CN2115521U - 插入式电磁流量传感器 - Google Patents

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一种插入式电磁流量传感器，其特征在于圆柱形 探头的铁芯延伸到探头端面A以外，高出部分由绝 缘弹性材料包覆形成导流舵，两电极对称设置在导流 舵两侧的端面A直径上，引外，插入固定机构采用了 C形环置入锁紧法兰的锥形腔内的结构形式，并采用 了安全钩，优点是有效磁场增强，体小量轻，安装维修 方便且安全性及抗污物能力提高，适用于自来水、石 油、化工领域中管道的源水、循环水流速流量的测 量。

Description

本实用新型涉及一种插入式电磁流量传感器，可广泛用于自来水、石油、化工、冶金等领域中的大、中、小管道的源水、循环水的流速、流量的测量。
目前普遍使用的电磁流量传感器均采用法拉第电磁感应定律的原理，当流体流过垂直插入管道内的传感器时，切割磁力线，从而使探头上的电极感应出与流体流速成正比的电势，然而，感应电势的大小与有效磁场的强弱有直接关系，因而设计合理的探头结构即成为一个关键问题，从目前国内外应用现状看，探头结构依铁芯、电极的配置主要有平顶形（Ⅰ）、山字形（Ⅱ）、弧顶形（Ⅲ）及侧面形（Ⅳ～Ⅵ）（见图1），但都存在着一定缺点，如体积较大造成成本高安装维修不便，或是有效磁场较弱，信号幅值较小，信噪比较差，使信号处理困难，尤其在低流速情况下使测量精度降低，此外，对于探头体积较大的传感器为适应“不停水”安装，一般采用“丝杠”式插入杆插入，因而易粘附悬卦杂质污物，安装维修也较困难。
本实用新型即针对上述问题，为减少电磁传感器的漏磁、增强有效磁场强度，提高抗污物能力，便于拆装而提供了一种新型探头结构及插入固定机构。
下面结合附图（图2－图6）介绍本实用新型的结构及工作原理如图2－图5所示，该插入式电磁流量传感器包括由铁芯（4）、电极（6）、磁轭（7）、不锈钢套（8）、线圈（10）、连接螺栓（11）及激磁和信号引线（12）组成的园柱形探头（1）、插入固定机构（2）及接线盒（3），其特征在于，园柱型探头（1）的铁芯（4）延伸到探头端面A以外，高出端面A3－7MM，高出部分及端面A由绝缘弹性材料（9）包复，并在铁芯（4）端部形成流线型导流舵（5），绝缘弹性材料（9）可以采用聚胺酯或硅胶，两电极（6）对称设置在导流舵（5）两侧的端面A直径上，不锈钢套（8）套在园柱形探头（1）外部，起到保护和接地作用，在不锈钢套（8）与磁轭（7）之间，线圈（10）内部及线圈（10）与磁轭（7）之间充以绝缘弹性材料（9），园柱形探头（1）外径尺寸是16－25MM，略大于插入杆（13）的直径，通过连接螺栓（11），园柱形探头（1）与插入杆（13）紧固连接，由于铁芯（4）延伸到探头端面A以外，因而由铁芯（4）端部到磁轭（7）之间形成的磁场在电极（6）端面以下产生的漏泄减小到最低限度，而电极（6）端面以上的磁场则增强了，从而有效磁场增强，信噪比提高，使用时，导流舵（5）的中心线C应与被测流体流动方向平行，当流体流过园柱形探头时，切割磁力线，在两电极（6）上产生了与流体速度成正比的感应电势，此信号由激磁与信号引线（12）经接线盒（3）传输到转换器即可得流速或流量的值。本实用新型的特征还在于其插入固定机构（2）由插入杆（13）、锁紧螺钉（14）、锁紧法兰（15）、C形环（16）、固定螺钉（17）、安全勾（18）、锁紧螺母（19）、手柄（20）、定位法兰（21）、密封法兰（22）、密封环（23）、连接法兰（24）及螺钉（25）组成（见图6），其中C形环（16）置入锁紧法兰（15）的锥形腔内，并通过两个锁紧螺钉（14）将锁紧法兰（15）与定位法兰（21）连接到一起，两个手柄（20）沿定位法兰（21）的直径安装在定位法兰（21）的两侧，手柄（20）的轴线位于由插入杆（13）的轴线与导流舵（5）的中心线C确定的平面内，通过两个固定螺钉（17）定位法兰（21）与密封法兰（22）连接在一起，两个安全勾（18）沿连接法兰（24）的直径，相向固定在连接法兰（24）的两侧，两安全勾（17）的中心连线位于由插入杆（13）的轴线与导流舵（5）中心线C确定的平面内，并分别卦在两手柄（20）的锁紧螺母（19）上，密封法兰（22）内装有密封环（23），密封法兰（22）与连接法兰（24）通过两个螺钉（25）固定连接。在该插入固定机构（2）中，定位法兰（21）起到插入深度定位及流向指示作用，安装时，根据被测管道直径确定定位法兰（21）在插入杆（13）上的固定位置，并使手柄（21）的轴线方向与导流舵（5）的中心线C方向一致，锁紧法兰（15）则对定位法兰（21）起到锁定作用，由于在锁紧法兰（15）内有一锥形腔，因而当C型环（16）置入腔内后，随着锁紧螺钉（14）的旋入，C型环（16）抱紧插入杆（13），从而使定位法兰（21）固定在预设的位置上。此外，探头（1）的直径略大于插入杆（13）的直径，同时大于密封法兰（22）的孔径，因而在水压较大情况下进行拆卸时起到限位作用，此外，当传感器（1）插入流体管道（29）或从流体管道（29）中提出时，需将固定法兰（21）旋转一定角度卦在手柄（20）的锁紧螺母（19）上或从锁紧螺母（19）上脱出。上述两点结构特征可以保证操作人员的安全。
与现有电磁流量传感器相比本实用新型的优点如下：
1、由于铁芯延伸到探头端面以外，因而较大程度地提高了有效磁场的强度，减少了无效漏磁，使只有几十克重的功耗很小的探头就能得到满管式电磁流量传感器的电磁流量信号幅值，从而提高信噪比，尤其提高了低流速流量测量精度。
2、该传感器体小量轻，探头重量小于80克，总体重量小于1公斤，因而可以安装在直径φ24MM以下的光滑插入杆上，当管道内流体压力不大于0.6MPa时，插入力小于20公斤，安装和维修方便。
3、由于采用了安全勾及探头直径略大于插入杆直径的结构形式，使装置安全性大大提高。
4、插入深度用C型环锁紧机构固定，使插入深度调整方便，深度确定精确，装置拆装时，不需要重新确定插入深度。
5、由于探头体积小，端部有导流舵结构并采用了光滑插入杆，因而各种纤维状物质不易卦在上面，适合于较脏污水及江河水流量的测量。
附图说明：
图1、现有的电磁流量传感器常用的探头结构形式（Ⅰ）平顶型
（Ⅱ）山字型    （Ⅲ）弧顶型    （Ⅳ～Ⅵ）侧面型
图2、插入式电磁流量传感器
1、园柱形探头    2、插入固定机构    3、接线盒
图3、园柱形探头结构示意图
4、铁芯    6、电极    7、磁轭    8、不锈钢套
9、绝缘弹性材料    10、线圈    11、连接螺栓
12、激磁和信号引线
图4、园柱形探头端面示意图
5、导流舵    C、是导流舵中心线
图5、园柱形探头端面侧视图
图6、插入固定机构（2）的结构示意图
13、插入杆    14、锁紧螺钉    15、锁紧法兰
16、C型环    17、固定螺钉    18、安全勾
19、锁紧螺母    20、手柄    21、定位法兰
22、密封法兰    23、密封环    24、连接法兰
25、螺钉
图7、插入式电磁流量传感器操作示意图
27、插入式电磁流量传感器
28、球阀
29、流体管道    B、是流体流动方向
下面结合实例说明本实用新型的操作过程，图7是该电磁流量传感器的安装示意图，参照图2－图7具体安装过程如下：
选用传感器的园柱形探头（1）的直径为20MM，通过连接螺栓（11）与直径为19MM的插入杆（13）连接，根据被测流体管道（29）的直径确定插入深度，在插入杆（13）上确定的插入深度位置处安装定位法兰（21），通过旋紧锁紧螺钉（14），使C型环（16）抱紧插入杆（13）从而将定位法兰（21）固定在插入杆（13）上，手柄（20）一端的螺纹沿定位法兰（21）的直径方向旋入，并用锁紧螺母（19）锁紧，手柄（20）的轴线与导流舵（5）的中心线C平行，然后将两个安全勾（18）沿连接法兰（24）直径相向固定在连接法兰（24）两侧，连接法兰（24）一端的外螺纹与球阀（28）的内螺纹相配合联接，并使两个安全勾（18）的中心连接线与流体流动方向B一致，将园柱形探头（1）插入装有密封环（23）的连接法兰（24）腔内，通过2个螺钉（25）使密封法兰（22）与连接法兰（24）连接，然后，打开球阀（28）的阀门，通过手柄（20）将插入杆（13）插入，并旋转一定角度，套入安全勾（18）内，通过两个固定螺钉（17）将定位法兰（21）与密封法兰（22）连接，此时，探头浸在流体中，激磁和信号引线（12）通过接线盒（3）与转换器接通传感器进入工作状态，在园柱形探头（1）端部产生电磁场当流体流过时，切割磁力线，产生与流速成正比的电压信号，通过导流舵（5）两侧的电极（6）及信号引线（12）由接线盒（3）传送到转换器进行信号处理，从而得出流速流量数值。

Claims (1)

1、一种插入式电磁流量传感器包括：由铁芯(4)、电极(6)、磁轭(7)、不锈钢套(8)、线圈(10)、连接螺栓(11)、及激磁和信号引线(12)组成的园柱形探头(1)、插入固定机构(2)及接线盒(3)，其特征在于：
<1>、园柱形探头(1)的铁芯(4)延伸到探头端面A以外，高出端面A3-7MM，高出部分及端面A由绝缘弹性材料(9)如聚胺酯或硅胶包复并在铁芯(4)端部形成流线型导流舵(5)，两电极(6)对称设置在导流舵(5)两侧的端面A直径上，不锈钢套(8)套在园柱形探头(1)外部，在不锈钢套(8)与磁轭(7)之间，线圈(10)内部及线圈(10)与磁轭(7)之间充以绝缘弹性材料(9)，园柱形探头(1)外径尺寸是16-25MM，略大于插入杆(13)的直径，通过连接螺栓(11)园柱形探头(1)与插入杆(13)紧固连接；
<2>、插入固定机构(2)由插入杆(13)、锁紧螺钉(14)、锁紧法兰(15)、C型环(16)、固定螺钉(17)、安全勾(18)、锁紧螺母(19)、手柄(20)、定位法兰(21)、密封法兰(22)、密封环(23)、连接法兰(24)及螺钉(25)组成，其中：C型环(16)置入锁紧法兰(15)的锥形腔内，并通过两个锁紧螺钉(14)将锁紧法兰(15)与定位法兰(21)连到一起，两个手柄(20)沿定位法兰(21)的直径方向安装在定位法兰(21)的两侧，手柄(20)的轴线位于由插入杆(13)的轴线与导流舵(5)的中心线C确定的平面内，通过两个固定螺钉(17)，定位法兰(21)与密封法兰(22)连接在一起，两个安全勾(18)沿法兰(24)直径方向，相向固定在连接法兰(24)的两侧，两安全勾(17)的中心连线位于由插入杆(13)的轴线与导流舵(5)中心线C确定的平面内，并分别卦在两手柄(20)的锁紧螺母(19)上，密封法兰(22)内装有密封环(23)，密封法兰(22)与连接法兰(24)通过两个螺钉(25)固定连接。
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