一种电磁差压式质量流量计的制作方法

1.本实用新型涉及流量计的技术领域，特别是涉及一种电磁差压式质量流量计。


背景技术：

2.流体种类众多、物性各异，现场工艺参数多样、多变，如温度、压力、组分随时变化的导电流体等。针对流体的这些特点，仪表制造商开发出多种质量流量计，适应不同场合、介质的计量需求，但是其适用范围均存在一定的局限性。如上所述电磁流量计、差压式流量计测量质量流量，必须预先设置流体操作密度或配置密度测量仪表测量密度，从而实现质量流量的实时准确测量，结构组成复杂，安装、调试工作量大、繁琐；科氏力质量流量计基于其测量原理，不适用于大口径质量流量，且购置成本高昂，目前为止，市场上基本为国外品牌，国产化率极低。同时现场经常出现大管道小流量工况，使用同管道规格电磁流量计，由于管道流体流速很低，流量信号及其微弱，造成仪表测量准确度严重下降，甚至出现虚假信号。
3.基于国内市场现状，同时随着社会对于能源的计量、管控越来越重视和严格，市场上急需一种结构简化、测量准确度高、一体化集成设计、安装操作简便、性价比高的质量流量计，满足用户流体质量流量的精确测量。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电磁差压式质量流量计，解决了上述背景技术所提出的问题。
5.本实用新型的一种电磁差压式质量流量计，包括传感器以及安装在传感器上的上游取压管、下游取压管以及支撑架，两个取压管通过差压信号采集处理单元与转换器连接，其特点是：所述传感器包括上游文丘里管段和下游文丘里管段，两者间设置有电磁流量传感器，均通过紧固件和密封垫片连接。
6.优选的，所述上游取压管位置位于上游文丘里管段圆筒段；所述下游取压管位置位于上游文丘里管喉部。
7.优选的，所述差压信号采集处理单元包括由上至下依次连接的差压变送器、三阀组和转换接头，所述差压变送器与转换器连接；所述转换接头分别与上游取压管、下游取压管连接。
8.本实用新型的有益效果为：为适应社会对于能源计量管控越来越严格重视的趋势，提供一种电磁差压式质量流量计，满足流体质量流量的准确测量，尤其适用于温度压力不稳定、组分经常变化导致流体密度变化较大的导电流体质量流量的准确测量，无需单独配置密度测量仪表或温度压力补偿装置，即可完成质量流量测量工作，同时实现大管道小流量导电流体质量流量、流体密度、差压、频率等准确测量。仪表测量准确度高、工作稳定可靠、集成化程度高、结构紧凑，可显示、输出多种数据，通讯方便；便于用户进行数据分析、改进工艺，提高生产效率、降低成本，适应能源社会管控要求。
附图说明
9.图1是本实用新型的结构示意图；
10.图2本实用新型中传感器的结构示意图；
11.图3本实用新型中差压信号采集处理单元的结构示意图；
12.图4本实用新型中电磁流量计工作原理介绍示意图；
13.图5本实用新型中差压式流量计(文丘里管型)工作原理介绍示意图；
14.图6本实用新型中电磁差压式质量流量计测量原理介绍示意图。
15.附图中标记：1—传感器、11—上游文丘里管段、12—紧固件、13—密封垫片、14—电磁流量传感器、15—下游文丘里管段、2—上游取压管、3—下游取压管、4—差压信号采集处理单元、41—差压变送器、42—三阀组、43—转换接头、5—转换器、6—支撑架。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
17.如图1至图6所示，本实用新型的一种电磁差压式质量流量计，包括传感器1以及安装在传感器1上的上游取压管2、下游取压管3以及支撑架6，两个取压管通过差压信号采集处理单元4与转换器5连接，其特点是：所述传感器1包括上游文丘里管段11和下游文丘里管段，两者间设置有电磁流量传感器14，均通过紧固件12和密封垫片13连接。
18.优选的，所述上游取压管位置位于上游文丘里管段11圆筒段；所述下游取压管位置位于上游文丘里管喉部。
19.优选的，所述差压信号采集处理单元4包括由上至下依次连接的差压变送器41、三阀组42和转换接头43，所述差压变送器41与转换器5连接；所述转换接头43分别与上游取压管2、下游取压管3连接。
20.使用原理：
21.1、电磁流量计测量原理：
22.根据法拉第电磁感应定律，导体在磁场中运动时切割磁力线，在导体的两端产生感应电动势，如图4所示。电动势的方向由右手定则确定。导电性流体的流动方向、磁场和感应电动势的方向三者互相垂直，其计算式为
23.ue＝κbdυ
24.式中ue—感应电动势；κ—系数；b—磁感应强度；
25.d—测量管内径；υ—流体平均流速
26.电磁流量计工况体积流量方程：
27.换算简化后：qv＝ue/k1
28.qm＝qvρ129.式中qv，qm—分别为工况体积流量和质量流量；f—输出频率；
30.k1—仪表系数；ρ1—操作密度。
31.流体在管道中流通切割磁力线产生的感应电动势与流量大小成正比，感应电动势由检测点击检测，检测信号经放大器放大整形后输入到转换器，经转换器计算得到流体流
量。
32.电磁流量计输出信号不受流体物性和组分变化的影响，仪表系数仅与管道尺寸、磁场强度等有关。但是检测质量流量时，仪表需同时监视体积流量和流体密度，流体物性及组分对流量计量测量结果有直接影响。
33.2、差压式流量计(文丘里管型)测量原理：
34.充满管道的流体流经管道内的节流装置，流束将在节流件(即图示喉部)处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，于是在节流件前后产生了静压力差
△
p(或称差压)。流体的流速越大，在节流件前后产生的差压液越大，所以可通过测量差压来衡量流体流过节流装置时的流量大小，如图5所示。
35.差压式流量计(文丘里管型)的工况体积流量方程：
[0036][0037]
式中qv：工况体积流量；k2：仪表系数,常数项
[0038]
δp：差压值(δp＝p1-p2)；ρ1：操作密度
[0039]
ε：流束膨胀系数(无量纲)流体ε＝1，气体/蒸汽可计算得出
[0040]
由上式可见，操作密度对测量的准确性具有直接影响，必须准确提供或准确测量得出，仪表方可得出准确的质量流量值。
[0041]
3、电磁差压式质量流量计测量原理：
[0042]
流体通过电磁差压式质量流量计传感器同时产生感应电动势信号、差压
△
p,检测感应电动势信号可得出流体工况体积流量，根据差压式流量计(文丘里管型)流量计算公式，可计算得出流体工况体积密度，从而得出流体的质量流量，如图6所示。
[0043][0044]
qm＝qv·
ρ1[0045]
传感器单元1中上游文丘里管段11、电磁流量计传感器14、下游文丘里管段15根据介质物性参数、工艺参数等进行材质、法兰形式、管道外径/壁厚、零件尺寸合理选用，满足导电流体的测量。
[0046]
传感器单元1各部件采用法兰形式进行连接，各个部件内部无活动零件。
[0047]
传感器单元1中上游管段选用法兰式文丘里管段11形式，包括前后端法兰、入口圆筒段、入口收缩段、喉部，结构如图2所示，喉部为节流件，根据流体流量确定喉部尺寸及电磁流量传感器规格、尺寸，保证感应电动势信号、上下游差压信号稳定强烈，利于电磁流量传感器14、差压信号采集处理单元4进行信号的采集、处理。
[0048]
上游取压管2位置位于上游文丘里管段11圆筒段，采集上游静压p1传递到差压信号采集处理单元4。
[0049]
下游取压管3位置位于上游文丘里管11喉部，采集喉部即下游静压力p2传递到差压信号采集处理单元4。
[0050]
差压变送器41与三阀组42通过阀组安装螺钉进行连接，密封垫片进行密封，转换接头43与三阀组螺纹连接，转换接头43与上游取压管2、下游取压管3焊接连接。
[0051]
上游取压管2、下游取压管3内静压力p1、p2通过转换接头43、三阀组42传递到差压变送器41，差压变送器41将二者静压力差信号转换为电信号，然后传输到转换器5。
[0052]
电磁流量传感器14与上游文丘里管段11、下游文丘里管段采用法兰、紧固件、密封垫片进行密封连接，采集感应电动势信号，传输到转换器5。
[0053]
支撑架6用于安装转化器5，同时容纳差压信号采集处理单元4输出差压信号线、电磁流量传感器14输出电信号线缆。
[0054]
转换器5接收电磁流量传感器14感应电动势信号、差压信号采集处理单元4差压信号，进行信号放大、滤波、整形、计算等工作，根据电磁差压式质量流量计测量原理部分所述，进行工况体积计算、操作密度计算、质量流量计算、累积流量计算等工作，完成多种参数的显示、信号远传、通讯。
[0055]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。