CN111742196A - 电磁流量计上的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于操作电磁流量计的方法，该电磁流量计能够被安装到流管的表面上，以用于测量在流管中流动的流体的流量。该方法包括：对线圈进行激励，以便获得与流管中的流体的电磁相互作用，从而导致漏电流；通过向电极施加电势差来提供电流以补偿流管中的所得漏电流，所述电极附接到电磁流量计的壳体并且与流管接触；检测其中流动的所得电流在阈值范围内的状况；以及基于所施加的电势差的值，确定流管中的流量的测量值。

Description

电磁流量计上的夹具

技术领域

本发明涉及电磁流量计的领域，并且更特定地涉及一种操作电磁流量计上的夹具的方法。

背景技术

对通过导管或管道的流体的流量进行测量可以通过多种方式（包括使用电磁流量计）进行。典型的电磁流量计根据法拉第电磁感应定律来工作。在具有以某个等级的导电率的流体流的流管内施加电磁场。使用提供在流量计管道侧壁处的电极来测量由于电磁场与流体分子（流体中的离子）的相互作用而感应的电动势（EMF）。所测量的EMF与流速成比例，并因此用来测量流速。

EM流量计广泛用于测量流体流速，并且通常它们连同承载流体的主管道一起被安装在流体路径中，并且其中要求测量流体的流量。对于安装的这种布置要求将EM流量计法兰与提供在主管道中的法兰螺栓连接（bolting）。EM流量计被安装在主管道之间，通过所述主管道将测量流体的流量。在主管道的区段之间的这种EM流量计的预安装涉及计划与主管道的安装一起安装流量计，或者稍后通过切割主管道来安装流量计，这增加了复杂性、侵入性并且导致不便利。

为了改进便利性的利益，尤其是在其中在稍后的时间点要将EM流量计安装在主管道中的场景中，存在对能够容易地安装的电磁流量计的需要。

发明内容

本文解决了上述不足、缺点和问题，通过阅读和理解以下说明书将理解所述不足、缺点和问题。

本发明提供了一种用于操作电磁流量计的方法，所述电磁流量计能够被安装到流管的表面上，以用于测量在所述流管中流动的流体的流量，所述方法包括：对线圈进行激励，以便获得与所述流管中的所述流体的电磁相互作用（have electromagneticinteraction with），从而由于所述流管中的电磁相互作用而导致流管中的漏电流；通过向一对电极施加电势差来提供电流以补偿所述流管中的所得漏电流，所述一对电极附接到所述电磁流量计的壳体并且与所述流管接触；利用处理单元检测其中在所述流管中流动的所得电流在阈值范围内的状况；以及基于所施加的电势差的值，利用所述处理单元确定所述流管中的流量的测量值。

在本发明的实施例中，在阈值范围内的管道中流动的所得电流的值为零。

在方面中，本发明提供了一种电磁流量计，所述电磁流量计能够被安装到流管的表面上，以用于测量在所述流管中流动的流体的流量，所述电磁流量计包括：壳体，所述壳体具有紧固到所述流管上的支架，其中所述支架的内表面附接有线圈，其中所述线圈被电激励以生成电磁场，以用于与流过所述流管的所述流体相互作用，并且导致所述流管中的循环漏电流；控制电路，所述控制电路具有：可控电压源，所述可控电压源用于将电势差供应到一对电极上，其中所述一对电极附接到所述壳体并且与所述流管接触，以提供对所述流管中的所述循环漏电流的补偿电流；电流感测部件，所述电流感测部件用于测量在所述流管中流动的电流；以及处理单元，所述处理单元用于检测其中所测量的电流在阈值范围内的状况，并且用于测量与利用所述可控电压源的所施加的电势差成比例的所述流管中的流量。

在实施例中，所述可控电压源是DC源或AC源中的至少一个。

在实施例中，所述电磁流量计包括显示器，所述显示器用于指示所述流管中流体的所确定流量。

在实施例中，所述电流感测部件是安培计。

在实施例中，所述电磁流量计将所述流管中流体的所确定流量传输到所述电磁流量计的远程控制中心，以用于存储和分析。

附图说明

附图图示了如本文所公开的示范实施例，并且不应被认为是对范围的限制。在附图中：

图1a示出了现有技术的电磁流量计；

图1b示出了现有技术的电磁流量计的概览；

图2a示出了电磁流量计上的夹具的横截面视图；

图2b示出了电磁流量计上的夹具的概览；

图3a示出了漏电流对补偿电压的曲线图；

图3b示出了由于金属管道的横截面中的漏电流而导致的信号损失；以及

图4示出了操作电磁流量计上的夹具的方法的流程图。

具体实施方式

在以下详细描述中，对形成以下详细描述的一部分的附图进行参考，并且在附图中以图示的方式示出可被实践的特定实施例。对这些实施例进行了足够详细地描述，以使本领域技术人员能够实践实施例，并且要理解的是，可利用其它实施例。因此，以下详细描述不要在限制性的意义上进行。

图1a示出了电磁流量计100。图1a示出了一种电磁流量计，所述电磁流量计包括：流体流过的导管/管道110；用于生成与通过导管的流体相互作用的电磁场的一对线圈（顶部线圈120和底部线圈130），其中所述一对线圈在导管上沿着垂直于通过导管的流体的流动的第一轴线彼此相反地放置；以及用于借助于测量由流体中的电磁场的相互作用生成的电极之间的电势差来测量电动势的一对电势感测电极（140和150），所述一对电势感测电极在导管上沿着垂直于第一轴线并且垂直于流体的流动的第二轴线彼此相反地放置。所述一对线圈（120和130）平行于沿着导管110的流体流动的方向被水平地放置。还存在绝缘层或衬套（liner），所述绝缘层或衬套用来防止在金属管道中的信号损失。在衬套的顶部和底部处分别提供一对线圈120和130。插入在衬套侧处的一对电势感测电极（140和150）跨直径放置，由于跨导管直径的电势差从而提供感应的EMF。图1b示出了现有技术的电磁流量计的概览。整个系统被封闭在包含磁场并确保强信号的磁覆盖（magnetic cover）中。如图1b中所示，示出了法兰160，所述法兰160用于将电磁流量计固定到主管道的两侧170a和170b。为了将电磁流量计安装在主管道中，主管道要求被切割以便将电磁流量计装配在主管道的两侧170a和170b之间，并且装配有由160指示的电磁流量计以及主管道上的法兰。

本发明涉及一种操作电磁流量计的方法。在本发明中，公开了一种电磁流量计，所述电磁流量计可被夹持到流体正流过的主管道或流管上。通常，电磁流量计被预安装在主管道中，或者通过切割主管道的区段并在所切割的区段中安装电磁流量计来安装。电磁流量计上的夹具包括机构上的夹具，其用来将电磁流量计夹持到主管道的侧上，并且避免主管道的任何切割。与现有技术的电磁流量计类似，电磁流量计上的夹具包括线圈，该线圈被电激励以生成与通过主管道的流体相互作用的磁场，并且该线圈被夹持在主管道的侧上。

图2a示出了电磁流量计上的夹具的横截面视图。电磁流量计上的夹具能够被安装到金属管道的表面上，要测量其流速的流体正流经所述金属管道。图2a示出了由用于支撑由220指示的一对线圈的衬套210所包围的主管道或金属管道200的横截面视图。示出了与金属管道200接触的一对电极230。所述一对电极连接到电压源240，其中电压源可以是电池或任何其它DC电压源或AC电压源。如图2a中所示的流量计上的夹具包括壳体，该壳体具有紧固到流管上的支架250，例如具有如也在图2b中示出的指示为270的法兰或夹具。壳体250的内表面在顶侧和底侧（任何一侧也足以操作）上附接有线圈组220。而且，电磁流量计上的夹具提供有控制电路。控制电路在基于在其中电磁流量计上的夹具被安装的区段中的所生成的漏电流来控制电压供应240中是关键性的（pivotal）。

控制电路管理可控电压源（在图2A中示为240），以用于将电势差供应到所述一对电极230上，以便提供补偿电流，以用于抵消（nullify）由于线圈的电激励和由线圈生成的电磁场与管道中的流体的相互作用而在流管中产生的循环电流（由根据流体与电磁场的相互作用的损失泄漏而引起）。所述一对电极230附接到壳体并且与流管接触。而且，电流感测部件260提供在电磁流量计上的夹具中，以测量由于由电压源提供的补偿电流和漏电流而在流管的横截面中流动的电流。如本领域技术人员所知，电流感测部件可以是安培计。

提供处理单元（未图示）以便针对零状况（补偿电流等于漏电流）而检测其中所测量的电流在阈值范围内的状况，并且驱动控制电路，以便改变来自电压源的电压以实现零状况。因此，驱动所测量的电流以实现接近零水平或指示无电流读数。状况（在所述状况下当施加电势差时检测到零电流）是当没有漏电流在金属管道中流动时的状况，并且因此，施加以产生针对漏电流的补偿电流的电压是用于确定流体的流速所需的电压。因此，处理单元给出与所施加的电势差成比例的所测量的流管中的流速。

图2b示出了由本发明所公开的电磁流量计上的夹具的概览。图2b中所示的电磁流量计上的夹具具有这样的结构：其中电磁流量计利用法兰270附接或螺栓连接在主管道或端管道之上。由于没有绝缘衬套，通常为金属的主管道与液体直接电接触。

图3a示出了补偿电压和漏电流之间的关系。对于给定的流速，通过电极将与所生成的信号（漏电流）相等且相反的（来自电压源的补偿电流）信号施加在管道壁上。流过管道壁的所得电流为零。由于要在外部施加的来自电压源的电压信号是未知的，因此控制电路连同处理单元一起用于扫描其中所测量的合成电流为零的状况。记录对应的电压，并且使用预建立的校准因子（通过使用参考流量计的校准过程），流速被确定。图3b示出了由于金属管道的横截面中的漏电流而导致的信号损失。在电磁流量计上的夹具中，由于在金属流管内部不存在绝缘衬套，来自电磁场与流体的相互作用的能量以如由300指示的那样电流循环通过传导管的形式损失。图4示出了用于操作电磁流量计上的夹具的方法。如所述，电磁流量计上的夹具能够安装在流体正流过的主管道或流管上。如图4中所示，作为第一步，对所述一对线圈进行激励，以便提供与流管中的流体的电磁相互作用，从而导致流管中的漏电流。如步骤420中所示，外部提供电流以补偿流管中所得漏电流。该电流通过向一对电极施加电势差来提供，所述一对电极附接到电磁流量计的壳体并且还与流管接触。如步骤430中所示，利用处理单元检测其中在主管道中流动的所得电流在阈值范围内的状况。最后，如步骤450中所示，基于所施加的电势差的值，利用处理单元确定流量的测量值。

在实施例中，流量计上的夹具可包括显示器，所述显示器用于指示流管中流体的所确定流量。

在实施例中，电磁流量计上的夹具将流管中流体的所确定流量传输到电磁流量计的远程控制中心，以用于存储或进一步分析。

在实施例中，电磁流量计上的夹具是物联网（IOT），所述物联网被启用以用于提供远程控制、电磁流量计上的夹具的工作的更好可视性、向软件系统和其它周围的IOT启用系统提供实时信息。

本书面描述使用包括最佳模式的示例来描述本文主题，并且还使本领域的任何技术人员能够制作和使用本主题。本主题的可取得专利范围由权利要求书来限定，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这类其它示例具有与权利要求的文字语言完全相同的结构元素，或者如果它们包括具有与权利要求的文字语言的非实质差异的等效结构元素，则预计它们处于权利要求的范围之内。

Claims (7)

1.一种用于操作电磁流量计（100）的方法，所述电磁流量计（100）能够被安装到流管的表面上，以用于测量在所述流管中流动的流体的流量，所述方法包括：

对线圈（220）进行激励，以便获得与所述流管（200）中的所述流体的电磁相互作用，从而由于所述流管（200）中的电磁相互作用而导致流管（200）中的漏电流；

通过向一对电极（230）施加电势差来提供电流以补偿所述流管（200）中的所得漏电流，所述一对电极（230）附接到所述电磁流量计（100）的壳体并且与所述流管（200）接触；

利用处理单元检测其中在所述流管（200）中流动的所得电流在阈值范围内的状况；以及

基于所施加的电势差的值，利用所述处理单元确定所述流管（200）中的流量的测量值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在阈值范围内的所述管道中流动的所得电流的值为零。

3.一种电磁流量计（100），所述电磁流量计（100）能够被安装到流管（200）的表面上，以用于测量在所述流管（200）中流动的流体的流量，所述电磁流量计（100）包括：

壳体，所述壳体具有紧固到所述流管（200）上的支架（250），其中所述支架（250）的内表面附接有线圈（220），其中所述线圈（220）被电激励以生成电磁场，以用于与流过所述流管（200）的所述流体相互作用，并且导致所述流管（200）中的循环漏电流；

控制电路，所述控制电路具有：

可控电压源，所述可控电压源用于将电势差供应到一对电极（230）上，其中所述一对电极（230）附接到所述壳体并且与所述流管（200）接触，以提供对所述流管（200）中的所述循环漏电流的补偿电流；

电流感测部件，所述电流感测部件用于测量在所述流管（200）中流动的电流；以及

处理单元，所述处理单元用于检测其中所测量的电流在阈值范围内的状况，并且用于测量与利用所述可控电压源的所施加的电势差成比例的所述流管中的流量。

4.根据权利要求3所述的电磁流量计，其中所述可控电压源是DC源或AC源中的至少一个。

5.根据权利要求3所述的电磁流量计，包括显示器，所述显示器用于指示所述流管中流体的所确定流量。

6.根据权利要求3所述的电磁流量计，其中所述电流感测部件是安培计。

7.根据权利要求3所述的电磁流量计，将所述流管中流体的所确定流量传输到所述电磁流量计的远程控制中心，以用于存储和分析。

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