今天為大家介紹一項(xiàng)國家發(fā)明授權(quán)專利——可抗振動(dòng)的插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)。該專利由哈爾濱派立儀器儀表有限公司申請(qǐng)，并于2018年5月11日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說明

本發(fā)明屬于熱式氣體質(zhì)量流量監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種可抗振動(dòng)的插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)。

發(fā)明背景

熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)是利用熱傳導(dǎo)原理測(cè)量氣體質(zhì)量流量的儀表，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)氣體質(zhì)量流量高精度測(cè)量。插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)可以是一體式結(jié)構(gòu)，也可以是分體式結(jié)構(gòu)，其傳感器和金屬探桿被插入測(cè)量管道中。

對(duì)于大截面風(fēng)道的流量測(cè)量，一般采用插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)。由于風(fēng)道尺寸大，熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)金屬探桿插入深度較長(zhǎng)，且只能固定在風(fēng)道臂外側(cè)的套管上，形成懸臂結(jié)構(gòu)。因此，在風(fēng)的作用下，金屬探桿會(huì)沿著風(fēng)的流動(dòng)方向產(chǎn)生搖擺振動(dòng)，傳感器探頭在管道內(nèi)測(cè)量點(diǎn)沿振動(dòng)弧線運(yùn)動(dòng)，這將使傳感器與氣流的相對(duì)速度發(fā)生變化，進(jìn)而影響傳感器探頭的測(cè)量精度，同時(shí)金屬探桿的振動(dòng)容易使儀表與風(fēng)道壁安裝位置的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)松弛，失去密封作用;并且由于熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用場(chǎng)合復(fù)雜，管道直徑尺寸和結(jié)構(gòu)并不完全符合理論模型的建立要求，氣流模型不穩(wěn)定，即使管道直徑尺寸和結(jié)構(gòu)符合建模要求，但在不同氣體流速下，探桿振動(dòng)情況依然不同。

為解決上述問題，目前已知的傳感器探頭防振動(dòng)解決方案為儀表軟件補(bǔ)償，根據(jù)管徑尺寸和結(jié)構(gòu)，建立相應(yīng)氣體流速理論模型，探桿振動(dòng)模型，測(cè)量探桿振動(dòng)位置，對(duì)儀表振動(dòng)進(jìn)行軟件補(bǔ)償。然而這種軟件數(shù)據(jù)處理的方法都是以加大儀表響應(yīng)時(shí)間為代價(jià)，儀表的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，成本高。綜上所述，基于理論分析的軟件補(bǔ)償并不能解決全部探桿振動(dòng)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)探桿會(huì)沿著風(fēng)的流動(dòng)方向產(chǎn)生搖擺振動(dòng)從而測(cè)量精度的問題。本發(fā)明旨在提供一種能夠有效抵抗插入式金屬探桿沿氣流方向振動(dòng)，消除氣流對(duì)懸臂結(jié)構(gòu)的影響，提高測(cè)量精度的可抗振動(dòng)的插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)。

圖為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖

本發(fā)明的一種可抗振動(dòng)的插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)，包括：儀表變送器、探桿和測(cè)量頭，測(cè)量頭通過探桿與儀表變送器連接；還包括：鋼管，鋼管包括懸空段和固定段，固定段用以穿過待安裝固定的風(fēng)道壁，懸空段用以懸空于風(fēng)道壁的內(nèi)側(cè)；法蘭盤，與鋼管的固定段的端部連接，用以與風(fēng)道壁的外壁固定，探桿依次穿過法蘭盤和鋼管，測(cè)量頭伸出鋼管的懸空段的端部;鎖緊結(jié)構(gòu)，用以將探桿、法蘭盤和鋼管鎖緊固定。

還包括：防震結(jié)構(gòu)，防震結(jié)構(gòu)設(shè)置于鋼管的內(nèi)壁中，防震結(jié)構(gòu)包括一對(duì)V型彈片，V型彈片對(duì)稱設(shè)置于鋼管的內(nèi)壁中，V型彈片的凸起部位與貫穿于鋼管的探桿彈性接觸。防震結(jié)構(gòu)設(shè)置于靠近鋼管的懸空段端部的內(nèi)壁區(qū)域。V型彈片采用金屬材質(zhì)制成。測(cè)量頭用以將非電信息號(hào)的流量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)通過探桿傳送至儀表變送器;儀表變送器用以將電信號(hào)進(jìn)行處理以獲取流量數(shù)據(jù)，并顯示流量數(shù)據(jù)。

法蘭盤與鋼管采用焊接的方式連接，或法蘭盤與鋼管為一體式結(jié)構(gòu)。鎖緊結(jié)構(gòu)與探桿采用螺紋方式連接。鋼管采用不銹鋼金屬材料制成。法蘭盤采用不銹鋼金屬材料制成。

本發(fā)明的有益效果為，通過法蘭盤將鋼管固定于風(fēng)道壁上，以使插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)與風(fēng)道壁的安裝位置保持機(jī)械密封狀態(tài)；利用鎖緊結(jié)構(gòu)將探桿、法蘭盤和鋼管鎖緊固定于風(fēng)道壁上，可有效抵抗插入式探桿沿氣流方向的振動(dòng)，消除氣流對(duì)探桿的影響，保證測(cè)量頭對(duì)風(fēng)道中的氣體流量進(jìn)行精確測(cè)量，同時(shí)也提高了插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)與風(fēng)道壁之間的密封性，防止探桿與法蘭盤和風(fēng)道壁之間的松弛。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，成本低，抗振動(dòng)效果明顯的優(yōu)點(diǎn)。