專利名稱：差動電容靶式流量傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量管道內(nèi)流體流量的檢測傳感器，具體地說是一 種差動電容靶式流量傳感器。
背景技術：
我們知道，流量的測量在工業(yè)生產(chǎn)和科學研究試驗中應用極為廣泛，如
測量液體、氣體、蒸汽等各種流動介質(zhì)。渦街流量計是70年代發(fā)展起來的振 蕩型速度式流量計，它的出現(xiàn)立即引國內(nèi)外流量行業(yè)和流量專家的極大關注， 發(fā)展十分迅速。該類儀表具有結(jié)構(gòu)簡單，無可動部件，壓損小，流速與介質(zhì) 的密度、溫度無關，測量精度較高等特點。該流量計采用了渦街(即卡門) 原理。其中的核心裝置差動電容檢測器由振動管、陶瓷基體、兩個半圓筒極 板、引線屏蔽管、引線組成。由兩個半圓筒極板分別與振動管構(gòu)成電容Cl 和C2，兩個半圓筒極板稱為固定電極，振動管為動電極(接地)。在漩渦作 用力下振動管隨流速形成的漩渦頻率擺動，C1和C2交替發(fā)生變化。由于卡 門渦街原理受到流體的雷諾數(shù)的限制不能測量較小的流量，也不能測量粘度 較大的流體，故不能充分發(fā)揮差動電容檢測器靈敏度高的優(yōu)勢。
靶式流量計是近10多年發(fā)展起來的受力型的流量計，它主要由靶片、連 桿、測量管組成。靶片固定在連桿上，連桿受力后使圓筒發(fā)生應力變形，使 應變電阻橋的電阻值發(fā)生變化，造成電橋不平衡輸出電流信號，該信號與流 體的作用力F及流量符合下述關系式即F^Cd，A. p *V2/2，式中F:擋
體上受的力，p:流體的密度，Cd:阻力系數(shù)，V:流體的流速，A:擋體 受力面積。利用流體作用力原理的靶式流量計，目前采用的是應變電阻橋或 其它形式的壓力傳感器，它們都是安裝在表體的外側(cè)，結(jié)構(gòu)復雜。作為測量 元件，由于應變電阻是粘帖在金屬筒的管壁上，其電阻片長時間使用或冷熱 膨脹易使電阻片脫落，其可靠性較差，溫度范圍窄，不適應高溫介質(zhì)的測量。 在大管道插入式的應用中，由于插入桿較長較細，流體沖擊造成的不穩(wěn)定較 為嚴重，大管道測量受到限制，且臟污介質(zhì)影響靈敏度較為嚴重，故不能發(fā)至今為止，長期以來工業(yè)管道中特別是大型管道中低流速及臟污介質(zhì)的 流量測量未能有適用的流量計，生產(chǎn)和管理人員常常為此一籌莫展。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題是克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供結(jié)構(gòu) 合理、組合簡單，安裝和施工簡便、可靠性高，測量精度高的差動電容耙式 流量傳感器。
本實用新型解決上述技術問題采用的技術方案是 一種差動電容耙式流 量傳感器，其包括有差動電容探頭和靶片，差動電容探頭由振動管、陶瓷基 體、兩個半圓筒極板、引線、引線屏蔽管組成，其特征在于耙片安裝在差 動電容探頭的振動管尾部。
本實用新型所說的靶片可以通過螺紋連接或焊接固定連接在振動管尾部。
本實用新型由于采用差動電容探頭和靶片可靠組合，對照現(xiàn)有技術，當 流體流過靶片時，其流體的作用力作用在懸掛在表體中心位置的擋體即靶片 上，使差動電容探頭發(fā)生位移，位移使得探頭振動管部位的差動電容C1和C2 發(fā)生差值變化，流速越大，流體作用在靶片的力也越大，發(fā)生位移越大，差 動電容的差值變化也越大，反之則變小，從而達到測量流量之目的。由于差 動電容傳感器和靶片直接近距離組合在一起，將兩者的優(yōu)勢發(fā)揮出來，由此 在相同流速的情況下，本實用新型可測小流量，比傳統(tǒng)靶式流量計小的多， 靈敏高的多，溫度范圍更寬。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易加工和批量生產(chǎn)，安 裝和施工簡便。其可靠性高，性能好，測量精度高，適用流量測量廣泛，特 別適用于大型管道中低流速及臟污介質(zhì)的流量測量。以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。 圖l是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實用新型法蘭管道式組合結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實用新型管道插入式安裝的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi).差動電容探頭，2.陶瓷基體，3.振動管，4.靶片，5.半圓筒極板，6.引線屏蔽管，7.引線，8.管道表體，9.屏蔽罩，IO.放大器，ll.絲杠，12.
法蘭短管，13.管道，14.球閥，15.定位手柄。
具體實施方式
從圖l中可以看出，本實用新型一種差動電容靶式流量傳感器，其包括 有差動電容探頭(或稱檢測器)l和耙片4。差動電容探頭l由振動管3、陶 瓷基體2、兩個半圓筒極板5、引線7、引線屏蔽管6組成。差動電容探頭l 中的兩半圓筒極板5是附著在絕緣性能極好而膨脹系數(shù)極小的陶瓷基體2上， 故電氣性能穩(wěn)定可靠，可以工作在100(TC以下條件使用。電容的大小與極板 的面積成正比，與極板間的距離成反比，當極板制造成型的面積被確定不變 時，很顯然極板間的距離變化是電容量的主要因素。信號靈敏度可以通過制 造使極板的間距適度減小就可達到提高信號靈敏度的目的，故可測較小流量。 差動電容探頭l的具體組成結(jié)構(gòu)、及其各部件作用和現(xiàn)有技術相同，不在贅 述。靶片4的具體結(jié)構(gòu)也和現(xiàn)有技術相同。
本實用新型的特點是靶片4安裝在差動電容探頭1的振動管3尾部。所 說的靶片4可以通過螺紋連接在振動管3尾部，也可以是焊接固定連接在振 動管3尾部。當流體流過靶片4時，其流體的作用力F作用在懸掛在表體中 心位置的擋體即靶片4時，使差動電容探頭1發(fā)生位移，位移使得探頭振動 管部位的差動電容Cl和C2發(fā)生差值變化，流速越大，流體作用在靶片4的 力F也越大，發(fā)生位移越大，差動電容的差值變化也越大，反之則變小，從 而達到測量流量之目的。另外，通過改變耙片4的受力面積也可獲得較大作 用力，信號靈敏度進一步得到改善。由于差動電容探頭1和靶片4直接近距 離組合在一起，將兩者的優(yōu)勢發(fā)揮出來，由此在相同流速的情況下，本實用 新型可測小流量，比傳統(tǒng)耙式流量計小的多，靈敏高的多，溫度范圍更寬。
圖2是本實用新型法蘭管道式組合結(jié)構(gòu)示意圖，組成一差動電容靶式流量 計。其由管道表體8，差動電容探頭(或稱檢測器)1，靶片4，屏蔽罩9，放 大器10組成。靶片4安裝在差動電容探頭1的振動管尾部，二者組合安裝在管 道表體8內(nèi)。當流體流過靶片4時，其流體的作用力F作用在懸掛在表體中心位 置的擋體即靶片4時，使差動電容探頭l發(fā)生位移，位移使得探頭振動管部位的差動電容C1和C2發(fā)生差值變化，流速越大，流體作用在靶片4的力F也越大， 發(fā)生位移越大，差動電容的差值變化也越大，反之則變小，從而達到測量流 量之目的。該電信號經(jīng)放大器10處理后顯示流量值并輸出標準信號供上位機 實現(xiàn)記錄、控制等。
圖3是本實用新型管道插入式安裝的一種結(jié)構(gòu)示意圖，是一種球閥插入型 靶式流量計，它適應大口徑管道中測量應用。在不停流的情況下可在線開孔 安裝，可不停流檢修維護，無壓損，節(jié)能源。它包括有放大器IO、定位手柄 15、球閥14、法蘭短管12、絲杠ll、差動電容探頭l、靶片4。差動電容探頭l 固定在絲杠ll上。本實用新型通過絲杠ll、法蘭短管12、球閥14、定位手柄 15等插入安裝在管道13內(nèi)。該流量計可在不停流的情況下，更換和維護傳感 器，壓力損失幾乎忽略不計，節(jié)能效果十分顯著，僅一臺中等規(guī)格的大口徑 流量計一年節(jié)約電能可達數(shù)萬元，其安裝簡單，運輸成本和維護成本節(jié)省費 用也達數(shù)萬元。
本實用新型不管是在大型流量管道上應用還是滿管型較小口徑上應用， 其可靠性高，性能好，測量精度高，適用流量測量廣泛，幾乎綜合了大多數(shù) 流量計的優(yōu)點。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易加工和批量生產(chǎn)，安裝和施工簡便， 特別適用于大型管道中低流速及臟污介質(zhì)的流量測量。
權(quán)利要求1.一種差動電容靶式流量傳感器，其包括有差動電容探頭和靶片，其特征在于靶片安裝在差動電容探頭的振動管尾部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的差動電容靶式流量傳感器，其特征是所說的耙片 通過螺紋連接或焊接固定在振動管尾部。
專利摘要本實用新型涉及一種差動電容靶式流量傳感器，其包括有差動電容探頭和靶片，差動電容探頭由振動管、陶瓷基體、兩個半圓筒極板、引線、引線屏蔽管組成，靶片安裝在差動電容探頭的振動管尾部。靶片可以通過螺紋連接或焊接固定連接在振動管尾部。該傳感器也可設計成管道型靶式流量計或球閥插入型靶式流量計，適應于不同大小口徑的管道中各種介質(zhì)流量的測量。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易加工和批量生產(chǎn)，安裝和施工簡便，其可靠性高，性能好，測量精度高，適用流量測量廣泛，溫度范圍寬，抗振動干擾，測量流量范圍寬，特別適用于大型管道中低流速及臟污介質(zhì)的流量測量。
文檔編號G01F1/56GK201382793SQ200920020769
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者云 姚, 姚賢卿, 徐才厚, 蔣生健 申請人:姚賢卿