量。
因此，应理解的是，对于解决这些问题的磁流量计组件仍存在有需求。本发明满足了这些以及其它需求。
发明内容
简言之，并且总体而言，全孔径磁流量计组件被设置有管状主体，所述管状主体具有相对的开放端部，并且在其之间沿着纵向轴线（Ax）限定流体流路径。管状主体直排式地附接在流体流系统内；主体限定从彼此间隔开的多个孔口。一对线圈组件在管状主体的中部区域中联接到管状主体。所述一对线圈组件每个被设置在管状主体的外部在主体的相对侧上沿着轴线（Az）对准，以在管状主体的流体流路径内产生磁场。一对测量电极附接到管状主体。所述一对电极中的每个测量电极联接到多个孔口中的相应孔口，以与流路径与流体电连通。所述一对电极沿着轴线（Ay）对准，所述轴线（Ay）垂直于纵向轴线（Ax），并且垂直于轴线（Az）。多个辅助电极附接到管状主体，包括被设置在所述一对测量电极的上游的第一辅助电极和第二辅助电极。
为了总结本发明和相对于现有技术实现的优点的目的，本文已描述了本发明的某些优点。当然，应理解的是，根据本发明的任何特定实施例，不一定可实现所有此类优点。因此，例如，本领域技术人员将理解的是，本发明可以实现或优化如本文教导的一个优点或一组优点的方式实施或执行，而不一定实现如本文可教导或提出的其它优点。
所有这些实施例旨在在本文公开的本发明的范围内。本发明的这些和其它实施例对于本领域技术人员在参考附图的情况下从优选实施例的以下详细描述中将变得显而易见，本发明不限于所公开的任何特定优选实施例。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考以下附图而描述本发明的实施例，在附图中：
图1是根据本发明的磁流量计组件的简化透视图。
图2是图1的磁流量计组件沿着线1-1（图1）截取的剖视图。
图3是根据本发明的磁流量计组件的电极的简化透视图。
图4是根据本发明的磁流量计组件的简化透视图，包括联接到一对线圈的支撑件，所述支撑件形成环绕管道的磁路。
图5是图4的磁流量计组件的简化透视图，还包括保护壳体。
图6是根据本发明的磁流量计组件沿着线7-7（图7）截取的剖视图，包括联接到围绕磁组件设置的保护壳体的电路组件。
图7是图6的磁流量计组件沿着线6-6截取的剖视图。
具体实施方式
现在参考附图，并且特别是图1和图2，显示了具有管状主体（例如，管道）12的磁流量计组件10，所述管状主体12终止在相对的开放端部中，所述端部沿着纵向轴线（Ax）对准，在其之间限定流体流路径。组件10包括联接到其中部区域的一对线圈组件14。线圈组件在外部联接到管状主体，沿着垂直于纵向轴线（Ax）的轴线（Az）对准，以在管状主体的流体流路径内产生磁场。在中部区域中，一对测量电极16附接到管道12，沿着轴线（Ay）对准，所述轴线（Ay）垂直于纵向轴线（Ax），并且垂直于轴线（Az）。测量电极16在流体流路径内与流体电连通。以此方式，测量电极检测流体的由线圈组件14的磁场引起的电压。
磁流量计组件10还包括多个辅助电极18（a、b、c），所述辅助电极18（a、b、c）包括被设置在所述一对测量电极16的上游的第一辅助电极18（a）和第二辅助电极18（b）。第一和第二辅助电极在管道的相对侧上与轴线（Az）对准，使得轴线（Ay）和轴线（Az）共面。第三辅助电极18（c）被设置在所述一对测量电极16的下游。测量电极和辅助电极每个被安装到形成在管道12的壁中的相应孔口20（a-e）。
管状主体（管道12）由热塑性材料形成，例如，诸如，氯化聚氯乙烯（CPVC）、聚氯乙烯（PVC）或聚偏氟乙烯（PVDF）。优选地，管道由用于流体流系统的其它部分（未显示）中的相同管道形成，以包括管道材料的类型（例如，CPVC、PVC或PVDF）和尺寸（例如，管道直径）。端部连接器（图7）定位在管道12的相对端部处，以沿着流体流系统直排式地联接组件10。
现在参考图3，描绘了电极16、18的示例性电极。每个电极具有终止在远侧端部54中的螺纹部分52，所述螺纹部分52包括靠近远侧端部中止螺纹部分的螺纹的平面部分56。螺纹部分52从圆柱形部分58延伸，所述圆柱形部分58终止在近侧端部44中，所述近侧端部44包括环状肩部48。
现在参考图4，线圈组件14在管道12的中部区域中联接到管道12。线圈组件被安装到管道的外部，沿着轴线（Az）对准。更特别地，每个线圈14由支撑件22保持就位，所述支撑件22环绕管道12。磁极24被设置在线圈14和管道之间。磁极由导电材料（例如，与磁支撑件相同的金属，具有Fe%>99.4的软磁碳钢）形成，并且被定形以配合围绕管道。非导电（气隙）垫片26被设置在线圈的相对端部上。对于每个线圈，第一气隙垫片26被夹在线圈和相应的磁极24之间，并且第二气隙垫片26被夹在线圈和支撑件22之间。在每个线圈中，存在有芯部50，所述芯部50由具有良好磁性的材料制成。这些芯部50（见图7）将通量线从线圈传递到极靴和磁支撑件中。
支撑件22还用作磁路，用于由线圈14产生的磁场。支撑件具有总体上八边形的形状，这有利于组件10的组装和操作。更特别地，支撑件22由两个总体上C形的部件28形成，所述部件28围绕管道可滑动地与彼此配合，以联接到彼此。以此方式，支撑件22可用于具有不同直径的管道上。附接件（例如，螺栓30）沿着轴线（Az）将线圈联接到支撑件。
组件10被配置为产生强交变磁场（通量）B，所述交变磁场B在管道截面之上均匀分布。使用交变磁场避免了电极材料迁移。支撑件22的配置（例如，包括形状和材料）有助于管道12内的结果磁场（通量）B。在示例性实施例中，支撑件22由“软”磁材料形成，这指的是相对磁导率，意味着当关闭时不具有剩余磁化强度。
现在参考图5，组件10还包括壳体34，所述壳体34被配置为保护磁场发生器36（其包括线圈14和支撑件22）。壳体34包括主体壳体38和在其相对端部上的管道密封凸缘40。在一些实施例中，壳体可由比主管道12具有更大直径的管道形成。壳体34被配置为保护磁场发生器免于环境暴露。配合件42用于将组件12联接到流体流系统中的邻接管道（未显示）。
现在参考图6和图7，显示了磁流量计组件60，所述磁流量计组件60具有如上文讨论的类似特征。组件60包括电子组件62，所述电子组件62附接到组件60的壳体64。电子组件与组件的电极16、18和线圈14电连通，以操作组件。
在制造方法中，管道12被选择为具有流体流系统的其它部分的相同参数。管道被切割到预定长度（L），以适应传感器组件10在流体流系统内的期望位置。而后，在管道中在电极的期望位置处钻孔口20（a-e）。而后，电极16、18被安装就位。
从前述内容应理解的是，本发明提供了具有管状主体（例如，管道）的磁流量计组件，所述管状主体终止在相对的开放端部中，所述端部沿着纵向轴线（Ax）对准，在其之间限定流体流路径。组件包括联接到其中部区域的一对线圈组件。线圈组件在外部联接到管状主体，沿着垂直于纵向轴线（Ax）的轴线（Az）对准，以在管状主体的流体流路径内产生磁场。在中部区域中，一对测量电极附接到管道，沿着轴线（Ay）对准，所述轴线（Ay）垂直于纵向轴线（Ax），并且垂直于轴线（Az）。测量电极在流体流路径内与流体电连通。以此方式，测量电极检测流体的由线圈组件的磁场引起的电压。
上文已相对于当前优选实施例描述了本发明，从而可传达本发明的理解。然而，存在有本文没有具体描述而本发明适用的其它实施例。因此，本发明不应被视为限于所显示的形式，而应被认为是说明性而非限制性的。
Claims (20)
1.全孔径磁流量计组件，包括：
管状主体，具有相对的开放端部，并且在其之间沿着纵向轴线（Ax）限定流体流路径，所述管状主体直排式地附接在流体流系统内，所述主体限定从彼此间隔开的多个孔口；
一对线圈组件，在所述管状主体的中部区域中联接到所述管状主体，所述一对线圈组件每个被设置在所述管状主体的外部在所述主体的相对侧上沿着轴线（Az）对准，所述一对线圈组件被配置为在所述管状主体的所述流体流路径内产生磁场；
一对测量电极，附接到所述管状主体，所述一对电极中的每个测量电极联接到所述多个孔口中的相应孔口，以与所述流路径与所述流体电连通，所述一对电极沿着轴线（Ay）对准，所述轴线（Ay）垂直于所述纵向轴线（Ax），并且垂直于所述轴线（Az）；以及
多个辅助电极，附接到所述管状主体，包括被设置在所述一对测量电极的上游的第一辅助电极和第二辅助电极。
2.根据权利要求1所述的磁流量计组件，其中，所述管状主体由热塑性材料形成。
3.根据权利要求1所述的磁流量计组件，其中，所述管状主体由热塑性材料形成，所述热塑性材料选自由CPVC、PVC和PVDF组成的组。
4.根据权利要求1所述的磁流量计组件，其中，所述多个辅助电极还包括在所述一对测量电极的下游的第三辅助电极。
5.根据权利要求1所述的磁流量计组件，其中，轴线（Ay）和轴线（Az）共面。
6.根据权利要求1所述的磁流量计组件，还包括支撑件，所述支撑件环绕所述管状主体，并且操作性地联接到所述一对线圈组件，用作磁路，用于所产生的磁场。
7.根据权利要求6所述的磁流量计组件，其中，所述支撑件包括两个C形部件，所述C形部件围绕所述管道可滑动地与彼此配合，以联接到彼此。
8.根据权利要求6所述的磁流量计组件，其中，所述一对线圈组件沿着所述轴线（Az）经由附接组件附接到所述支撑件。
9.根据权利要求6所述的磁流量计组件，还包括围绕所述支撑件设置的保护壳体。
10.全孔径磁流量计组件，包括：
管状主体，具有相对的开放端部，并且在其之间沿着纵向轴线（Ax）限定流体流路径，所述管状主体直排式地附接在流体流系统内，所述主体沿着其侧壁限定从彼此间隔开的多个孔口；
一对线圈组件，在所述管状主体的中部区域中联接到所述管状主体，所述一对线圈组件每个被设置在所述管状主体的外部在所述主体的相对侧上沿着轴线（Az）对准，所述一对线圈组件被配置为在所述管状主体的所述流体流路径内产生磁场；
一对测量电极，附接到所述管状主体，所述一对电极中的每个测量电极联接到所述多个孔口中的相应孔口，以与所述流路径与所述流体电连通，所述一对电极沿着轴线（Ay）对准，所述轴线（Ay）垂直于所述纵向轴线（Ax），并且垂直于所述轴线（Az），使得轴线（Ay）和轴线（Az）共面；以及
多个辅助电极，附接到所述管状主体，与所述流路径与所述流体电连通，包括被设置在所述一对测量电极的上游并且被设置在所述主体的相对侧上与轴线（Az）对准的第一辅助电极和第二辅助电极，还包括在所述一对测量电极的下游的第三辅助电极。
11.根据权利要求10所述的磁流量计组件，其中，所述管状主体由热塑性材料形成，所述热塑性材料选自由CPVC、PVC和PVDF组成的组。
12.根据权利要求10所述的磁流量计组件，还包括支撑件，所述支撑件环绕所述管状主体，并且操作性地联接到所述一对线圈组件，用作磁路，用于所产生的磁场。
13.根据权利要求12所述的磁流量计组件，其中，所述支撑件包括两个C形部件，所述C形部件围绕所述管道可滑动地与彼此配合，以联接到彼此。
14.根据权利要求12所述的磁流量计组件，其中，所述一对线圈组件沿着所述轴线（Az）经由附接组件附接到所述支撑件。
15.根据权利要求12所述的磁流量计组件，还包括围绕所述支撑件设置的保护壳体。
16.全孔径磁流量计组件，包括：
管状主体，具有相对的开放端部，并且在其之间沿着纵向轴线（Ax）限定流体流路径，所述管状主体直排式地附接在流体流系统内，所述主体沿着其侧壁限定从彼此间隔开的多个孔口，所述管状主体由热塑性材料形成；
一对线圈组件，在所述管状主体的中部区域中联接到所述管状主体，所述一对线圈组件每个被设置在所述管状主体的外部在所述主体的相对侧上沿着轴线（Az）对准，所述一对线圈组件被配置为在所述管状主体的所述流体流路径内产生磁场；
一对测量电极，附接到所述管状主体，所述一对电极中的每个测量电极联接到所述多个孔口中的相应孔口，以与所述流路径与所述流体电连通，所述一对电极沿着轴线（Ay）对准，所述轴线（Ay）垂直于所述纵向轴线（Ax），并且垂直于所述轴线（Az），使得轴线（Ay）和轴线（Az）共面；
多个辅助电极，附接到所述管状主体，与所述流路径与所述流体电连通，包括被设置在所述一对测量电极的上游并且被设置在所述主体的相对侧上与轴线（Az）对准的第一辅助电极和第二辅助电极，还包括在所述一对测量电极的下游的第三辅助电极；以及
支撑件，环绕所述管状主体，并且操作性地联接到所述一对线圈组件，用作磁路，用于所产生的磁场。
17.根据权利要求16所述的磁流量计组件，其中，所述支撑件包括两个C形部件，所述C形部件围绕所述管道可滑动地与彼此配合，以联接到彼此。
18.根据权利要求16所述的磁流量计组件，其中，所述一对线圈组件沿着所述轴线（Az）经由附接组件附接到所述支撑件。
19.根据权利要求16所述的磁流量计组件，还包括围绕所述支撑件设置的保护壳体。
20.根据权利要求16所述的磁流量计组件，其中，所述管状主体由热塑性材料形成，所述热塑性材料选自由CPVC、PVC和PVDF组成的组。
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