CN101124426A - 用于测量管道等中的状态的传感器或探测器的构造或设置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传感器或者探测器(11)的构造或者设置，其用于测量管道(1，2)、罐或者管状容器中的如压力、温度或者腐蚀的物理或者化学状态，在管道、罐或者管段之间设有如法兰连接件(3，4)的连接件。所述传感器或者探测器(11)与如环状垫圈(8)的垫圈结合设置，该垫圈被用作管道(1，2)、罐或者管段之间的密封件。探测器或者传感器元件设置在环状垫圈面向管道内侧的内表面上，转换来自探测器或者传感器元件(11)的信号的电导体(16)位于钻孔(14)中，该电导体(16)从传感器或者探测器延伸通过垫圈(8)到达垫圈的外部。

Description

用于测量管道等中的状态的传感器或探测器的构造或设置
技术领域
本发明涉及一种用于测量管道、罐或者管状容器中的物理或化学状态(如压力、温度或腐蚀)的传感器或者探测器的构造或设置，在管道、罐或者制成管道、罐或容器的管段中设有连接件，如法兰连接件。
背景技术
上述类型的传感器和探测器一般应用于加工工业中，以便对流体流动或加工的状态进行探测、监视并控制。这种探测器或者传感器通常是***的，因为它们设置在单独的测量头上，所述测量头延伸穿过管道、罐或容器的壁中的孔或钻孔，并通过螺纹或焊接接合的方式附接在其上。这种公知的方法有一个主要的缺点就是，由于在设置传感器或探测器的壁上开了孔(孔代表壁中的弱化点)，从而减小了壁的强度。此外，任何焊接接合都会减小壁中材料的强度。***的探测器或传感器形成附加的渗漏源，且其生产和安装是较昂贵的。
DE A1 198 06 440公开并描述了一种用于测量通过管道的流体量的通流测量装置(孔板)，该测量装置以具有压力表的孔板流量计的形式设置在单独的环元件上，该环元件具有与管道对应的直径，并且被设置成在法兰之间附接到管道上，在环元件和管道之间具有单独的垫圈元件。因为需要制造单独的环以保持测量装置和压力表，所以这种公知的方案较为昂贵。
发明内容
本发明提供了一种用于探测器或者传感器的构造或设置的技术方案，该探测器或者传感器优选利用管道、罐或制成管道、罐或容器的管段中的连接件(如法兰连接件)中已有的填密环或者垫圈。
本发明的特征在于，所述传感器或者探测器与垫圈或者填密环结合设置，所述垫圈或者填密环被用作管道、罐或者管段之间的密封件，从而如果所述环面向管道、罐或者管段的内部，则探测器或者传感器元件设置在内表面上，并且从而转换来自探测器或者传感器元件的信号的电连接件被设置于钻孔内，所述电连接件从传感器或者探测器延伸穿过垫圈或者填密环直至环的外部，如所附独立权利要求1中所限定。
本发明的优选实施方式在所附从属权利要求2-6中限定。
附图说明
下面以示例的方式并参考附图进一步详细描述本发明，其中：
附图1表示具有环状垫圈的管道法兰连接件的横截面图，根据本发明所提供的传感器设置于该环状垫圈中；
附图2表示同一法兰连接件左侧的横截面放大图；
附图3表示垫圈的放大图，其具有附图1和附图2中所示的传感器，a)为从垫圈的内侧(内部的壁)看，b)为其横截面；
附图4表示传感器的可选择的实施例，a)为从垫圈的内侧(内部的壁)看，b)为其横截面；
附图5-7表示应用本发明的传感器的不同类型的法兰；
附图8表示应用本发明的传感器的另一个类型的管道连接件。
具体实施方式
附图1和附图2所示为以上所述的两个管道端部1和2之间的法兰连接件。法兰3、4通过螺栓5和螺母6紧密地保持在一起，螺栓5和螺母6被设置在法兰中的通孔7内。环状垫圈8在法兰之间设置在相应的法兰3和4中的槽9和10内，以在两个法兰之间获得紧密的密封。本申请的主要的发明特征是垫圈8内的传感器11的构造和设置。传感器可以是测量压力、温度、由于传感器元件的腐蚀或侵蚀而导致的导电性或电阻性的变化的任意类型的传感器元件。
附图3a)和b)表示具有如附图1和2中所示的传感器的垫圈8的放大比例的图，其中a)为从垫圈的内侧(内部的壁)看，b)为其横截面。图中所示的传感器元件8为双侧膜片压力元件，其在垫圈面向内的壁上设置于垫圈内部的纵向凹口12中，且V形(双侧)膜片元件的双侧之间的中空空间中被填满了油或者其他合适的流体。传感器元件15(合适的为压电晶体式)设置于凹口12的底侧，与该传感器元件15相连的电导体16设置在钻孔14中，钻孔14延伸穿过垫圈8。电导体和钻孔之间的空间由玻璃绝缘体或其他适当的材料进行密封。
参见附图1-3中，所示传感器以下述方式工作：管道1、2内部的压力作用于V形膜片11上，膜片内侧流体的压力增大并作用于传感器元件15上，传感器元件15接着产生电信号，该电信号经由电导体16传导至传感测量装置(图中未示)。由于具有较大的膜片面积，V形双侧膜片是十分灵敏的。在这种连接中，应当注意到膜片能够围绕垫圈一直伸展360度，以进一步增加压力灵敏性。
附图4所示为可选择的传感器的另一个实施例，其中，与传感器的设计和功能相关的特征与之前附图所示的相同，但是，其中传感器元件15直接结合在垫圈8的壁内，膜片18是扁平的且设置在垫圈的内壁上。由于膜片具有的刚性和由膜片所覆盖的凹12的长侧之间的较短距离，与之前所述的V形膜片相比，这种方案具有较小的压力灵敏性。
上述膜片的材料可选用任何适当的材料制成，如Inconel625或者AISI 316，但是根据传感器所应用的环境，也可以使用其他材料，如硅橡胶。
如同权利要求中所限定的，本发明不仅仅能应用于前述的RTJ法兰，也可以用于其他类型的法兰以及接头，如附图5所示的精小法兰、附图6所示的RF法兰、以及附图7所示的机械接头。
本发明也可用于其他类型的管路连接件中，如附图8所示的座接头。从传感器元件15引出的电导体16在本实施例中设置在纵向凹口19中，该凹口19在管道端部1上的外螺纹20内。
事实上，本发明可用于任何类型的管路连接件中，其中在主连接件的管道端部之间应用或可以应用垫圈，并且能使得电导体可以由传感器引导或者设置至连接件外部。然而，其先决条件是，垫圈必须采用适当的材料制作，以使得传感器能够设置于其中或其内。

Claims (6)

1.一种传感器或者探测器(11)的构造或者设置，其用于测量管道(1，2)、罐或者管状容器中的如压力、温度或者腐蚀的物理或者化学状态，在管道、罐或者管段之间设有如法兰连接件(3，4)的连接件，其特征在于：
所述传感器或者探测器(11)与如环状垫圈(8)的垫圈结合设置，该垫圈被用作管道(1，2)、罐或者管段之间的密封件，从而探测器或者传感器元件与环状垫圈面向管道内侧的内表面结合设置，转换来自探测器或者传感器元件(11)的信号的电导体(16)设置在钻孔(14)中，所述电导体(16)从传感器或者探测器延伸通过垫圈(8)到达垫圈的外部。
2.根据权利要求1所述的构造，其特征在于，所述探测器或者传感器(11)设置在环状垫圈(8)的内壁中的槽或者凹口(12)中。
3.根据权利要求1和2所述的构造，其中所述探测器或者传感器用于测量压力，其特征在于，所述传感器元件是设置在凹口(12)中的电容或者压阻元件，所述凹口填满流体，从而所述凹口由膜片(13，18)密封覆盖。
4.根据权利要求3所述的构造，其特征在于，所述膜片为双侧V形膜片(13)。
5.根据权利要求3所述的构造，其特征在于，所述膜片(18)为扁平的，且基本上随着环状垫圈(8)的内壁起伏。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的构造，其特征在于，所述膜片被焊接到环状垫圈(8)内壁。
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