一種氣液兩相流檢測傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種氣液兩相流檢測傳感器，包括傳感器基體及安裝在其兩端的適配接頭；所述傳感器基體內(nèi)設(shè)有紅外發(fā)射管與紅外檢測器組、藍(lán)寶石管和電路板；其還包括杯形密封件和接頭密封圈；所述杯形密封件套在藍(lán)寶石管兩端形成密封；所述杯形密封件上設(shè)有和藍(lán)寶石管內(nèi)徑大小一致，位置對應(yīng)的圓孔；所述適配接頭的內(nèi)孔和藍(lán)寶石管內(nèi)徑大小一致；所述適配接頭外徑設(shè)有接頭密封圈。本實(shí)用新型顯著提高了傳感器檢測準(zhǔn)確度、漏率、可靠性等指標(biāo)。
【專利說明】一種氣液兩相流檢測傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及在線監(jiān)測系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種氣液兩相流檢測傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]氣液兩相流檢測傳感器是一種在在線監(jiān)測系統(tǒng)領(lǐng)域廣泛使用的傳感器，其結(jié)構(gòu)特性決定了傳感器的檢測準(zhǔn)確度、漏率、耐環(huán)境應(yīng)力等性能指標(biāo)。目前的氣液兩相流檢測傳感器存在標(biāo)定誤差較大，漏率較高，可靠性不足的問題，其原因主要是傳感器結(jié)構(gòu)不合理所致。
[0003]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)氣液兩相流檢測傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。該傳感器的主要組成包括檢測氣態(tài)流的紅外發(fā)射管與紅外檢測器組1，保證藍(lán)寶石管內(nèi)檢測介質(zhì)密封的徑向密封圈2，藍(lán)寶石管3，進(jìn)行信號處理與轉(zhuǎn)換的電路板4，保證適配接頭密封的軸向密封圈5，傳感器基體6，適配接頭7。
[0004]傳感器的檢測準(zhǔn)確度直接取決于出廠前的調(diào)試與標(biāo)定，標(biāo)定誤差受兩相流體所經(jīng)過的傳感器內(nèi)管道結(jié)構(gòu)特性影響較大，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)為保證檢測介質(zhì)密封，適配接頭7內(nèi)孔處不可避免存在孔徑突變。氣液兩相流體通過傳感器時(shí)，其流型和流態(tài)在管道內(nèi)孔徑突變位置時(shí)，有一定幾率會(huì)發(fā)生改變。目前氣液兩相流傳感器的標(biāo)定技術(shù)，采用的是對標(biāo)準(zhǔn)流型進(jìn)行高速攝像、圖像采集處理及比對計(jì)算分析的方式，如果標(biāo)準(zhǔn)流型通過傳感器期間發(fā)生變化，將影響數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性，造成標(biāo)定值偏離真實(shí)值，進(jìn)而導(dǎo)致傳感器檢測不準(zhǔn)確。
[0005]傳感器的漏率主要取決于徑向密封圈2和軸向密封圈5兩處密封結(jié)構(gòu)。藍(lán)寶石管3的制造工藝性決定了其外徑大小以及圓柱面全跳動(dòng)公差較差、切割長度線性誤差大、兩端切割面不平整等，均難以滿足國標(biāo)GB/T 3452.3-2005對徑向及軸向密封結(jié)構(gòu)中關(guān)于配合公差的要求，導(dǎo)致傳感器整體密封性能較差。
[0006]與此同時(shí)，為保證軸向密封圈5處的密封效果，適配接頭7與藍(lán)寶石管3的設(shè)計(jì)間隙較小，而傳感器相關(guān)零配件的加工、裝配等累計(jì)誤差導(dǎo)致上述間隙分布不均衡，根據(jù)幾何特性，間隙最小處位于藍(lán)寶石管兩端，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)在極端情況下可能出現(xiàn)藍(lán)寶石管端面和適配接頭不銹鋼面的局部硬接觸，降低了傳感器對環(huán)境應(yīng)力(如振動(dòng)、沖擊等)的耐受性能以及整體可靠性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種氣液兩相流檢測傳感器，其檢測準(zhǔn)確度高，漏率低，耐環(huán)境應(yīng)力性能顯著增強(qiáng)。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種氣液兩相流檢測傳感器，包括傳感器基體及安裝在其兩端的適配接頭；所述傳感器基體內(nèi)設(shè)有由紅外發(fā)射管與紅外接收器件組成的紅外檢測器組、藍(lán)寶石管和電路板；各適配接頭與對應(yīng)的藍(lán)寶石管端部之間設(shè)有包套在藍(lán)寶石管端部的杯形密封件，由此形成藍(lán)寶石管與傳感器基體內(nèi)腔的徑向密封，以及藍(lán)寶石管端部與適配接頭之間的軸向密封；適配接頭設(shè)有接頭密封圈而形成適配接頭與傳感器基體內(nèi)腔之間的徑向密封；所述杯形密封件設(shè)有和藍(lán)寶石管內(nèi)徑相同且位置對應(yīng)的圓形通孔，所述適配接頭的內(nèi)孔和藍(lán)寶石管內(nèi)徑相同，形成了由藍(lán)寶石管內(nèi)腔以及它兩端的杯形密封件圓形通孔、適配接頭的內(nèi)孔組成的內(nèi)徑一致的通道。
[0009]作為本實(shí)用新型一種氣液兩相流檢測傳感器在一方面的改進(jìn):在各杯形密封件的端口與傳感器基體內(nèi)腔的內(nèi)端臺(tái)階之間的藍(lán)寶石管外周依次設(shè)有大截面密封圈、聚四氟乙烯墊、小截面密封圈，在所述杯形密封件的擠壓下于藍(lán)寶石管外周與傳感器基體內(nèi)腔之間形成密封。
[0010]本實(shí)用新型利用杯形密封件的肖氏硬度大于密封圈和大、小截面密封圈受壓時(shí)由于直徑不同而產(chǎn)生的不同的變形量以及擠壓作用力，配合聚四氟乙烯墊，消除了由于藍(lán)寶石管尺寸誤差帶來的密封配合間隙大的影響；
[0011]作為本實(shí)用新型一種氣液兩相流檢測傳感器在一方面的改進(jìn):所述聚四氟乙烯墊其兩端直徑分別和小截面密封圈和大截面密封圈直徑一致；所述聚四氟乙烯墊在直徑過渡處設(shè)計(jì)有倒角，便于安裝。
[0012]本實(shí)用新型適合在電解制氧裝置等需要在線檢測液體中所含氣體體積的應(yīng)用。與現(xiàn)在技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)主要有:
[0013]1、減少傳感器標(biāo)定誤差從而提高其檢測準(zhǔn)確度。傳感器內(nèi)導(dǎo)流管結(jié)構(gòu)為直通，消除管徑突變引起的流型和流態(tài)變化，經(jīng)標(biāo)定系統(tǒng)實(shí)踐測試，所述氣液兩相流檢測傳感器進(jìn)、出口介質(zhì)流型和流態(tài)一致。
[0014]2、傳感器的漏率大幅降低，實(shí)測氦質(zhì)譜檢漏可達(dá)I X KTuiPa傳感器內(nèi)部與兩相流介質(zhì)之間為雙級徑向密封，即由U形橡膠墊、大截面O型圈、聚四氟乙烯墊、小截面O型圈組成，利用U形橡膠墊與O型圈肖氏硬度不同，以及大、小截面O型圈受壓時(shí)的變形量以及擠壓作用力不同，配合聚四氟乙烯墊，消除了由于藍(lán)寶石管尺寸誤差帶來的密封配合間隙大的影響；傳感器適配接頭部分采用徑向密封，其間隙配合和溝槽尺寸公差設(shè)計(jì)按國標(biāo)GB/T3452.3-2005，即可滿足傳感器適配接頭的密封要求。
[0015]3、傳感器耐環(huán)境應(yīng)力性能得到增強(qiáng)。所述結(jié)構(gòu)保證了藍(lán)寶石管兩端均由U形橡膠墊包覆，從根本上消除了傳感器相關(guān)零配件加工、裝配等累計(jì)引發(fā)導(dǎo)致藍(lán)寶石管與金屬面硬接觸的可能性，提高了傳感器對振動(dòng)、沖擊等環(huán)境應(yīng)力的耐受性能。
[0016]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型，其作為本說明書的一部分，通過實(shí)施例來說明本實(shí)用新型的原理，本實(shí)用新型的其他方面、特征及其優(yōu)點(diǎn)通過該詳細(xì)說明將會(huì)變得一目了然。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型的傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖1-2中附圖標(biāo)記的對應(yīng)關(guān)系為:
[0021]1-紅外檢測器組；2_徑向密封圈；3_藍(lán)寶石管；4-電路板；5_軸向密封圈；6-傳感器基體；7-適配接頭；8_杯形密封件；9_小截面密封圈；10_聚四氟乙烯墊；11_大截面密封圈；12-接頭密封圈。

【具體實(shí)施方式】
[0022]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
[0023]如圖2所示，一種氣液兩相流檢測傳感器，包括傳感器基體6及安裝在其兩端的適配接頭7 ;所述傳感器基體6內(nèi)設(shè)有紅外檢測器組1、藍(lán)寶石管3和電路板4 ;其還包括杯形密封件8和接頭密封圈12 ;所述杯形密封件8套在藍(lán)寶石管3兩端形成密封；所述杯形密封件8上設(shè)有和藍(lán)寶石管3內(nèi)徑大小一致，位置對應(yīng)的圓孔；所述適配接頭7的內(nèi)孔和藍(lán)寶石管3內(nèi)徑大小一致；所述適配接頭7外徑設(shè)有接頭密封圈12。
[0024]上述傳感器中還包括設(shè)于藍(lán)寶石管3兩端外徑上的小截面密封圈9、聚四氟乙烯墊10和大截面密封圈11 ;所述聚四氟乙烯墊10位于小截面密封圈9和大截面密封圈11之間，其兩端直徑分別和小截面密封圈9和大截面密封圈11直徑一致；所述杯形密封件8依次對大截面密封圈11、聚四氟乙烯墊10和小截面密封圈9產(chǎn)生擠壓形成密封。
[0025]上述聚四氟乙烯墊10在直徑過渡處為倒角設(shè)計(jì)。
[0026]本實(shí)用新型傳感器的密封結(jié)構(gòu)為藍(lán)寶石管兩端由杯形密封件8固定，杯形密封件8擠壓大截面密封圈11、聚四氟乙烯墊10、小截面密封圈9完成對流經(jīng)傳感器的兩相流介質(zhì)的密封；傳感器適配接頭7采用徑向密封，其間隙配合和溝槽尺寸公差按國標(biāo)GB/T3452.3-2005。該結(jié)構(gòu)充分保證了傳感器密封性。
[0027]本實(shí)用新型傳感器通過GJB150.16A-2009《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法振動(dòng)試驗(yàn)》、GJB150.18A-2009《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法沖擊試驗(yàn)》等鑒定試驗(yàn)，性能滿足要求。
[0028]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣液兩相流檢測傳感器，包括傳感器基體(6)及安裝在其兩端的適配接頭(7)；所述傳感器基體(6)內(nèi)設(shè)有由紅外發(fā)射管與紅外接收器件組成的紅外檢測器組(I)、藍(lán)寶石管(3)和電路板(4);其特征在于，各適配接頭(7)與對應(yīng)的藍(lán)寶石管(3)端部之間設(shè)有包套在藍(lán)寶石管(3 )端部的杯形密封件(8 )，由此形成藍(lán)寶石管(3 )與傳感器基體(6 )內(nèi)腔的徑向密封，以及藍(lán)寶石管(3)端部與適配接頭(7)之間的軸向密封；適配接頭(7)設(shè)有接頭密封圈(12)而形成適配接頭(7)與傳感器基體(6)內(nèi)腔之間的徑向密封；所述杯形密封件(8)設(shè)有和藍(lán)寶石管(3)內(nèi)徑相同且位置對應(yīng)的圓形通孔，所述適配接頭(7)的內(nèi)孔和藍(lán)寶石管(3)內(nèi)徑相同，形成了由藍(lán)寶石管(3)內(nèi)腔以及它兩端的杯形密封件(8)圓形通孔、適配接頭(7)的內(nèi)孔組成的內(nèi)徑一致的通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液兩相流檢測傳感器，其特征在于:在各杯形密封件(8)的端口與傳感器基體(6)內(nèi)腔的內(nèi)端臺(tái)階之間的藍(lán)寶石管(3)外周依次設(shè)有大截面密封圈(11)、聚四氟乙烯墊(10)、小截面密封圈(9)，在所述杯形密封件(8)的擠壓下于藍(lán)寶石管(3)外周與傳感器基體(6)內(nèi)腔之間形成密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣液兩相流檢測傳感器，其特征在于:所述聚四氟乙烯墊(10)其兩端直徑分別和小截面密封圈(9)和大截面密封圈(11)直徑一致；所述聚四氟乙烯墊(10)在直徑過渡處設(shè)計(jì)有倒角。
【文檔編號】G01F22/00GK203858000SQ201420216852
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】吳迪, 謝貴久, 顏志紅, 何峰, 景濤, 徐波 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所