CN208187471U - 一种具有预整流功能的涡街流量计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有预整流功能的涡街流量计量装置，包括用于流体流过的测量管道和用于检测涡街的传感器，还包括用于对流体进行预整流的整流体和使流体发生涡街的发生体，所述整流体和发生体均位于测量管道内部，整流体位于发生体的上游；所述整流体为左右对称设置，整流体包括与流体流动方向相对的前端和后端，所述后端固定在发生体上，所述前端为尖端，整流体由尖端平缓过度到后端。本实用新型中设置在发生体上游的整流体能够在流体流动到发生体的迎流面之前对流体的流动方向进行调节，使得流经发生体的迎流面的流体的速度更加均匀，保证产生的涡街的规则性和流量计测量的准确性。

Description

一种具有预整流功能的涡街流量计量装置

技术领域

本实用新型涉及流体计量领域，具体为一种具有预整流功能的涡街流量计量装置。

背景技术

涡街流量计是根据卡门（Karman）涡街原理研究生产的测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸汽等多种介质。

传统的涡街流量计内部设有用于使测量管道内的流体产生涡街的发生体，流体在流经发生体的迎流面后产生一系列包含交错规则旋涡的涡街。流量计中用于测量的传感器用来测量涡街以达到测量流体流量的目的。

在传感器对涡街进行测量的过程中，发生体产生的涡街的规律性对流量计的测量精度有很大的影响。形成涡街的规则性受到很多因素影响，其中，测量管道上方的上游中干的长度和弯曲都会影响到流动到发生体迎流面上的流体的流动方向，对最终形成的涡街的规律性产生影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种具有预整流功能的涡街流量计量装置，设置在发生体上游的整流体能够在流体流动到发生体的迎流面之前对流体的流动方向进行调节，使得流经发生体的迎流面的流体的速度更加均匀，保证产生的涡街的规则性和流量计测量的准确性。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种具有预整流功能的涡街流量计量装置，包括用于流体流过的测量管道和用于检测涡街的传感器，还包括用于对流体进行预整流的整流体和使流体发生涡街的发生体，所述整流体和发生体均位于测量管道内部，整流体位于发生体的上游；所述整流体以整流体自身的中轴线为对称轴对称，整流体包括与流体流动方向相对的前端和后端，所述后端固定在发生体上，所述前端为尖端，整流体由尖端平缓过度到后端。

流体在进入测量管道后，整流体的尖端首先对流体进行整流，使得测量管道内的流体的分布和流速在流经发生体时能够更加均匀，发生体两侧的流速更加接近，在经过整流体整流的流体在经过发生体产生的涡街相比于不经过整流的流体更加具有规律性。

优选的，所述发生体和整流体均为环形，环形发生体的圆心与环形整流体的圆心均位于测量管道的轴向中心线上，所述环形发生体和环形整流体的直径相同。环形的发生体能够使得测量管道内的流体产生环形封闭的旋涡，环形封闭的旋涡相比柱状发生体产生的旋涡更稳定。为了配合环形发生体的形状，整流体也采用环形设置，保证整流的效果。

优选的，所述整流体的后端设有多个固定端，整流体通过固定端固定在发生体上。

优选的，所述固定端有三个，固定端均匀分布在后端上，固定端与环形整流体的圆心的连线之间的夹角为120度。

优选的，所述发生体通过固定支架固定在测量管道上，所述固定支架包括三根支撑杆，三根支撑杆的轴向延长线均通过发生体的圆心，支撑杆延长线之间的夹角为120度。

为了保证整流体能够更好地对流体进行整流，整流体的截面优选为等边三角形。

优选的，所述发生体上设有用于流体流通的流动通道，所述流动通道贯穿发生体，所述传感器位于流动通道内。

为了避免涡街不够规则造成对流体流量的误测，在环形发生体上，流动通道优选地设有三个，三个流动通道的轴向延长线均经过环形发生体的圆心。三个传感器对同一时间流体流量进行测量，并且通过修正后能够得到更加准确的测量数据。

优选的，所述流动通道均匀分布在环形发生体上，每个流动通道的轴向延长线的夹角为120度。三个流动通道和相应流动通道内的传感器是以环形发生体的圆心为对称中心的，这样可以完全地将来自任何方向的管道振动相互抵消，避免测量管道的振动对测量结果的影响，具有更强的抗干扰性。

热式传感器能够检测到更为小的微流量流体的流量，故传感器优选为热式传感器。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的具有预整流功能的涡街流量计量装置，具有如下有益效果：

一、采用本实用新型的具有预整流功能的涡街流量计量装置，在待测量的流体经过发生体之前，整流体对流体的分布和流速进行了整流，使流体在发生体的作用下能够产生更加具有规则性和完整性的涡街，保证流量计测量的准确性。

二、采用整流体对流体进行预整流后，对测量管道上游段的直管道的要求降低，降低了流量计的安装要求，使得流量计能够适应更多的应用场合。

三、本实用新型中的整流体的体积小，且直接固定在发生体的上游，结构更加简单，安装更加方便。

附图说明

图1为本实用新型具有预整流功能的涡街流量计量装置实施例的结构示意图；

图2为图1中A-A方向的截图；

图3为本实施例中发生体和整流体的结构示意图；

图4为图3中B-B方向的截图。

附图标记：1、测量管道；2、发生体；3、流动通道；4、热式传感器；5、支撑杆；6、整流体；61、尖端；62、固定端。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1所示的具有预整流功能的涡街流量计量装置，图中箭头方向为测量管道1内流体的流动方向。测量管道1中包括对流体进行预整流的整流体6和使流体发生涡街的发生体2，整流体6位于发生体2的上游；整流体6为左右对称设置保证流体经过整流后经过发生体2的流速左右相同。

在本实施例中，发生体2和整流体6均采用环形，测量管道1内形成的环形旋涡的涡线为闭合的，不会向着测量管道1管壁延伸，环状旋涡的规则性不会受到管壁影响，保证了旋涡的完整性，确保流量计测量的准确度。同时，流体在流经测量管道1和发生体2时，环形发生体2减少了对流体的阻挡，相应地仪表受到的压力就会减小，仪表的压力损失就会减少，这样就能够提高测量的量程和测量精度。环形发生体2的圆心与环形整流体6的圆心均位于测量管道1的轴向中心线上，环形发生体2和环形整流体6的直径相同。其中，整流体6包括与流体流动方向相对的前端和后端，后端固定在发生体2上，前端为尖端61，整流体6由尖端61平缓到后端。在本实施例中，等边三角形。流体在流动的过程中，先与整流体6的尖端61接触，流体经过等边三角形截面的整流体6的整流后继续流向发生体2。整流过的流体流经发生体2后能够产生更加规则的环形涡街，使得流量计在检测过程中能够更加准确。

如图2所示为图1中A-A的截面图，从图2中可看出本实施例中发生体2的结构，环形的发生体2通过固定支架固定在测量管道1上，固定支架包括三根支撑杆5，三根支撑杆5的轴向延长线均通过发生体2的圆心，支撑杆5延长线之间的夹角为120度。图3为发生体2和整流体6的结构示意图，图4为图3中B-B的截面图，图中整流体6通过后端的多个固定端62固定在发生体2上，固定端62有三个，固定端62均匀分布在后端上，固定端62与环形整流体6的圆心的连线之间的夹角为120度。三个固定端62的位置与支撑杆5之间的位置相对应，通过三个固定端62将整流体6和发生体2之间进行固定，既能够保证整流体6与发生体2之间的固定稳定，又不会对旋涡的规则性产生影响。

环形的发生体2上设有用于流体流通的流动通道3，流动通道3贯穿发生体2，流动通道3有三个，三个流动通道3的轴向延长线均经过环形发生体2的圆心。三个流动通道3均匀分布在环形发生体2上，每个流动通道3的轴向延长线的夹角为120度。流动通道3内设有用于检测旋涡的热式传感器4。利用热式传感器4代替传统涡街流量计中的压电晶体作为传感器，热式传感器4中对流体流动带动热能变化更为灵敏，能够测量到传统通过压力计算流量时无法检测到的微流量流体的流动，扩大了对流体流量的测量范围。

下面对本实施例的具有预整流功能的涡街流量计量装置的测量过程进行进一步介绍：待测量流体在测量管道1中流动，在流动过程中先通过环形整流体6的尖端61对流体进行整流，对流体的分布和流速进行调整。经过整流体6的流体接着通过环状发生体2形成内外两层的环形旋涡，多个环形旋涡构成一组规则交错的涡街，单个旋涡的涡线为封闭的环形，环形旋涡流过的发生体2上规律设置的三个测量管道1内的三个加热体。

当流动通道3内的流体发生流动后，加热体上游和下游的温度发生改变，使上下游均产生温差。上下游的温度传感器将检测到的温度差转换为电压信号，将单个旋涡能够使温度传感器检测到一次温度差，当流体在发生体2附近产生一系列旋涡时，温度传感器就能检测到多个涡街信号，转换为多个电压信号，形成一组电压信号。三个热式传感器4总共收集到三组略有不同的电压信号，通过对三组电压信号进行修正得到一组能够代表涡街频率的修正信号。修正信号经过处理器处理就是流量计检测到的涡街的频率值。得到流体流动产生的涡街的频率后，就能得出相应的流体的流量值。

以上所述使本实用新型的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有预整流功能的涡街流量计量装置，包括用于流体流过的测量管道（1）和用于检测涡街的传感器，其特征在于：还包括用于对流体进行预整流的整流体（6）和使流体发生涡街的发生体（2），所述整流体（6）和发生体（2）均位于测量管道（1）内部，整流体（6）位于发生体（2）的上游；所述整流体（6）以整流体（6）自身的中轴线为对称轴对称，整流体（6）包括与流体流动方向相对的前端和后端，所述后端固定在发生体（2）上，所述前端为尖端（61），整流体（6）由尖端（61）平缓过度到后端。

2.根据权利要求1所述的具有预整流功能的涡街流量计量装置，其特征在于：所述发生体（2）和整流体（6）均为环形，环形发生体（2）的圆心与环形整流体（6）的圆心均位于测量管道（1）的轴向中心线上，所述环形发生体（2）和环形整流体（6）的直径相同。

3.根据权利要求2所述的具有预整流功能的涡街流量计量装置，其特征在于：所述整流体（6）的后端设有多个固定端（62），整流体（6）通过固定端（62）固定在发生体（2）上。

4.根据权利要求3所述的具有预整流功能的涡街流量计量装置，其特征在于：所述固定端（62）有三个，固定端（62）均匀分布在后端上，固定端（62）与环形整流体（6）的圆心的连线之间的夹角为120度。

5.根据权利要求2所述的具有预整流功能的涡街流量计量装置，其特征在于：所述发生体（2）通过固定支架固定在测量管道（1）上，所述固定支架包括三根支撑杆（5），三根支撑杆（5）的轴向延长线均通过发生体（2）的圆心，支撑杆（5）延长线之间的夹角为120度。

6.根据权利要求1所述的具有预整流功能的涡街流量计量装置，其特征在于：所述整流体（6）的截面为等边三角形。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的具有预整流功能的涡街流量计量装置，其特征在于：所述发生体（2）上设有用于流体流通的流动通道（3），所述流动通道（3）贯穿发生体（2），所述传感器位于流动通道（3）内。

8.根据权利要求7所述的具有预整流功能的涡街流量计量装置，其特征在于：所述发生体（2）为环形，所述流动通道（3）有三个，三个流动通道（3）的轴向延长线均经过环形发生体（2）的圆心。

9.根据权利要求8所述的具有预整流功能的涡街流量计量装置，其特征在于：所述流动通道（3）均匀分布在环形发生体（2）上，每个流动通道（3）的轴向延长线的夹角为120度。

10.根据权利要求1至6任意一项所述的具有预整流功能的涡街流量计量装置，其特征在于：所述传感器为热式传感器（4）。