CN217276318U - 一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头及测量仪表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头，其特征在于：包括探头壳体、芯柱压电片组合件、刚性绝缘垫、弹性绝缘垫和温度传感器；该探头壳体内具有容置腔；该刚性绝缘垫被定位固定在所述容置腔内底端；该芯柱压电片组合件固定在所述刚性绝缘垫上方；该刚性绝缘垫的下沉孔内安装有弹性绝缘垫和温度传感器，该弹性绝缘垫可使该温度传感器与所述容置腔内底面保持接触；该容置腔内侧壁与芯柱压电片组合件之间的间隙内填充有绝缘材料。本实用新型可用于流量和温度组合测量，该温度传感器与芯柱压电片组合件被封装在探头壳体并可防止所述温度传感器与所述芯柱压电片组合件之间的相互干扰。另外，本实用新型还公开了一种测量仪表。

Description

一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头及测量仪表

技术领域

本实用新型一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头及测量仪表。

背景技术

涡街流量计(或涡街流量仪表)是根据卡门涡街理论，利用了流体(气体或液体)的自然振动原理，以压电晶体或差动电容作为检测部件而制成的一种速度式流量仪表。

而作为其核心之一的涡街流量计探头是将涡流的压力信号转换成电信号(频率信号)。然后再经放大板、积算仪等电路信号处理计算后，最后获得输出、显示流量计量结果的目的。

另外，现有用于温度和流量检测的测量仪器(可参见图1)一般是采用流量流量检测探头N-3(如涡街流量计探头)和温度检测探头N-2(温度传感器)是分别插装在带流道N-11的测量管N-1内。该流量流量检测探头(如涡街流量计探头)和温度检测探头N-2(温度传感器N-2)用于检测所述测量管内流过的气体或液体，由于该流量流量检测探头(如涡街流量计探头)伸入到所述测量管N-1内并能与所述测量管N-1内流过的气体或液体接触，会对气体或液体流动产生干扰影响，尤其当温度检测探头N-2(温度传感器)离流量流量检测探头N-3(如涡街流量计探头)距离太近会影响流量检测精度，而当两者相距太远又增加表体外形、重量及成本；且由于配置了更多插装位而增加发生流体渗漏的风险。

而已公开一种温度流量一体化传感器(CN2012204124673)，该温度流量一体化传感器将温度和流量集成为一体，可解决测量仪器中温度检测探头N-2(温度传感器)离流量流量检测探头N-3(如涡街流量计探头)距离太近会影响流量检测精度的问题。但是其仍然存在以下不足：

第一、其温度传感器无法被定位装配，当该温度传感器距离该街流量传感的芯柱压电片组合件太近时，无法绝缘隔开，存在相互导电，同时两者之间容易相互干扰；

第二、其温度传感器无法被定位装配，且该温度传感器与探头壳体也无法保持接触时，而当接触不良时会影响温度测量值，会同时存在振动对温度测量精度的影响；

第三，该街流量传感的芯柱压电片组合件是固定在温度传感器上，而温度传感器在固定在探头壳体内底端，而街流量传感的芯柱压电片组合件位置会直接受到温度传感器影响，因此难被定位焊接固定，也造成装配难度高，而当偏位时会影响检测精度。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述一个或多个缺陷问题，本实用新型提供了一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头，其特征在于：包括探头壳体、芯柱压电片组合件、刚性绝缘垫、弹性绝缘垫和温度传感器；该探头壳体内具有容置腔；该刚性绝缘垫被定位固定在所述容置腔内底端；该芯柱压电片组合件固定在所述刚性绝缘垫上方；该刚性绝缘垫下表面中部设置有下沉孔，该下沉孔内安装有弹性绝缘垫和温度传感器，该弹性绝缘垫与温度传感器上下分布且该弹性绝缘垫可使该温度传感器与所述容置腔内底面保持接触；该容置腔内侧壁与芯柱压电片组合件之间的间隙内填充有绝缘材料；所述温度传感器的引线向上穿出所述在所述刚性绝缘垫并向上延伸。

采用上述方案，第一，本实用新型探头壳体内的芯柱压电片组合件可用于流量检测，而该探头壳体内的温度传感器用于温度检测，可实现组合测量，可同时解决现有中温度检测探头离流量检测探头距离太近会影响流量检测精度而太远又增加表体重量和成本的技术问题；第二，由于该温度传感器与芯柱压电片组合件被封装在探头壳体，可实现内置并集成为一体，简化了涡街流量计的结构，可避免发生流体渗漏的；第三，由于通过刚性绝缘垫将所述芯柱压电片组合件与温度传感器绝缘隔开，可防止相互导电且并保证有足够绝缘阻抗，可避免相互干扰；同时该芯柱压电片组合件通过刚性绝缘垫与探头壳体刚性固定为刚性的一体，由于刚性绝缘垫为刚性，以保证探头壳体涡流信号传递到芯柱压电片组合件时具有同步一致性，保证流量测量的精准；第四，由于该弹性绝缘垫与温度传感器上下分布且该弹性绝缘垫可使该温度传感器与所述容置腔内底面保持接触，同时也保证该温度传感器被测对象探头壳体保持接触，避免接触不良而影响温度测量值，同时可减少振动对温度测量的影响。

进一步地，所述述芯柱压电片组合件与绝缘隔热垫采用耐高温胶水粘接固定。如，该耐高温胶水可选用JLA型号，购自于东莞聚宏胶粘制品有限公司。

进一步地，所述芯柱压电片组合件包括芯柱和两个压电片，该两个压电片分别固定在芯柱两侧。

进一步地，所述绝缘隔热垫上表面中部设有上沉孔；所述芯柱压电片组合件下端插入所述上沉孔内并粘接固定。由于芯柱压电片组合件下端插入所述上沉孔内定位并粘接固定，可保证该芯柱压电片组合件位于所述探头壳体内中心，不易损坏且抗震动性能好；同时可避免装配偏位，进而提高测量精度，同时可降低装配难度，工艺性更好。

优选地，该绝缘隔热垫上设有沿竖向贯通的穿线孔，该穿线孔下端通入所述下沉孔内。

优选地，所述芯柱压电片组合件横截面为矩形；所述容置腔包括下矩形孔段和上圆形孔段；所述刚性绝缘垫外形与该下矩形孔段相匹配。

优选地，所述弹性绝缘垫采用橡胶材质。

进一步优选地，所述弹性绝缘垫采用硼硅橡胶材质。

优选地，所述刚性绝缘垫采用硅酸铝纤维或玻璃纤维材料。

本实用新型有益效果：

第一，本实用新型探头壳体内的芯柱压电片组合件可用于流量检测，而该探头壳体内的温度传感器用于温度检测，可实现组合测量，可同时解决现有中温度检测探头离流量检测探头距离太近会影响流量检测精度而太远又增加表体重量和成本的技术问题；

第二，由于该温度传感器与芯柱压电片组合件被封装在探头壳体，可实现内置并集成为一体，简化了涡街流量计的结构，可避免发生流体渗漏的；

第三，由于通过刚性绝缘垫将所述芯柱压电片组合件与温度传感器绝缘隔开，可防止相互导电且并保证有足够绝缘阻抗，可避免相互干扰；同时该芯柱压电片组合件通过刚性绝缘垫与探头壳体刚性固定为刚性的一体，由于刚性绝缘垫为刚性，以保证探头壳体涡流信号传递到芯柱压电片组合件时具有同步一致性，保证流量测量的精准；

第四，由于该弹性绝缘垫与温度传感器上下分布且该弹性绝缘垫可使该温度传感器与所述容置腔内底面保持接触，同时也保证该温度传感器被测对象探头壳体保持接触，避免接触不良而影响温度测量值，同时可减少振动对温度测量的影响；

第五，由于由于芯柱压电片组合件下端插入所述上沉孔内定位并粘接固定，可保证该芯柱压电片组合件位于所述探头壳体内中心，不易损坏且抗震动性能好；同时可避免装配偏位，进而提高测量精度，同时可降低装配难度，工艺性更好；

第六、本实用新型由于绝缘隔热垫与下矩形孔段配合后不能相互转动(非圆配合)，因此可保证在装配后该缘隔热垫及其内定位固定的芯柱压电片组合件在该容置腔内的方向精准，可使芯柱压电片组合件与探头壳体下侧的扁部方向方向对称对应。

附图说明

图1是现有一种用于温度和流量检测的测量仪器的主视图。

图2是本实用新型实施例一中一种涡街流量计探头的主视半剖图。

图3是图2中A处放大图。

图4是本实用新型实施例一中一种涡街流量计探头的立体图。

图5是本实用新型中一种涡街流量计探头的立体半剖图。

图6是图5中B处放大图。

图7是本实用新型实施例一中一种涡街流量计探头在未组装前的爆炸图。

图8是实施例一中芯柱压电片组合件、刚性绝缘垫、弹性绝缘垫和温度传感器组装前后的对比图。

图9是探头壳体的立体图。

图10-11是刚性绝缘垫的立体图。

图12是弹性绝缘垫的立体图。

图13是实施例二中一种测量仪器的主视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

实施例一：可参见图2-12，一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头，其包括探头壳体1、芯柱压电片组合件2、刚性绝缘垫3、弹性绝缘垫4和温度传感器5。

具体地，该探头壳体1内具有容置腔1-1。

具体地，该刚性绝缘垫3外形与容置腔1-1外形相匹配并在插入固定后能同心配合。

该芯柱压电片组合件2固定在所述刚性绝缘垫3上方。

可参见图3-5，进一步地，所述芯柱压电片组合件2包括芯柱2-1和两个压电片2-2，该两个压电片2-2分别固定在芯柱2-1两侧。

可参见图7-8，优选地，所述芯柱压电片组合件2横截面为矩形；所述容置腔1-1包括下矩形孔段1-11和上圆形孔段1-12；所述刚性绝缘垫3外形与该下矩形孔段1-11相匹配。该刚性绝缘垫3通过胶水(优选地，采用耐高温胶水)被定位固定在所述容置腔1-1的上圆形孔段1-12底端内。本实用新型由于绝缘隔热垫与下矩形孔段配合后不能相互转动(非圆配合)，因此可保证在装配后该缘隔热垫及其内定位固定的芯柱压电片组合件在该容置腔内的方向精准，可使芯柱压电片组合件与探头壳体下侧的扁部方向方向对称对应。

进一步地，所述芯柱压电片组合件2与绝缘隔热垫3采用耐高温胶水粘接固定。如，该耐高温胶水可选用JL-767A型号，购自于东莞聚宏胶粘制品有限公司。

可参见图7-8，在本实施例中，所述绝缘隔热垫3上表面中部设有上沉孔3-2；所述芯柱压电片组合件2下端插入所述上沉孔3-2内并耐高温胶水粘接固定。由于芯柱压电片组合件2下端插入所述上沉孔3-2内定位并粘接固定，可保证该芯柱压电片组合件位于所述探头壳体内中心，不易损坏且抗震动性能好；同时可避免装配偏位，进而提高测量精度，同时可降低装配难度，工艺性更好。

可参见图7-8，另外，该刚性绝缘垫3下表面中部设置有下沉孔3-1，在该下沉孔3-1内安装有弹性绝缘垫4和温度传感器5，该弹性绝缘垫4与温度传感器5上下分布且该弹性绝缘垫4可使该温度传感器5与所述容置腔1-1内底面保持接触。

可参见图3、图5和图8，具体地，该弹性绝缘垫4上表面与下沉孔3-1内顶面相抵或粘接固定，该温度传感器5上表面与弹性绝缘垫4上表面相抵或粘接固定，该弹性绝缘垫4下表面与容置腔1-1内底面相抵或粘接固定。而该弹性绝缘垫4处于被压缩状态对该温度传感器5产生有一定向下的预紧压力，进而实现使该温度传感器5与所述容置腔1-1内底面保持接触。

可参见图3，其中，该容置腔1-1内侧壁与芯柱压电片组合件2之间的间隙内填充有绝缘材料6(如环氧树脂)。

其中，所述温度传感器5的引线5-1向上穿出所述在所述刚性绝缘垫3并向上延伸。

可参见图10-11，在本实施例中，该绝缘隔热垫3上设有沿竖向贯通的穿线孔3-3，该穿线孔3-3下端通入所述下沉孔3-1内。由于该温度传感器5的引线5-1从穿线孔3-3向上穿出，因此组装方便，操作简单，避免引线5-1弯折。

优选地，所述弹性绝缘垫4采用橡胶材质。

可参见图8，优选地，该弹性绝缘垫4为矩形与下沉孔3-1外形相匹配，可防止该弹性绝缘垫4定位，可实现定位安装。

可参见图12，另外，该弹性绝缘垫4两边设有用于供温度传感器5的两个引线5-1分别穿过的两个缺口4-1。

进一步优选地，所述弹性绝缘垫4采用硼硅橡胶材质。可耐高温，可用于高温环境。

优选地，所述刚性绝缘垫3采用硅酸铝纤维或玻璃纤维材料。可隔热并耐高温，可用于高温环境并保护芯柱压电片组合件，避免高温损坏或造成性能影响。

在组装时，可参见图8，先将芯柱压电片组合件2、刚性绝缘垫3、弹性绝缘垫4和温度传感器5预装为一体。其操作如下：

第一步，先在该芯柱压电片组合件2下端涂上高温胶水或/和所述刚性绝缘垫3的上沉孔3-2内涂上高温胶水；再插入所述刚性绝缘垫3的上沉孔3-2内后压紧等凝固后实现粘接固定。

第二步，先在该弹性绝缘垫4上表面或/和者所述刚性绝缘垫3的下沉孔3-1内顶面涂上高温胶水，然后插入所述刚性绝缘垫3的下沉孔3-1内顶面后压紧等凝固后实现粘接固定；

第三步，先在该温度传感器5上表面或/和弹性绝缘垫4下表面涂上高温胶水，先将该温度传感器5的引线5-1向上穿出绝缘隔热垫3的穿线孔3-3，再将温度传感器5插入所述刚性绝缘垫3的下沉孔3-1并使温度传感器5与弹性绝缘垫4抵紧等凝固后实现粘接固定。

当上述所述芯柱压电片组合件2、刚性绝缘垫3、弹性绝缘垫4和温度传感器5预先完成组装为一体后，先在该刚性绝缘垫3的下表面或侧壁面上涂上高温胶水，再将芯柱压电片组合件2、刚性绝缘垫3、弹性绝缘垫4和温度传感器5整体抵插入上述探头壳体1内所述容置腔1-1，该刚性绝缘垫3与探头壳体1内底面抵紧等凝固后实现粘接固定，同时该温度传感器5与探头壳体1内底面保持接触。

具体地，在常态时，该弹性绝缘垫4厚度和温度传感器5厚度之和大于所述刚性绝缘垫3的下沉孔3-1深度。如其大于值可为1mm时，这样在组装后当该温度传感器5与探头壳体1内底面接触时，该弹性绝缘垫4会被压缩1mm。

在接线时线束7的五根信号线与该探头壳体1内的芯柱2、两个压电片3和温度传感器的两个引线5-1焊接。

在组装时，另外，在线束7上固套有热收缩套管8固套，且所述探头壳体1上端焊接有所述钢套9，该钢套9外套热收缩套管8。这样该线束7内外保护密封且可防潮。

本实用新型具有以下特点并分析如下：

第一，本实施例中探头壳体1内的芯柱压电片组合件可用于流量检测，而该探头壳体1内的温度传感器用于温度检测，可实现组合测量，可同时解决现有中温度检测探头离流量检测探头距离太近会影响流量检测精度而太远又增加表体重量和成本的技术问题；

第二，本实施例中由于该温度传感器与芯柱压电片组合件被封装在探头壳体，可实现内置并集成为一体，简化了涡街流量计的结构，可避免发生流体渗漏的；

第三，本实施例中由于通过刚性绝缘垫3将所述芯柱压电片组合件2与温度传感器5绝缘隔开，可防止相互导电且并保证有足够绝缘阻抗，可避免相互干扰；

第四，本实施例中由于该弹性绝缘垫4与温度传感器5上下分布且该弹性绝缘垫4可使该温度传感器5与所述容置腔1-1内底面保持接触，同时也保证该温度传感器5被测对象探头壳体1保持接触，避免接触不良而影响温度测量值，同时可减少振动对温度测量的影响；

第五，由于由于芯柱压电片组合件2下端插入所述上沉孔3-2内定位并粘接固定，可保证该芯柱压电片组合件位于所述探头壳体内中心，不易损坏且抗震动性能好；同时可避免装配偏位，进而提高测量精度，同时可降低装配难度，工艺性更好；

第六、本实施例中由于绝缘隔热垫与下矩形孔段配合后不能相互转动(非圆配合)，因此可保证在装配后该缘隔热垫及其内定位固定的芯柱压电片组合件在该容置腔内的方向精准，可使芯柱压电片组合件与探头壳体下侧的扁部方向方向对称对应。

实施例二：可参见图13，一种测量仪器，其包括：带流道N-11的测量管N-1和实施例一中的集成有温度检测功能的涡街流量计探头N-6,该集成有温度检测功能的涡街流量计探头N-6径向插装在测量管N-1上，该探头壳体1的扁尾感应端伸入所述在测量管N-1内；并集成有温度检测功能的涡街流量计探头N-6用于检测所述测量管N-1内流过的气体或液体。

另外，还设置有压力传感器N-4。该集成有温度检测功能的涡街流量计探头N-6和压力传感器N-4与显示器N-5电路连接。该显示器N-5用于显示所检测输出的温度、压力及流量参数。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头，其特征在于：包括探头壳体(1)、芯柱压电片组合件(2)、刚性绝缘垫(3)、弹性绝缘垫(4)和温度传感器(5)；

该探头壳体(1)内具有容置腔(1-1)；该刚性绝缘垫(3)被定位固定在所述容置腔(1-1)内底端；该芯柱压电片组合件(2)固定在所述刚性绝缘垫(3)上方；

该刚性绝缘垫(3)下表面中部设置有下沉孔(3-1)，该下沉孔(3-1)内安装有弹性绝缘垫(4)和温度传感器(5)，该弹性绝缘垫(4)与温度传感器(5)上下分布且该弹性绝缘垫(4)可使该温度传感器(5)与所述容置腔(1-1)内底面保持接触；

该容置腔(1-1)内侧壁与芯柱压电片组合件(2)之间的间隙内填充有绝缘材料(6)；

所述温度传感器(5)的引线(5-1)向上穿出所述在所述刚性绝缘垫(3)并向上延伸。

2.如权利要求1所述的一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头，其特征在于：所述刚性绝缘垫(3)上表面中部设有上沉孔(3-2)；所述芯柱压电片组合件(2)下端插入所述上沉孔(3-2)内并粘接固定。

3.如权利要求1所述的一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头，其特征在于：该刚性绝缘垫(3)上设有沿竖向贯通的穿线孔(3-3)，该穿线孔(3-3)下端通入所述下沉孔(3-1)内。

4.如权利要求1所述的一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头，其特征在于：所述芯柱压电片组合件(2)横截面为矩形；所述容置腔(1-1)包括下矩形孔段(1-11)和上圆形孔段(1-12)；所述刚性绝缘垫(3)外形与该下矩形孔段(1-11)相匹配。

5.如权利要求1所述的一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头，其特征在于：所述弹性绝缘垫(4)采用橡胶材质。

6.如权利要求1所述的一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头，其特征在于：所述弹性绝缘垫(4)采用硼硅橡胶材质。

7.如权利要求1所述的一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头，其特征在于：所述刚性绝缘垫(3)采用硅酸铝纤维或玻璃纤维材料。

8.一种测量仪表，其特征在于：具有权利要求1-7中任一项中所述一种集成有温度检测功能的涡街流量计探头。

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