專利名稱：帶溫度傳感器的流量計皮托管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及封閉管道如輸送管用的皮托管式流量計，特別涉及一種能感知流動液體的有關(guān)壓力和溫度的復(fù)合裝置，該裝置能將其代表信號傳送給變送器，由變送器發(fā)出并傳送代表液體流動變量如流率、體積和質(zhì)量的電信號。
在授予Darrel F.Coleman等的美國專利No.4,559,836中公開的那種皮托管流量傳感器多年來曾被應(yīng)用于差壓流動測量系統(tǒng)以便在皮托管的面向上游側(cè)檢測平均沖力或高壓，并在皮托管的面向下游側(cè)檢測低的液壓。傳統(tǒng)上高、低液壓被用來推導(dǎo)出代表液體流率的電信號。
被皮托管或其他種差壓傳感器例如孔板感知和傳送的液壓通過一個轉(zhuǎn)接頭如在所說’836的美國專利中用標(biāo)號24指出的，或通過一個閥門歧管如在授予Roger L.Frick的美國專利4,466,290號中用標(biāo)號17指出的，被傳送到一個壓力變送器上。
當(dāng)需要感知在管內(nèi)流動的介質(zhì)的溫度時，曾采用溫度傳感裝置如Thermowell RTD(電阻式溫度裝置)，將RTD插入到一個保護(hù)套管如Thermowell(溫度計管孔)內(nèi)，再將套管浸入到要被感知溫度的液體中。
在處理液體用的高級流量測量系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展中，能夠測出液體的體積和質(zhì)量及流率越來越變得重要。但要做到這一點，必須知道液體的溫度。由于在管內(nèi)流動的液體的各種參數(shù)的插入式測量需要穿過管子，因此同樣重要的是只用單件儀器來感知所需參數(shù)，這樣只需一次插入管內(nèi)即可。
因此本發(fā)明的第一個目的是要提供一種單件裝置以便用來感知在封閉管道中流動的液體的溫度，同時感知以前曾用皮托管式流量傳感器來檢測的高、低液壓。
本發(fā)明的第二個目的是要提供一種在管內(nèi)流動的液體用的復(fù)合的溫度和壓力的傳感裝置，而且組合件中的溫度傳感部件可被拿掉并更換，不需將主要的壓力傳感器也從管上拿掉。
本發(fā)明的另一個目的是要有效地利用在現(xiàn)有技術(shù)的皮托管內(nèi)現(xiàn)有的空間以便容納一個溫度傳感裝置。
本發(fā)明的其他一些目的、特點和優(yōu)點在閱讀本發(fā)明的較優(yōu)形式的詳細(xì)說明后當(dāng)可有清楚的了解。


圖1為本發(fā)明的元件起作用的一種液體流量測量系統(tǒng)的透視圖。
圖2為圖1中沿2-2線切開的放大的剖視圖。
圖3為本發(fā)明的主要流量傳感器的剖視圖，其中包括復(fù)合壓力和溫度傳感器元件所要插入的管子和裝在傳感器近端的歧管箱頭。
圖4為本發(fā)明的歧管箱的一個端視圖，其中示出在歧管箱一側(cè)的提升部和接頭殼體及在所示端頭上的一個壓力閥的插座。所示端頭的另一相對端具有相同而相反的構(gòu)造。
圖5為圖4中沿5-5線切開的剖視圖。
圖6為溫度傳感器的較優(yōu)形式的側(cè)視圖。
圖1示出采用本發(fā)明的復(fù)合裝置的一個典型的流量測量系統(tǒng)2。該系統(tǒng)的主要部分為一皮托管式差壓流量傳感器4(其型式在上面提到的美國專利No.4,559,836中有說明)，該傳感器沿直徑方向插入到運送液體的管6內(nèi)。不屬于本發(fā)明的安裝硬件在圖中一般地用標(biāo)號8指出。皮托管的近端終止在一個歧管箱頭10內(nèi)，在那里高、低壓液體分別通過歧管箱內(nèi)的通道被輸送到直接裝在歧管箱10上的壓力變送器12內(nèi)。如圖5所示，在歧管箱內(nèi)的內(nèi)部液體管道11和13分別延伸通過一對設(shè)在歧管箱上的帶螺紋插座14和16內(nèi)的截流閥。這兩個閥門中的一個閥18在圖1中示出。還有一個設(shè)在歧管箱的插座22內(nèi)的第三閥即平衡閥，在開通時可使高壓和低壓管道互連以便在需要校正變送器時使歧管箱內(nèi)的液壓平衡。雖然所示為具有三個閥的歧管箱，但具有五個閥的歧管箱在本發(fā)明中亦可應(yīng)用。
連結(jié)在壓力變送器12上的為所謂差壓變送器24，但該差壓變送器在本發(fā)明的范圍內(nèi)還產(chǎn)生并傳送代表在管6內(nèi)流動液體的質(zhì)量和體積以及差壓和液體流率的信號。
有一提升部26連結(jié)在歧管箱10的一個面上，該提升部支承著一個含有電線終端(未示出)的殼體28。在殼體28內(nèi)的終端與來自溫度傳感裝置的導(dǎo)線30互連，在導(dǎo)線30上還有一條導(dǎo)線(未示出)將溫度信號傳導(dǎo)到差壓變送器24內(nèi)以便用來確定在管6內(nèi)的液體的質(zhì)量及/或體積。
溫度傳感裝置32最好為電阻式溫度裝置如由Texas Thermowell公司制造的ARI和Weed RTD。這種裝置具有一根細(xì)長的剛性電阻元件34，其內(nèi)設(shè)有導(dǎo)線30可將來自電阻元件的信號傳送到另一個信號加工站。現(xiàn)在參閱圖1和2，可以看到RTD溫度傳感器的安裝位置是在皮托管4內(nèi)在高壓腔40和低壓腔42之間的一個空間內(nèi)。
如圖3所示，歧管箱10除了已經(jīng)提到的閥門和管道外，還含有一個橫向穿過歧管箱體的孔35。該孔35的大小和在歧管箱內(nèi)的位置使它形成一個管道，可讓RTD溫度傳感器32的剛性電阻元件34在其內(nèi)通過，從而可插入到皮托管4內(nèi)或從其內(nèi)退出。當(dāng)溫度傳感器的剛性部件34完全插入到皮托管內(nèi)時，就可拉動溫度傳感器導(dǎo)線30使它通過歧管箱10內(nèi)的一條與提升部26連通的橫向通路42，導(dǎo)線于是伸出通過提升部以便連接到殼體28內(nèi)的終端上。
孔35的一端設(shè)有兩個直徑不同的在徑向上擴大并制有螺紋的插座36和38。溫度傳感器32在皮托管和歧管箱內(nèi)就位時，可將溫度傳感器的細(xì)長電阻部件34的近端上的一個帶螺紋的頸圈41旋入到一個小插座38內(nèi)以資安裝并固定溫度傳感器。在溫度傳感器這樣被固定后，再將一個帶螺紋的密封塞43旋入到在外面的大插座36內(nèi)，此后便能將壓力變送器12裝到歧管箱上，如圖1所示。
權(quán)利要求
1.流量測量系統(tǒng)用的一種傳感測頭組合件，具有一個管狀體，其一部分可用來插入到在封閉管道內(nèi)流動的液體內(nèi)，在所說管狀體內(nèi)具有分隔開的兩個空腔，設(shè)有裝置可將這兩個空腔分別導(dǎo)向液流內(nèi)的高壓區(qū)和低壓區(qū)；連結(jié)到管狀體設(shè)在液流外側(cè)的那部分上的歧管箱裝置，該裝置具有用來輸送所說高壓和低壓液體使之通過歧管箱的閥門通道，被所說歧管箱承載、用來使電路構(gòu)件互連的終端裝置，用來承載電路導(dǎo)線的通路，及設(shè)置在管狀體內(nèi)并具有被導(dǎo)引通過歧管箱的通路以便與終端裝置連接的連接裝置的對電氣響應(yīng)的溫度傳感裝置。
2.按照權(quán)利要求1的組合件，其特征為，歧管箱裝置還包括一個橫穿歧管箱并與管狀體內(nèi)部對準(zhǔn)的孔，通過該孔溫度傳感裝置可插入到管狀體內(nèi)或從其內(nèi)取出。
3.按照權(quán)利要求2的組合件，其特征為，用來承載電路導(dǎo)線的通路與所說孔連通。
4.按照權(quán)利要求3的組合件，其特征為，溫度傳感裝置為電阻式并具有一根設(shè)置在管狀體內(nèi)的高壓腔與低壓腔之間的剛性的細(xì)長感測探頭。
5.按照權(quán)利要求4的組合件，其特征為，剛性的細(xì)長測頭被安裝并支承在歧管箱裝置的所說孔內(nèi)。
6.按照權(quán)利要求5的組合件，其特征為，所說多條電路導(dǎo)線被設(shè)置在通路內(nèi)并被連接到終端裝置上。
7.一種用于質(zhì)量流量測量系統(tǒng)的壓力和溫度傳感測頭組合件，具有一個管狀體，其一部分可用來插入到在封閉管道內(nèi)流動的液體內(nèi)，在所說管狀體內(nèi)具有分隔開的兩個空腔，一對開口設(shè)在所說管狀體內(nèi)，可將這兩個空腔分別導(dǎo)向液流內(nèi)的高壓區(qū)和低壓區(qū)，電氣響應(yīng)的溫度傳感裝置具有輸出并被設(shè)置在管狀體內(nèi)，壓力變送器裝置，通過液流與兩個空腔連通，用來將其中的液壓轉(zhuǎn)變成至少一個可代表所說高、低壓之間差額的電信號，及一個對來自壓力變送器的電信號和溫度傳感裝置的輸出能起響應(yīng)的變送器。
8.按照權(quán)利要求7的組合件，還包括連結(jié)在管狀體上的安裝裝置，并包括一個與管狀體內(nèi)部對準(zhǔn)的孔，通過該孔溫度傳感裝置可插入到管狀體內(nèi)或從其內(nèi)取出。
9.按照權(quán)利要求8的組合件，其特征為，溫度傳感裝置為電阻式并具有一根設(shè)置在管狀體內(nèi)的高壓腔和低壓腔之間的剛性的細(xì)長感測探頭。
全文摘要
一種用于流量測量系統(tǒng)(2)的復(fù)合的溫度和壓力傳感探頭組合件具有一個管狀體(4),其一部分可用來插入到在封閉管道(6)內(nèi)流動的液體內(nèi)。在管狀體內(nèi)設(shè)有兩個分隔開的空腔可分別導(dǎo)向液流內(nèi)的高壓區(qū)和低壓區(qū)。有一歧管箱塊(10)被連結(jié)到管狀體上那個設(shè)在液流管外側(cè)的部分上。除了閥門(20)和輸送液體的通道外,在歧管箱塊內(nèi)設(shè)有一條通路用來承載電路導(dǎo)線,還含有一個與管狀體對準(zhǔn)并與承載導(dǎo)線的通路連通的橫向孔。在管狀體內(nèi)設(shè)有一個電氣響應(yīng)的溫度傳感器并被裝在歧管箱的對準(zhǔn)孔內(nèi)。來自溫度傳感器(32)的導(dǎo)線(30)從歧管箱的橫孔(35)通過連接通路被導(dǎo)引到歧管箱外的一個點上。
文檔編號G01F15/02GK1240510SQ97194900
公開日2000年1月5日 申請日期1997年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月4日
發(fā)明者拉萊恩·S·馬奧尼, 唐納德·R·韋爾哈根, 約翰·埃弗里特·加尼特 申請人:迪特里奇技術(shù)控股公司