專利名稱:具有水滴形減阻的插入型介質(zhì)流速傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種插入型皮托管,具體涉及一種具有水滴形減阻的插入型介質(zhì)流速傳感器。
背景技術(shù):
由于皮托管流速傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、易于加工、安裝方便、成本低廉等優(yōu)勢,在石化、冶金、電力、輕工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。流量傳感器的結(jié)構(gòu)也由早期的L型、S型發(fā)展到最新的直線測桿型,逐漸成為流量測量重要傳感器。現(xiàn)有的插入型皮托管大多采用圓柱形探測桿,圓柱形探測桿加工和安裝均較容易,圓柱型的結(jié)構(gòu)在流體力學(xué)中不是最優(yōu)的低阻結(jié)構(gòu),圓柱型的探測桿會產(chǎn)生渦流,使流場紊亂,增加流體輸運阻力,甚至影響取壓端口的總壓和靜壓的分布。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的插入型皮托管采用圓柱形探測桿,導(dǎo)致管道內(nèi)產(chǎn)生渦流,使流場紊亂、干擾流體差壓信號的提取、增加流體輸運阻力、影響取壓端口的總壓和靜壓分布的問題,提供一種具有水滴形減阻的插入型介質(zhì)流速傳感器。本實用新型包括減阻測桿、接管、總壓傳導(dǎo)管、靜壓傳導(dǎo)管、溫度傳感器通管、前端圓形凸緣、后端圓形凸緣和光纖光柵溫度傳感器,所述減阻測桿由上至下依次為上法蘭、上桿段、中桿段、下桿段和錐形段,接管的下端設(shè)有下法蘭,接管設(shè)置在減阻測桿的上端,且上法蘭與下法蘭采用連接元件連接,上桿段、中桿段、下桿段和錐形段的橫截面均為水滴形,減阻測桿和接管的中心沿長度方向設(shè)有管孔,管孔對應(yīng)的上法蘭為法蘭段導(dǎo)管孔,管孔對應(yīng)的上桿段為上導(dǎo)管孔,管孔對應(yīng)的中桿段為中導(dǎo)管孔,管孔對應(yīng)的下桿段為下導(dǎo)管孔,管孔對應(yīng)的錐形段為傳感器孔,下桿段的下部設(shè)有與下導(dǎo)管孔垂直的取壓孔,下桿段前端的取壓孔為總壓取壓孔,下桿段后端的取壓孔為靜壓取壓孔,前端圓形凸緣設(shè)置在總壓取壓孔的外側(cè)周邊,后端圓形凸緣設(shè)置在靜壓取壓孔的外側(cè)周邊,總壓傳導(dǎo)管、靜壓傳導(dǎo)管和溫度傳感器通管均安裝在管孔中,且總壓傳導(dǎo)管的下端從總壓取壓孔穿出,靜壓傳導(dǎo)管的下端從靜壓取壓孔穿出,溫度傳感器通管的下端穿過傳感器孔,總壓傳導(dǎo)管、靜壓傳導(dǎo)管和溫度傳感器通管的上端設(shè)置在管孔的外面且呈“ Ψ ”形設(shè)置,光纖光柵溫度傳感器設(shè)置在溫度傳感器通管中且位于溫度傳感器通管的下端。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:—、本實用新型采用水滴形減阻測桿,相比圓柱形測桿對流動介質(zhì)的阻力要小;因此,水滴形減阻測桿可減少測桿的紊流,降低流場阻力和壓力干擾,降低介質(zhì)輸運能耗。將總壓取壓孔的外端設(shè)置前端圓形凸緣、靜壓取壓孔的外端設(shè)置后端圓形凸緣,使得總壓取壓孔和靜壓取壓孔的端口不受非對稱界面和曲面的壓力噪聲干擾;有效的屏蔽平均壓力干擾總壓的測量,使得取壓通道有效傳遞管道中心點的壓力分布,并使壓差更接近于真實流場狀態(tài)。[0008]二、本實用新型可以減少靜壓孔受測桿渦流的影響,即減少流場噪聲對壓力信號的擾動。三、將減阻測桿的下端設(shè)計成錐形段,錐形段延長了流體與光纖光柵溫度傳感器的熱交換時間,使光纖光柵溫度傳感器和流體充分接觸,有效地進行熱交換,使得溫度測量的結(jié)果更精確。四、在總壓傳導(dǎo)管和靜壓傳導(dǎo)管之間布置小巧的光纖光柵溫度傳感器,使變送器的多參量轉(zhuǎn)換得以實現(xiàn),有利于管道中心溫度補償信號的精確提取。五、本實用新型 傳感器的溫度分辨率為0.1°C,傳感器的溫度范圍為:-50°C 300。。。六、本實用新型安裝方便、精確度高,適合于各種尺寸的管道,高性能的溫度傳感器使本實用新型還適于傳統(tǒng)的方法難以適應(yīng)的高溫流體測量。
圖1是本實用新型的主視圖,圖2是圖1的A-A剖視圖,圖3是圖2的B-B剖視圖,圖4是圖2的C-C剖視圖,圖5是本實用新型的使用狀態(tài)圖(圖中標(biāo)記10為工件)。
具體實施方式
具體實施方式
一:結(jié)合圖1 圖4說明本實施方式,本實施方式包括減阻測桿1、接管3、總壓傳導(dǎo)管4、靜壓傳導(dǎo)管5、溫度傳感器通管6、前端圓形凸緣7、后端圓形凸緣8和光纖光柵溫度傳感器9,所述減阻測桿I由上至下依次為上法蘭1-1、上桿段1-2、中桿段
1-3、下桿段1-4和錐形段1-5,接管3的下端設(shè)有下法蘭3-1,接管3設(shè)置在減阻測桿I的上端,且上法蘭1-1與下法蘭3-1采用連接元件連接,上桿段1-2、中桿段1-3、下桿段1-4和錐形段1-5的橫截面均為水滴形,可根據(jù)實際的結(jié)構(gòu)強度要求調(diào)整減阻測桿I的截面粗細和減阻測桿I的管壁尺寸,水滴形截面可以有效減少減阻測桿I對管道流體的阻力,減阻測桿I和接管3的中心沿長度方向設(shè)有管孔2,管孔2對應(yīng)的上法蘭1-1為法蘭段導(dǎo)管孔
2-1,管孔2對應(yīng)的上桿段1-2為上導(dǎo)管孔2-2,管孔2對應(yīng)的中桿段1_3為中導(dǎo)管孔2_3,管孔2對應(yīng)的下桿段1-4為下導(dǎo)管孔2-4,管孔2對應(yīng)的錐形段1-5為傳感器孔2_5,下桿段1-4的下部設(shè)有與下導(dǎo)管孔2-4垂直的取壓孔,下桿段1-4前端(即水滴形前端)的取壓孔為總壓取壓孔1-4-1,下桿段1-4后端(即水滴形后端)的取壓孔為靜壓取壓孔1-4-2,前端圓形凸緣7設(shè)置在總壓取壓孔1-4-1的外側(cè)周邊,后端圓形凸緣8設(shè)置在靜壓取壓孔1-4-2的外側(cè)周邊,圓形凸緣的外壁與減阻測桿I的外壁連接處為弧形的過渡,弧形的過渡可減少流體的紊亂。總壓傳導(dǎo)管4、靜壓傳導(dǎo)管5和溫度傳感器通管6均安裝在管孔2中,且總壓傳導(dǎo)管4的下端從總壓取壓孔1-4-1穿出,靜壓傳導(dǎo)管5的下端從靜壓取壓孔1-4-2穿出,溫度傳感器通管6的下端穿過傳感器孔2-5,總壓傳導(dǎo)管4、靜壓傳導(dǎo)管5和溫度傳感器通管6的上端設(shè)置在管孔2的外面且呈“ Ψ ”形設(shè)置,光纖光柵溫度傳感器9設(shè)置在溫度傳感器通管6中且位于溫度傳感器通管6的下端。水滴形測桿可采用壓鑄、沖壓等方法加工制作。
具體實施方式
二:結(jié)合圖3和圖4說明本實施方式,本實施方式的下桿段1-4的橫截面面積小于上桿段1-2的橫截面面積,中桿段1-3的上端橫截面面積與上桿段1-2的橫截面面積相等,中桿段1-3的下端橫截面面積與下桿段1-4的上端橫截面面積相等。在測桿長度比較短,對結(jié)構(gòu)強度要求較低的情況下,可1-2、1-3、1-4段的橫截面尺寸可保持一致。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三:結(jié)合圖2說明本實施方式,本實施方式的總壓傳導(dǎo)管4與靜壓傳導(dǎo)管5在中桿段1-3中為相切設(shè)置。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一或二相同。本實用新型的工作原理:測量前,先將總壓傳導(dǎo)管4、靜壓傳導(dǎo)管5和溫度傳感器通管6的輸出端與閥組11連接,閥組11與差壓變送器12連接,差壓變送器12為壓力、差壓集成一體化變送器,差壓變送器12與流量積算儀13連接,流量積算儀13與監(jiān)控計算機14連接,光纖光柵溫度傳感器9輸出總壓信號、靜壓信號及管道中心光纖光柵溫度信號,通過差壓變送器12進行參量變換,變送器輸出光纖信號和4 20mA信號至積算儀13進行流量積算和校正,瞬時流量、累積流量、溫度、壓力、差壓等信號由計算機14進行顯示,還可對測桿取壓通道堵塞等異常信號進行預(yù)警。
權(quán)利要求1.一種具有水滴形減阻的插入型介質(zhì)流速傳感器,所述傳感器包括減阻測桿(I)、接管(3)、總壓傳導(dǎo)管(4)、靜壓傳導(dǎo)管(5)、溫度傳感器通管(6)、前端圓形凸緣(7)、后端圓形凸緣(8)和光纖光柵溫度傳感器(9),其特征在于:所述減阻測桿(I)由上至下依次為上法蘭(1-1)、上桿段(1-2)、中桿段(1-3)、下桿段(1-4)和錐形段(1-5),接管(3)的下端設(shè)有下法蘭(3-1),接管(3)設(shè)置在減阻測桿(I)的上端,且上法蘭(1-1)與下法蘭(3-1)采用連接元件連接,上桿段(1-2)、中桿段(1-3)、下桿段(1-4)和錐形段(1-5)的橫截面均為水滴形,減阻測桿(I)和接管(3)的中心沿長度方向設(shè)有管孔(2),管孔(2)對應(yīng)的上法蘭(1-1)為法蘭段導(dǎo)管孔(2-1),管孔(2)對應(yīng)的上桿段(1-2)為上導(dǎo)管孔(2-2),管孔(2)對應(yīng)的中桿段(1-3)為中導(dǎo)管孔(2-3),管孔⑵對應(yīng)的下桿段(1-4)為下導(dǎo)管孔(2-4),管孔⑵對應(yīng)的錐形段(1-5)為傳感器孔(2-5),下桿段(1-4)的下部設(shè)有與下導(dǎo)管孔(2-4)垂直的取壓孔,下桿段(1-4)前端的取壓孔為總壓取壓孔(1-4-1),下桿段(1-4)后端的取壓孔為靜壓取壓孔(1-4-2),前端圓形凸緣(7設(shè)置在總壓取壓孔(1-4-1)的外側(cè)周邊,后端圓形凸緣(8)設(shè)置在靜壓取壓孔(1-4-2)的外側(cè)周邊,總壓傳導(dǎo)管(4)、靜壓傳導(dǎo)管(5)和溫度傳感器通管(6)均安裝在管孔(2)中,且總壓傳導(dǎo)管(4)的下端從總壓取壓孔(1-4-1)穿出,靜壓傳導(dǎo)管(5)的下端從靜壓取壓孔(1-4-2)穿出,溫度傳感器通管(6)的下端穿過傳感器孔(2-5),總壓傳導(dǎo)管(4)、靜壓傳導(dǎo)管(5)和溫度傳感器通管¢)的上端設(shè)置在管孔(2)的外面且呈“Ψ”形設(shè)置,光纖光柵溫度傳感器(9)設(shè)置在溫度傳感器通管¢)中且位于溫度傳感器通管出)的下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有水滴形減阻的插入型介質(zhì)流速傳感器,其特征在于:所述下桿段(1-4)的橫截面面積小于上桿段(1-2)的橫截面面積,中桿段(1-3)的上端橫截面面積與上桿段(1-2)的橫截面面積相等,中桿段(1-3)的下端橫截面面積與下桿段(1-4)的上端橫截面面積相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述具有水滴形減阻的插入型介質(zhì)流速傳感器,其特征在于:所述總壓傳導(dǎo)管(4)與靜壓傳 導(dǎo)管(5)在中桿段(1-3)中為相切設(shè)置。
專利摘要具有水滴形減阻的插入型介質(zhì)流速傳感器,它涉及一種插入型皮托管,以解決插入型皮托管采用圓柱形探測桿,管道內(nèi)易產(chǎn)生渦流,使流場紊亂、干擾流體差壓信號的提取、增加流體輸運阻力的問題。接管與減阻測桿通過法蘭連接,上桿段、中桿段、下桿段和錐形段的橫截面均為水滴形,減阻測桿和接管的中心沿長度方向設(shè)有管孔,前端圓形凸緣設(shè)置在總壓取壓孔的外側(cè)周邊,后端圓形凸緣設(shè)置在靜壓取壓孔的外側(cè)周邊,總壓傳導(dǎo)管、靜壓傳導(dǎo)管和溫度傳感器通管均安裝在管孔中,總壓傳導(dǎo)管、靜壓傳導(dǎo)管和溫度傳感器通管的上端設(shè)置在管孔外面且呈“ψ”形設(shè)置,光纖光柵溫度傳感器設(shè)置在溫度傳感器通管中且位于溫度傳感器通管的下端。本實用新型用于測量管道流量。
文檔編號G01P5/16GK203084004SQ201320125458
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者姜旭, 張煒 申請人:姜旭