专利名称：具有高灵敏度的流量传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体流量传感器，特别是具有高灵敏度的流量传感器，它适用于对各种管道流体流量的测量。
背景技术：
目前，国内外流量仪表市场上曾销售一种“阿牛巴(AnnuBar)”流量传感器，由检测棒、引压管、安装底座、阀门构成。这种流量传感器的检测棒为正方体形空心棒，在正方体的迎流面棱边上设置有高压取压口，背流面棱边上设置有低压取压口，且高压取压口与低压取压口位于同一横截面上，分别用来感知流体的高压和低压。采用这种传感器测量流体流量时虽然能产生较大的差压，输出差压信号强，可扩大测量范围，能与较高差压输入值的差压变送器配套使用。但是，由于检测棒为正方体空心棒，对流体的流动会产生较大的漩涡区，使检测棒承受较大的冲击力，从而使检测棒产生振动，甚至会共振，容易损坏检测棒。又由于低压取压口设置在检测棒尾部的漩涡区，是流体杂质的堆积区，这样，不仅会因压力波动较大而引起差压信号波动值较大，从而会限制流量计精确度的提高，特别是小流量时，精确度较低，而且，还会使低压取压口产生堵塞，给流体测量工作带来麻烦。另外，还曾销售一种“威力巴(Verabar)”插入式差压流量传感器，它的检测棒为“子弹头形”的空心柱体，在该柱体的“子弹头”部位设置有高压取压口，而在“子弹头”两侧设置有低压取压口。这种传感器虽然由于低压取压口避开了漩涡发生区，使压力较为稳定，无脉动现象，差压信号较稳定，并且低压取压口远离流体杂质堆积区，不易被杂质堵塞，还不易产生振动。但是，由于低压取压口设置在检测棒的两侧，无法取得最低的压力，因而会使差压较小，差压信号弱，从而使流量传感器的应用范围受到限制。由于传感器获得的差压较小，当测量温度高的湿气体流量时，在引压管内会有冷凝水析出，对微小的差压信号造成波动干扰，从而降低系统精确度和重复性，增大现场使用中的误差。由于流体流经检测棒时所形成的漩涡在检测棒边缘分离时的位置处于检测棒尾部的圆角处，分离点很难固定，它随着流体流速的变化而沿圆角移动，这就造成流出系数的变化，也就是说，能够保持流出系数恒定不变的雷诺数范围不够宽，特别是下限点较高，从而使测量低流速流体的能力受限制，难以满足大管径低流速气体流量测量的要求。由于检测棒的横截面为“子弹头形”，其尾部为弧面，这样，不仅低压取压口的位置很难确切的定位，而且，尾部的圆角曲率半径有较大的分散性，从而给检测棒抽样实流标定造成困难。若采用逐台实流标定，对大口径气体流量的标定费用很高，这样会使传感器的价格提高，否则，会造成实际使用精确度降低，给用户造成损失。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种具有高灵敏度的流量传感器，它能够克服已有技术的不足，可有效地获得较大的差压及较强的差压信号，并且能够有效地防止取压口的堵塞及检测棒的振动，从而可提高流量传感器的工作可靠性。
其解决方案是与公知的连有阀门的安装底座相连的空心检测棒为空心棱柱体，在该棱柱体的棱夹角为锐角处为检测棒的前面，并在此处设置有高压取压口，它通过取压管与设置在检测棒中的高压引压管连通，而棱夹角为钝角处为后面，并在检测棒的侧面上设置有低压取压口，它与检测棒内的低压引压管道相连通。并且，设置在检测棒前面处的高压取压口至少1个；设置在检测棒侧面上的低压取压口至少1个。
本实用新型主要是检测棒为棱柱体，在棱柱体的棱夹角为锐角处有高压取压口，而在检测棒的侧面上有低压取压口，高、低压取压口分别与高、低压引压管相连通。由于检测棒为棱柱体，当流体从检测棒的前面流向棱柱体的交接处的尖角时，流体边界层绕流从该尖角处分离，离开检测棒形成漩涡向下游旋动。不管流体雷诺数如何变化，只要是在紊流状态下，漩涡分离点就在尖角处，位置确定，可确保流出系数的恒定，从而可扩大传感器的测量范围，提高测量的精确度。同时，还能使流体的冲击力减小而漩涡力扩大，而低压取压口处于低于流体静压的负压区，从而能获得较大的差压值，并能获取较强的流量信号，灵敏度高，可满足测量大口径低流速气体的要求。又由于低压取压口的设置离开杂质堆积区，可有效地防止低压取压口的堵塞，这不仅能延长无故障工作时间，还能提高传感器的灵敏度。再则，检测棒的横截面是一个相对称的简单多边形几何面，制造工艺简单，且容易做到精确一致，低压取压口的位置确定准确，从而可保障批量生产时流出系数、仪表常数的一致性，能有效地实现实流抽样标定，在保证较高精度的前提下，可降低生产成本。


图1为具有高灵敏度的流量传感器的结构示意图。
图2为图1中的A-A剖面放大图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式
。
图1、图2中，具有高灵敏度的流量传感器由安装底座3及其上端连接的阀门4，下端连接的检测棒1构成。检测棒1由外径为Φ32mm的空心无缝厚壁钢管制成五棱柱体。该棱柱体带有弦长为7mm的弧面为前面(即迎流面)，该弧面的弧对顶夹角α＝42°，后面(即背流面)上的棱夹角β＝128°。在前面处沿轴向设置有4个高压取压口2，它们分别通过直径Φ＝2mm的取压管7与设置在棱柱体内的直径为Φ＝6mm的高压引压管8连通，在后面的两侧面且与每个高压取压口2处于同一横截面上各设置有1个直径Φ＝3mm的低压取压口5，它们分别与棱柱体内直径Φ＝15mm的低压引压管道9相连通。
进行流量测量时，将本流量传感器与差压变送器及流量显示仪相连接，并将传感器的检测棒1垂直插入管道流体中，通过检测棒上的高压取压口2，感知流体的高压，通过低压取压口5感知流体的低压，并通过高、低压引压管8、9将高、低压分别引到差压变送器的正、负压室，把高、低压之间的差压信号转变成电流信号，输送至流量显示仪中，即可显示出流体的流量。
权利要求1.一种具有高灵敏度的流量传感器，包括检测棒，其特征在于检测棒(1)为空心棱柱体，该棱柱体的棱夹角为锐角α是前面，在该锐角α处设置有高压取压口(2)，它通过取压管(7)与位于检测棒(1)内的高压引压管(8)连通，而棱柱体的棱夹角为钝角β处是后面，在检测棒(1)的侧面上设置有低压取压口(5)，它与检测棒(1)内的低压引压管道(9)相连通。
2.如权利要求1所述的具有高灵敏度的流量传感器，其特征在于设置在检测棒(1)前面处的高压取压口(2)至少1个。
3.如权利要求1所述的具有高灵敏度的流量传感器，其特征在于设置在检测棒(1)侧面上的低压取压口(5)至少1个。
专利摘要一种具有高灵敏度的流量传感器，主要是传感器的检测棒为棱夹角是锐角和钝角的棱柱体，在该棱柱体锐角处有高压取压口，而在棱柱体的侧面上有低压取压口，且高、低取压口分别与高、低压引压管连通。这种传感器由于流体漩涡分离点位置确定准确，流出系数恒定，所以能有效地扩大传感器的测量范围，提高测量的精确度。同时，还能使流体冲击力减小而漩涡力扩大，可有效地获得较大的差压值，并获取较强的流量信号，灵敏度高，能满足大口径低流速气体流量的测量要求。并且，低压取压口不易堵塞，检测棒不易振动、且加工工艺简单，易制造，能有效地提高传感器的工作可靠性，在保证较高精度的前提下，可降低生产成本。
文档编号G01F1/34GK2655190SQ200320113268
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月20日 优先权日2003年11月20日
发明者邵朋诚 申请人:邵朋诚