CN113503934A - 一种电磁流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电磁流量计，包括测量导管、控制处理器，所述测量导管上可拆卸固定有一对励磁线圈，所述测量导管上设有至少一对测量电极，所述测量电极位于一对励磁线圈之间，所述测量导管上安装有包裹励磁线圈和测量电极的屏蔽套，所述测量导管上位于励磁线圈靠近进口的一侧安装有检测器，所述检测器包括超声波发射器及位于对侧的超声波接收器，所述超声波发发射器与超声波接收器通过箍环固定在测量导管上，所述超声波接收器通过超声波信号转换器与控制处理器相连，本发明电磁流量计大幅的提升了测量电极与测量导管连接的密封性能，提高了装置的使用寿命，同时，能够有效的避免多种测量误差和不准确的测量结果。

Description

一种电磁流量计

技术领域

本发明涉及电磁流量计技术领域，具体为一种电磁流量计。

背景技术

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计，其通过测量流体在磁场中作切割磁力线运动时在测量导管两边的电极上产生的感应电动势，来计算管道内流体的流速从而确定流量。由于其独特的优点，电磁流量计目前已广泛地被应用于工业过程中。

电磁流量计的测量电极贯穿了关闭，在使用过程中，连接电极的地方容易出现漏液的情况，密封效果不足，极大的影响了电磁流量计的性能；由于电磁流量计用于测量流体充满流经管道时，才具有较为准确的结果，当进行测量时，若管道流体未充满管道时，难以有效地发现避免这种情况；而且，由于励磁线圈的特性，单一的在某一磁场强度下的进行测量，也容易出现测量结果不够精确的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁流量计，以解决上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电磁流量计，包括测量导管、控制处理器，所述测量导管上可拆卸固定有一对励磁线圈，所述测量导管上设有至少一对测量电极，所述测量电极位于一对励磁线圈之间，所述测量导管上安装有包裹励磁线圈和测量电极的屏蔽套，所述测量导管上位于励磁线圈的一侧安装有检测器，所述检测器用于检测测量导管中的流体是否充满测量导管。

优选的，所述检测器包括超声波发射器及位于对侧的超声波接收器，所述超声波发射器与超声波接收器通过箍环固定在测量导管上，所述超声波接收器通过超声波信号转换器与控制处理器相连。

进一步优选的，所述控制处理器内设有检测CPU，所述超声波信号转换器连接着检测CPU，所述检测CPU连接着信号指示灯，且所述检测CPU连接着控制电路，所述控制电路与励磁线圈及电源形成闭合电路。

进一步优选的，所述检测CPU包括预存数据库及数据校准模块，所述数据校准模块的信号输入端与超声波信号转换器的信号输出端相连，所述数据校准模块的信号输出端连接着数据对比分析模块的信号输入端，所述数据对比分析模块还连接着预存数据库，所述数据对比分析模块的信号输出端分别连接着信号指示灯与控制电路。

进一步优选的，所述控制处理器内还设有测量CPU，所述测量电极连接着电势信号转换器，所述测量CPU包括连接电势信号转换器的数据采集模块，所述数据采集模块连接着数据存储模块，所述数据存储模块连接着数据处理模块，所述数据采集模块还连接着检测电路，所述检测电路连接入励磁线圈所在的电路中，所述控制电路、电流调节器、励磁线圈及电源形成闭合电路。

进一步优选的，所述测量导管内开设有容纳测量电极的检测孔，所述检测孔由密封孔和与密封孔连通的螺孔组成，所述测量电极包括一体成型的圆形的密封头和螺杆，所述密封头和螺杆均由优良导电材料制得，所述密封头半径与密封孔一致。

进一步优选的，所述密封孔与螺孔同轴设置，且所述密封孔的直径大于螺孔，且所述密封头位于密封孔内与密封孔底面之间设有弹性密封环。

进一步优选的，所述螺杆远离密封头的一端铣有螺帽形状的操作头。

再进一步优选的，所述密封孔远离螺孔的一端还连通有同轴设置的圆形限位孔，所述密封孔边缘上开设有均匀分布的角状槽，所述弹性密封环的周向也形成与角状槽配合的角状凸起,所述弹性密封环的厚度大于密封孔的深度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明电磁流量计设置了靠近进口处的监测器，检测器由超声波发射器、超声波接收器及信号转换器构成，通过超声波能够准确的判断测量导管内流体流过时，是否充满管道，并通过与控制处理器的配合，一方面可以通过指示灯表示测量导管内流体流过时是否符合电磁流量计的测量要求，另一方面可自动控制符合检测要求时电磁流量计自动测量，避免无意义的测量。

（2）本发明电磁流量计在符合测量要求的条件下，能够多次的测量某一磁场强度下的流量数据，并从多组数据中筛选处理保存为较准确的平均值，完成该次数据测量和数据处理后，通过电流调节器可以改变励磁线圈内的电流大小，使得励磁线圈产生不同的磁场强度，从而能够用相同的方式测量不同磁场强度下的流量，通过对测得的不同磁场强度下的流量进行筛选和处理后，能够能到更加精确的测量结果，避免由于多种由于流体原因或者励磁线圈产生的磁场原因而导致的测量误差。

（3）本发明电磁流量计设置了相互配合的测量电极和检测孔，测量电极与检测孔配合的端部形成直径较大的密封头，而检测孔与密封头配合的端部形成了直径与密封头一致的限位孔，限位孔内设置了密封孔，密封孔内安装了弹性密封环，由于弹性密封环的厚度略大于密封孔的深度，在安装完成后，进而可以使得密封头挤压弹性密封环，产生过盈配合，有效的提升了密封效果，同时，弹性密封环的周向形成角状凸起，密封孔的周向配合角状凸起形成角状槽，在密封头挤压弹性密封环的同时，角状凸起会向外延展，相比于圆形的边缘，能够更好的与密封孔边缘的角状槽密封配合，进一步的提升测量电极与测量孔连接处的密封性能。

附图说明

图1为本发明一种电磁流量计结构示意图；

图2为本发明一种电磁流量计中测量导管结构示意图；

图3为本发明图1中测量导管B-B向剖面结构示意图；

图4为本发明某一实施例图3中局部A放大结构示意图；

图5为本发明另一实施例图3中局部A放大结构示意图；

图6为本发明图5中密封孔C-C向结构示意图；

图7为本发明一种电磁流量计中控制处理器电路连接结构框图

图中：1、测量导管；101、检测孔；102、密封孔；103、螺孔；104、弹性密封环；105、圆形限位孔；106、角状槽；107、角状凸起；2、控制处理器；201、信号指示灯；202、控制电路；203、电流调节器；204、检测电路；210、检测CPU；211、预存数据库；212、数据校准模块；213、数据对比分析模块；220、测量CPU；221、数据采集模块；222、数据存储模块；223、数据处理模块；3、励磁线圈；4、测量电极；401、密封头；402、螺杆；403、操作头；5、屏蔽套；6、检测器；601、超声波发射器；602、超声波接收器；603、箍环；604、超声波信号转换器；7、电势信号转换器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：一种电磁流量计，包括测量导管1、控制处理器2，测量导管1由绝缘导磁材料制得，所述测量导管1上可拆卸固定有一对励磁线圈3，所述测量导管1上设有至少一对测量电极4，所述测量电极4位于一对励磁线圈3之间，所述测量导管1上安装有包裹励磁线圈3和测量电极4的屏蔽套5，屏蔽套5由绝磁材料制得，屏蔽外部磁场对测量导管1内励磁线圈3产生磁场的影响，所述测量导管1上位于励磁线圈3靠近进液口的一侧安装有检测器6，所述检测器6包括超声波发射器601及位于对侧的超声波接收器602，由于超声波在空气和测量流体中的传播速率不一样，测量导管1内充满测量流体时与测量导管1中未充满流体时，超声波接收器602接收到的信号不一样，由此可以预先检测出测量导管1中是否充满测量流体，所述超声波发射器601与超声波接收器602通过箍环603固定在测量导管1上，所述超声波接收器602通过超声波信号转换器604与控制处理器2相连；

所述控制处理器2内设有检测CPU210，所述超声波信号转换器604连接着检测CPU210，超声波信号转换器604将超声波信号转换为DC信号后输入到检测CPU210，所述检测CPU210包括预存数据库211及连接超声波信号转换器604的数据校准模块212，所述数据校准模块212的输出端与数据对比分析模块213的输入端相接，预存数据库211内储存有测量导管1内充满测量流体时准确的超声波检测数据并设置了一定的对比范围，且预存数据库211连接着数据对比分析模块213的输入端，数据校准模块212用于将超声波信号转换器604转换的DC信号校准为与预存数据库211内存储数据相同类型的信号，所述检测CPU210连接着信号指示灯201，信号指示灯201有红绿两种指示方式，且所述数据对比分析模块213的信号输出端连接着控制电路202，所述控制电路202与励磁线圈3及电源形成闭合电路，控制电路202用于控制励磁线圈3连接电源的电路是否启动，当数据校准模块212输入到数据对比分析模块213的数据信号处于预存数据库211内的数据范围内时，信号指示灯201显示为绿色，数据对比分析模块213输出启动信号，通过控制电路202启动励磁线圈3工作，否则为红色，不输出任何信号；

所述控制处理器2内还设有测量CPU220，所述测量电极4连接着电势信号转换器7，电势信号转换器7将电极检测到的感应电势信号Ex放大并将其转换为统一的标准DC信号，所述测量CPU220包括连接电势信号转换器7的数据采集模块221，所述数据采集模块221连接着数据存储模块222，数据采集模块221在测量过程中，会多次采集电势信号转换器7输送来的DC信号，并输送到数据存储模块222进行存储，所述数据存储模块222连接着数据处理模块223，所述数据采集模块221还连接着检测电路204，检测电路204连接着励磁线圈3所在的电路，用于测量励磁线圈3产生磁场的电流大小，数据采集模块221还采集励磁线圈3产生磁场的电流大小，并输入到数据存储模块222进行存储，利用B=N×I/Le，数据处理模块223可根据储存的电流信息计算出测量时的磁场强度，然后数据处理模块223从存储的电势数据中随机挑选多个数据利用Q=πDE/(4B)进行计算流量后，求取平均值一次，得到第一平均值，所述控制电路202、电流调节器203、励磁线圈3及电源形成闭合电路，完成第一次流量求平均值后，电流调节器203改变励磁线圈3中的电流大小，再一次通过上述流程测得流量平均值，电流调节器203多次改变电流大小后，测得不同磁场强度下的多个第一流量平均值，数据处理模块223从多个第一流量平均值中舍弃最大与最小值后，再次求得平均值，得到最终的第二流量平均值，显示在显示屏上；

所述测量导管1内开设有容纳测量电极4的检测孔101，所述检测孔101包括位由圆形的密封孔102及连通密封孔102的螺孔103组成，所述测量电极4包括一体成型的圆形的密封头401和螺杆402，螺杆402与螺孔103丝接配合，密封头401与密封孔102在螺纹的配合作用下产生过硬配合，保证良好的密封性，所述密封头401和螺杆402均由优良导电材料制得，以确保测量电极4检测到的电势信号，所述密封头401半径与密封孔102一致相互配合；

所述密封孔102与螺孔103同轴设置，且所述密封孔102的直径大于螺孔103，且所述密封头401位于密封孔102内与密封孔102底面之间设有弹性密封环104，弹性密封环104在螺杆402与螺孔103丝接配合的情况下受压，弹性密封环104的顶面与密封头401的底面及弹性密封环104的底面与密封孔102的底面均产生过盈配合，进一步的提升密封性能；所述螺杆402远离密封头401的一端铣有螺帽形状的操作头403，便于操作者旋转螺杆402，从而完成密封；

在本实施例中，如图5-6所示，所述密封孔102远离螺孔103的一端还连通有同轴设置的圆形限位孔105，所述密封孔102边缘上开设有均匀分布的角状槽106，所述弹性密封环104的周向也形成与角状槽106配合的角状凸起107,所述弹性密封环104的厚度略大于密封孔102的深度，当螺杆402与螺孔103配合时，密封头401会压缩弹性密封环104，一方面弹性密封环104的顶面与底面与压缩它的部位产生过盈配合，另一方面，在压力作用下，弹性密封环104会沿周向延展，使得角状凸起107与角状槽106也产生过盈配合，极大的增加了检测孔101处的密封性能；

本发明原理：电磁流量计运行时，超声波发射器601发生超声波，超声波接收器602接受信号后经过超声波信号转换器604转换为DC信号，再经过检测CPU210校准后与预存数据进行对比，若接收的信号处于预存数据范围之内，则对比结果通过，检测CPU210启动信号指示灯201显示绿色，同时通过控制电路202启动励磁线圈3所在励磁电路，产生磁场，进行测量，测量CPU220采集测量电极4检测到的电势信息及励磁线圈3所在励磁电路中的电流信息，根据电流信息计算出磁场强度，根据磁场强度和电势信息计算出该磁场强度下的第一流量，完成该磁场强度下的测量后，电流调节器203改变励磁线圈3所在励磁电路中的电流，测量CPU220按照上诉流程计算出不同磁场强度下的多个第一流量，根据多个第一流量，测量CPU220舍弃最大与最小值，并对其他的第一流量求平均后的到最终的流量，并显示在显示屏上。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种电磁流量计，包括测量导管（1）、控制处理器（2），所述测量导管（1）上可拆卸固定有一对励磁线圈（3），所述测量导管（1）上设有至少一对测量电极（4），其特征在于：所述测量电极（4）位于一对励磁线圈（3）之间，所述测量导管（1）上安装有包裹励磁线圈（3）和测量电极（4）的屏蔽套（5），所述测量导管（1）上位于励磁线圈（3）的一侧安装有检测器（6），所述检测器（6）用于检测测量导管（1）中的流体是否充满测量导管（1）。

2.根据权利要求1所述的一种电磁流量计，其特征在于：所述检测器（6）包括超声波发射器（601）及位于对侧的超声波接收器（602），所述超声波发射器（601）与超声波接收器（602）通过箍环（603）固定在测量导管（1）上，所述超声波接收器（602）通过超声波信号转换器（604）与控制处理器（2）相连。

3.根据权利要去2所述的一种电磁流量计，其特征在于：所述控制处理器（2）内设有检测CPU（210），所述超声波信号转换器（604）连接着检测CPU（210），所述检测CPU（210）连接着信号指示灯（201），且所述检测CPU（210）连接着控制电路（202），所述控制电路（202）与励磁线圈（3）及电源形成闭合电路。

4.根据权利要求3所述的一种电磁流量计，其特征在于：所述检测CPU（210）包括预存数据库（211）及数据校准模块（212），所述数据校准模块（212）的信号输入端与超声波信号转换器（604）的信号输出端相连，所述数据校准模块（212）的信号输出端连接着数据对比分析模块（213）的信号输入端，所述数据对比分析模块（213）还连接着预存数据库（211），所述数据对比分析模块（213）的信号输出端分别连接着信号指示灯（201）与控制电路（202）。

5.根据权利要求2-4任一种所述的电磁流量计，其特征在于：所述控制处理器（2）内还设有测量CPU（220），所述测量电极（4）连接着电势信号转换器（7），所述测量CPU（220）包括连接电势信号转换器（7）的数据采集模块（221），所述数据采集模块（221）连接着数据存储模块（222），所述数据存储模块（222）连接着数据处理模块（223），所述数据采集模块（221）还连接着检测电路（204），所述检测电路（204）连接入励磁线圈（3）所在的电路中，所述控制电路（202）、电流调节器（203）、励磁线圈（3）及电源形成闭合电路。

6.根据权利要求5所述的一种电磁流量计，其特征在于：所述测量导管（1）内开设有容纳测量电极（4）的检测孔（101），所述检测孔（101）由密封孔（102）和与密封孔（102）连通的螺孔（103）组成，所述测量电极（4）包括一体成型的圆形的密封头（401）和螺杆（402），所述密封头（401）和螺杆（402）均由优良导电材料制得，所述密封头（401）半径与密封孔（102）一致。

7.根据权利要求6所述的一种电磁流量计，其特征在于：所述密封孔（102）与螺孔（103）同轴设置，且所述密封孔（102）的直径大于螺孔（103），且所述密封头（401）位于密封孔（102）内与密封孔（102）底面之间设有弹性密封环（104）。

8.根据权利要求6所述的一种电磁流量计，其特征在于：所述螺杆（402）远离密封头（401）的一端铣有螺帽形状的操作头（403）。

9.根据权利要求6所述的一种电磁流量计，其特征在于：所述密封孔（102）远离螺孔（103）的一端还连通有同轴设置的圆形限位孔（105），所述密封孔（102）边缘上开设有均匀分布的角状槽（106），所述弹性密封环（104）的周向也形成与角状槽（106）配合的角状凸起（107）,所述弹性密封环（104）的厚度大于密封孔（102）的深度。

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