專利名稱：電磁差動式渦街流量計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是屬于流體計量設備，特別是涉及一種電磁差動式渦街流量計。
背景技術：
現有技術中，用于化工方面的磁電渦街流量計，專利號為98207578.2，是一種抗干擾能力較強的磁電采樣結構的渦街流量計，它包括流體管道、一個渦流發(fā)生體、采樣檢測體及采樣電路，在渦流發(fā)生體的后面或貼合或分置一個磁電采樣檢測體，采樣信號引至采樣電路，通過檢測電信號頻率而獲得渦流頻率，便可間接測得流體的流速與流量。該實用新型磁電渦街流量計也是利用流體力學中著名的“卡門渦街”原理結合磁電系統而成的。與現有技術的渦街流量計相比，結構簡單，檢測微弱信號的能力有所增強、抗干擾能力有所提高。但是該現有技術由于采用單鈍體渦街發(fā)生體，存在以下兩大問題(1)可測量的流量下限高，因為旋渦的脫落頻率與流體的流速成正比，而旋渦脫落的頻率與斯特羅哈樹(Strouhal Number)有關，只有當雷諾數在某一范圍內時，斯特羅哈數才為常數，此時旋渦脫落頻率與被測流體的流速成正比，鈍體繞流的這一特性限制了它的測量范圍，再加上由于機械振動干擾的存在，實際測量的下限要高于理論下限；采用單渦街發(fā)生體，對于微弱的渦流脫落不能得到有效的加強，因此微弱的渦流脫落給其在磁場中切割磁力線轉化成的電波變化頻率的測量帶來了一定的難度。
(2)由于采用單個采樣檢測體，對于渦街發(fā)生體兩側的流體外界環(huán)境的共模干擾，不能抑制，在二次儀表中很難將其去掉，明顯地影響測量的準確性。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術的不足和缺陷，提供一種可明顯改善抗干擾性能、提高測量精度及降低流量測量下限的電磁差動式渦街流量計。
它包括測量管、傳感器、二次儀表，測量管內并垂直于測量管軸線安裝兩個鈍體，即前鈍體和后鈍體；測量管內裝有內襯，垂直于測量管軸線安裝前鈍體和后鈍體，在后鈍體的側面對稱位置上，裝有相同的兩組傳感器，其中兩組傳感器的一個電極是安裝在后鈍體上，兩組傳感器的另一個電極是通過聯接螺栓安裝在測量管上，兩組傳感器構成一個差動式傳感器，兩組傳感器分別通過線路與測量管外的二次儀表連接；由電磁鐵、線圈組成的勵磁裝置和由電磁鐵、線圈組成的勵磁裝置對稱地安裝在測量管外，后鈍體產生的渦街及兩組傳感器均置于勵磁裝置兩線圈產生的穩(wěn)定且分布均勻的磁場中，兩勵磁裝置產生的磁場方向垂直于差動傳感器所構成的平面。
所說的前鈍體和后鈍體均采用其橫截面為非流線型的三棱柱體。
本發(fā)明具有的有益的效果是1)本發(fā)明提供的電磁差動式渦街流量計，前鈍體在測量管中引發(fā)的旋渦脫落經過后鈍體后，在后鈍體周圍實現同相位疊加的最佳鈍體組合，這種疊加只是增強了信號的強度而不改變信號的頻率，使流體振動得到加強，降低計量的下限；2)本發(fā)明利用后鈍體兩側的流體振動具有180°相位差的特點，采用差動式傳感器抑制共模干擾信號，明顯提高流量計的抗干擾性能；3)本發(fā)明利用運動流體切割磁力線產生周期性變化的感應電動勢信號，差動式傳感器檢測出電動勢波動頻率，通過磁電轉化方式對外界機械振動的影響可有力抑制，所以可以避免這些外界壓力振動帶來的干擾，提高本發(fā)明的測量精度。
圖1為本發(fā)明的結構原理圖；圖2為本發(fā)明的結構示意圖；圖3為圖2沿A-A平面的剖面圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。
如圖1、圖2、及圖3所示，本發(fā)明提供一種電磁差動式渦街流量計，它包括帶有法蘭1的測量管2(測量管內裝有內襯10)、傳感器(由13、14組成的左傳感器和由5、17組成的右傳感器)、兩勵磁裝置7、12和16、18及二次儀表24，在測量管2內并垂直于測量管2軸線安裝兩個鈍體即前鈍體3和后鈍體8，后鈍體采用了可拆卸的結構，分拆時，把后鈍體壓蓋23取下，就可以取下后鈍體8，壓蓋23通過聯接螺栓21和測量管聯接在一起。在后鈍體8的側面對稱位置上，裝有相同的兩組傳感器13、14及5、17，其中電極5、14是安裝在后鈍體本體上的，電極13、17是通過聯接螺栓20安裝在測量管2上的。兩組傳感器13、14及5、17構成一個差動式傳感器，兩組傳感器13、14及5、17分別通過線路與測量管2外的二次儀表24連接；所述的勵磁裝置7、12和16、18安裝在測量管2外，通過保護墊6由上箱蓋4和下箱蓋22保護起來，上下箱蓋內部設有支持筋板19，上下箱蓋通過聯結螺栓11聯結起來，后鈍體8產生的渦街及兩組傳感器13、14及5、17均置于勵磁裝置12、18產生的穩(wěn)定且分布均勻的磁場中，勵磁裝置7、12和16、18產生的磁場方向垂直于差動式傳感器所構成的平面，電極所測渦街信號由引線15通過接線出口孔9送到二次儀表中。在本實施例中，前鈍體3和后鈍體8均采用非流線型，如三棱柱體、梯形柱體、以及其他異性非流線型鈍體。
當測量流體流量時，本電磁差動式渦街流量計安裝在待測流體的管路中，流體流過經前鈍體3、后鈍體8形成渦街，引起流速場的波動。大量實驗證明在一定雷諾數的范圍內，穩(wěn)定的旋渦發(fā)生頻率f與旋渦發(fā)生體側流速v1及柱寬d有如下確定的關系式f＝(v1/d)Sr(1)其中Sr是斯特勞哈爾數，對于三棱柱體形狀的鈍體，在一定流量范圍內是雷諾數的函數，在Re＝300~2×105范圍內，Sr是一個常量。
對于三棱柱體形狀的鈍體，其鈍體側面與管道璧間的平均流速v1與管道內流體平均流速v的關系，據推導結果如下v1＝v/(1-1.25d/D)(2)式中，D為流量計公稱直徑。
把式(1)代入(2)，則有f＝vSr/{(1-1.25d/D)d}(3)又qv＝πD2v/4 (4)二次儀表24儀表系數為K＝f/qv(5)把(3)和(4)代入(5)得K＝4Sr/(1-1.25d/D)πdD2(6)對于給定的三棱柱體形狀的鈍體，其流量計直徑D、旋渦鈍體特征尺寸d及斯特勞哈爾數是可確知的，為此流量計儀表系數K也可確定。
由前鈍體產生的渦流經過后鈍體后疊加的渦流信號，流過勵磁裝置7、12和16、18產生的磁場時，切割磁力線產生感應電動勢，由于渦街的交變作用，在兩組傳感器13、14及5、17中可測量到頻率相同、振幅相近、相位相差180度的電動勢波動信號，而機械振動共模干擾信號被抑制，電動勢波動的頻率同渦流的產生頻率相同，因此通過檢測電動勢波動的信號的頻率就可以得到旋渦的頻率，由式(2)、(3)和式(5)可以看出，只要準確測得旋渦的分離頻率f，就可以準確的得知被測流體的速度，從而達到測量管道內流量的目的。
將電動勢波動信號在二次儀表24中進行處理和換算，獲得流量信息。
因此可以采用電磁差動式渦街流量計可以抑制共模干擾信號，提高其抗干擾性能和測量精度。
權利要求
1.電磁差動式渦街流量計，它包括測量管、傳感器、二次儀表，測量管內并垂直于測量管軸線安裝兩個鈍體，即前鈍體和后鈍體，其特征在于測量管(2)內裝有內襯(10)，垂直于測量管(2)軸線安裝前鈍體(3)和后鈍體(8)，在后鈍體(8)的側面對稱位置上，裝有相同的兩組傳感器(13、14)及(5、17)，其中電極(5、14)是安裝在后鈍體上，電極(13、17)是通過聯接螺栓(20)安裝在測量管(2)上，兩組傳感器(13、14)、(5、17)構成一個差動式傳感器，兩組傳感器(13、14)、(5、17)分別通過線路與測量管(2)外的二次儀表(24)連接；由電磁鐵(7)、線圈(12)組成的勵磁裝置和由電磁鐵(16)、線圈(18)組成的勵磁裝置對稱地安裝在測量管(2)外，后鈍體(8)產生的渦街及兩組傳感器(13、14)及(5、17)均置于勵磁裝置兩線圈(12、18)產生的穩(wěn)定且分布均勻的磁場中，兩勵磁裝置產生的磁場方向垂直于差動傳感器所構成的平面。
2.根據權利要求1所述的電磁差動式渦街流量計，其特征在于所說的前鈍體(3)和后鈍體(8)均采用其橫截面為非流線型的柱體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電磁差動式渦街流量計。在測量管內垂直于測量管軸線安裝兩個鈍體即前鈍體和后鈍體，在后鈍體的側面對稱位置上，裝有相同的兩組傳感器，兩組傳感器構成一個差動式傳感器，差動式傳感器通過線路與測量管外的二次儀表連接，勵磁裝置安裝在測量管的外壁，鈍體產生的渦街以及差動式傳感器均置于勵磁裝置產生的磁場中，勵磁裝置產生的磁場方向垂直于差動式感器所構成的平面。本發(fā)明前鈍體在測量管中引發(fā)的旋渦脫落經過后鈍體后，在后鈍體兩側實現渦街信號的同相位疊加，增強了信號的強度而不改變信號的頻率，使得流體振動得到加強，降低了計量下限；采用差動式傳感器抑制共模干擾信號，還可避免外界壓力振動帶來的干擾，提高測量精度。
文檔編號G01F1/32GK1420341SQ0215441
公開日2003年5月28日 申請日期2002年12月10日 優(yōu)先權日2002年12月10日
發(fā)明者傅新, 楊軍, 楊華勇 申請人:浙江大學