CN101427109A - 防爆高温应对型多功能涡式流量计 - Google Patents

防爆高温应对型多功能涡式流量计 Download PDF

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Abstract

感温传感器(21)、加热感温传感器(22)，其金属管体(36、37)在插通的状态下通过焊接而液密封地固定在涡旋检测器(4)的管体插通孔(19、20)中。不使用O型环而确保密封性。感温传感器(21)及加热感温传感器(22)的各导线(42)及(43)在内部空间(35)中与涡旋检测传感器(11)的导线(27)一起缠绕。并且，该缠绕后的导线(27、42、43)经由金属管(34)而向未图示的流量变换器侧引出。各导线(27、42、43)是在内部空间(35)中缠绕并经由金属管(34)向着流量变换器侧引出的结构，因此传感器和流量变换器的结合部分成为一个。借助这样的构造，防爆取得比以往更容易。

Description

防爆高温应对型多功能涡式流量计
技术领域
本发明涉及兼备涡式流量计的功能和热式流量计的功能的多功能涡式流量计(multi-vortex flow meter)，具体地，涉及防爆及高温应对型多功能涡式流量计。
背景技术
为了测量在流管中流动的被测定流体的流量，使用涡式流量计及热式流量计。
众所周知地，涡式流量计是利用了下述原理的流量计，即在流体的流动中配设涡旋发生体时，在既定的雷诺氏数范围内，单位时间内从涡旋发生体产生的卡曼涡旋数(涡旋频率)无论是气体还是液体都与流量成比例，该比例系数称为斯特罗哈数。作为涡旋检测器，列举出了热传感器、应变传感器、光传感器、压力传感器、超声波传感器等，它们能够检测出由涡流导致的热变化、浮力变化等的检测器。涡式流量计是能够不受被测定流体的物理特性的影响而测定流量的简易的流量计，广泛地使用于气体及流体的流量测量中(例如，参照日本特许第2869054号公报)。
热式流量计具备感温传感器(流体温度检测传感器)和加热感温传感器(加热侧温度传感器)，进行控制以使具有温度传感器和加热传感器的功能的加热感温传感器(流速传感器(加热器))的温度相对于由感温传感器测量的温度有固定的温度差。这是由于被测定流体流动时从加热器带走的热量与质量流量相关，从对于加热器的加热电量计算出质量流量(例如，参照日本特开2004-12220号公报)。
在日本特开2006-29966号公报中公开了一种兼备涡式流量计的功能和热式流量计的功能的多功能涡式流量计的技术。多功能涡式流量计能够高精度地测量从微小流量到大流量，这一点特别地比其他流量计优良。
日本特开2006-29966号公报中所公开的多功能涡式流量计是感温传感器及加热感温传感器的各金属管体直接延伸至流量变换器的构造，并且，从该构造可知，是涡旋检测器的传感器的导线与感温传感器及加热感温传感器的各导线分别配线的构造，因此具有不容易实现防爆的问题。并且，由于是使用O型环来确保密封性的构造，因此具有难以对应高温的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，其课题在于提供一种能够防爆及高温对应的多功能涡式流量计。
为了解决上述问题而提出的技术方案1所述的本发明的防爆高温应对型多功能涡式流量计，具备涡旋式检测机构，该涡旋式检测机构具备：设置在流管的流路上而使被测定流体通过的测定管、与上述被测定流体的流动相对置地设置在上述测定管中的涡旋发生体、以及检测出基于由该涡旋发生体产生的卡曼涡旋的变化的涡旋检测器，并且，该多功能涡式流量计还具备热式检测机构，该热式检测机构具有向上述流路中突出的感温传感器及加热感温传感器，其特征在于，在上述涡旋检测器的金属容器上，以插通状态液密封地焊接固定上述感温传感器及上述加热感温传感器的各金属管体，在上述金属容器的内部缠绕该焊接固定的上述感温传感器及上述加热感温传感器的各导线和上述涡旋检测器的传感器的导线，并且，经由安装在上述金属容器中的金属管向流量变换器侧引出该缠绕的导线组。
根据具有这样的特征的本发明，各导线在金属容器内缠绕并经由金属管而向流量变换器侧引出。传感器和流量变换器的结合部分成为一个，借助这样的构造能够使防爆的实现变得容易。并且，根据本发明，感温传感器及加热感温传感器的各金属管体液密封地焊接固定在金属容器上。是不使用O???型环而确保密封性的构造，所以能够应对高温。
技术方案2所述的本发明的防爆高温应对型多功能涡式流量计，在技术方案1所述的防爆高温应对型多功能涡式流量计中，其特征在于，在上述涡旋发生体上设置凸缘部，由上述凸缘部支承上述感温传感器及上述加热感温传感器的上述各金属管体的端部。
根据具有这样的特征的本发明，由涡旋发生体来支承感温传感器及加热感温传感器。作为具体的配置及支承的实例，将感温传感器及加热感温传感器的各金属管体配置为相对于涡旋发生体平行。并且，感温传感器及加热感温传感器的各金属管体的端部支承在形成在涡旋发生体上的凸缘部上。
此外，在后述的具体实施方式部分中，作为支承位置，举出了金属管体的端部(自由端部)，但只要是能够缓和在金属管体的基端部(从被测定流体所流动的测定管突出的部分的基端部)产生的应力集中的位置，则并不限定于此。
根据技术方案1所所述的本发明，能够实现进行防爆及高温应对的效果。并且，根据技术方案2所所述的本发明，实现能够缓和大流量时的感温传感器及加热感温传感器上产生的应力集中的效果。
附图说明
图1是示出本发明的防爆高温应对型多功能涡式流量计的一个实施方式的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图进行说明。图1是示出本发明的防爆高温应对型多功能涡式流量计的一个实施方式的剖视图。
在图1中，附图标记1示出本发明的多功能涡式流量计。该多功能涡式流量计1构成为兼备涡式流量计的功能和热式流量计的功能。并且，多功能涡式流量计1构成为具有成为防爆及高温应对型的构造。多功能涡式流量计1构成为具备：涡旋式检测机构5，具有测定管2、涡旋发生体3、及涡旋检测器4；热式检测机构6；流量变换器(图示省略)，基于来自涡旋式检测机构5及热式检测机构6的输出信号而计算出被测定流体(图示省略)的流速或流量。下面说明各结构。
构成涡旋式检测机构5的测定管2，形成为管截面例如为圆形的筒状。测定管2形成为沿着被测定流体流动的方向延伸。构成涡旋式检测机构5的涡旋发生体3是用于在测定管2内部产生涡旋的部件，其形状形成为与被测定流体的流动相对置。
涡旋发生体3在本实施方式中形成为三棱柱形(形状是一例。专利文献1的日本特许第2869054号公报中公开了几个例子)。在涡旋发生体3上形成有一端开口的测量室7。测量室7沿涡旋发生体3的轴方向形成。在这样的测量室7中形成有沿与被测定流体的流动垂直的方向贯通的导压孔8。导压孔8是用于将由于涡旋(卡曼涡旋)而产生的变动压导入测量室7而形成的。
构成涡旋式检测机构5的涡旋检测器4构成为具备不锈钢制的振动管9及盖10、涡旋检测传感器11。热式检测机构6与这样构成的涡旋检测器4一体化。振动管9具有：可动管部12，插入测量室7；受压板13，连接形成在可动管部12的一端；振动部安装凸缘14，与可动管部12的另一端连接形成而固定在测定管2的固定部上；振动管头部15，与该振动部安装凸缘14连接形成；以及空洞部16，从振动管头部15形成到可动管部12的上述一端附近。
可动管部12形成为相对于测量室7的内周面隔开狭小的间隙的形状。受压板13配置形成为与导压孔8的位置对合。在振动部安装凸缘14上形成有螺栓孔17。在振动管头部15上形成有用于固定盖10的固定部18。涡旋检测传感器11隔开狭小的间隙而插入空洞部16中。在空洞部16的外侧形成有贯通振动管头部15的管体插通孔19、20。管体插通孔19、20是用于热式检测机构6的后述的感温传感器21、加热感温传感器22的固定而形成的。
涡旋检测传感器11构成为能够原样地承受由振动管9受到的卡曼涡旋导致的压力变动，并将其变换为电气信号而向流量变换器(图示省略)输出。具体地，构成为具备弹性母材23、压电元件板24、电极板25、端子26、导线27、弹簧板28。
弹性母材23是异径的金属柱，具有上端部29、支承圆柱部30和弹簧安装部31。压电元件板24通过粘贴而安装在上端部29上。支承圆柱部30是插入可动管部12中的部分，形成为相对于空洞部16隔开狭小的间隙的形状。上端部29连接形成在支承圆柱部30的上端，并且弹簧安装部31连接形成在支承圆柱部30的下端。弹簧安装部31比支承圆柱部30直径小，通过焊接等连接形成有弹簧板28。
弹簧板28插入到形成在空洞部16的端部的卡止凹部32中，并且是能够借助弹簧作用而进行支承的部分，形成有多个放射状的狭缝(图示省略)。弹簧板28形成为直径比卡止凹部32的直径稍大。
压电元件板24是分别使用金膏等导电性粘结剂而粘贴在形成在上端部29上的两个倒角部的压电元件，在非粘贴面上分别粘贴有例如由多孔板形成的电极板25。压电元件板24经由端子26与导线27连接。
盖10是用于密封涡旋检测传感器11而具备的。在盖10上形成有与可动管部12的固定部18面接触而被固定在该部分上的固定部33。在盖10的上部中央气密地安装有金属管34。金属管34是导线引出用的插通管，形成为向着未图示的流量变换器侧延伸。盖10与可动管部12一起构成金属容器，盖10经由固定部33固定在可动管部12的固定部18上时，形成内部空间35。此外，关于固定部18、33彼此的固定，在本实施方式中采用了电子束焊接(作为一例)。
热式检测机构6构成为具备感温传感器21和加热感温传感器22。感温传感器21和加热感温传感器22都使用已知的技术。本实施方式的感温传感器21是棒状的温度传感器，相同地是棒状的加热感温传感器22是具有温度传感器和加热传感器的功能的流速传感器(加热器)。感温传感器21、加热感温传感器22分别具有金属管体36、37。感温传感器21、加热感温传感器22，其金属管体36、37在插通的状态下通过焊接而液密封地被固定在涡旋检测器4的管体插通孔19、20中(本实施方式中采用真空钎焊(作为一例)。不使用O型环即可确保密封性。由此能够进行高温应对)。焊接在例如附图标记38的位置进行。
感温传感器21及加热感温传感器22的各感温部分39向流管2的流路40中突出。感温传感器21及加热感温传感器22的最尖端部分由形成在涡旋发生体3上的凸缘41、41支承(成为缓和应力集中的构造)。感温传感器21及加热感温传感器22被配置为相对于涡旋发生体3平行。感温传感器21及加热感温传感器22以不对涡旋检测带来影响的方式配置。
感温传感器21及加热感温传感器22的各导线42及43在内部空间35中与涡旋检测传感器11的导线27一起缠绕。并且，该缠绕后的导线27、42、43经由金属管34而向未图示的流量变换器侧引出。
各导线27、42、43是在内部空间35中缠绕并经由金属管34向着流量变换器侧引出的结构，因此传感器和流量变换器的结合部分成为一个。借助这样的构造，防爆实现变得比以往更容易。
未图示的流量变换器的功能参考本说明书的背景技术部分中的专利文献3。
本发明的多功能涡式流量计1能够根据在流管2的流路40中流动的被测定流体的流动的状况，分别使用涡式流量计的功能和热式流量计的功能(即，在微小流量区域及低流量区域中，借助热式流量计的功能进行测量，在高流量区域，借助涡式流量计的功能进行测量)。
从以上说明可知，本发明的多功能涡式流量计1是防爆及高温应对型的构造。
此外，本发明当然可以在不改变本发明的主旨的范围内进行各种变更实施。

Claims (2)

1.一种防爆高温应对型多功能涡式流量计，具备涡旋式检测机构，该涡旋式检测机构具备：设置在流管的流路中而使被测定流体通过的测定管、与上述被测定流体的流动相对置地设置在上述测定管中的涡旋发生体、以及检测基于由该涡旋发生体产生的卡曼涡旋的变化的涡旋检测器，并且，该多功能涡式流量计还具备热式检测机构，该热式检测机构具有向上述流路中突出的感温传感器及加热感温传感器，其特征在于，
在上述涡旋检测器的金属容器上，以插通状态液密封地焊接固定上述感温传感器及上述加热感温传感器的各金属管体，在上述金属容器的内部缠绕该焊接固定的上述感温传感器及上述加热感温传感器的各导线和上述涡旋检测器的传感器的导线，并且，经由安装在上述金属容器上的金属管向流量变换器侧引出该缠绕的导线组。
2.如权利要求1所述的防爆高温应对型多功能涡式流量计，其特征在于，在上述涡旋发生体上设置凸缘部，由上述凸缘部支承上述感温传感器及上述加热感温传感器的上述各金属管体的端部。
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