CN1147712C - 一种用于流体系统的传感测头组合件 - Google Patents

Abstract

一种用于流量测量系统(2)的复合的温度和压力传感探头组合件具有一个管状体(4)，其一部分可用来插入到在封闭管道(6)内流动的液体内。在管状体内设有两个分隔开的空腔可分别导向液流内的高压区和低压区。有一歧管箱块(10)被连结到管状体上那个设在液流管外侧的部分上。除了阀门(20)和输送液体的通道外，在歧管箱块内设有一条通路用来承载电路导线，还含有一个与管状体对准并与承载导线的通路连通的横向孔。在管状体内设有一个电气响应的温度传感器并被装在歧管箱的对准孔内。来自温度传感器(32)的导线(30)从歧管箱的横孔(35)通过连接通路被导引到歧管箱外的一个点上。

Description

一种用于流体系统的传感测头组合件

技术领域

本发明涉及封闭管道如输送管用的皮托管式流量计，特别涉及一种能感知流动液体的有关压力和温度的复合装置，该装置能将其代表信号传送给变送器，由变送器发出并传送代表液体流动变量如流率、体积和质量的电信号。

背景技术

在授予Darrel F.Coleman等的美国专利No.4,559,836中公开的那种皮托管流量传感器多年来曾被应用于差压流动测量系统以便在皮托管的面向上游侧检测平均冲力或高压，并在皮托管的面向下游侧检测低的液压。传统上高、低液压被用来推导出代表液体流率的电信号。

被皮托管或其他种差压传感器例如孔板感知和传送的液压通过一个转接头如在所说’836的美国专利中用标号24指出的，或通过一个阀门歧管如在授予Roger L.Frick的美国专利4,466,290号中用标号17指出的，被传送到一个压力变送器上。

当需要感知在管内流动的介质的温度时，曾采用温度传感装置如Thermowell RTD(电阻式温度装置)，将RTD插入到一个保护套管如Thermowell(温度计管孔)内，再将套管浸入到要被感知温度的液体中。

在处理液体用的高级流量测量系统的持续发展中，能够测出液体的体积和质量及流率越来越变得重要。但要做到这一点，必须知道液体的温度。由于在管内流动的液体的各种参数的插入式测量需要穿过管子，因此同样重要的是只用单件仪器来感知所需参数，这样只需一次插入管内即可。

发明概述

因此本发明的第一个目的是要提供一种单件装置以便用来感知在封闭管道中流动的液体的温度，同时感知以前曾用皮托管式流量传感器来检测的高、低液压。

本发明的第二个目的是要提供一种在管内流动的液体用的复合的温度和压力的传感装置，而且组合件中的温度传感部件可被拿掉并更换，不需将主要的压力传感器也从管上拿掉。

本发明的另一个目的是要有效地利用在现有技术的皮托管内现有的空间以便容纳一个温度传感装置。

根据本发明提供了流量测量系统用的一种传感测头组合件，具有：

一个管状体，其一部分可用来插入到在封闭管道内流动的液体内，在所说管状体内具有分隔开的两个空腔，这两个空腔分别与液流内的高压区和低压区相连通；

连结到管状体的设在液流外侧那部分上的歧管箱，该歧管箱具有：

用来输送所说高压和低压液体使之通过歧管箱的阀门通道，

其特征为，该歧管箱还具有，

被所说歧管箱承载、用来使电路构件互连的终端装置，

用来承载电路导线的通路，该传感测头组合件还具有设置在管状体内并具有被导引通过歧管箱的通路以便与终端装置连接的连接装置的具有电气响应特性的温度传感装置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于质量流量测量系统的压力和温度传感测头组合件，具有：

一个管状体，其一部分可用来插入到在封闭管道内流动的液体内，在所说管状体内具有分隔开的两个空腔，这两个空腔分别与液流内的高压区和低压区相连通，

压力变送器装置，通过液流与两个空腔连通，用来将其中的液压转变成至少一个可代表所说高、低压之间差额的电信号，

其特征为，还具有

设置在管状体内的具有电气响应特性的温度传感装置，其具有一输出口，

一个对来自压力变送器的电信号和温度传感装置的输出能起响应的变送器。

另外，本发明还涉及一种可通过壁上的单一孔插入到封闭管道内以便用来测量在其内流动的液体的特性的热力学感测探头，具有：

一个管状体，其一部分可通过管道壁上的孔插入到管道内，并与管道内的液体接触，所述管状体内具有分隔开的两个空腔，该两个空腔作为液体通道分别与所述管道内液体的高压上游区和低压下游区相连通；及

一个设置在所述管状体内部的具有电气响应特性的温度传感器，该温度传感器具有输出并用来感测在所述管道内的液体的温度。

附图说明

本发明的其他一些目的、特点和优点在阅读本发明的较优形式的详细说明后当可有清楚的了解。

图1为本发明的元件起作用的一种液体流量测量系统的透视图。

图2为图1中沿2-2线切开的放大的剖视图。

图3为本发明的主要流量传感器的剖视图，其中包括复合压力和温度传感器元件所要插入的管子和装在传感器近端的歧管箱头。

图4为本发明的歧管箱的一个端视图，其中示出在歧管箱一侧的提升部和接头壳体及在所示端头上的一个压力阀的插座。所示端头的另一相对端具有相同而相反的构造。

图5为图4中沿5-5线切开的剖视图。

图6为温度传感器的较优形式的侧视图。

优选实施例的详细说明

图1示出采用本发明的复合装置的一个典型的流量测量系统2。该系统的主要部分为一皮托管式差压流量传感器4(其型式在上面提到的美国专利No.4,559,836中有说明)，该传感器沿直径方向插入到运送液体的管6内。不属于本发明的安装硬件在图中一般地用标号8指出。皮托管的近端终止在一个歧管箱头10内，在那里高、低压液体分别通过歧管箱内的通道被输送到直接装在歧管箱10上的压力变送器12内。如图5所示，在歧管箱内的内部液体管道11和13分别延伸通过一对设在歧管箱上的带螺纹插座14和16内的截流阀。这两个阀门中的一个阀18在图1中示出。还有一个设在歧管箱的插座22内的第三阀即平衡阀20，在开通时可使高压和低压管道互连以便在需要校正变送器时使歧管箱内的液压平衡。虽然所示为具有三个阀的歧管箱，但具有五个阀的歧管箱在本发明中亦可应用。

连结在压力变送器12上的为所谓差压变送器24，但该差压变送器在本发明的范围内还产生并传送代表在管6内流动液体的质量和体积以及差压和液体流率的信号。

有一提升部26连结在歧管箱10的一个面上，该提升部支承着一个含有电线终端(未示出)的壳体28。在壳体28内的终端与来自温度传感装置的导线30互连，在导线30上还有一条导线(未示出)将温度信号传导到差压变送器24内以便用来确定在管6内的液体的质量及/或体积。

温度传感装置32最好为电阻式温度装置如由Texas Thermowell公司制造的ARI和Weed RTD。这种装置具有一根细长的刚性电阻元件34，其内设有导线30可将来自电阻元件的信号传送到另一个信号加工站。现在参阅图1和2，可以看到RTD温度传感器的安装位置是在皮托管4内在高压腔40和低压腔42之间的一个空间内。

如图3所示，歧管箱10除了已经提到的阀门和管道外，还含有一个横向穿过歧管箱体的孔35。该孔35的大小和在歧管箱内的位置使它形成一个管道，可让RTD温度传感器32的刚性电阻元件34在其内通过，从而可插入到皮托管4内或从其内退出。当温度传感器的刚性部件34完全插入到皮托管内时，就可拉动温度传感器导线30使它通过歧管箱10内的一条与提升部26连通的横向通路42，导线于是伸出通过提升部以便连接到壳体28内的终端上。

孔35的一端设有两个直径不同的在径向上扩大并制有螺纹的插座36和38。温度传感器32在皮托管和歧管箱内就位时，可将温度传感器的细长电阻部件34的近端上的一个带螺纹的颈圈41旋入到一个小插座38内以资安装并固定温度传感器。在温度传感器这样被固定后，再将一个带螺纹的密封塞43旋入到在外面的大插座36内，此后便能将压力变送器12装到歧管箱上，如图1所示。

Claims (13)

1.流量测量系统用的一种传感测头组合件，具有：

一个管状体，其一部分可用来插入到在封闭管道内流动的液体内，在所说管状体内具有分隔开的两个空腔，这两个空腔分别与液流内的高压区和低压区相连通；

连结到管状体的设在液流外侧那部分上的歧管箱，该歧管箱具有：

用来输送所说高压和低压液体使之通过歧管箱的阀门通道，

其特征为，该歧管箱还具有，

被所说歧管箱承载、用来使电路构件互连的终端装置，

用来承载电路导线的通路，

该传感测头组合件还具有设置在管状体内的具有电气响应特性的温度传感装置，该温度传感装置具有被导引通过歧管箱的通路以与终端装置相连接的连接装置。

2.按照权利要求1的组合件，其特征为，所述歧管箱还包括一个横穿歧管箱并与管状体内部对准的孔，通过该孔温度传感装置可插入到管状体内或从其内取出。

3.按照权利要求2的组合件，其特征为，用来承载电路导线的通路与所说孔连通。

4.按照权利要求3的组合件，其特征为，温度传感装置为电阻式并具有一根设置在管状体内的高压腔与低压腔之间的刚性的细长感测探头。

5.按照权利要求4的组合件，其特征为，刚性的细长感测探头被安装并支承在歧管箱装置的所说孔内。

6.按照权利要求5的组合件，其特征为，所说电路导线被设置在通路内并被连接到终端装置上。

7.一种用于质量流量测量系统的压力和温度传感测头组合件，具有：

一个管状体，其一部分可用来插入到在封闭管道内流动的液体内，在所说管状体内具有分隔开的两个空腔，这两个空腔分别与液流内的高压区和低压区相连通，

压力变送器装置，通过液流与两个空腔连通，用来将其中的液压转变成至少一个可代表所说高、低压之间差额的电信号，

其特征为，还具有

设置在管状体内的具有电气响应特性的温度传感装置，其具有一输出口，

一个对来自压力变送器的电信号和温度传感装置的输出能起响应的变送器。

8.按照权利要求7的组合件，其特征为，还包括连结在管状体上的安装装置，该安装装置包括一个与管状体内部对准的孔，通过该孔温度传感装置可插入到管状体内或从其内取出。

9.按照权利要求8的组合件，其特征为，温度传感装置为电阻式并具有一根设置在管状体内的高压腔和低压腔之间的刚性的细长感测探头。

10.一种可通过壁上的单一孔插入到封闭管道内以便用来测量在其内流动的液体的特性的热力学感测探头，具有：

一个管状体，其一部分可通过管道壁上的孔插入到管道内，并与管道内的液体接触，所述管状体内具有分隔开的两个空腔，该两个空腔作为液体通道分别与所述管道内液体的高压上游区和低压下游区相连通；及

一个设置在所述管状体内部的具有电气响应特性的温度传感器，该温度传感器具有输出并用来感测在所述管道内的液体的温度。

11.按照权利要求10的感测探头，其特征为，还具有：

一个压力变送器，所述管状体的两个空腔内的高、低压液体被输送到该压力变送器内，该压力变送器将收到的高、低压液体转变成可代表高、低压之间差额的电信号。

12.按照权利要求11的感测探头，其特征为，还具有：

一个能对来自所说压力变送器和温度传感器的输出响应的变送器。

13.按照权利要求10的感测探头，其特征为，所说温度传感器为电阻式并具有一个设在所述管状体内的刚性细长的感测探头。

Images