涡流传感器制造技术

涡流传感器（１），用于测量在管道中流动的流体，特别用于测量流体的流速、体积流量和／或质量流量，该涡流传感器（１）包括：　　　　－测量管（２），其连接入管道中，用于引导流动的流体，　　　　－阻流体（４），其位于测量管（２）的内腔中并且用于在流体中产生卡尔曼旋涡；　　　　－旋涡传感器（３），其响应于由旋涡引起的压力波动，并且包括　　　　－－传感器叶片（３１），其在阻流体（４）的下游延伸入流体并且被旋涡移动，特别是重复移动，和　　　　－－至少一个传感元件（３６），其机械地联接至传感器叶片（３１）并且响应于传感器叶片（３１）的运动；以及　　　　－第一温度传感器（３４）和至少第二温度传感器（３５），用于检测流动的流体中的温度，　　　　－其中两个温度传感器（３４，３５）相互间隔地位于传感器叶片（３１）内部，并且这样安排，使得它们在操作中不会被流动的流体弄湿。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种涡流传感器，用于测量在测量管中以流动方向流动的流体的质量流量、体积流量或流速，该涡流传感器包括位于测量管的内腔中并且用于产生卡尔曼旋涡的阻流体。体积流量和质量流量被分别定义为在单位时间内流经测量管横截面的流体的体积和质量。已知在这种涡流传感器的操作期间，在阻流体下游形成的卡尔曼涡街和该涡街的压力波动被旋涡传感器转换为电信号，其频率分别与体积流量和流体的流速成比例。美国专利6,003,384公开了一种涡流传感器，其如今普遍用于测量流经具有管壁的测量管的流体的体积流量或流速，该涡流传感器包括—阻流体，其沿测量管的直径放置，——该阻流体用于产生卡尔曼旋涡并且——该阻流体在相对的第一和第二固定位置从内部连接至测量管的管壁，和—旋涡传感器，其响应于由旋涡引起的压力波动，其在阻流体下游安装在测量管管壁中形成的孔中并且将该孔密封，—其中孔的中心和阻流体的第一固定位置的中心位于测量管的圆柱形表面的元件上，并且—所述的旋涡传感器包括——隔膜其覆盖孔并且具有其面向流体的第一表面和背离流体的第二表面；——楔形传感器叶片，其安装于隔膜的第一表面，———该叶片比测量管的直径短并且———该叶片的主要表面于测量管的圆柱形表面的元件以及前缘对齐；和—传感元件，其安装于第二表面。另外，如果测量流体的温度，则可以通过考虑流体的瞬时密度(如有必要，还由流体中的瞬时压力)而确定流体的其它特性，特别是它的当前热力状态，从而可以使用体积流量测量质量流量。这可以利用例如微处理器完成，其位于连接至涡流传感器的分析电子装置中，并且涡流传感器提供过程测量信号。在很早以前，以上事实就在具有不同类型的旋涡传感器的涡流传感器的温度测量中得到了说明。例如，美国专利4,048,854和4,404,858各自显示了放置在流体流经的测量管的内部上的温度传感器。JP-A 2000-2567公开了一种涡流传感器，用于测量流经具有管壁的测量管的流体的质量流量、体积流量或流速，该涡流传感器包括—叶片，其在一端利用底板从内侧固定至管壁，——该叶片在使用中产生卡尔曼旋涡，——该叶片比测量管的直径短并且——该叶片具有垂直于流体流动方向的平行主要表面的磨圆前表面以及———在该前表面上设置了温度传感器；—第一传感元件，其固定在固定位置附近，用于检测由卡尔曼旋涡引起的流体的压力波动；和—第二传感元件，固定在固定位置附近，用于检测由流体引起的叶片偏转。这个温度传感器也由流动的流体通过，并且正如专利技术者已经发现的，不能抵抗操作中出现的所有流体，即，有些流体腐蚀以这种方式放置的温度传感器。于是，涡流传感器的制造者必须禁止这些腐蚀温度传感器的流体与这种温度传感器一起使用。然而，这种排除使得涡流传感器的应用范围变窄，即，它们的应用的普遍性变窄，并且因而降低了它们在市场上的吸引力。本专利技术的一个目的是提供一种涡流传感器，其具有阻流体、固定于测量管的管壁中的旋涡传感器、以及至少两个温度传感器，这两个温度传感器这样放置，使得各个涡流传感器也可以与会腐蚀温度传感器的流体一起使用。为了达到这个目的，本专利技术提供了一种涡流传感器，用于测量在管道中流动的流体，特别用于测量流体的流速、体积流量和/或质量流量，该涡流传感器包括—测量管，其连接入管道中，用于引导流体；—阻流体，其位于测量管的内腔中并且用于在流体中产生卡尔曼旋涡；—旋涡传感器，其响应于由旋涡引起的压力波动，——该旋涡传感器包括传感器叶片，其延伸入阻流体下游的流体并且被旋涡移动，特别是重复移动，和——至少一个传感元件，其机械地联接至传感器叶片并且响应于传感器叶片的运动；和—第一温度传感器和至少第二温度传感器，用于检测流体中的温度。在本专利技术的第一变型中，两个温度传感器位于传感器叶片内部，特别地相互间隔，并且安装在传感器叶片中，从而在操作中不会被流体弄湿。在本专利技术的第二变型中，两个温度传感器位于阻流体内，特别地相互间隔，并且安装在阻流体中，从而在操作中不会被流体弄湿。在本专利技术的第一实施例中，传感器叶片或阻流体具有至少一个盲孔，两个温度传感器中的至少一个安装在其中。在本专利技术的第二实施例中，两个温度传感器都安装在至少一个盲孔中。本专利技术的一个优点是，温度传感器不可能接触流体，并且因而不会被流体腐蚀。尽管温度传感器与流体如此接近，使得它们基本上即时测量其温度，特别是在不同测量点处；但是它们仅仅由旋涡传感元件或阻流体的薄壁与流体隔离，并且这些部件与涡流传感器的其它部件一样是由金属，例如特种钢制成的并且因而具有较高的热导率。本专利技术的另一优点在于，位于传感器叶片或阻流体中的温度传感器提供了流体温度的改进的测量，特别是流体中的温度的改进的测量，这例如在F.P.Incropera和D.P.DeWitt的“Fundamentals of Heat andMass Transfer”，4th Edition，1996，ISBN 0-471-30460-3，pages 114-119、407也有所显示。参考以下对于本专利技术的实施例的说明，结合附图，可以更清楚地看到本专利技术及其另外的优点。在附图中，相似的部件分配了相似的附图标记，但是为了清楚起见，对其进行了省略。在附图中附图说明图1是根据本专利技术的第一变型的涡流传感器，在流体流动方向上的剖面图；图2是图1的涡流传感器，在与流体流动相对的方向上的剖面图；图3是图1和2的旋涡传感器的透视仰视图；图4是图3的旋涡传感器的透视纵向截面；和图5是根据本专利技术的第二变型的涡流传感器，类似于图2的剖面图。因为不可能在每一图中显示所有细节，所以一起说明图1～4。第一变型的实施例的透视图在图1和2中显示并且用于提供一个全景，其显示了从流体流动方向(图1)以及相反方向(图2)看的切开的涡流传感器1，其包含旋涡传感器3，该旋涡传感器固定至测量管2的壁21并且延伸贯穿孔22。旋涡传感器优选地是动态补偿的旋涡传感器，其具有如美国专利6,003,384中公开的电容传感元件，该专利的内容在这里完全包含进来作为参考。在测量管2内部沿其直径放置了阻流体4，其与测量管2永久相连，形成第一固定位置41(图中显示)和第二固定位置41*(图中隐藏)。孔22的中心和固定位置41的中心位于测量管2的圆柱形表面的元件上。阻流体4具有阻挡表面42，待测流体，例如液体、气体或蒸汽在涡流传感器的操作期间流动。阻流体4还具有两个横向表面，其中仅有一个(前)横向表面43可以在图1和2中看到。阻挡表面42和横向表面形成两个分离边，其中仅有一个(前)分离边44在图1中完全可见，而另一个(后)分离边45仅简要说明。图1和2的阻流体4基本上具有直三棱柱的形状，即，具有三角形横截面的柱。在本专利技术中还有可能使用阻流体的其它常用形状。随着流体朝向阻挡表面42流动，由于旋涡交替地从分离边形成并且被流体携带这个事实，在阻流体4的下游形成涡街。这些旋涡导致流体中的局部压力波动，并且每单位时间的流动分离数目，即，所谓的旋涡频率，是流体的流速和/或体积流量的量度。压力波动被旋涡传感器3转换为电子旋涡信号，其被送入分析电子装置(未显示)，该电子装置以通常的方式计算流体的流速和/或体积流量。在阻流体4的下游，旋涡传感器3被装配在测量管2的壁21中形成的孔22中，并且朝向测量管的圆周表面密封孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：赖纳·霍克，奥勒·考达，托马斯·尼尔利希，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯流量技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：