一種多級(jí)整流型電磁流量傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多級(jí)整流型電磁流量傳感器，包括導(dǎo)管組件、電極組件、線圈組件、磁芯和磁軛，導(dǎo)管組件包括依次連接的一級(jí)整流段、二級(jí)整流段和三級(jí)整流段，三級(jí)整流段為截面是圓角矩形的直管，電極組件貼合安裝在三級(jí)整流段外部的兩側(cè)，磁芯貼合安裝在三級(jí)整流段外部的兩側(cè)并與電極組件垂直，線圈組件與磁芯貼合。流體經(jīng)過電磁傳感器時(shí)，首先由一級(jí)整流段（文丘里噴嘴）整流，然后由二級(jí)整流段（明渠矩形）整流，從而提高流通電磁傳感器的介質(zhì)流速。電極之間的感應(yīng)介質(zhì)與磁芯距離處于相同尺寸，從而確保感應(yīng)磁場(chǎng)的一致性。本方案適用于大部分流量檢測(cè)場(chǎng)合，尤其適合對(duì)流速較低的對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)。
【專利說明】
一種多級(jí)整流型電磁流量傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及計(jì)量設(shè)備，尤其是涉及一種多級(jí)整流型電磁流量傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁流量計(jì)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律原理設(shè)計(jì)的，流量計(jì)的測(cè)量管是內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金導(dǎo)管，兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測(cè)量管上，勵(lì)磁線圈被脈沖勵(lì)磁時(shí)，將在與測(cè)量管線垂直的方向上產(chǎn)生工作磁場(chǎng)。基于電磁流量計(jì)的測(cè)量原理及技術(shù)的不斷發(fā)展，電磁流量計(jì)測(cè)量精度高、無壓損等技術(shù)特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電性液體的計(jì)量及控制領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有的流量計(jì)在下限測(cè)量領(lǐng)域存在以下缺點(diǎn):
[0004]1、勵(lì)磁線圈分布于兩對(duì)稱電極直徑的磁場(chǎng)呈分散模式，圓心磁場(chǎng)最強(qiáng)，靠近電極位置磁場(chǎng)最弱，導(dǎo)致整個(gè)測(cè)量量程范圍內(nèi)，儀表線性度不理想；
[0005]2、在低流速測(cè)量時(shí)，對(duì)于通徑型傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，靠近管壁流速最低，管道中心流速最高，且介質(zhì)流量越小，其差異越大，直接導(dǎo)致下限精度范圍大多從0.4m/s以上才能保證精度測(cè)量。
[0006]中華人民共和國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2013年04月03日公開了名稱為《測(cè)量管全絕緣一體化的電磁流量傳感器》的專利文獻(xiàn)(公開號(hào):CN103017841A)，其測(cè)量管釆用全絕緣一體化的結(jié)構(gòu)，測(cè)量電極、接地電極和所述測(cè)量管管壁直接嵌入式固定密封連接，傳感器殼體前后兩側(cè)鋁合金側(cè)板與置于所述測(cè)量管兩端的不銹鋼外接導(dǎo)管嵌入壓鑄連接。此方案仍然存在儀表線性度不理想、低速測(cè)量不準(zhǔn)確的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的儀表線性度不理想、低速測(cè)量不準(zhǔn)確等的技術(shù)問題，提供一種具有較好的線性度、在流速較低情況下仍然可以獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果的多級(jí)整流型電磁流量傳感器。
[0008]本實(shí)用新型針對(duì)上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:一種多級(jí)整流型電磁流量傳感器，包括導(dǎo)管組件、電極組件、線圈組件、磁芯和磁軛，所述導(dǎo)管組件包括依次連接的一級(jí)整流段、二級(jí)整流段和三級(jí)整流段，所述一級(jí)整流段為圓弧形文丘里整流管，三級(jí)整流段為截面是圓角矩形的直管，二級(jí)整流段呈收縮狀，二級(jí)整流段的入口為圓形，二級(jí)整流段的出口為圓角矩形，電極組件貼合安裝在三級(jí)整流段外部的兩側(cè)，磁芯貼合安裝在三級(jí)整流段外部的兩側(cè)并與電極組件垂直，線圈組件與磁芯貼合，磁軛將線圈組件、磁芯、電極組件和三級(jí)整流段包裹在內(nèi)并與線圈組件連接。
[0009]導(dǎo)管組件為非導(dǎo)磁介質(zhì)。電極組件用于測(cè)量輸出磁感應(yīng)信號(hào)。本方案中，導(dǎo)管組件采用多級(jí)整流設(shè)計(jì)，流體經(jīng)過電磁傳感器時(shí)，首先由一級(jí)整流段(文丘里噴嘴)整流，然后由二級(jí)整流段(明渠矩形)整流，從而在不擾亂流體的前提下，對(duì)流體的狀態(tài)進(jìn)行整流，提高流通電磁傳感器的介質(zhì)流速。
[0010]本方案中，電極測(cè)量流量的橫截面積處于類似矩形設(shè)計(jì)，使得電極之間的感應(yīng)介質(zhì)與磁芯距離處于相同尺寸設(shè)計(jì)，從而確保感應(yīng)磁場(chǎng)的一致性。
[0011]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)管組件內(nèi)表面涂覆有尼龍塑粉。
[0012]尼龍塑粉用于絕緣，如果用于防腐性測(cè)量，則內(nèi)襯先進(jìn)行PFA內(nèi)襯，然后加工三級(jí)整流尺寸。
[0013]作為優(yōu)選，多級(jí)整流型電磁流量傳感器還包括圓筒狀的包板組件，所述包板組件的兩端與一級(jí)整流段或二級(jí)整流段的外側(cè)密封連接并將磁軛包裹在內(nèi)。
[0014]包板組件主要起到隔離作用，焊接在導(dǎo)管上，屏蔽外界磁場(chǎng)。
[0015]作為優(yōu)選，所述線圈組件包括兩個(gè)線圈和兩個(gè)鐵芯，磁芯有兩個(gè)，每個(gè)鐵芯的外圍饒有線圈，每個(gè)鐵芯的第一端連接一個(gè)磁芯，第二端連接磁軛。
[0016]鐵芯主要起加強(qiáng)磁場(chǎng)作用，從而降低線圈成本。
[0017]作為優(yōu)選，所述電極組件包括兩個(gè)電極，兩個(gè)電極安裝在三級(jí)整流段外部的左右兩側(cè)并通過導(dǎo)線連接到外部，兩個(gè)磁芯安裝在三級(jí)整流段外部的上下兩側(cè)，磁芯橫向覆蓋兩個(gè)電極之間的直線距離，縱向覆蓋整個(gè)三級(jí)整流段。
[0018]磁芯用于磁場(chǎng)的均勻分布。為進(jìn)一步確保兩電極之間直線之間的感應(yīng)磁場(chǎng)保持相對(duì)，本方案采用了平行對(duì)稱分布的磁芯設(shè)計(jì)，兩磁芯對(duì)稱的設(shè)計(jì)與導(dǎo)管的上下方，使得形成單向?qū)Т?。兩個(gè)電極、兩個(gè)線圈分別有兩根引線引出，電極線用于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量，線圈勵(lì)磁線用于磁場(chǎng)的引入。
[0019]本實(shí)用新型帶來的有益效果是，通過采用多級(jí)整流型的電磁傳感器的流道分布，使得流體更加趨于穩(wěn)定，提高了下限測(cè)量流速，確保了下限流量的精度;通過采用多種措施提高電極直線之間的感應(yīng)磁場(chǎng)均勻度，可以進(jìn)一步提高整機(jī)的量程線性度；導(dǎo)管內(nèi)襯采用耐高溫的PFA材質(zhì)設(shè)計(jì)或尼龍塑粉噴涂，前者可以廣泛用于工業(yè)管線測(cè)量腐蝕性介質(zhì)，后者可以用于飲用水行業(yè)。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的一種主視截面圖；
[0021 ]圖2是本實(shí)用新型的一種左視截面圖；
[0022]圖中:1、導(dǎo)管組件，2、電極，3、線圈，4、鐵芯，5、磁芯，6、磁軛，7、包板組件，11、一級(jí)整流段，12、二級(jí)整流段，13、三級(jí)整流段。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0024]實(shí)施例:本實(shí)施例的一種多級(jí)整流型電磁流量傳感器，如圖1和圖2所示，包括導(dǎo)管組件1、電極組件、線圈組件、磁芯5、磁軛6和包板組件7，導(dǎo)管組件包括依次連接的一級(jí)整流段11、二級(jí)整流段12和三級(jí)整流段13，一級(jí)整流段為圓弧形文丘里整流管，三級(jí)整流段為截面是圓角矩形的直管，二級(jí)整流段呈收縮狀，二級(jí)整流段的入口為圓形，二級(jí)整流段的出口為圓角矩形，電極組件貼合安裝在三級(jí)整流段外部的兩側(cè)，磁芯貼合安裝在三級(jí)整流段外部的兩側(cè)并與電極組件垂直，線圈組件與磁芯貼合，磁軛將線圈組件、磁芯、電極組件和三級(jí)整流段包裹在內(nèi)并與線圈組件連接。
[0025]包板組件的兩端與一級(jí)整流段或二級(jí)整流段的外側(cè)密封連接并將磁軛包裹在內(nèi)。
[0026]線圈組件包括兩個(gè)線圈3和兩個(gè)鐵芯4，磁芯有兩個(gè)，每個(gè)鐵芯的外圍饒有線圈，每個(gè)鐵芯的第一端連接一個(gè)磁芯，第二端連接磁軛。
[0027]電極組件包括兩個(gè)電極2，兩個(gè)電極安裝在三級(jí)整流段外部的左右兩側(cè)并通過導(dǎo)線連接到外部，兩個(gè)磁芯安裝在三級(jí)整流段外部的上下兩側(cè)，磁芯橫向覆蓋兩個(gè)電極之間的直線距離，縱向覆蓋整個(gè)三級(jí)整流段。
[0028]導(dǎo)管組件內(nèi)部包括三級(jí)整流設(shè)計(jì)，分別為一級(jí)整流(圓弧文丘里整流)，二級(jí)整流(圓形向矩形收縮整流)，三級(jí)整流(矩形直管段整流)，導(dǎo)管組件為非導(dǎo)磁介質(zhì)，其內(nèi)表面涂覆一層非金屬的尼龍塑粉用于絕緣，如果用于防腐性測(cè)量，側(cè)內(nèi)襯先進(jìn)行PFA內(nèi)襯，然后加工三級(jí)整流尺寸。
[0029]電極組件安裝于左右兩側(cè)，通過O型圈等進(jìn)行密封安裝，用于測(cè)量輸出磁感應(yīng)信號(hào)。
[0030]磁芯安裝于導(dǎo)管上下對(duì)稱位置，其磁芯的尺寸橫向覆蓋整個(gè)電極之間的直線距離，眾向覆蓋三級(jí)整流直管段。用于磁場(chǎng)的均勻分布；
[0031]線圈與鐵芯組件主要用于磁場(chǎng)的引入，鐵芯主要起加強(qiáng)磁場(chǎng)作用，從而降低線圈成本，安裝于磁芯的上方，接觸形成一體；
[0032]磁軛包裹在外圍，連接兩線圈、鐵芯、磁芯，使得磁場(chǎng)循環(huán)，加強(qiáng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度，另外用于外界屏蔽；
[0033]包板組件主要起到隔離作用，焊接在導(dǎo)管上，屏蔽外界磁場(chǎng)。
[0034]另外兩電極組件、兩線圈組件分別有兩根引線引出，電極線用于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量，線圈勵(lì)磁線用于磁場(chǎng)的引入。
[0035]本方案通過改進(jìn)電磁傳感器導(dǎo)管的流道設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)流場(chǎng)穩(wěn)定的前提下，降低其流通面積，提高通過電磁傳感器的流體流速，從而提高介質(zhì)流量的下限精度范圍；另外一方面改善其磁場(chǎng)分布布局，使得兩電極之間的磁場(chǎng)處于均勻狀態(tài)，提高整體量程范圍內(nèi)的線性度。
[0036]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0037]盡管本文較多地使用了導(dǎo)管組件、線圈、磁芯等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì);把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多級(jí)整流型電磁流量傳感器，其特征在于，包括導(dǎo)管組件、電極組件、線圈組件、磁芯和磁軛，所述導(dǎo)管組件包括依次連接的一級(jí)整流段、二級(jí)整流段和三級(jí)整流段，所述一級(jí)整流段為圓弧形文丘里整流管，三級(jí)整流段為截面是圓角矩形的直管，二級(jí)整流段呈收縮狀，二級(jí)整流段的入口為圓形，二級(jí)整流段的出口為圓角矩形，電極組件貼合安裝在三級(jí)整流段外部的兩側(cè)，磁芯貼合安裝在三級(jí)整流段外部的兩側(cè)并與電極組件垂直，線圈組件與磁芯貼合，磁軛將線圈組件、磁芯、電極組件和三級(jí)整流段包裹在內(nèi)并與線圈組件連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)整流型電磁流量傳感器，其特征在于，所述導(dǎo)管組件內(nèi)表面涂覆有尼龍塑粉。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多級(jí)整流型電磁流量傳感器，其特征在于，還包括圓筒狀的包板組件，所述包板組件的兩端與一級(jí)整流段或二級(jí)整流段的外側(cè)密封連接并將磁軛包裹在內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多級(jí)整流型電磁流量傳感器，其特征在于，所述線圈組件包括兩個(gè)線圈和兩個(gè)鐵芯，磁芯有兩個(gè)，每個(gè)鐵芯的外圍饒有線圈，每個(gè)鐵芯的第一端連接一個(gè)磁芯，第二端連接磁軛。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多級(jí)整流型電磁流量傳感器，其特征在于，所述電極組件包括兩個(gè)電極，兩個(gè)電極安裝在三級(jí)整流段外部的左右兩側(cè)并通過導(dǎo)線連接到外部，兩個(gè)磁芯安裝在三級(jí)整流段外部的上下兩側(cè)，磁芯橫向覆蓋兩個(gè)電極之間的直線距離，縱向覆蓋整個(gè)三級(jí)整流段。
【文檔編號(hào)】G01F1/58GK205426251SQ201620174810
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月8日
【發(fā)明人】聶志剛, 孫向東, 馮旭, 劉晨凱, 虞凱旋
【申請(qǐng)人】浙江迪元儀表有限公司