CN204788521U - 一种插入式流量计 - Google Patents

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史庆生
李小京
田家宾
焦丽娜
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TIANJIN HYDRAULIC RESEARCH INSTITUTE
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TIANJIN JINSHUI ENGINEERING NEW TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种插入式流量计，放大转换通信装置上端设置有表头，放大转换通信装置下端安装有连接杆，放大转换通信装置中部设置有通讯接口；连接杆的下端设置有传感器，传感器的两端设置有电极，传感器的内部设置有铁芯，铁芯上缠绕有线圈，电极位置设计在传感器的两侧，管道中的水流速不受连接杆的影响，测量数据准确；采用机翼形结构的传感器，对介质条件要求低，阻力系数最小，保证了压损低、能耗小，同时具有对流场进行重新整流的效果，避免产生漩涡，流量系数长期稳定性好、可靠性高，计量数据更加稳定精确；连接杆可以在50mm—80mm口径的管道上使用，应用范围广泛；利用锁母的设置，实现不断流拆卸安装，支持在线拆卸。

Description

一种插入式流量计
技术领域
本实用新型属于传感器技术领域，尤其涉及一种插入式流量计。
背景技术
目前，传统插入式流量计的电极一般安装在传感器的轴向方向，这种形式的传感器在测量过程中容易使流速增大，测量的数据不准确；并且传感器大多为圆柱形结构，在水经过流量计时经常产生漩涡，测量的数据不稳定；传统插入式流量计一般支持的管道口径为φ80mm以上，应用范围有限；当传感器损害时，拆卸维修需要对管道中的水进行断流，操作十分不方便。
实用新型内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的插入式流量计。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
该插入式流量计包括：放大转换通信装置、表头、通讯接口、连接杆、铁芯、电极、线圈、传感器；
放大转换通信装置上端设置有表头，放大转换通信装置下端安装有连接杆，放大转换通信装置中部设置有通讯接口；连接杆的下端设置有传感器，传感器的两端设置有电极，传感器的内部设置有铁芯，铁芯上缠绕有线圈。
本实用新型还可以采用如下技术措施：
所述的传感器为机翼型结构。
所述的连接杆的内径为50mm—80mm。
所述的连接杆的底部安装有锁母。
所述的放大转换通信装置包括：放大器、A/D转换器、CPU数据处理器、滤波器；CPU数据处理器分别与放大器、A/D转换器、滤波器相连接。
所述的通讯接口与上位机相连接。
根据法拉第电磁感应定律，当铁芯在传感器产生的磁场中作切割磁力线运动时，在铁芯中会产生感应电势，感应电势的大小与铁芯在磁场中的有效长度及铁芯在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在连接杆两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定，感应电势的大小由下式确定：
Ex＝BDv式(1)
式中Ex—感应电势，V；
B—磁感应强度，单位：T；
D—连接杆内径，单位：m；
v—液体的平均流速，单位：m/s；
然而体积流量qv等于流体的流速v与连接杆截面积(πD)/4的乘积，将式(1)代入该式得：
Qv＝(πD/4B)×Ex式(2)
由式(2)可知，在连接杆直径D己定且保持磁感应强度B不变时，被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在连接杆两侧各插入一根电极，就可引入感应电势Ex，测量此电势的大小，就可求得体积流量。
将插入式流量计插入到管道中，根据法拉第电磁感应定律，当水流动时，会在两侧电极上产生极性相反的感应电动势，当激磁电流为正负方波时，两个电极也会感生方波信号，由电极上的两根导线，将感应的对称方波信号传至放大转换通信装置，在放大转换通信装置中经放大器，A/D转换，CPU数据处理，滤波算法，通过通讯接口将数据输出至上位机。
本实用新型具有的优点和积极效果是：该插入式流量计具有无机械可动部件，转换器采用优化设计，结构简单，容易安装，使用寿命长；电极位置设计在传感器的两侧，管道中的水流速不受连接杆的影响，测量数据准确；采用机翼形结构的传感器，对介质条件要求低，阻力系数最小，保证了压损低、能耗小，同时具有对流场进行重新整流的效果，避免产生漩涡，流量系数长期稳定性好、可靠性高，计量数据更加稳定精确；连接杆可以在50mm—80mm口径的管道上使用，应用范围更加广泛；利用锁母的设置，可实现不断流拆卸安装，支持在线拆卸。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种插入式流量计的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的传感器的结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的插入式流量计的工作过程示意图；
图4是本实用新型实施例提供的传感器的剖视图；
图5是本实用新型实施例提供的传感器的工作过程示意图；
图中：1、铁芯；2、电极；3、线圈；4、传感器；5、放大转换通信装置；6、通讯接口；7、表头；8、连接杆。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：本实用新型所用到的模块或单元都属于已知模块或单元，在购买模块或单元时，已经安装有软件。本实用新型不存在软件或方法的创新。
请参阅图1至图5所示：该插入式流量计包括：放大转换通信装置5、通讯接口6、表头7、连接杆8、铁芯1、电极2、线圈3、传感器4；
放大转换通信装置5上端设置有表头7，放大转换通信装置5下端安装有连接杆8，放大转换通信装置5中部设置有通讯接口6；连接杆8的下端设置有传感器4，传感器4的两端设置有电极2，传感器4的内部设置有铁芯1，铁芯1上缠绕有线圈3。
本实用新型还可以采用如下技术措施：
所述的传感器4为机翼型结构。
所述的连接杆8的内径为50mm—80mm。
所述的连接杆8的底部安装有锁母。
所述的放大转换通信装置5包括：放大器、A/D转换器、CPU数据处理器、滤波器；CPU数据处理器分别与放大器、A/D转换器、滤波器相连接。
所述的通讯接口6与上位机相连接。
根据法拉第电磁感应定律，当铁芯1在传感器4产生的磁场中作切割磁力线运动时，在铁芯1中会产生感应电势，感应电势的大小与铁芯1在磁场中的有效长度及铁芯1在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在连接杆8两边的电极2上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定，感应电势的大小由下式确定：
Ex＝BDv式(1)
式中Ex—感应电势，V；
B—磁感应强度，单位：T；
D—连接杆8内径，单位：m；
v—液体的平均流速，单位：m/s；
然而体积流量qv等于流体的流速v与连接杆8截面积(πD)/4的乘积，将式(1)代入该式得：
Qv＝(πD/4B)×Ex式(2)
由式(2)可知，在连接杆8直径D己定且保持磁感应强度B不变时，被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在连接杆8两侧各插入一根电极2，就可引入感应电势Ex，测量此电势的大小，就可求得体积流量。
将插入式流量计插入到管道中，根据法拉第电磁感应定律，当水流动时，会在两侧电极2上产生极性相反的感应电动势，当激磁电流为正负方波时，两个电极2也会感生方波信号，由电极2上的两根导线，将感应的对称方波信号传至放大转换通信装置5，在放大转换通信装置5中经放大器，A/D转换，CPU数据处理，滤波算法，通过通讯接口将数据输出至上位机。
本实用新型具有的优点和积极效果是：该插入式流量计具有无机械可动部件，转换器采用优化设计，结构简单，容易安装，使用寿命长；电极位置设计在传感器的两侧，管道中的水流速不受连接杆的影响，测量数据准确；采用机翼形结构的传感器，对介质条件要求低，阻力系数最小，保证了压损低、能耗小，同时具有对流场进行重新整流的效果，避免产生漩涡，流量系数长期稳定性好、可靠性高，计量数据更加稳定精确；连接杆可以在50mm—80mm口径的管道上使用，应用范围更加广泛；利用锁母的设置，可实现不断流拆卸安装，支持在线拆卸。
以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种插入式流量计，其特征在于，该插入式流量计包括：放大转换通信装置、表头、通讯接口、连接杆、铁芯、电极、线圈、传感器；
放大转换通信装置上端设置有表头，放大转换通信装置下端安装有连接杆，放大转换通信装置中部设置有通讯接口；连接杆的下端设置有传感器，传感器的两端设置有电极，传感器的内部设置有铁芯，铁芯上缠绕有线圈。
2.如权利要求1所述的插入式流量计，其特征在于，所述的传感器为机翼型结构。
3.如权利要求1所述的插入式流量计，其特征在于，所述的连接杆的内径为50mm—80mm。
4.如权利要求1所述的插入式流量计，其特征在于，所述的连接杆的底部安装有锁母。
5.如权利要求1所述的插入式流量计，其特征在于，所述的放大转换通信装置包括：放大器、A/D转换器、CPU数据处理器、滤波器；CPU数据处理器分别与放大器、A/D转换器、滤波器相连接。
6.如权利要求1所述的插入式流量计，其特征在于，所述的通讯接口与上位机相连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105043471A (zh) * 2015-07-13 2015-11-11 天津市津水工程新技术开发公司 一种新型结构的插入式流量计及设计、使用方法

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