磁流量計(jì)組件框架的制作方法
【專利摘要】一種磁流量計(jì)，包括導(dǎo)管、用于在導(dǎo)管上產(chǎn)生磁場(chǎng)的多個(gè)線圈、和用于檢測(cè)由通過(guò)所述磁場(chǎng)的流體流產(chǎn)生的EMF的多個(gè)電極。組件框架安裝在導(dǎo)管上。由框架將流量計(jì)的線圈、電極和相關(guān)聯(lián)的配線定位和固定在合適的位置中。
【專利說(shuō)明】磁流量計(jì)組件框架
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及流體處理，并且具體地涉及過(guò)程流測(cè)量和控制。特別地，本發(fā)明涉及磁流量計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]磁流量計(jì)(或磁測(cè)量計(jì))通過(guò)法拉第感應(yīng)和電磁感應(yīng)測(cè)量流量。測(cè)量計(jì)激勵(lì)線圈(或多個(gè)線圈)以在管段上產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)在過(guò)程流中感生電動(dòng)勢(shì)(EMF)。流速與感生EMF成比例，體積流量與流速和流通面積成比例。
[0003]通常，電磁流量測(cè)量技術(shù)適用于水基流體、離子溶液和其它導(dǎo)電流體流。具體用途包括水處理設(shè)備、高純制藥、衛(wèi)生食品和飲料生產(chǎn)、以及化工處理，包括危險(xiǎn)的和腐蝕性的過(guò)程流。磁流量計(jì)還用在碳?xì)淙剂瞎I(yè)中，包括利用磨蝕性和腐蝕性漿料的水力壓裂技術(shù)，以及用在其它烴類抽提和處理方法中。
[0004]磁流量計(jì)在其中由于相關(guān)聯(lián)的壓力降(例如，在節(jié)流板或文丘里管上)而不利于使用差壓基技術(shù)的應(yīng)用中提供快速的、精確的流量測(cè)量。當(dāng)難以在過(guò)程流中引入諸如渦輪轉(zhuǎn)子、渦旋脫落元件或皮托管之類的機(jī)械元件或在過(guò)程流中引入這些機(jī)械元件不實(shí)際時(shí)，也可以采用磁流量計(jì)。
[0005]磁流量計(jì)通過(guò)在流過(guò)移動(dòng)通過(guò)由流量計(jì)產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí)測(cè)量沿垂直于流體流的方向在流體上產(chǎn)生的電壓而確定流過(guò)管道或?qū)Ч艿膶?dǎo)電流體的流量。該電壓是在與流體接觸并定位在導(dǎo)管的相反的兩側(cè)上的兩個(gè)電極之間被測(cè)量的。管壁必須是不導(dǎo)電的，如果導(dǎo)電，必須具有不導(dǎo)電襯里以避免短路在流體流上產(chǎn)生的電壓。如果管壁是導(dǎo)電的，則兩個(gè)電極必須與管壁電絕緣，并且必須刺穿非導(dǎo)電襯里以精確地測(cè)量所產(chǎn)生的電壓。
[0006]具有鞍形形狀的磁線圈(簡(jiǎn)稱為鞍形線圈)通常用在磁流量計(jì)中來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。在典型的磁流量計(jì)中，鞍形線圈固定在流體流過(guò)的圓筒形導(dǎo)管的相反的外部。
[0007]通過(guò)圍繞處于平直(B卩，平坦)方位的永久固定裝置纏繞線圈繞組，隨后用覆蓋繞組的頂部和底部的膠帶或玻璃纖維材料纏繞繞組，制造用于磁流量計(jì)的典型的鞍形線圈。接下來(lái)，繞組被從固定裝置上去除并被放置在圓筒的一部分上以將它彎曲成期望的鞍形形狀。隨后繞組上的涂層結(jié)合在一起以將繞組硬化成目標(biāo)形狀。最后，繞組組件采用常規(guī)螺紋機(jī)械緊固件(如，柱頭螺栓，螺釘和夾具)固定至導(dǎo)管上的安裝位置。使用膠帶(或玻璃纖維)，因?yàn)槔@組的電線上的絕緣涂層相對(duì)薄，并且在使用期間，鞍形線圈可能暴露到會(huì)磨損絕緣涂層并帶來(lái)將電線端接至其上安裝該電線的導(dǎo)管的風(fēng)險(xiǎn)的振動(dòng)和其它狀況。膠帶在彎曲和結(jié)合操作期間還幫助將繞組的電線保持在一起。然而，用于現(xiàn)有鞍形線圈的膠帶和夾具在制造期間是麻煩的。
[0008]磁流量計(jì)的組裝是勞動(dòng)力密集的、復(fù)雜的，且易受變化性和誤差的影響。當(dāng)前，用在磁流量計(jì)中的非常少量的部件集成在一起或是多功能的，這增加了部件計(jì)數(shù)，組裝復(fù)雜，且增加成本。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]一種磁流量計(jì)，包括導(dǎo)管、用于在導(dǎo)管上產(chǎn)生磁場(chǎng)的多個(gè)線圈、和用于檢測(cè)由通過(guò)所述磁場(chǎng)的流體流產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的多個(gè)電極?？蚣苓B接至導(dǎo)管上，并且由框架將線圈和電極定位和固定在合適的位置中。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1A-1C是磁流量計(jì)的透視圖，其中組件框架圍繞流量計(jì)管段并相對(duì)于管段定位和支撐流量計(jì)部件，包括電極、線圈、配線和磁屏蔽。
[0011]圖2示出圖1A-1C的磁流量計(jì)，其中頂部屏蔽被去除。
[0012]圖3-15圖示圖1A-1C的磁流量計(jì)的組裝。
[0013]圖3示出在圖1A-1C的磁流量計(jì)中使用的兩個(gè)框架部中的一個(gè)。
[0014]圖4圖示兩個(gè)框架部的用于形成框架的初始連接。
[0015]圖5A和5B圖示框架部的突出部如何卡扣在繞組線圈的周圍。
[0016]圖6A和6B分別圖示將線圈至線圈電線鋪設(shè)在框架部上的溝槽和用膠帶覆蓋線圈至線圈電線。
[0017]圖7A和7B分別圖示連接和覆蓋線圈引線。
[0018]圖8示出安裝在導(dǎo)管上之前的框架。
[0019]圖9示出安裝在框架的內(nèi)表面上的磁展延器。
[0020]圖1OA和IOB圖示將框架安裝在導(dǎo)管上使得框架的電極隧道與導(dǎo)管中的電極孔對(duì)齊。
[0021]圖11A-11C圖示采用可移除止動(dòng)件(圖11A)、帶有刻度線的比例尺(圖11B)和用于線圈至線圈電線的切口區(qū)域(圖11C)最終定位框架部。
[0022]圖12示出將線圈繞組保持架保持在導(dǎo)管上的合適位置中的T形螺栓和膜片式彈
簧墊圈。
[0023]圖13A-13D圖示將電極安裝在電極隧道中。
[0024]圖14A和14B圖示去除未使用的線束管以為至導(dǎo)管的接地電極連接提供位置。
[0025]圖15圖示磁屏蔽至框架的連接。
【具體實(shí)施方式】
[0026]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖1A-1C是磁流量計(jì)10的透視圖，磁流量計(jì)10包括導(dǎo)管
12、襯里14、磁線圈16A和16B、電極18A和18B、線圈引線20A和20B、電極引線22A和22B、框架24(由框架部24A和24B形成)、以及磁屏蔽26A和26B。襯里14在導(dǎo)管12的內(nèi)壁上提供電絕緣表面、框架24圍繞并連接至導(dǎo)管12。線圈16A和16B，電極18A和18B，以及與線圈16A，16B和電極18A，18B相關(guān)聯(lián)的配線(包括線圈引線20A，20B,和電極弓丨線22A，22B)通過(guò)框架24相對(duì)于導(dǎo)管12定位?？蚣?4由磁屏蔽26A，26B保持在導(dǎo)管12上的合適位置中，磁屏蔽26A，26B由柱頭螺栓28、墊圈30和螺母32固定。磁屏蔽26A，26B還通過(guò)從框架24向外延伸的卡扣部件34連接至框架24。磁屏蔽26A，26B由具有高磁導(dǎo)率的材料制成。
[0027]每個(gè)框架部24A，24B包括多個(gè)分段，所述多個(gè)分段被鉸接使得框架部24A和24B可以與導(dǎo)管12的外表面一致。每個(gè)半部24A，24B包括保持架36A，36B，線圈16A，16B纏繞在保持架上。線束管8A位于保持架36A和線圈16A的中心處。線圈引線20A，20B和電極引線22A，22B延伸到線束管8A之外?？蚣懿?4A和24B包括沿著一個(gè)邊緣的彈性指40和凹槽42，從而在線圈引線20B從線圈16B延伸至線束管8A時(shí)將線圈引線20B保持在合適的位置。
[0028]線圈16A和16B定位在導(dǎo)管12的相反的兩側(cè)上并定位成分開(kāi)180°。線圈16A和16B是從線圈引線20A到線圈16A，從線圈16A穿過(guò)線圈至線圈電線44(圖2中示出)到線圈16B，以及從線圈16B到線圈引線20B順序地布線的。線圈16A，16B由驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)以在導(dǎo)管12的內(nèi)部產(chǎn)生磁場(chǎng)。
[0029]電極18A和18B也定位成分開(kāi)180°。每個(gè)電極18A，18B定位成與每個(gè)線圈16A，16B的中心隔開(kāi)90°。電極18A，18B延伸穿過(guò)隔開(kāi)180°定位在導(dǎo)管12的壁中的電極孔37，使得每個(gè)電極的遠(yuǎn)端在導(dǎo)管12中流動(dòng)的流體接觸。橫跨保護(hù)帽46A，46B覆蓋電極18A，18B的外端。電極引線22A，22B從帽46A，46B下面延伸越過(guò)框架半部24A的外表面的一部分，并且隨后沿著框架部24A的內(nèi)表面延伸至線束管8A。
[0030]磁場(chǎng)在通過(guò)導(dǎo)管的過(guò)程流體流上產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(EMF)。流速與感生EMF成比例。電極18A和18B檢測(cè)感生EMF并在電極引線22A和22B上產(chǎn)生電信號(hào)。流過(guò)導(dǎo)管12的流體的體積流量與導(dǎo)管12內(nèi)部的流速和流通面積成比例。
[0031]圖2示出磁流量計(jì)10，其中磁屏蔽26A被去除。在圖2中，示出線圈至線圈電線44。電線44在形成在框架半部24A和24B的外表面中的溝槽中從線圈16A延伸至線圈16B。膠帶48在線圈至線圈電線44從線圈16A延伸至線圈16B時(shí)覆蓋線圈至線圈電線44。在圖2中，膠帶48的一部分被撕掉，以便可以看到線圈至線圈電線44。
[0032]在圖2中，在保持架36A的中心部分中可以看到孔49、焊接T形螺栓50和膜片式彈簧墊圈51。T形螺栓50延伸穿過(guò)一個(gè)孔49。T形螺栓50在框架24處于合適的位置中之后焊接至導(dǎo)管12的外表面。T形螺栓50在框架24已經(jīng)安裝在導(dǎo)管12上時(shí)幫助防止框架24(以及線圈16A和16B)的位置的移位。
[0033]典型地，由磁流量計(jì)產(chǎn)生的電壓非常低。結(jié)果，鞍形線圈、電極和電線相對(duì)于彼此的位置對(duì)磁流量計(jì)性能會(huì)具有明顯的影響。對(duì)于磁流量計(jì)10，框架24限定線圈16A和16B、電極18A和18B、線圈引線20A和20B、電極引線22B、以及線圈至線圈電線44之間的關(guān)系。使用溝槽，使得電線位置在不同的產(chǎn)品中都是固定的、可預(yù)知的和一致的。在采用線束管8A時(shí)，兩個(gè)電極電線22A和22B都通過(guò)線圈16A的中心離開(kāi)磁流量計(jì)10。類似地，線圈電線20A和20B穿過(guò)線束管8A。
[0034]圖3-15圖示磁流量計(jì)10的組裝的幾種實(shí)施例。組裝過(guò)程利用框架26，框架26安裝在導(dǎo)管10上，并且線圈16A和16B、電極18A和18B、以及相關(guān)聯(lián)的配線定位并固定在框架26上的合適位置中。
[0035]圖3示出框架部24A，在該實(shí)施例中，框架部24A是由諸如高溫尼龍之類的聚合材料形成的注射模制結(jié)構(gòu)?？蚣懿?4A和24B優(yōu)選是等同的。這與其中多個(gè)框架部是不同的框架相比在注射模制加工方面提供了成本節(jié)省。圖3圖示框架部24A，其中線圈16A未纏繞在保持架36A上。雖然在圖3中以彎曲結(jié)構(gòu)示出框架部24A，但它在繞組16A纏繞之前和期間將變平，而不是彎曲，并且隨后將彎曲成圖3中示出的彎曲形狀。這允許線圈16A平直地纏繞且隨后形成為鞍形線圈弓形形狀。[0036]框架部24A包括一系列分段，包括端部分段52和54以及保持架分段56A-56I?？蚣懿?4A的端部分段52被構(gòu)造以與框架部24B的端部分段54配合，框架部24A的端部分段54被構(gòu)造以與框架部24B的端部分段52配合。保持架分段56A-56I限定保持架36A，線圈16A將纏繞在保持架36A上。
[0037]在該實(shí)施例中，保持架分段56A-56I能夠在纏繞線圈16A時(shí)具有平直結(jié)構(gòu)，并且隨后形成為弓形形狀(如圖3所示)以匹配導(dǎo)管12的外壁的曲率。保持架36A包括位于相鄰的保持架分段之間的多個(gè)鋸切口( “切口”) 60和62 (是作為注射模制工藝的一部分形成的)，以允許保持架36A從平直彎曲成弓形形狀。切口 60從框架部24A的內(nèi)表面向外延伸，而鋸切口 62從框架部24A的外表面向內(nèi)延伸。當(dāng)框架部24A形成如圖3所示的弓形結(jié)構(gòu)時(shí)，切口 60在框架部24A的內(nèi)表面內(nèi)變窄，而切口 62在框架部24A的最外表面處變寬。換句話說(shuō)，當(dāng)框架部24A彎曲成如圖3所示的弓形形狀時(shí)，切口 62基本上從平行狹槽擴(kuò)大成V形狹槽，而切口 60從V形狹槽收縮成平形面狹槽。
[0038]保持架36A包括線圈結(jié)構(gòu)，線圈結(jié)構(gòu)從保持架分段56A-56I向外延伸以提供用于繞組線圈16A并在已經(jīng)纏繞繞組線圈16A之后保持繞組線圈16A的結(jié)構(gòu)。端部匝線圈結(jié)構(gòu)66A和66B中的每一個(gè)包括直立壁68和頂部凸緣70。側(cè)部線圈結(jié)構(gòu)72A-72C包括直立部74和頂部凸緣76。保持架分段56B，56D，56F和56H上鉸接的突出部78向上折疊并與頂部凸緣76連接在一起，從而在已經(jīng)纏繞線圈16A之后包圍線圈16A。圖3示出在線圈纏繞之前和期間，即在突出部78已經(jīng)向上折疊以接合頂部凸緣76之前，處于它們的初始位置的突出部78。
[0039]在框架部24A的每個(gè)端部分段52，54處，優(yōu)選設(shè)置拉鏈型連接器元件，這允許框架半部24A連接至框架半部24B。拉鏈型連接器元件包括棘齒舌鍵80和齒條插口 82。
[0040]同樣位于端部分段52處的是止動(dòng)元件84，止動(dòng)元件84用來(lái)隔開(kāi)框架部24A和24B以產(chǎn)生足夠大的間隙，使得框架部24A和24B在框架元件24安裝在導(dǎo)管12上時(shí)可以在導(dǎo)管12上滑動(dòng)。止動(dòng)元件84可以在框架24定位在導(dǎo)管12上的目標(biāo)位置處且電極18A，18B與導(dǎo)管12中的電極孔對(duì)齊之后折斷。連接器元件80，82隨后可以用來(lái)將框架24緊固在導(dǎo)管10的周圍。
[0041]框架半部24A的一端包括容納和保持電極18A的電極隧道86A。電極電線22A與電極18A的連接在隧道86A內(nèi)出現(xiàn)。帽46A (圖1B)安裝在隧道86A上，并在電極18A以及電極18A和電線22A之間的連接上提供保護(hù)蓋。
[0042]同樣在圖3中示出的是線圈至線圈電線溝槽88。在線圈至線圈電線44從框架部24A的保持架36A中的線圈16A延伸至框架部24B的保持架36B中的線圈16B時(shí)，溝槽88為線圈至線圈電線44提供限定的路徑。
[0043]圖4圖示框架部24A和24B的初始連接?？蚣懿?4B的舌鍵80插入穿過(guò)框架部24A的插口 82。類似地，框架部24A的舌鍵80插入穿過(guò)框架部24B的插口 82。舌鍵80和插口 82提供單向棘齒機(jī)構(gòu)(類似于電纜扎匝)以將框架部24A和24B保持在一起。從框架部24B延伸的間隔元件84在框架部24A和24B的相鄰邊緣之間限定加寬的間隙90。間隙90隨后在框架24安裝在導(dǎo)管12上并與導(dǎo)管12中的接收電極18A和18B的電極孔對(duì)齊之后被關(guān)閉至較小的尺寸。止動(dòng)件84防止突出部80過(guò)度插入穿過(guò)插口 82，并且稍后在最終安裝在導(dǎo)管12上期間可以折斷。止動(dòng)件84可以被設(shè)置為隔開(kāi)框架部24A和24B，使得框架24足夠大以套在導(dǎo)管12的最大允許的外徑上。將認(rèn)識(shí)到，其它結(jié)構(gòu)和連接器可以用來(lái)連接兩個(gè)框架部。
[0044]一旦框架部24A和24B連接在一起，則線圈16A和16B分別在保持架36A和36B上的纏繞開(kāi)始。線圈16A首先纏繞在保持架36A上。在纏繞期間，保持架分段56A-56I處于平直構(gòu)造。線圈16A和16B可以由自粘合磁導(dǎo)線制成，例如，在其上具有電絕緣涂層和作為頂部涂層設(shè)置在電絕緣涂層上的可粘合涂層的銅線?？烧澈贤繉釉试S多匝繞組16A，16B粘合在一起以硬化成分別由保持架36A，36B限定的預(yù)期形狀?？烧澈贤繉訕?gòu)造成能夠在電絕緣涂層不存在的條件下粘合。例如，可粘合涂層可以用具有低于電絕緣涂層的軟化溫度的軟化溫度(如，約150-200°C )的環(huán)氧樹(shù)脂?？商鎿Q地，采用溶劑或其它材料(如，共聚物)，可粘合涂層是能夠回流的，使得相鄰匝的繞組16A，16B發(fā)生粘合，同時(shí)在下面的電絕緣涂層保持穩(wěn)定。合適的自粘合磁導(dǎo)線能夠從佐治亞州Atlanta市的Superior-Essex獲得。
[0045]圖5A和5B示出突出部78如何卡扣在繞組線圈16A的周圍。如圖5A所示，突出部78通過(guò)活動(dòng)鉸鏈90連接至保持架分段56F和561的主體。突出部78被示出處于如通過(guò)注射模制形成的初始位置。狹槽92位于每個(gè)突出部92的外邊緣附近。當(dāng)突出部78向著凸緣76向上折疊時(shí)，狹槽92卡扣在鎖止件94上，鎖止件94上包括用于將突出部78保持在凸緣76上的合適位置中的斜面或齒。
[0046]在纏繞線圈16A并且突出部78折疊和鎖止到凸緣76之后，纏繞過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行線圈電線在保持架36B上的纏繞以形成線圈16B。圖6A和6B圖示從線圈16A開(kāi)始鋪設(shè)線圈至線圈電線44。線圈至線圈電線44在框架部24A和24B的外表面上的溝槽88中延伸。如在圖6A中看到，電線44在其至保持架36A的途中越過(guò)框架部24A和24B之間的間隙90延伸，其中它將纏繞到保持架36B上以形成線圈16B。溝槽88為線圈16A和16B之間的線圈至線圈電線44提供連續(xù)的路徑。一旦電線44已經(jīng)從線圈16A延伸至保持架36B使得它可以纏繞在保持架36B上以形成線圈16B，則應(yīng)用膠帶48覆蓋電線44，如圖6B所示。在一個(gè)實(shí)施例中，膠帶48為玻璃纖維膠帶。
[0047]圖7A和7B示出在線圈16A的繞組的與線圈至線圈電線44相反的一端處將線圈電線20A連接至電線102。電線102和線圈引線20A在由線圈結(jié)構(gòu)72F的凸緣76的頂表面上的壁105形成的腔104內(nèi)連接在一起。在圖7A中示出的實(shí)施例中，電線20A和102形成環(huán)并焊接在一起以進(jìn)行電連接。在其它實(shí)施例中，電線20A和102可以通過(guò)壓接法連接在一起。如圖7A所示，線圈引線20A在腔104內(nèi)彎曲以提供應(yīng)變消除。
[0048]如圖7B所示，一旦在電線102和線圈引線20A之間形成連接，則蓋106定位在平臺(tái)104上以包圍電線102和20A的連接端。蓋106 (圖7A中未示出)可以鉸接至凸緣72，如圖7B所示。
[0049]線圈引線20A通過(guò)側(cè)端口 108A進(jìn)入線束管8A。線圈引線20A延伸穿過(guò)線束管8A和導(dǎo)管38A的外端，如圖1A-1C，2和8中所示。
[0050]圖8示出安裝導(dǎo)管12之前的框架24。線圈電線20B已經(jīng)連接至線圈結(jié)構(gòu)72A的凸緣76上的被覆蓋的腔內(nèi)的線圈16B和框架部24B的保持架36B。該連接類似于圖7A-7B中示出的線圈電線20A至線圈16A的連接。線圈引線20B沿著框架24的邊緣延伸至保持架36A和線束管8A。線圈引線20B沿著溝槽或凹槽42延伸，并由彈性指或鉤子40保持在合適的位置。當(dāng)線圈引線20B到達(dá)保持架36A時(shí)，它向上并在線圈結(jié)構(gòu)72E的凸緣76之上延伸至線束管8A的側(cè)端口 108A。線圈引線20B由彈性指或鉤子40保持在凸緣76之上的合適位置中。
[0051]一旦已經(jīng)鋪設(shè)線圈引線20B，則下一步驟是鋪設(shè)電極引線22A和22B。展延器或芯部件120安裝在框架部24A的內(nèi)表面上。在圖9中，展延器120優(yōu)選由變壓器鋼形成，并且形狀形成為與所述輪廓配合并定位在線圈16A下面，以展開(kāi)由該線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)。展延器120由從框架部24A向內(nèi)延伸的卡扣部件122保持在合適的位置中。
[0052]展延器120包括從中心孔126向外延伸的周向延伸溝槽124。溝槽124與框架部24A的內(nèi)表面上的溝槽128對(duì)齊。每個(gè)電極引線22A和22B進(jìn)入溝槽128并沿著溝槽128延伸至溝槽124且隨后延伸至孔126。中心孔126與線束管8A對(duì)齊，使得電極引線22A和22B穿過(guò)孔126并向外穿過(guò)線束管8A。同樣在圖9中示出的是安裝孔129，T形螺栓50插入穿過(guò)安裝孔129 (參見(jiàn)圖12)。
[0053]在圖9中，僅看到安裝至框架部24A的展延器120。類似的展延器安裝在框架部24B的內(nèi)表面上。展延器120是弓形的，并幫助成形框架部24A和24B使得它們與導(dǎo)管12的外表面一致。
[0054]在磁流量計(jì)10的該實(shí)施例的組裝中的下一步驟涉及將框架部24A和24B安裝到導(dǎo)管12上?？蚣懿?4A和24B通過(guò)止動(dòng)件84間隔開(kāi)，使得框架24可以滑動(dòng)到導(dǎo)管12上。保持架86A和86B必須與它們?cè)趯?dǎo)管12中對(duì)應(yīng)的電極孔37對(duì)齊，以便可以安裝電極18A和18B。塑料銷130包括尺寸形成為用于裝配在隧道86A內(nèi)的近端部132和尺寸形成為用于裝配在導(dǎo)管12的電極孔中的遠(yuǎn)端部134。在圖1OA和IOB中，示出電極引線22B的將連接至電極18B的端部。
[0055]一旦框架24處于合適的位置，其中塑料銷130插入導(dǎo)管12中的電極孔37中，則止動(dòng)件84(圖1lA中示出)折斷?？蚣懿?4A和24B隨后被一起推到它們的圍繞導(dǎo)管12的最終位置。每個(gè)框架部24A，24B上的比例尺S相對(duì)于齒條插口 82定位，使得棘齒舌鍵80將定位在比例尺S的刻度線之上或附近。多個(gè)比例尺S定位成隔開(kāi)180°并且可以用來(lái)確保框架部24A和24B以間隙90等間距地隔開(kāi)。
[0056]如圖1IC所示，溝槽88的切口區(qū)域88C允許線圈至線圈電線44可以在框架部24A和24B被帶到一起并且間隙90閉合時(shí)彎曲。
[0057]線圈16A和16B的中心區(qū)域采用T形螺栓50相對(duì)于導(dǎo)管12固定。圖12示出將保持架36A保持在導(dǎo)管12上的合適的位置中的T形螺栓50和膜片式彈簧墊圈51。T形螺栓50延伸穿過(guò)框架部24A中的孔49和展延器120中的孔130以接觸導(dǎo)管12的外壁?？商鎿Q地，保持架36A和36B的中心部可以由螺紋螺栓和螺母固定。
[0058]接下來(lái)，電極18A和18B安裝在隧道86A和86B中。圖13A是隧道86A，86B的界面圖，該隧道具有圓筒形側(cè)壁134、狹槽136和帶有中心孔140的底壁138。側(cè)壁134和底壁138限定腔142，電極18A，18B定位在腔142中。底壁138具有與導(dǎo)管12的外表面的導(dǎo)管半徑一致的彎曲底表面144。底壁138的位于腔140的內(nèi)端處的表面146是平直的以為電極18A和18B或者與電極18A或18B相關(guān)聯(lián)的彈簧或其它保持裝置提供穩(wěn)定的支撐。結(jié)果，電極18A和18B相對(duì)于導(dǎo)管12被恰當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)和定向，并且沒(méi)有必要在導(dǎo)管12的外表面上加工平直部或?qū)⑤o助隧道焊接到導(dǎo)管12上來(lái)確保電極18A和18B在使用期間的合適的對(duì)準(zhǔn)和定向以及沒(méi)有搖擺運(yùn)動(dòng)。作為框架部24A和24B的一部分的隧道86A和86B電絕緣并穩(wěn)定電極18A和18B。
[0059]如圖13B所示，隧道86B通過(guò)可扯掉輻條150連接至框架部24B，并且不連接至相鄰的框架部24A。可扯掉輻條150允許去除隧道86B，用于需要焊接隧道的電極類型。
[0060]塑料銷130從隧道86A和86B上去除，電極18A和18B插入它們的位置中。圖13C示出插入隧道86B中的電極18B。電極引線22B在其套在電極18B的螺紋端162的端部上具有環(huán)形接線端160。螺母164擰在電極18A上并將環(huán)形接線端160保持在合適的位置中，以在電極18B和電極引線22B之間進(jìn)行電連接。環(huán)形接線端160定位在隧道86B中的一個(gè)狹槽136中，使得環(huán)形接線端在螺母164正被擰緊時(shí)將不旋轉(zhuǎn)。
[0061]如圖13D所示，卡扣保護(hù)帽46B套在隧道86B上并避免電極18B的短接。在圖13D中，螺紋螺栓28已經(jīng)焊接到導(dǎo)管12上，以在組裝完成時(shí)將框架與屏蔽26A和26B固定在一起。
[0062]在框架部24A和24B等同的情況下，框架部24B包括不必要的線束管8B，如圖14A所示。因?yàn)榫€圈引線20A，20B和電極引線22A，22B都被鋪設(shè)穿過(guò)線束管8A，因此不需要線束管SB。如圖14B所示，線束管SB可以被去除以提供孔170，接地電極(未示出)可以在孔170中與導(dǎo)管12的外壁接觸。
[0063]在最終組裝步驟中，磁屏蔽26A和26B安裝在框架24上。如圖15所示，屏蔽26A卡扣在保持架36A上并由卡扣部件34保持在合適的位置中。磁屏蔽26A具有變窄的軛狀部180，軛狀部180裝在保持架36A的中心部?jī)?nèi)并由線圈16A圍繞。磁屏蔽26A由螺紋螺栓
28、墊圈30和螺母32固定，并且因此磁屏蔽26A的第二目的是用于將框架24固定至導(dǎo)管12。
[0064]在過(guò)去，磁流量計(jì)的組裝是勞動(dòng)力密集的、復(fù)雜的，且易受變化性和誤差的影響。典型地，磁流量計(jì)的非常少量的部件集成在一起或是多功能部件，這增加了部件計(jì)數(shù)。
[0065]框架24可以用來(lái)定位和固定磁流量計(jì)10中的所有部件。這種結(jié)構(gòu)改善了可制造性，并且降低了總部件數(shù)。通過(guò)減少部件數(shù)量，制造步驟減少，并且節(jié)省成本。還實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量改進(jìn)。線圈和電極配線被更好地保護(hù)避免短接。所有部件(包括所有配線)相對(duì)于框架24和相對(duì)于彼此且因此相對(duì)于導(dǎo)管12的正確定位減少了磁流量計(jì)性能的易變化性。由于電極電線22A，22B在由磁線圈16A，16B產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的更好的對(duì)準(zhǔn)，還實(shí)現(xiàn)了更好的性能?？蚣?4的結(jié)構(gòu)允許它的尺寸按比例擴(kuò)大或按比例縮小，以適應(yīng)寬范圍的不同的導(dǎo)管直徑。
[0066]雖然框架24被描述為由兩個(gè)等同的框架部24A和24B形成，但其它框架可以具有三個(gè)或更多個(gè)部分，或者可以具有蛤殼鉸接式結(jié)構(gòu)，或者可以以卡扣在一起的模塊部為特征。多個(gè)部分不需要是等同的?？梢酝ㄟ^(guò)多種不同的技術(shù)，包括連接器、緊固件、粘合劑、塑料溶劑焊接和熱空氣焊接，將所述多個(gè)部分連接在一起。
[0067]可以擴(kuò)大用于套在導(dǎo)管上插入和收縮以裝配導(dǎo)管的單件式框架也是可替換的。隨后被夾緊到導(dǎo)管的單件式環(huán)繞框架是另一種替換。
[0068]雖然圍繞框架的磁屏蔽被示出為由磁屏蔽26A和26B形成，但其它實(shí)施例可以采用單個(gè)磁屏蔽或者三個(gè)或更多個(gè)磁屏蔽。類似地，不同的實(shí)施例可以采用安裝在框架24上的一個(gè)或多個(gè)展延器或芯部件。
[0069]雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施例描述本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出各種變化并且等同物可以代替其元件。此外，在不背離其本質(zhì)范圍的情況下，可以做出許多修改以使特定的情況或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，其目的在于，本發(fā)明不局限于所披露的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括落入所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種磁流量計(jì)，包括: 導(dǎo)管； 用于在導(dǎo)管上產(chǎn)生磁場(chǎng)的多個(gè)線圈； 多個(gè)電極，用于檢測(cè)由通過(guò)所述磁場(chǎng)的流體流產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)(EMF);和安裝在導(dǎo)管上的框架，其中框架相對(duì)于導(dǎo)管將所述多個(gè)線圈和所述多個(gè)電極定位和固定在合適的位置中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流量計(jì),其中框架包括多個(gè)框架部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁流量計(jì)，其中框架部通過(guò)棘齒和齒條連接而被連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流量計(jì)，其中框架包括其上纏繞第一線圈的第一保持架和其上纏繞第二線圈的第二保持架。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁流量計(jì)，還包括位于第一保持架的一部分和第二保持架的一部分之上的磁屏蔽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁流量計(jì)，其中磁屏蔽包括通過(guò)卡扣連接器分別連接至第一保持架和第二保持 架的第一磁屏蔽部和第二磁屏蔽部。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁流量計(jì)，還包括安裝在框架的內(nèi)表面上的磁展延器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁流量計(jì)，第一保持架和第二保持架包括被卡扣在合適的位置中以圍繞線圈的彈性突出部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流量計(jì)，其中磁屏蔽和磁展延器通過(guò)卡扣連接器連接至框架。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流量計(jì)，其中與所述多個(gè)線圈和所述多個(gè)電極相關(guān)聯(lián)的配線定位在框架的溝槽中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流量計(jì)，其中框架包括線束管，線束管位于一個(gè)線圈的中心處，并且連接至所述多個(gè)線圈的線圈引線和連接至所述多個(gè)電極的電極引線被鋪設(shè)穿過(guò)線束管。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流量計(jì)，其中框架包括隧道插口，所述多個(gè)電極安裝在隧道插口中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁流量計(jì)，其中隧道插口具有與導(dǎo)管的外表面一致的彎曲底表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的磁流量計(jì)，其中隧道插口包括平直內(nèi)表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁流量計(jì)，其中隧道插口包括狹槽，該狹槽用于容納與所述多個(gè)電極進(jìn)行電連接的環(huán)形連接器的一部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁流量計(jì)，還包括套在所述多個(gè)電極和隧道插口上的蓋。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流量計(jì)，其中框架包括允許該框架在線圈纏繞期間變平且隨后被成形成與導(dǎo)管一致的多個(gè)向內(nèi)延伸切口和向外延伸切口。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流量計(jì)，其中框架包括應(yīng)變消除裝置，用于消除連接至所述多個(gè)線圈中的一個(gè)的引線的應(yīng)變。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流量計(jì)，其中框架包括用于一個(gè)線圈的電線和引線之間的接合的有蓋的隔室。
20.一種組裝磁流量計(jì)的方法，該方法包括下述步驟: 形成框架； 在框架上纏繞用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的多個(gè)線圈； 將框架安裝在導(dǎo)管上，使得框架相對(duì)于導(dǎo)管中的用于接收電極的孔將所述多個(gè)線圈定位和固定在合適的位置中； 穿過(guò)框架將電極安裝到電極孔中。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中形成框架的步驟包括將多個(gè)框架部連接在一起。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述多個(gè)框架部通過(guò)連接器、緊固件、粘合劑和焊接中的至少一種連接在一起。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中框架包括其上纏繞第一線圈的第一保持架和其上纏繞第二線圈的第二保持架。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中在框架處于平直構(gòu)造時(shí)纏繞第一線圈和第二線圈。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括將磁屏蔽連接到第一保持架的一部分和第二保持架的一部分之上的步驟。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括下述步驟: 將磁展延器安裝在框架的內(nèi)表面上。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括下述步驟: 將與所述多個(gè)線圈和多個(gè)電極相關(guān)聯(lián)的配線定位在框架的溝槽中。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中框架包括線束管，該線束管位于一個(gè)線圈的中心處，并且連接至所述多個(gè)線圈的線圈引線和連接至所述多個(gè)電極的電極引線被鋪設(shè)穿過(guò)該線束管。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中框架包括多個(gè)隧道插口，所述多個(gè)電極安裝在險(xiǎn)道插口中。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，還包括下述步驟: 將多個(gè)蓋套在所述多個(gè)電極和多個(gè)隧道插口上。
【文檔編號(hào)】G01F15/18GK104034383SQ201310331760
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月9日
【發(fā)明者】史蒂文·B·羅杰斯, 納爾遜·毛里西奧·莫拉萊斯 申請(qǐng)人:羅斯蒙德公司