專利名稱：新型渦輪流量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種井下測(cè)量流量的傳感器，特別是涉及一種井下新型渦輪流量
計(jì)的渦輪傳感器。
背景技術(shù)：
在石油地質(zhì)生產(chǎn)測(cè)井領(lǐng)域中，測(cè)量井下油水的流量是非常重要非常普遍的工作。對(duì)于一口油井來(lái)說(shuō)，評(píng)價(jià)油井的好差，石油的產(chǎn)量是最重要的指標(biāo)。渦輪流量計(jì)就是測(cè)量油井石油產(chǎn)量的有效儀器。而渦輪傳感器是渦輪流量計(jì)儀器的核心的部分。如圖l所示，常規(guī)渦輪流量傳感器是依靠被檢測(cè)流體的流動(dòng)，帶動(dòng)渦輪6和渦輪上面的環(huán)形磁鐵5轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)形磁鐵5再帶動(dòng)傳感器內(nèi)部的同步磁鐵4轉(zhuǎn)動(dòng)。與同步磁鐵一體的呈90。的遮光板3也同步轉(zhuǎn)動(dòng)，遮光板上下放置兩對(duì)發(fā)射接收光敏二極管7。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光敏二極管就會(huì)輸出相位相差90°的兩列方波。儀器再通過(guò)方波脈沖的計(jì)數(shù)，來(lái)判斷流體的流量，并通過(guò)兩列方波脈沖的相位判斷流體的流動(dòng)方向。它最大的缺點(diǎn)是(1)機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式復(fù)雜。(2)對(duì)傳感器的環(huán)形磁鐵5和同步磁鐵4要求必須具有一定的磁場(chǎng)強(qiáng)度，以保證兩磁環(huán)能同步轉(zhuǎn)動(dòng)，但磁場(chǎng)強(qiáng)度又不能太強(qiáng)，否則就容易吸附井中鐵削而影響渦輪正常轉(zhuǎn)動(dòng)，磁環(huán)的磁場(chǎng)強(qiáng)度太弱，就會(huì)造成內(nèi)外磁環(huán)同步轉(zhuǎn)動(dòng)差而產(chǎn)生測(cè)量誤差。(3)光敏二極管7的使用壽命有限，為了增加使用壽命，儀器專門為光敏二極管設(shè)計(jì)了一個(gè)方波供電電源2。 (4)當(dāng)被測(cè)流體流速過(guò)快時(shí)，內(nèi)外磁環(huán)也會(huì)產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)動(dòng)誤差，使儀器測(cè)量范圍的上限受到限制。(5)為了減小光電總成1轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦，軸承部分必須采用價(jià)錢昂貴的寶石軸承9，提高了儀器成本。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種新型渦輪流量傳感器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，溫度特性好(工作溫度為250°C )，測(cè)量精度高，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大，使用壽命長(zhǎng)，成本低和維修保養(yǎng)方便。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種新型渦輪流量傳感器，其特征是在環(huán)形磁鐵上方，安裝兩個(gè)電磁雙接收線圈，兩個(gè)電磁雙接收線圈垂直并相差135°放置，兩個(gè)電磁雙接收線圈無(wú)線圈骨架，由高溫漆包線繞在鐵心上。 本實(shí)用新型僅用雙接收線圈代替整個(gè)光電總成和光電總成應(yīng)用的脈沖電源。使渦輪流量傳感器省去了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電總成和脈沖電源，傳感器的成本不但可以降低60%以上，儀器的測(cè)量精度和策略范圍也有較大提高。代替后新傳感器的輸出波形與原來(lái)光電總成輸出波形完全相同，這樣，原來(lái)的渦輪流量?jī)x器渦輪傳感器就可以方便地用新型雙電磁線圈傳感器替代，不但能夠?qū)崿F(xiàn)原渦輪傳感器的功能，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作靈活、測(cè)量靈敏度高、使用壽命長(zhǎng)和成本低等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是原渦輪傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。[0007] 圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實(shí)用新型傳感器接收線圈結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是雙接收線圈在磁場(chǎng)中的位置關(guān)系示意圖。 圖5是整形前輸出波形圖。 圖6是整形后輸出波形圖。
具體實(shí)施方式如圖2所示，本實(shí)用新型根據(jù)電磁原理，設(shè)計(jì)了一個(gè)電磁雙接收線圈8(L1L2)，該線圈8放在環(huán)形磁鐵5的上方，兩個(gè)線圈呈135°垂直放置。兩個(gè)線圈同極性輸出。當(dāng)環(huán)形磁鐵5和渦輪6正轉(zhuǎn)時(shí)，線圈Ll輸出波形相位超前線圈L2輸出波形90° ，當(dāng)環(huán)形磁鐵5和渦輪6反轉(zhuǎn)時(shí)，線圈L2輸出波形相位超前線圈L1輸出波形90。。傳感器利用兩個(gè)線圈的相位差來(lái)判別渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 如圖3所示，雙接收線圈Ll和L2由47號(hào)(直徑0. 05)高溫漆包線繞在3X2的1J79鐵心IO上，線圈體積為6X4X2mm 兩線圈垂直按135°放在磁場(chǎng)中。如圖4所示。當(dāng)外磁場(chǎng)隨渦輪6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)線圈產(chǎn)生相位相差90°的兩列正弦感應(yīng)電壓VI和V2，整形前輸出波形如圖5所示，整形后輸出波形如圖6所示，采用兩只檢測(cè)線圈的目的是用來(lái)判斷被測(cè)介質(zhì)的流向。 本實(shí)用新型以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在兩只線圈上電壓波形的頻率來(lái)檢測(cè)介質(zhì)流量的大小，用兩只線圈上電壓波形的相位差來(lái)檢測(cè)介質(zhì)流動(dòng)的方向。由于渦輪6與磁環(huán)隨介質(zhì)流動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不再需要帶動(dòng)光電總成1的磁環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力減小，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的靈敏度提高了 。
權(quán)利要求一種新型電磁渦輪流量傳感器，其特征是在環(huán)形磁鐵(5)上方，安裝兩個(gè)電磁雙接收線圈(8)，兩個(gè)電磁雙接收線圈(8)垂直并相差135°放置，兩個(gè)電磁雙接收線圈(8)無(wú)線圈骨架，由高溫漆包線繞在鐵心(10)上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種新型渦輪流量傳感器，在環(huán)形磁鐵上方，安裝兩個(gè)電磁雙接收線圈，兩個(gè)電磁雙接收線圈垂直并相差135°放置，兩個(gè)電磁雙接收線圈無(wú)線圈骨架，由高溫漆包線繞在鐵心上。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，溫度特性好(工作溫度為250℃)，測(cè)量精度高，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大，使用壽命長(zhǎng)，成本低和維修保養(yǎng)方便。
文檔編號(hào)G01F1/32GK201531264SQ20092024544
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者張國(guó)輝, 詹保平 申請(qǐng)人:西安威盛電子儀器有限公司