带有蒸汽渗透传感器的磁流量计的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及磁流量计，并且特别涉及磁流量计中的蒸汽渗透。
【背景技术】
[0002]通常，电磁流量测量技术可应用于水基流体、离子溶液和其他导电液体流。具体的用途包括水处理设施、高纯度医药制造、卫生食品和饮料生产以及包括有害和腐蚀性过程流量的化学处理。磁流量计还用于包括利用磨蚀和腐蚀性泥浆的水力压裂技术(hydraulicfracturing technique)的碳氢*化合物燃料行业，以及其他的碳氣化合物提取和处理方法。
[0003]磁流量计(或者磁流量表)通过法拉第感应(电磁效应)测量流量。所述磁流量表给线圈通电以便在管道部分上产生磁场，并且所述磁场在所述过程流上感应出电动势(EMF)，使用延伸穿过管道部分且进入接触过程流量的一对电极或经由电容耦合测量由此导致的电位差(或电压)。流速与感应出的EMF成正比，并且体积流量(flow rate)与流速(flow velocity)和流动面积成正比。
[0004]线圈和电极可以位于密闭地密封的磁性元件隔室中，以防止电子设备的损坏。然而，非导电的内衬衬在管道部分中，并且内衬的渗透可能发生。如果渗透发生，蒸汽可能在磁性元件隔室中聚集，增加隔室中的相对湿度。当该相对湿度达到100%时，水滴将会形成，并且由于湿气使诸如电极或线圈的电子设备短路，所以可能导致磁流量计失效。磁流量计的失效通常不能引起人的注意，直到发生短路并且需要更换流量计。
【发明内容】
[0005]磁流量计包括:具有非导电内衬的管道，场线圈邻近该管道并且被配置为在流过该管道的流体上产生磁场，第一电极位于穿过该管道并且进入该内衬的第一隧道中，并且第二电极位于穿过该管道并且进入该内衬的第二隧道中，电极被配置为检测由流经该管道的流体上的磁场感应出的电压。该流量计还包括密封的隔室，该隔室与该管道连接并且封闭该场线圈、该第一电极或该第二电极。该流量计进一步包括在该密封的隔室中的蒸汽传感器以及具有变送器电路的电子元件隔室，该蒸汽传感器被配置为检测该隔室中的相对湿度，该变送器电路与该场线圈、该第一电极、该第二电极和该蒸汽传感器连接。
[0006]包括检测通过磁流量计的管道的流体的流量以及使用蒸汽传感器检测密封的隔室中的相对湿度的方法，该密封的隔室被连接至该管道，并且封闭场线圈、第一电极或第二电极中的至少一个，该方法还包括产生代表通过该管道的流体的流量的第一输出和基于由蒸汽传感器检测的相对湿度的第二输出，该第二输出将该密封的隔室中的蒸汽渗透警告给用户。
【附图说明】
[0007]图1是磁流量计的透视图。
[0008]图2是图1的磁流量计沿图1中的线2-2的剖视图。
[0009]图3是图1的磁流量计的示意图。
[0010]图4是磁流量计的透视剖视图。
[0011 ]图5是图4中的磁流量计的主视图。
[0012]图6是图5的磁流量计的示意图。
【具体实施方式】
[0013]本申请的磁流量计包括用于在流量计失效之前检测蒸汽渗透的蒸汽传感器，该磁流量计包括带有具有被非导电材料制成的内衬覆盖的内表面的管道的管道部分或流量管，该蒸汽传感器检测随着水或流体蒸汽通过该非导电内衬渗透进入包含线圈或电极或同时包含两者的密封的隔室而聚集的湿气，该蒸汽传感器可以检测该密封的隔室中的相对湿度的变化，该蒸汽传感器与磁流量计的电子元件隔室中的变送器电路连接，当该蒸汽传感器检测到相对湿度的预定变化时，该变送器电路可以产生输出以将渗透警告给用户。因为在由于短路而导致的流量计失效之前将渗透警告给用户，所以这样是有利的。用户可以使用相对湿度数据来估计失效的时间并且可以在失效之前更换流量计。
[0014]图1是磁流量计10的透视图，图2是图1中的磁流量计10沿线2-2的剖视图。磁流量计10包括管道12、磁性元件隔室14和电子元件隔室16。管道12和磁性元件隔室14形成磁流量计10的流量管，管道12的内表面衬有内衬18，磁性元件隔室14围绕管道12并且封闭带有电极22的隧道20、场线圈24和蒸汽传感器26。在示出的实施例中，磁流量计10包括两个隧道20、两个电极22以及两个场线圈24。密闭的密封件28在磁性元件隔室14和电子元件隔室16之间提供主要的密封，密闭的密封件28可以由玻璃或任何其它合适的材料制成。密封件30在磁性元件隔室14和电子元件隔室16之间提供次要的密封，密封件30可以由橡胶或其它任何合适的材料制成。
[0015]管道12可以由诸如不锈钢的导电材料制成。内衬18由诸如聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE)、或绝缘橡胶材料的非导电材料制成，以防止在流经管道12的流体上感应出的电压中产生短路。内衬18可以被胶合、压、注射成型或旋转模塑成型到管道12的内壁。在其它实施例中，内衬18可以通过将材料注入进管道12中并且允许该材料硬化而形成。隧道20是打孔穿过管道12并且进入管道12的相对侧的内衬18中的孔。电极22放置在隧道20中，并且嵌进内衬18中，以使得电极22靠着内衬18被密封，并且可以直接与流经管道12的流体电接触。隧道20提供围绕电极22的间隙，防止电极22接触管道12且产生短路。场线圈24互相相对地定位在管道12的外侧(如图2所示，通常在管道12的上面和下面)。蒸汽传感器26可以定位在磁性元件隔室14中的任何位置，优选定位在具有较低温度的位置，例如磁性元件隔室14的顶部部分(如图2所示)。
[0016]磁流量计10测量流经管道12的导电流体的流速以及磁性元件隔室14中的蒸汽渗透。当导电流体流经管道12时，场线圈24在流体上产生时变磁场。流经管道12的流体用作移动导体，所述移动导体在流体中感应出电压。电极22与流体直接电接触，并且因此检测呈现在流体中的电压。电极22检测的电压可以用来计算流经管道12的流体的流量。
[0017]流经管道12的流体可以是腐蚀性的且热的，高温且腐蚀性的流体能促进通过内衬18的蒸汽渗透，水蒸汽分子穿过内衬18并且进入磁性元件隔室14的隧道20中。如上所述，磁性元件隔室是封闭地密封的；因此，水蒸汽分子在磁性元件隔室14中聚集，并且导致磁性元件隔室14中的相对湿度增加。一旦该相对湿度达到100%，水滴将会在磁性元件隔室14中形成，该水滴可能使磁性元件隔室14中的包括电极22和场线圈24的电子设备短路，例如，水滴将会形成在隧道20中，在电极22和管道12之间，并且引起短路。
[0018]因为磁流量计10包括磁性元件隔室14中的蒸汽传感器26，所以磁流量计10是有利的。蒸汽传感器26可以是相对湿度探针或传感器,例如微机电系统(MEMS)芯片。蒸汽传感器26可以检测磁性元件隔室14中的蒸汽聚集，例如相对湿度。该相对湿度的测量可以用来将磁性元件隔室14中的蒸汽渗透警告给用户，这样允许用户在短路发生且导致磁流量计10失去功能之前更换磁流量计10。
[0019]图3是磁流量计10的示意图。磁流量计10包括管道12、磁性元件隔室14和电子元件隔室16，磁性元件隔室14封闭电极22、场线圈24和蒸汽传感器26。电子元件隔室16包括变送器电路32。电极22、场线圈24和蒸汽传感器26被连接至变送器电路32。
[0020]变送器电路32包括线圈驱动器，该线圈驱动器提供能量给场线圈24，以用于场线圈24在流过管道12的流体上产生磁场。变送器电路32还包括信号处理器、数字处理器和通信接口。该数字处理器测量电极22之间的电压(电势差)，并且将该电压转换成代表电极电压的数字信号。该数字信号可以被数字处理器处理，并且该数字处理器提供流量测量值给通信接口，该通信接口将该值传送至监测或控制系统，该通信接口可以通过有线连接或无线连接传送该值。
[0021]变送器电路32还从蒸汽传感器26中接收相对湿度测量值。信号处理器产生蒸汽传感器26检测的相对湿度测量值，并且将该测量值转化为数字信号，数字处理器可以处理该信号，并且将诸如磁性元件隔室14中的相对湿度的百分比的相对湿度测量值供给至通信接口，该通信接口将该测量值传送给读出或控制系统。因此，通信接口可以将磁性元件隔室14中的蒸汽渗透警告给用户。此外，当磁性元件隔室14中的蒸汽传感器26检测到相对湿度的阈值水平时，通信接口可以警告用户更换磁流量计10。例如，当相对湿度发生20%的变化时，或者当绝对的相对湿度达到诸如80%的水平时，通信接口可以警告用户。
[0022]图4是磁流量计40的透视剖视图，图5是磁流量计40的主视剖视