差动电容靶式流量传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种差动电容靶式流量传感器，其包括有差动电容探头和靶片，差动电容探头由振动管、陶瓷基体、两个半圆筒极板、引线、引线屏蔽管组成，靶片安装在差动电容探头的振动管尾部。靶片可以通过螺纹连接或焊接固定连接在振动管尾部。该传感器也可设计成管道型靶式流量计或球阀插入型靶式流量计，适应于不同大小口径的管道中各种介质流量的测量。本实用新型专利技术结构简单，易加工和批量生产，安装和施工简便，其可靠性高，性能好，测量精度高，适用流量测量广泛，温度范围宽，抗振动干扰，测量流量范围宽，特别适用于大型管道中低流速及脏污介质的流量测量。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量管道内流体流量的检测传感器，具体地说是一 种差动电容靶式流量传感器。
技术介绍
我们知道，流量的测量在工业生产和科学研究试验中应用极为广泛，如测量液体、气体、蒸汽等各种流动介质。涡街流量计是70年代发展起来的振 荡型速度式流量计，它的出现立即引国内外流量行业和流量专家的极大关注， 发展十分迅速。该类仪表具有结构简单，无可动部件，压损小，流速与介质 的密度、温度无关，测量精度较高等特点。该流量计采用了涡街(即卡门) 原理。其中的核心装置差动电容检测器由振动管、陶瓷基体、两个半圆筒极 板、引线屏蔽管、引线组成。由两个半圆筒极板分别与振动管构成电容Cl 和C2，两个半圆筒极板称为固定电极，振动管为动电极(接地)。在漩涡作 用力下振动管随流速形成的漩涡频率摆动，C1和C2交替发生变化。由于卡 门涡街原理受到流体的雷诺数的限制不能测量较小的流量，也不能测量粘度 较大的流体，故不能充分发挥差动电容检测器灵敏度高的优势。靶式流量计是近10多年发展起来的受力型的流量计，它主要由靶片、连 杆、测量管组成。靶片固定在连杆上，连杆受力后使圆筒发生应力变形，使 应变电阻桥的电阻值发生变化，造成电桥不平衡输出电流信号，该信号与流 体的作用力F及流量符合下述关系式即F^Cd，A. p *V2/2，式中F:挡体上受的力，p:流体的密度，Cd:阻力系数，V:流体的流速，A:挡体 受力面积。利用流体作用力原理的靶式流量计，目前采用的是应变电阻桥或 其它形式的压力传感器，它们都是安装在表体的外侧，结构复杂。作为测量 元件，由于应变电阻是粘帖在金属筒的管壁上，其电阻片长时间使用或冷热 膨胀易使电阻片脱落，其可靠性较差，温度范围窄，不适应高温介质的测量。 在大管道插入式的应用中，由于插入杆较长较细，流体冲击造成的不稳定较 为严重，大管道测量受到限制，且脏污介质影响灵敏度较为严重，故不能发至今为止，长期以来工业管道中特别是大型管道中低流速及脏污介质的 流量测量未能有适用的流量计，生产和管理人员常常为此一筹莫展。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供结构 合理、组合简单，安装和施工简便、可靠性高，测量精度高的差动电容耙式 流量传感器。本技术解决上述技术问题采用的技术方案是 一种差动电容耙式流 量传感器，其包括有差动电容探头和靶片，差动电容探头由振动管、陶瓷基 体、两个半圆筒极板、引线、引线屏蔽管组成，其特征在于耙片安装在差 动电容探头的振动管尾部。本技术所说的靶片可以通过螺纹连接或焊接固定连接在振动管尾部。本技术由于采用差动电容探头和靶片可靠组合，对照现有技术，当 流体流过靶片时，其流体的作用力作用在悬挂在表体中心位置的挡体即靶片 上，使差动电容探头发生位移，位移使得探头振动管部位的差动电容C1和C2 发生差值变化，流速越大，流体作用在靶片的力也越大，发生位移越大，差 动电容的差值变化也越大，反之则变小，从而达到测量流量之目的。由于差 动电容传感器和靶片直接近距离组合在一起，将两者的优势发挥出来，由此 在相同流速的情况下，本技术可测小流量，比传统靶式流量计小的多， 灵敏高的多，温度范围更宽。本技术结构简单，易加工和批量生产，安 装和施工简便。其可靠性高，性能好，测量精度高，适用流量测量广泛，特 别适用于大型管道中低流速及脏污介质的流量测量。以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。 图l是本技术的结构示意图。 图2是本技术法兰管道式组合结构示意图。 图3是本技术管道插入式安装的一种结构示意图。图中l.差动电容探头，2.陶瓷基体，3.振动管，4.靶片，5.半圆筒极板，6.引线屏蔽管，7.引线，8.管道表体，9.屏蔽罩，IO.放大器，ll.丝杠，12.法兰短管，13.管道，14.球阀，15.定位手柄。具体实施方式从图l中可以看出，本技术一种差动电容靶式流量传感器，其包括 有差动电容探头(或称检测器)l和耙片4。差动电容探头l由振动管3、陶 瓷基体2、两个半圆筒极板5、引线7、引线屏蔽管6组成。差动电容探头l 中的两半圆筒极板5是附着在绝缘性能极好而膨胀系数极小的陶瓷基体2上， 故电气性能稳定可靠，可以工作在100(TC以下条件使用。电容的大小与极板 的面积成正比，与极板间的距离成反比，当极板制造成型的面积被确定不变 时，很显然极板间的距离变化是电容量的主要因素。信号灵敏度可以通过制 造使极板的间距适度减小就可达到提高信号灵敏度的目的，故可测较小流量。 差动电容探头l的具体组成结构、及其各部件作用和现有技术相同，不在赘 述。靶片4的具体结构也和现有技术相同。本技术的特点是靶片4安装在差动电容探头1的振动管3尾部。所 说的靶片4可以通过螺纹连接在振动管3尾部，也可以是焊接固定连接在振 动管3尾部。当流体流过靶片4时，其流体的作用力F作用在悬挂在表体中 心位置的挡体即靶片4时，使差动电容探头1发生位移，位移使得探头振动 管部位的差动电容Cl和C2发生差值变化，流速越大，流体作用在靶片4的 力F也越大，发生位移越大，差动电容的差值变化也越大，反之则变小，从 而达到测量流量之目的。另外，通过改变耙片4的受力面积也可获得较大作 用力，信号灵敏度进一步得到改善。由于差动电容探头1和靶片4直接近距 离组合在一起，将两者的优势发挥出来，由此在相同流速的情况下，本实用 新型可测小流量，比传统耙式流量计小的多，灵敏高的多，温度范围更宽。图2是本技术法兰管道式组合结构示意图，组成一差动电容靶式流量 计。其由管道表体8，差动电容探头(或称检测器)1，靶片4，屏蔽罩9，放 大器10组成。靶片4安装在差动电容探头1的振动管尾部，二者组合安装在管 道表体8内。当流体流过靶片4时，其流体的作用力F作用在悬挂在表体中心位 置的挡体即靶片4时，使差动电容探头l发生位移，位移使得探头振动管部位的差动电容C1和C2发生差值变化，流速越大，流体作用在靶片4的力F也越大， 发生位移越大，差动电容的差值变化也越大，反之则变小，从而达到测量流 量之目的。该电信号经放大器10处理后显示流量值并输出标准信号供上位机 实现记录、控制等。图3是本技术管道插入式安装的一种结构示意图，是一种球阀插入型 靶式流量计，它适应大口径管道中测量应用。在不停流的情况下可在线开孔 安装，可不停流检修维护，无压损，节能源。它包括有放大器IO、定位手柄 15、球阀14、法兰短管12、丝杠ll、差动电容探头l、靶片4。差动电容探头l 固定在丝杠ll上。本技术通过丝杠ll、法兰短管12、球阀14、定位手柄 15等插入安装在管道13内。该流量计可在不停流的情况下，更换和维护传感 器，压力损失几乎忽略不计，节能效果十分显著，仅一台中等规格的大口径 流量计一年节约电能可达数万元，其安装简单，运输成本和维护成本节省费 用也达数万元。本技术不管是在大型流量管道上应用还是满管型较小口径上应用， 其可靠性高，性能好，测量精度高，适用流量测量广泛，几乎综合了大多数 流量计的优点。本技术结构简单，易加工和批量生产，安装和施工简便， 特别适用于大型管道中低流速及脏污介质的流量测量。权利要求1.一种差动电容靶式流量传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种差动电容靶式流量传感器，其包括有差动电容探头和靶片，其特征在于：靶片安装在差动电容探头的振动管尾部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚贤卿，蒋生健，徐才厚，姚云，
申请(专利权)人：姚贤卿，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]