一种无衬里型电磁流量计的制作方法

1.本发明涉及电磁流量计的技术领域，特别是涉及一种无衬里型电磁流量计。


背景技术：

2.在液体能源贸易过程中，根据现场不同的工况条件，广泛使用各种流体测量装置，大多数流体测量装置在使用过程当中均存在一些应用上的不足，用性价比非常低的流量计对用户是一种浪费，同时也无法满足计量或贸易核算要求，但对于工艺介质为腐蚀性液体、燃油、重油、浆状流体、特别是含有颗粒状杂质的污水及渣油(电导率≥5μs/cm)测量领域，大多数流量测量装置在使用过程当中均存在一些应用上的不足。
3.如金属管浮子流量计对气体及液体均可进行测量，但是其受介质的粘度影响较大，较难对粘度补偿完全消除，并且颗粒状的工艺介质非常容易导致浮子卡死现象；
4.涡街流量计和旋进旋涡流量计对气体、过热蒸汽、饱和蒸汽及液体均可进行测量，但是其同样受介质的粘度影响较大，并且具有一定的压损，在不允许有压损时，将无法使用；
5.涡街流量计和旋进旋涡两种流量计的信号采集均为压电传感器，该传感器为片状结构，工艺介质含有颗粒状，容易使压电传感器受损、变形，影响流量计的使用寿命；
6.法兰式电磁流量计，如公告号为cn213956480u的发明专利中公开的一种电磁流量计这一类现有技术，虽然准确度较高理论上其差压值为：“0”，其不但有较高的性价比，而且准确度也完全能够满足计量贸易的要求，在各个行业得到广泛应用，但管道式电磁流量计存在一个天然的缺陷，即：聚四氟乙烯(ptfe)衬里的法兰式电磁流量计有一定的性价比，在工艺介质是浆状流体，特别是含有颗粒状杂质的污水及渣油时，聚四氟乙烯衬里的耐磨性较低，容易导致电磁流量计的使用寿命降低。而陶瓷衬里的电磁流量计，虽然衬里硬度高、耐磨性好，适用工艺介质种类广泛，但陶瓷衬里与电磁流量计测量管(材质：奥氏体不锈钢)粘合工艺非常复杂，而且其高硬度的特性造成了本身材质的脆性大、易碎、难加工，从而大大提高了制造成本，导致实用性较差，因此亟需一种无衬里型电磁流量计。


技术实现要素：

7.为解决上述技术问题，本发明提供一种将流通机构安装在流体的输送管路上，使流体流经流通机构，同时励磁线圈机构产生磁场，使流体切割磁场中磁力线，并通过外插式电极对流体切割磁场中磁力线而产生感应电动势进行检测，之后通过转换器将检测结果进行计算得到流体流量，从而提高设备的实用性的一种无衬里型电磁流量计。
8.本发明的一种无衬里型电磁流量计，包括流通机构和转换器；还包括外插式电极和励磁线圈机构，外插式电极和励磁线圈机构均安装于流通机构中，转换器安装于流通机构上；
9.所述流通机构使流体进行输送，励磁线圈机构产生磁场，外插式电极对流体切割磁场中磁力线而产生感应电动势进行检测，转换器对外插式电极的检测结果进行计算；
10.将流通机构安装在流体的输送管路上，使流体流经流通机构，同时励磁线圈机构产生磁场，使流体切割磁场中磁力线，并通过外插式电极对流体切割磁场中磁力线而产生感应电动势进行检测，之后通过转换器将检测结果进行计算得到流体流量，从而提高设备的实用性。
11.优选的，所述励磁线圈机构包括磁场屏蔽罩、两组磁力线圈骨架、两组磁力线圈、两组白条寸带和两组导磁板，磁场屏蔽罩套装于流通机构上，两组磁力线圈骨架均安装于磁场屏蔽罩与流通机构之间，并且两组顶部磁力线圈骨架位于流动机构的顶部，两组磁力线圈骨架的内均设置有磁芯，底部磁力线圈骨架位于流通机构的底部，两组磁力线圈分别缠绕于两组磁力线圈骨架上，两组白条寸带分别缠绕于两组磁力线圈上，两组导磁板的一端均安装于顶部磁力线圈骨架上，两组导磁板的另一端均安装于底部磁力线圈骨架上；通过将励磁线圈机构与转换器电连接，之后通过两组磁力线圈骨架、两组磁力线圈、两组白条寸带和两组导磁板配合形成磁场，同时通过磁场屏蔽罩对两组磁力线圈骨架、两组磁力线圈、两组白条寸带和两组导磁板进行笼罩，对磁场进行封闭，之后流体在两组磁力线圈骨架之间经过，使流体切割磁场中磁力线，从而提高设备的实用性。
12.优选的，所述流通机构包括测量管、转换器连接盘支撑管、转换器连接盘和两组法兰，所述磁场屏蔽罩套装于测量管上，两组磁力线圈骨架、两组磁力线圈、两组白条寸带和两组导磁板均安装于磁场屏蔽罩与测量管之间，转换器连接盘支撑管的底端与磁场屏蔽罩的顶端相连接，转换器连接盘的底端与转换器连接盘支撑管的顶端相连接，两组法兰分别安装于测量管的左端和右端；通过两组法兰将测量管安装于流通的输送管路上，使流通由测量管内流过，从而提高设备的实用性。
13.优选的，所述外插式电极包括多组螺栓、两组无衬里电极压板、两组绝缘垫片、两组无衬里电极、两组无衬里电极上绝缘套、两组无衬里电极下绝缘套、多组石墨垫圈和两组无衬里电极固定座，两组无衬里电极分别固定安装于两组无衬里电极压板上，并且两组无衬里电极与两组无衬里电极压板之间均安装于绝缘垫片，两组无衬里电极压板分别通过多组螺栓固定安装于两组无衬里电极固定座上，两组无衬里电极固定座分别均固定安装于测量管上，两组无衬里电极上绝缘套和两组无衬里电极下绝缘套分别套装于两组无衬里电极上，两组无衬里电极的一端均延伸至测量管的内部，并且两组无衬里电极的轴线与测量管的轴线和磁场中的磁力线垂直，多组石墨垫圈分别安装于两组无衬里电极下绝缘套上；通过两组无衬里电极均与转换器电连接，使两组无衬里电极检测流体切割磁力线产生感应电动势，并将检测结果传输至转换器中，从而提高设备的实用性。
14.优选的，所述两组无衬里电极的材质均为yg3合金制成；从而使两组无衬里电极的洛氏硬度和抗弯强度提高。
15.优选的，所述两组法兰的底端均设置有仪表支脚；方便对设备进行支撑。
16.优选的，所述两组无衬里电极检测出流体切割磁力线而产生感应电动势，其数值大小与工艺介质的流速成正比，其值为：ex＝k
×b×v×
d。
17.优选的，所述励磁线圈阻值的大、小适中，过大的阻值会增加功耗，过小的阻值导致励磁线圈功率太低，合理选择电感量的同时，相对应的感抗，其之间的相互关系：xl＝2πfl。
18.与现有技术相比本发明的有益效果为：
19.1、省去电磁流量计中的内衬，使电磁流量计的加工工艺简化，降低电磁流量计的生产成本；
20.2、方便对流体切割磁场中磁力线而产生感应电动势进行检测；
21.3、提高了电极和测量管的耐磨性和耐腐蚀性，方便对酸、碱、盐腐蚀性流体进行检测。
附图说明
22.图1是本发明的正视结构示意图；
23.图2是本发明的右视结构示意图；
24.图3是本发明的左视剖面结构示意图；
25.图4是本发明磁场屏蔽罩和测量管的正视剖面放大结构示意图；
26.图5是本发明励磁线圈结构原理图；
27.图6是本发明磁力线圈骨架、磁力线圈和白条寸带的结构示意图；
28.图7是本发明测量管和外插式电极的左视放大结构示意图；
29.图8是本发明无衬里电极、无衬里电极上绝缘套和无衬里电极下绝缘套的右视放大结构示意图；
30.图9是本发明磁场屏蔽罩、转换器连接盘支撑管和转换器连接盘的左视放大结构示意图；
31.附图中标记：1、转换器；2、磁场屏蔽罩；3、磁力线圈骨架；4、磁力线圈；5、白条寸带；6、导磁板；7、螺栓；8、无衬里电极压板；9、绝缘垫片；10、无衬里电极；11、无衬里电极上绝缘套；12、无衬里电极下绝缘套；13、石墨垫圈；14、测量管；15、转换器连接盘支撑管；16、转换器连接盘；17、法兰；18、无衬里电极固定座；19、仪表支脚。
具体实施方式
32.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
33.实施例
34.如图1至9所示，包括流通机构和转换器1；
35.还包括外插式电极和励磁线圈机构，外插式电极和励磁线圈机构均安装于流通机构中，转换器1安装于流通机构上；
36.所述流通机构使流体进行输送，励磁线圈机构产生磁场，外插式电极对流体切割磁场中磁力线而产生感应电动势进行检测，转换器1对外插式电极的检测结果进行计算；
37.所述励磁线圈机构包括磁场屏蔽罩2、两组磁力线圈骨架3、两组磁力线圈4、两组白条寸带5和两组导磁板6，磁场屏蔽罩2套装于流通机构上，两组磁力线圈骨架3均安装于磁场屏蔽罩2与流通机构之间，并且两组顶部磁力线圈骨架3位于流动机构的顶部，底部磁力线圈骨架3位于流通机构的底部，两组磁力线圈4分别缠绕于两组磁力线圈骨架3上，两组白条寸带5分别缠绕于两组磁力线圈4上，两组导磁板6的一端均安装于顶部磁力线圈骨架3上，两组导磁板6的另一端均安装于底部磁力线圈骨架3上；
38.所述流通机构包括测量管14、转换器连接盘支撑管15、转换器连接盘16和两组法兰17，所述磁场屏蔽罩2套装于测量管14上，两组磁力线圈骨架3、两组磁力线圈4、两组白条寸带5和两组导磁板6均安装于磁场屏蔽罩2与测量管14之间，转换器连接盘支撑管15的底端与磁场屏蔽罩2的顶端相连接，转换器连接盘16的底端与转换器连接盘支撑管15的顶端相连接，两组法兰17分别安装于测量管14的左端和右端；
39.所述外插式电极包括多组螺栓7、两组无衬里电极压板8、两组绝缘垫片9、两组无衬里电极10、两组无衬里电极上绝缘套11、两组无衬里电极下绝缘套12、多组石墨垫圈13和两组无衬里电极固定座18，两组无衬里电极10分别固定安装于两组无衬里电极压板8上，并且两组无衬里电极10与两组无衬里电极压板8之间均安装于绝缘垫片9，两组无衬里电极压板8分别通过多组螺栓7固定安装于两组无衬里电极固定座18上，两组无衬里电极固定座18分别均固定安装于测量管14上，两组无衬里电极上绝缘套11和两组无衬里电极下绝缘套12分别套装于两组无衬里电极10上，两组无衬里电极10的一端均延伸至测量管14的内部，并且两组无衬里电极10的轴线与测量管14的轴线和磁场中的磁力线垂直，多组石墨垫圈13分别安装于两组无衬里电极下绝缘套12上；
40.所述两组无衬里电极10的材质均为yg3合金制成；
41.所述两组法兰17的底端均设置有仪表支脚19；
42.所述两组无衬里电极10检测出流体切割磁力线而产生感应电动势，其数值大小与工艺介质的流速成正比，其值为：ex＝k
×b×v×
d；
43.所述励磁线圈阻值的大、小适中，过大的阻值会增加功耗，过小的阻值导致励磁线圈功率太低，合理选择电感量的同时，相对应的感抗，其之间的相互关系：xl＝2πfl；
44.首先通过两组法兰17将测量管14安装于流通的输送管路上，使流通由测量管14内流过，通过将励磁线圈机构与转换器1电连接，之后通过两组磁力线圈骨架3、两组磁力线圈4、两组白条寸带5和两组导磁板6配合形成磁场，同时通过磁场屏蔽罩2对两组磁力线圈骨架3、两组磁力线圈4、两组白条寸带5和两组导磁板6进行笼罩，对磁场进行封闭，之后流体在两组磁力线圈骨架3之间经过，使流体切割磁场中磁力线，同时通过两组无衬里电极10均与转换器1电连接，使两组无衬里电极10检测流体切割磁力线产生感应电动势，并将检测结果传输至转换器1中，然后通过转换器1将检测结果进行计算得到流体流量即可。
45.使用原理：
46.根据法拉第电磁感应原理，在与测量管轴线和磁力线相垂直的测量管上装配两只同一轴线对称检测电极，当电导率≥5μs/cm的导电液体沿测量管轴线运动时，由两个电极检测出导电介质切割磁力线而产生感应电动势，其数值大小与工艺介质的流速成正比，其值为：ex＝k
×b×v×
d；
47.式中：
48.ex
‑‑‑
感应电动势
‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑
单位：伏特v；
49.k
‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑
与磁场分布及轴向长度有关的系数仪表系数；
50.b
‑‑‑‑
磁感应强度
‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑
单位：特斯拉t；
[0051]v‑‑‑‑
导电液体的平均流速
‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑
单位：m/s；
[0052]d‑‑‑‑
电极间距离测量管内径
‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑
单位：m；
[0053]
为了增强磁感应电动势，与转换器功能线路板配套设计合理的励磁线圈的电阻
值，在传感器有限的空间内保证额定功率和使用寿命的前提下，合理选择增加励磁线圈的缠绕匝数及绕制方法。根据中华人民共和国国家标准《漆包圆绕组线》第一部分一般规定标准号：gb/t6109.1-2008选择线径和材质，设计到最佳状态的电感线圈也就是励磁线圈的主要性能指标
‑‑‑
电感量，如图5所示励磁线圈的结构原理，同时兼顾励磁线圈阻值的大、小适中，过大的阻值会增加功耗，过小的阻值导致励磁线圈功率太低高压交流：功率＝31/2
×
电流的平方
×
电阻值；直流：功率＝电流的平方
×
电阻值。故此，合理选择电感量的同时，也就有一个相对应的感抗，其之间的相互关系：xl＝2πfl
[0054]
式中：
[0055]
xl
‑‑‑‑
感抗
‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑
单位：欧姆ω；
[0056]f‑‑‑‑‑
交流电频率
‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑
单位：赫兹hz；
[0057]
l
‑‑‑‑‑
电感量
‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑
单位：亨利h；
[0058]
在励磁线圈的骨架内加装磁芯，再用两个导磁板把励磁线圈封闭，使磁力线形成一个闭合回路，用以增强磁场强度。
[0059]
本发明的一种无衬里型电磁流量计的转换器1、转换器连接盘支撑管15、转换器连接盘16、法兰17和仪表支脚19为市面上采购，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可，而无需本领域的技术人员付出创造性劳动。
[0060]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种无衬里型电磁流量计，包括流通机构和转换器(1)；其特征在于，还包括外插式电极和励磁线圈机构，外插式电极和励磁线圈机构均安装于流通机构中，转换器(1)安装于流通机构上；所述流通机构使流体进行输送，励磁线圈机构产生磁场，外插式电极对流体切割磁场中磁力线而产生感应电动势进行检测，转换器(1)对外插式电极的检测结果进行计算。2.如权利要求1所述的一种无衬里型电磁流量计，其特征在于，所述励磁线圈机构包括磁场屏蔽罩(2)、两组磁力线圈骨架(3)、两组磁力线圈(4)、两组白条寸带(5)和两组导磁板(6)，磁场屏蔽罩(2)套装于流通机构上，两组磁力线圈骨架(3)均安装于磁场屏蔽罩(2)与流通机构之间，并且两组顶部磁力线圈骨架(3)位于流动机构的顶部，底部磁力线圈骨架(3)位于流通机构的底部，两组磁力线圈(4)分别缠绕于两组磁力线圈骨架(3)上，两组白条寸带(5)分别缠绕于两组磁力线圈(4)上，两组导磁板(6)的一端均安装于顶部磁力线圈骨架(3)上，两组导磁板(6)的另一端均安装于底部磁力线圈骨架(3)上。3.如权利要求2所述的一种无衬里型电磁流量计，其特征在于，所述流通机构包括测量管(14)、转换器连接盘支撑管(15)、转换器连接盘(16)和两组法兰(17)，所述磁场屏蔽罩(2)套装于测量管(14)上，两组磁力线圈骨架(3)、两组磁力线圈(4)、两组白条寸带(5)和两组导磁板(6)均安装于磁场屏蔽罩(2)与测量管(14)之间，转换器连接盘支撑管(15)的底端与磁场屏蔽罩(2)的顶端相连接，转换器连接盘(16)的底端与转换器连接盘支撑管(15)的顶端相连接，两组法兰(17)分别安装于测量管(14)的左端和右端。4.如权利要求3所述的一种无衬里型电磁流量计，其特征在于，所述外插式电极包括多组螺栓(7)、两组无衬里电极压板(8)、两组绝缘垫片(9)、两组无衬里电极(10)、两组无衬里电极上绝缘套(11)、两组无衬里电极下绝缘套(12)、多组石墨垫圈(13)和两组无衬里电极固定座(18)，两组无衬里电极(10)分别固定安装于两组无衬里电极压板(8)上，并且两组无衬里电极(10)与两组无衬里电极压板(8)之间均安装于绝缘垫片(9)，两组无衬里电极压板(8)分别通过多组螺栓(7)固定安装于两组无衬里电极固定座(18)上，两组无衬里电极固定座(18)分别均固定安装于测量管(14)上，两组无衬里电极上绝缘套(11)和两组无衬里电极下绝缘套(12)分别套装于两组无衬里电极(10)上，两组无衬里电极(10)的一端均延伸至测量管(14)的内部，并且两组无衬里电极(10)的轴线与测量管(14)的轴线和磁场中的磁力线垂直，多组石墨垫圈(13)分别安装于两组无衬里电极下绝缘套(12)上。5.如权利要求4所述的一种无衬里型电磁流量计，其特征在于，所述两组无衬里电极(10)的材质均为yg3合金制成。6.如权利要求3所述的一种无衬里型电磁流量计，其特征在于，所述两组法兰(17)的底端均设置有仪表支脚(19)。

技术总结
本发明涉及电磁流量计的技术领域，特别是涉及一种无衬里型电磁流量计，其将流通机构安装在流体的输送管路上，使流体流经流通机构，同时励磁线圈机构产生磁场，使流体切割磁场中磁力线，并通过外插式电极对流体切割磁场中磁力线而产生感应电动势进行检测，之后通过转换器将检测结果进行计算得到流体流量，从而提高设备的实用性；包括流通机构和转换器；还包括外插式电极和励磁线圈机构，外插式电极和励磁线圈机构均安装于流通机构中，转换器安装于流通机构上；所述流通机构使流体进行输送，励磁线圈机构产生磁场，外插式电极对流体切割磁场中磁力线而产生感应电动势进行检测，转换器对外插式电极的检测结果进行计算。外插式电极的检测结果进行计算。外插式电极的检测结果进行计算。


技术研发人员：马立伟 孙宏申 武志刚 李冰梅 吴美景
受保护的技术使用者：承德菲时博特自动化设备有限公司
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/8/1