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壓差流體流量計元件和過程變量監測系統的制作方法_3

文(wen)檔序號:10209722閱讀(du):來源:國知局
14和215,并且 經由形成在孔口板中并且延伸通過柄部112的脈沖管線通道211和213被聯接到孔口板 110的面朝上游的表面115和面朝下游的表面116上的壓力端口 230和232。壓力傳感器 224經由端口 214和215的聯接包括經由隔離膜和其他壓力傳送裝置和構造的聯接。傳感 器224可以是具有響應于所施加的壓力的改變而發生改變的電特性的任何裝置。例如,傳 感器224可以是電容式壓力傳感器,該電容式壓力傳感器的電容響應于施加在端口 210和 212之間的壓差而發生改變。
[0046] 測量電路204被聯接到傳感器224并且被構造為提供至少與端口 210和212之間 的壓差相關的傳感器輸出。測量電路204可以是可以提供與壓差相關的適當的信號的任何 電子電路。例如,測量電路可以是模擬-數字轉換器,電容-數字轉換器或任何其他適當的 電路。
[0047] 控制器206被聯接到測量電路204和環路通信電路202。控制器206適于向環路 通信電路202提供過程變量輸出,該輸出與由測量電路204所提供的傳感器輸出相關。控 制器206可以是可編程門陣列裝置、微處理器或其他任何適當的一個或多個裝置。雖然已 經參考各個模塊描述了環路通信電路202、測量電路204和控制器206,但是可以設想到它 們可以組合成例如特定用途集成電路(ASIC)。在示例性實施例中,存儲器207被包括并且 被聯接到控制器206以用于存儲被用于構造控制器206和/或測量電路204的計算機可讀 指令、參數值等。
[0048] 現在參考圖3-5,首先如圖3中所示的是形成槳葉式孔口板110的一部分的槳葉式 平坦孔口板部分300。在示例性實施例中,孔口板110通過將兩個更薄的板或板部分(如圖 4所示的300和400)夾在一起而形成。各個板部分具有與標準槳葉式孔口板相似的尺寸, 但是只有該孔口板的一半的厚度。兩個或更多個脈沖管線通道211和213被加工在各個板 的表面中,從而從流體接觸區域114上的期望的壓力端口位置向上到達柄部112,如圖3所 示。兩個板300和400被構造成是彼此的鏡像圖形。所述板然后被疊在一起,其中各個板 的通道211和213朝向內部,并且所述板被真空釬焊在一起以形成如圖5所示的板110。諸 如從盧卡斯米爾霍特公司(Lucas-Milhaupt)可購得的中途停留件(Stop-off)之類的釬焊 輔助產品可以被用于防止焊糊料堵塞新形成的通道211和213。在板300和400被結合以 形成單個平坦孔口板110之后,孔被鉆制成從板的表面到各個通道211和213的端部,從而 使得通道連通到脈沖管線。例如,可以從板300和400中的每個板的表面朝向脈沖管線211 和213中的一個不同的脈沖管線鉆制一個孔,從而形成面朝上游的壓力端口 230和面朝下 游的壓力端口 232。這些脈沖管線通道從過程管道或過程導管延伸到變送器連接件,例如, 靠近柄部112的端部的變送器接口端口 214、215。用于變送器接口端口 214、215的孔都可 以被鉆制到板部分300和400中的同一個板部分的柄部部分中,以允許變送器102被直接 安裝到柄部112。圖5示出了多個板被組合成單個單元110。板部分300和400之間的真 空釬焊焊縫600 (如圖6所示)允許形成密封的接合部,該接合部具有壓力、保持板的平坦 度,并且形成測量脈沖壓力所需的內部通道211、213。
[0049] 從圖3-5中可以看出,為了設置一體式流量計,柄部112的外部310可以被加寬以 便與變送器102的覆蓋區域(在該實施例中是共面模塊)匹配。用于螺栓連接的孔口 320 和用于通風的凸起部可以被附接,從而允許變送器102被直接附接到板110,如圖6所示。 在圖6中,示出了與變送器接口端口 214和215相對應的凸起部610,以及通過孔口 310將 變送器102緊固到板110的緊固件620。該實施例的公開的設計消除了對額外的脈沖管和 儀表歧管的需要,并且因此將變送器直接聯接到壓差主體。公開的設計顯著地減少了安裝 的復雜性,以及發生泄露和測量失誤的可能性。
[0050] 在示例性實施例中,使用板110計算所采取的流量的方法可以基于IS05167-2。 除了使用經常與槳葉式孔口板相關的標準的凸緣接頭壓力孔(flange tap pressure tap) 之外,在一些示例性實施例中,壓力孔或壓力端口 230、232可以是角部接頭壓力孔(corner tap pressure tap)。圖7示出了一些示例性實施例中的定位在板110上的壓力孔或壓力 端口(例如,230和/或232),該壓力孔或壓力端口定位于由連接凸緣120和122、墊圈720 和孔口板110形成的環形間隙710中。此區域將所述端口移動到上游側的直接流之外,從 而減少了該端口被堵塞的可能性并減小了對流體擾動的敏感性。環形間隙710也允許形成 減少壓力信號的噪聲的平均區域。
[0051] 在一些公開的實施例中,由于缺少薄片,可以實現對薄片型一體式流量計的改進。 例如,標準的薄片通常具有規格40( SChedUle 40)的內徑,并且當該薄片被安裝到不同規 格的管道中時,需要根據稱為管道規格調節因子(PSAF)的因子調節流出系數。因為公開的 實施例使用的是孔口板,因此不存在調節薄片的直徑的影響,從而使得客戶和用戶只使用 板孔和管道內徑(ID)尺寸來計算流量。因為管道規格調節因子(PSAF)不是必要的,且材料 被最少化,因此能夠很容易地設計并且制造較大的管道尺寸。使用公開的實施例,可以省略 現有的一體式薄片流量計共同具有的多個部件,這些部件需要涉及機加工和焊接的大量的 制造步驟。在一些公開的實施例中,部件的數量以及制造步驟的數量可以被顯著減少。較 少的用于制造的過程可以被精細化和被控制。還可以增加產品的一致性。與薄片型流量計 相較而言使用較少的材料可以提供在減少以奇特材料(exotic material)制成的某些部件 的成本方面的優點,從而允許使用特殊的合金和材料。所述板的原材料可以很容易在奇特 材料中獲取,并且釬焊處理可以適用于奇特材料。
[0052] 為了進行分配,例如,所述板110可以是儲藏的坯料,然后在不耽誤交貨日期的情 況下,在運輸之前被機械加工成具有客戶所需要的孔口孔的任何排列。另外,顧客需要安裝 以便使用公開的槳葉式孔口板的部件的數量明顯地少于薄片型流量計所需的數量。降低了 或消除了對于特殊凸緣、脈沖管線和歧管的需求,從而使得使用板110的流量計更加容易 即插即用。與調節孔的技術相結合,具有凸緣連接件的并且具有兩個直徑的上游和下游直 管段的管道中的任何位置變成可用的測量點。
[0053] 現在參考圖8,如果期望從板的表面進行感測并且考慮阻塞,彎管或彎管構件810 可以被釬焊或者定位焊到板110的進口端口 230上。如圖9所示,彎管810使得壓力端口 230的出口彎曲而不直接面對上游,從而減少端口的潛在堵塞。
[0054] 在另一實施例中,如圖10所示,可包括上文參考孔口板110描述的全部或一部分 特征的槳葉式孔口板900包括第二傳感器路徑或通道910,該第二傳感器路徑或通道910以 與上文中形成脈沖管線通道211和213的方式相同或類似的方式磨削成或形成。如圖10 所示的第二傳感器通道910延伸通過柄部112并且能夠被用于溫度傳感器920或其他的第 二類型的傳感器。例如,通道910可以布置用于溫度傳感器920的導線,或者以其他方式將 溫度傳感器920聯接到過程溫度。這允許孔口板流量計在不鉆制和焊接新的管道接頭的情 況下具有溫度補償。在一些實施例中,設計可以與上述的具有一體式壓力端口的槳葉式孔 口板非常相似,但是只包括用于溫度傳感器的通道而不包括變送器連接件。例如,這對于具 有現有的帶孔凸緣和脈沖管的用戶而言是有用的,因為它們不需要板上的壓力端口,但是 添加溫度傳感器可以是有益的。在替代實施例中,如圖11所示,通過進入到板的側部而不 是進入到頭部或柄部中,溫度傳感器也可以被添加到具有一體式壓力端口的槳葉式孔口板 110〇
[0055] 雖然已經參考優選實施例描述了本實
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