CN203084004U - 具有水滴形减阻的***型介质流速传感器 - Google Patents

Abstract

具有水滴形减阻的***型介质流速传感器，它涉及一种***型皮托管，以解决***型皮托管采用圆柱形探测杆，管道内易产生涡流，使流场紊乱、干扰流体差压信号的提取、增加流体输运阻力的问题。接管与减阻测杆通过法兰连接，上杆段、中杆段、下杆段和锥形段的横截面均为水滴形，减阻测杆和接管的中心沿长度方向设有管孔，前端圆形凸缘设置在总压取压孔的外侧周边，后端圆形凸缘设置在静压取压孔的外侧周边，总压传导管、静压传导管和温度传感器通管均安装在管孔中，总压传导管、静压传导管和温度传感器通管的上端设置在管孔外面且呈“ψ”形设置，光纤光栅温度传感器设置在温度传感器通管中且位于温度传感器通管的下端。本实用新型用于测量管道流量。

Description

具有水滴形减阻的***型介质流速传感器

技术领域

本实用新型涉及一种***型皮托管，具体涉及一种具有水滴形减阻的***型介质流速传感器。 

背景技术

由于皮托管流速传感器具有结构简单、易于加工、安装方便、成本低廉等优势，在石化、冶金、电力、轻工等领域有广泛的应用前景。流量传感器的结构也由早期的L型、S型发展到最新的直线测杆型，逐渐成为流量测量重要传感器。 

现有的***型皮托管大多采用圆柱形探测杆，圆柱形探测杆加工和安装均较容易，圆柱型的结构在流体力学中不是最优的低阻结构，圆柱型的探测杆会产生涡流，使流场紊乱，增加流体输运阻力，甚至影响取压端口的总压和静压的分布。 

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的***型皮托管采用圆柱形探测杆，导致管道内产生涡流，使流场紊乱、干扰流体差压信号的提取、增加流体输运阻力、影响取压端口的总压和静压分布的问题，提供一种具有水滴形减阻的***型介质流速传感器。 

本实用新型包括减阻测杆、接管、总压传导管、静压传导管、温度传感器通管、前端圆形凸缘、后端圆形凸缘和光纤光栅温度传感器，所述减阻测杆由上至下依次为上法兰、上杆段、中杆段、下杆段和锥形段，接管的下端设有下法兰，接管设置在减阻测杆的上端，且上法兰与下法兰采用连接元件连接，上杆段、中杆段、下杆段和锥形段的横截面均为水滴形，减阻测杆和接管的中心沿长度方向设有管孔，管孔对应的上法兰为法兰段导管孔，管孔对应的上杆段为上导管孔，管孔对应的中杆段为中导管孔，管孔对应的下杆段为下导管孔，管孔对应的锥形段为传感器孔，下杆段的下部设有与下导管孔垂直的取压孔，下杆段前端的取压孔为总压取压孔，下杆段后端的取压孔为静压取压孔，前端圆形凸缘设置在总压取压孔的外侧周边，后端圆形凸缘设置在静压取压孔的外侧周边，总压传导管、静压传导管和温度传感器通管均安装在管孔中，且总压传导管的下端从总压取压孔穿出，静压传导管的下端从静压取压孔穿出，温度传感器通管的下端穿过传感器孔，总压传导管、静压传导管和温度传感器通管的上端设置在管孔的外面且呈“ψ”形设置，光纤光栅温度传感器设置在温度传感器通管中且位于温度传感器通管的下端。 

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果： 

一、本实用新型采用水滴形减阻测杆，相比圆柱形测杆对流动介质的阻力要小；因此，水滴形减阻测杆可减少测杆的紊流，降低流场阻力和压力干扰，降低介质输运能耗。将总压取压孔的外端设置前端圆形凸缘、静压取压孔的外端设置后端圆形凸缘，使得总压取压孔和静压取压孔的端口不受非对称界面和曲面的压力噪声干扰；有效的屏蔽平均压力干扰总压的测量，使得取压通道有效传递管道中心点的压力分布，并使压差更接近于真实流场状态。 

二、本实用新型可以减少静压孔受测杆涡流的影响，即减少流场噪声对压力信号的扰动。 

三、将减阻测杆的下端设计成锥形段，锥形段延长了流体与光纤光栅温度传感器的热交换时间，使光纤光栅温度传感器和流体充分接触，有效地进行热交换，使得温度测量的结果更精确。 

四、在总压传导管和静压传导管之间布置小巧的光纤光栅温度传感器，使变送器的多参量转换得以实现，有利于管道中心温度补偿信号的精确提取。 

五、本实用新型传感器的温度分辨率为0.1℃，传感器的温度范围为：-50℃～300℃。 

六、本实用新型安装方便、精确度高，适合于各种尺寸的管道，高性能的温度传感器使本实用新型还适于传统的方法难以适应的高温流体测量。 

附图说明

图1是本实用新型的主视图，图2是图1的A-A剖视图，图3是图2的B-B剖视图，图4是图2的C-C剖视图，图5是本实用新型的使用状态图(图中标记10为工件)。 

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式包括减阻测杆1、接管3、总压传导管4、静压传导管5、温度传感器通管6、前端圆形凸缘7、后端圆形凸缘8和光纤光栅温度传感器9，所述减阻测杆1由上至下依次为上法兰1-1、上杆段1-2、中杆段1-3、下杆段1-4和锥形段1-5，接管3的下端设有下法兰3-1，接管3设置在减阻测杆1的上端，且上法兰1-1与下法兰3-1采用连接元件连接，上杆段1-2、中杆段1-3、下杆段1-4和锥形段1-5的横截面均为水滴形，可根据实际的结构强度要求调整减阻测杆1的截面粗细和减阻测杆1的管壁尺寸，水滴形截面可以有效减少减阻测杆1对管道流体的阻力，减阻测杆1和接管3的中心沿长度方向设有管孔2，管孔2对应的上法兰1-1为法兰段导管孔2-1，管孔2对应的上杆段1-2为上导管孔2-2，管孔2对应的中杆段1-3为中导管孔2-3，管孔2对应的下杆段1-4为下导管孔2-4，管孔2对应的锥形段1-5为传感器 孔2-5，下杆段1-4的下部设有与下导管孔2-4垂直的取压孔，下杆段1-4前端(即水滴形前端)的取压孔为总压取压孔1-4-1，下杆段1-4后端(即水滴形后端)的取压孔为静压取压孔1-4-2，前端圆形凸缘7设置在总压取压孔1-4-1的外侧周边，后端圆形凸缘8设置在静压取压孔1-4-2的外侧周边，圆形凸缘的外壁与减阻测杆1的外壁连接处为弧形的过渡，弧形的过渡可减少流体的紊乱。总压传导管4、静压传导管5和温度传感器通管6均安装在管孔2中，且总压传导管4的下端从总压取压孔1-4-1穿出，静压传导管5的下端从静压取压孔1-4-2穿出，温度传感器通管6的下端穿过传感器孔2-5，总压传导管4、静压传导管5和温度传感器通管6的上端设置在管孔2的外面且呈“ψ”形设置，光纤光栅温度传感器9设置在温度传感器通管6中且位于温度传感器通管6的下端。水滴形测杆可采用压铸、冲压等方法加工制作。 

具体实施方式二：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的下杆段1-4的横截面面积小于上杆段1-2的横截面面积，中杆段1-3的上端横截面面积与上杆段1-2的横截面面积相等，中杆段1-3的下端横截面面积与下杆段1-4的上端横截面面积相等。在测杆长度比较短，对结构强度要求较低的情况下，可1-2、1-3、1-4段的横截面尺寸可保持一致。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。 

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的总压传导管4与静压传导管5在中杆段1-3中为相切设置。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。 

本实用新型的工作原理：测量前，先将总压传导管4、静压传导管5和温度传感器通管6的输出端与阀组11连接，阀组11与差压变送器12连接，差压变送器12为压力、差压集成一体化变送器，差压变送器12与流量积算仪13连接，流量积算仪13与监控计算机14连接，光纤光栅温度传感器9输出总压信号、静压信号及管道中心光纤光栅温度信号，通过差压变送器12进行参量变换，变送器输出光纤信号和4～20mA信号至积算仪13进行流量积算和校正，瞬时流量、累积流量、温度、压力、差压等信号由计算机14进行显示，还可对测杆取压通道堵塞等异常信号进行预警。 

Claims (3)

1.一种具有水滴形减阻的***型介质流速传感器，所述传感器包括减阻测杆(1)、接管(3)、总压传导管(4)、静压传导管(5)、温度传感器通管(6)、前端圆形凸缘(7)、后端圆形凸缘(8)和光纤光栅温度传感器(9)，其特征在于：所述减阻测杆(1)由上至下依次为上法兰(1-1)、上杆段(1-2)、中杆段(1-3)、下杆段(1-4)和锥形段(1-5)，接管(3)的下端设有下法兰(3-1)，接管(3)设置在减阻测杆(1)的上端，且上法兰(1-1)与下法兰(3-1)采用连接元件连接，上杆段(1-2)、中杆段(1-3)、下杆段(1-4)和锥形段(1-5)的横截面均为水滴形，减阻测杆(1)和接管(3)的中心沿长度方向设有管孔(2)，管孔(2)对应的上法兰(1-1)为法兰段导管孔(2-1)，管孔(2)对应的上杆段(1-2)为上导管孔(2-2)，管孔(2)对应的中杆段(1-3)为中导管孔(2-3)，管孔(2)对应的下杆段(1-4)为下导管孔(2-4)，管孔(2)对应的锥形段(1-5)为传感器孔(2-5)，下杆段(1-4)的下部设有与下导管孔(2-4)垂直的取压孔，下杆段(1-4)前端的取压孔为总压取压孔(1-4-1)，下杆段(1-4)后端的取压孔为静压取压孔(1-4-2)，前端圆形凸缘(7设置在总压取压孔(1-4-1)的外侧周边，后端圆形凸缘(8)设置在静压取压孔(1-4-2)的外侧周边，总压传导管(4)、静压传导管(5)和温度传感器通管(6)均安装在管孔(2)中，且总压传导管(4)的下端从总压取压孔(1-4-1)穿出，静压传导管(5)的下端从静压取压孔(1-4-2)穿出，温度传感器通管(6)的下端穿过传感器孔(2-5)，总压传导管(4)、静压传导管(5)和温度传感器通管(6)的上端设置在管孔(2)的外面且呈“ψ”形设置，光纤光栅温度传感器(9)设置在温度传感器通管(6)中且位于温度传感器通管(6)的下端。

2.根据权利要求1所述具有水滴形减阻的***型介质流速传感器，其特征在于：所述下杆段(1-4)的横截面面积小于上杆段(1-2)的横截面面积，中杆段(1-3)的上端横截面面积与上杆段(1-2)的横截面面积相等，中杆段(1-3)的下端横截面面积与下杆段(1-4)的上端横截面面积相等。

3.根据权利要求1或2所述具有水滴形减阻的***型介质流速传感器，其特征在于：所述总压传导管(4)与静压传导管(5)在中杆段(1-3)中为相切设置。

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