在严苛环境中使用的涡流流量计制造技术

用于测量流体的流率的涡流测量计，有流管和非流线形本体，该非流线形本体位于流管中，用于当流体流过该流管时使得流体中的涡旋发散。涡流流量计有传感器，以便检测涡旋。非流线形本体有朝前表面和覆盖该朝前表面的耐磨覆层。非流线形本体还合适地有从朝前表面向下游延伸的凸起。非流线形本体适当地有耐磨覆层，该耐磨覆层覆盖凸起的至少一部分。在一个实施例中，整个非流线形本体完全由耐磨覆层覆盖。流管段的内表面也能够有耐磨特性。

Eddy current flowmeter used in harsh environment

A eddy current measuring meter used to measure the flow rate of a fluid. There is a flow tube and a non streamline body. The non streamline body is located in a flow tube and is used to divert the vortex in the fluid when the fluid flows through the flow. The eddy current flowmeter has sensors to detect vortex. The non streamlined body has a front facing surface and a wear-resistant coating covering the front surface. The non streamlined body is also suitable for the protrusion extending from the forward surface to the downstream. The non streamlined body is appropriately provided with a wear-resistant coating, covering the at least part of the projection. In one embodiment, the entire non streamlined body is completely covered by a wear-resistant coating. The inner surface of the flow pipe can also have the wear resistance.

【技术实现步骤摘要】
在严苛环境中使用的涡流流量计
本专利技术总体上涉及涡流流量计，更特别是涉及测量流体的流率的涡流流量计，该流体可能有导致在流量计内部产生严苛环境的特性。
技术介绍
流量计可以测量在管中或其它通道中的流体的流率。流体例如可以是气体或液体，并且可以是可压缩的或不可压缩的。一种类型的流量计是涡流流量计，该涡流流量计基于涡流发散原理来测量参数，例如包括流率。涡流发散是指这样的自然过程：经过非流线形本体(有时称为脱落体)的流体会导致沿非流线形本体的表面形成缓慢运动流体的边界层。在非流线形本体后面产生低压区域，并使得边界层卷起，这在非流线形本体的相对侧连续地产生涡旋。该涡旋引起压力变化，该压力变化可以由压力传感器来检测。涡流发散的压力变化的频率与流率相关。因此，通过测量压力变化的频率，可以确定流率。涡流流量计提供涡流频率数据，该涡流频率数据能够与流量标定系数结合使用，确定通过流量计的流体的速度和容积流率。利用输入的流体密度值，还能够计算质量流率。这些测量值和其它值能够通过通信线路而传输至控制室或其它接收器，例如标准的双线4-20毫安(“mA”)传输线。在一些应用中(例如在石油和天然气、采矿、化工和废品工业中)，由涡流流量计监测的流体流有时可能包括沙子、矿物质或其它磨蚀颗粒。经过一段时间，磨蚀流体流能够侵蚀非流线形本体、包含非流线形本体的导管内表面、和/或涡流流量计的其它结构部。用于将涡流发散频率转换为容积流率的标定系数是基于涡流流量计的非流线形本体和其它部件的初始物理结构的。磨蚀流体对这些结构的侵蚀将引起流量计中的误差。因此，磨蚀流体会降低涡流流量计的寿命。本专利技术人已经开发了在后面详细介绍的系统和方法，该系统和方法提高了将涡流流量计应用于包含磨蚀颗粒的流体的能力。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是一种用于测量流体的流率的涡流测量计。该涡流测量计有流管和非流线形本体，该非流线形本体位于流管中，用于在流体流过该流管时使得流体中的涡旋发散。传感器定位得用于对涡旋进行检测。非流线形本体有朝前表面和覆盖所述朝前表面的耐磨覆层。本专利技术的另一方面是一种用于测量流体的流率的涡流测量计。该涡流测量计有流管和非流线形本体，该非流线形本体位于流管中，用于在流体流过该流管时使得流体中的涡旋发散。传感器定位得用于对涡旋进行检测。非流线型本体有朝前表面和从所述朝前表面向下游延伸的凸起。所述朝前表面的宽度比所述凸起的宽度更宽。非流线形本体有耐磨覆层，该耐磨覆层覆盖所述凸起的至少一部分。本专利技术的另一方面是一种用于测量流体的流率的涡流测量计。该涡流测量计有流管和金属非流线形本体，该金属非流线形本体位于流管中，用于在流体流过该流管时使得流体中的涡旋发散。传感器定位得用于对涡旋进行检测。金属非流线形本体有由相对更软的材料制造的芯以及覆盖该芯的至少一部分的耐磨金属覆层。该耐磨金属覆层的硬度超过芯的硬度。其它的目的和特征中的一部分是显然可知的，一部分在后面指出。附图说明图1是涡流测量计的一个实施例的透视图，其中，该涡流测量计的流管的一部分被除去，以便表示内部特征；图2是流管沿包含它的中心轴线的水平平面的剖视图，表示了该流管的下部部分；以及图3是具有耐磨覆层的非流线形本体的一个实施例的放大示意俯视图。在全部附图中，相应的参考标记表示相应的部件。具体实施方式下面参考附图，首先参考图1，用于测量流体流率的涡流测量计的一个实施例总体表示为101。涡流测量计101包括流管103，流体能够流过该流管103。流管103合适地设置成用于安装在流体流动管线(未示出)中。例如，处理连接件105(例如凸缘)在流管103的相对端上，用于使得流管的进口107和出口109与管线中的管端部连接。在工业中，还通常使用所谓的薄片连接(或“夹心连接”)来将流量计安装在流体管线中，且需要时，流管能够适用于薄片连接(或任意其它类型的连接)。在不脱离本专利技术范围的情况下，还能够使用其它类型的连接。非流线形本体121(在工业中，有时称为涡流发散器或发散器杆)定位在流管103中。该非流线形本体121是一种构件，其局部地阻碍流体流过流管103，目的是在流体流过流管时在流体中产生涡旋。在相对较宽的流动条件范围中，涡旋的频率与流体的速度成正比。因为流管103的截面流动面积恒定，所以涡旋的频率也与容积流率成正比。这种现象是本领域技术人员公知的，不需要详细说明。而且，当已经知道或测量了流体的密度时，能够从容积流率导出质量流率。广义地说，非流线形本体能够有任意结构，只要能够在流过非流线形本体的流体流中产生涡旋即可。在所示实施例中，非流线形本体121是基本刚性结构，它的端部固定在流管103上，以使得响应于压力波动而产生的非流线形本体的运动最小化，该压力波动与由该非流线形本体形成的涡旋相关。不过，当需要时，能够将非流线形本体设计成响应于与涡旋相关的压力波动而弯曲或以其它方式运动。参考图2和3，在所示实施例中的非流线形本体121有基本平的朝前表面123。平的朝前表面123定向得大致垂直于流过流管103的总体流动方向。非流线形本体121还有凸起125，该凸起125定向得从朝前表面123向下游延伸。凸起125大致垂直于非流线形本体121的朝前表面123而适当地延伸。朝前表面123的宽度W1比凸起125的宽度W2更宽。凸起125还大致平行于流管的中心轴线129。例如，凸起125能够与流管的中心轴线129对齐，如图2中所示。凸起125使得非流线形本体121有T形截面。凸起125用作分流器，它延长了在非流线形本体的相对侧上的流体的分离。凸起125的一个合适效果是它能够增加涡流发散的规则性，特别是提高了在涡流发散频率和流体流率之间的相关性的线性。图2和3中所示的非流线形本体121的截面形状只是用于非流线形本体的合适形状的一个实例。适用于非流线形本体的截面形状的其它非限定实例包括矩形、梯形、圆形、菱形和三角形。分流凸起能够包括这些形状中的任一种。其它实例能够在例如美国专利No.4464939中找到，该文献的内容被本文参引。涡流测量计101包括传感器131，该传感器131定位成用于检测由非流线形本体121产生的涡旋。如图所示，传感器131在非流线形本体121的顶部处合适地定位在流管的井133中。在该实施例中，传感器131与流过流管103的流体直接接触。这使得传感器131能够直接检测涡旋。不过，可以设想传感器能够定位成间接地检测涡旋，例如通过检测非流线形本体或其它结构的运动，该非流线形本体或其它结构设计成响应于与在流体中形成的涡旋相关的压力波动而弯曲或以其它方式运动。在所示实施例中，传感器131是压差传感器。应当理解，在本专利技术的范围内，传感器131能够位于其它位置，例如在非流线形本体上或非流线形本体的下游。还可以理解，能够检测由非流线形本体形成的涡旋的任意类型传感器都可以使用。涡流测量计101包括发射器141，该发射器141从传感器131接收表示涡流形成频率的信号。发射器141包括处理器或电路(未示出)，该处理器或电路用于基于来自传感器131的信号而输出表示流过流管103的流体流率的测量信号。例如，发射器141能够设置成与使用4-20mA、HART、基础现场总线技术(FoundationFieldbus)或任意其它通信协议的分布式控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量流体的流率的涡流测量计，该涡流测量计包括：流管；非流线形本体，所述非流线形本体位于所述流管中，用于在流体流过所述流管时使得流体中的涡旋发散；以及传感器，所述传感器定位得用于检测所述涡旋；其中，所述非流线形本体有朝前表面和覆盖所述朝向前表面的耐磨覆层。

【技术特征摘要】
2016.11.04 US 15/344,1711.一种用于测量流体的流率的涡流测量计，该涡流测量计包括：流管；非流线形本体，所述非流线形本体位于所述流管中，用于在流体流过所述流管时使得流体中的涡旋发散；以及传感器，所述传感器定位得用于检测所述涡旋；其中，所述非流线形本体有朝前表面和覆盖所述朝向前表面的耐磨覆层。2.根据权利要求1所述的涡流测量计，其特征在于：所述朝前表面是基本平的，并大致垂直于流过所述流管的总体流动方向。3.如权利要求2所述的涡流测量计，其特征在于：所述耐磨覆层在整个所述朝前表面上连续延伸。4.如权利要求1所述的涡流测量计，其特征在于：所述非流线形本体还包括从所述朝前表面向下游延伸的凸起，所述朝前表面的宽度比所述凸起的宽度更宽，且所述非流线形本体还包括覆盖所述凸起的至少一部分的耐磨覆层。5.根据权利要求4所述的涡流测量计，其特征在于：所述凸起包括分流器。6.根据权利要求4所述的涡流测量计，其特征在于：所述凸起有位于所述朝前表面的后面的侧部，所述耐磨覆层覆盖所述凸起的各侧部的至少一部分。7.根据权利要求4所述的涡流测量计，其特征在于：所述凸起具有尾端，所述尾端有向内渐缩的侧部，且所述耐磨覆层覆盖所述向内渐缩的侧部的至少一部分。8.根据权利要求4所述的涡流测量计，其特征在于：所述非流线形本体具有T形截面形状。9.根据权利要求1所述的涡流测量计，其特征在于：所述流管有内表面，所述内表面的至少一部分的硬度超过用于制造所述流管的基材的硬度，以便保护所述流管的内表面而防止与涡旋相关的磨损。10.根据权利要求1所述的涡流测量计，其特征在于：所述非流线形本体的朝前表面由相对较软的材料来制造，而所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·洛佩拉，W·A·德赛特，
申请(专利权)人：施耐德电子系统美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US