交流電荷感應式流速流量測量傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于氣力輸送氣固兩相流技術領域，涉及一種氣固兩相流體流速流量測量傳感器。
【背景技術】
[0002]氣固兩相流體流速流量是目前環境保護、工業自動化領域一個重要的測量參數，采用交流電荷感應式原理進行測量是目前最先進的方法，其采用的傳感器的是插入式，傳感器的金屬探棒與被測介質氣流接觸，這種結構適合在壓力較低和截面積較大的管道及風道上使用，只需簡單的密封即可，傳感器的金屬探棒對管道內介質氣流的影響可忽略不計，如發電廠的一次風管和煙道。但對于壓力較高和截面積較小的管道，如煤化工的煤粉輸送管道，一方面管道內壓力可達幾MPa到十幾MPa，插入式傳感器達不到密封及耐壓安全要求，不能使用，另一方面，由于管道的截面積較小，傳感器的金屬探棒會對管道內介質氣流產生較大影響。

【發明內容】

[0003]為解決當前交流電荷感應式流速流量測量的插入式傳感器不能應用于壓力較高和截面積較小的管道的技術問題，本發明提供一種交流電荷感應式流速流量測量的新型傳感器。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]一種交流電荷感應式流速流量測量傳感器，包括上游環型金屬傳感線圈、下游環型金屬傳感線圈、接線端子，其特殊之處在于:
[0006]還包括兩端帶有連接裝置的連接管，所述上游環型金屬傳感線圈、下游環型金屬傳感線圈相互平行且垂直于連接管道安裝，所述上游環型金屬傳感線圈、下游環型金屬傳感線圈通過連接管道兩端的連接裝置與被測介質管道連接；
[0007]所述連接管為三層套管，最內層套管為絕緣陶瓷套管，最外層套管為金屬保護管，中間層套管為非金屬絕緣管，所述絕緣陶瓷套管的壁厚由被測管道壓力確定，所述上游環型金屬傳感線圈、下游環型金屬傳感線圈均包括本體及延伸段，所述本體設置在中間層套管中，所述延伸段穿過最外層套管與接線端子電連接，所述延伸段與最外層套管之間絕緣。
[0008]以上為本發明的基本方案，基于該基本方案本發明還做出以下優化限定。
[0009]上述中間層套管的內徑與絕緣陶瓷套管11的外徑相同，所述金屬保護管的內徑與中間層套管的外徑相同。
[0010]上述中間層套管是由第I段非金屬絕緣管10、第2段非金屬絕緣管9、第3段非金屬絕緣管8依次連接組成的分段式套管，所述上游環型金屬傳感線圈的本體位于第I段非金屬絕緣管與第2段非金屬絕緣管連接處，所述下游環型金屬傳感線圈位于第2段非金屬絕緣管與第3段非金屬絕緣管連接處。
[0011]上述第I段非金屬絕緣管的末端截面開設有第一環形槽，所述上游環型金屬傳感線圈的本體位于第一環形槽內，所述第2段非金屬絕緣管的末端截面開設有第二環形槽，所述下游環型金屬傳感線圈的本體位于第二環形槽內。
[0012]上述連接裝置為連接法蘭，兩個連接法蘭與最外層套管焊接在一起，兩個連接法蘭外側端面相互平行，且與最外層套管的軸向中心線垂直，所述中間層套管及中間層套管的端面均與相應端的連接法蘭的外端面位于同一平面。
[0013]上述傳感器還包括延伸段引出裝置，所述延伸段引出裝置包括設置在金屬保護管12上兩個引出孔、兩個非金屬絕緣管7及引出座，所述引出座設置在金屬保護管12外側，所述引出座內設置有與兩個引出孔相通的兩個套管孔，所述延伸段依次穿過個引出孔、套管孔與接線端子連接，所述非金屬絕緣管7的一部分位于套管孔內用于延伸段與引出座之間的絕緣，所述非金屬絕緣管7的另一部分位于引出孔內且端部與中間層套管接觸用于延伸段與最外層套管之間的絕緣。
[0014]本發明的有益效果是:
[0015]本發明解決了當前交流電荷感應式流速流量測量的插入式傳感器不能應用于壓力較高和截面積較小的管道的技術問題，拓展了交流電荷感應式測量技術的應用范圍。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的傳感器結構圖；
[0017]圖2為圖1的A-A視圖；
[0018]圖3為上游環型金屬傳感線圈及下游環型金屬傳感線圈的結構示意圖；
[0019]其中，附圖標記為:1_接線盒、2-上游環型金屬傳感線圈、3-接線端子、4-下游環型金屬傳感線圈、5-引出座、6-連接法蘭、7-非金屬絕緣管、8-第3段非金屬絕緣管、9-第2段非金屬絕緣管、10-第I段非金屬絕緣管、11-絕緣陶瓷管、12-金屬保護管、13-本體、14-延伸段。
【具體實施方式】
[0020]以下從本發明的原理出發對本發明進行說明:
[0021]本發明的傳感器的測量原理:根據交流電荷感應原理，即流體在流經絕緣陶瓷管時，上游環型金屬傳感線圈及下游環型金屬傳感線圈感應隨機電荷信號，兩組隨機信號同時傳至信號處理單元，在信號處理單元中經過信號調理、A/D變換轉成數字信號，再由嵌入式處理器根據交相關數學模型計算后就能獲得二個信號的高精度時差(被測介質經過二個環型金屬傳感線圈所用時間)Λ t ;上下游環型金屬傳感線圈之間的安裝距離是恒定的L(等于第2段非金屬絕緣管9的長度，通過鍵盤輸入到信號處理單元中)，利用公式:V(m/s) = L(m)- At(s)可以準確的計算出被測介質絕對流速，再乘以管道的截面積后就可測得體積流量。
[0022]利用兩組傳感信號計算流體流速流量先前已有申請公開，如公開號為101995486A的中國專利申請，本發明的特殊之處在于傳感器對被測介質采用非接觸感應方式獲取電荷信號，已解決現有插入式結構的傳感器不能適用于高壓及小直徑管道內介質的測量。
[0023]以下結合附圖對本發明交流電荷感應式流速流量測量傳感器的優選接結構及原理進行詳細說明:
[0024]如圖1-3所示:本發明交流電荷感應式流速流量測量傳感器包括上游環型金屬傳感線圈、下游環型金屬傳感線圈、接線端子、兩端帶有法蘭的連接管及延伸段引出裝置。連接管為三層套管，最內層套管為絕緣陶瓷套管11，最外層套管為金屬保護管12，中間層套管為非金屬絕緣管，中間層套管的內徑與絕緣陶瓷套管11的外徑相同，金屬保護管的內徑與中間層套管的外徑相同。中間層套管是由第I段非金屬絕緣管10、第2段非金屬絕緣管9、第3段非金屬絕緣管8依次連接組成的分段式套管。上游環型金屬傳感線圈、下游環型金屬傳感線圈均包括本體13及延伸段14，上游環型金屬傳感線圈的本體位于第I段非金屬絕緣管10末端的第一環形槽內，下