专利名称：涡街质量流量计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及涡街质量流量计技术领域，更具体地说，特别涉及一种宽量程的 涡街质量流量计。
背景技术：
涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸汽等多种介 质。其特点是压力损失小，量程范围大，精度高。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。 仪表参数能长期稳定。有模拟标准信号也有数字脉冲信号输出，容易与计算机等数字系统 配套使用，是一种比较先进、理想的流量计。涡街流量计通过在流体中设置三角柱旋涡发生 体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的其频率正比于流速的两列旋涡，通过测量旋 涡的频率获得体积流量值。目前的涡街流量计测量质量流量时均采用直圆管作流量计的测量管，在旋涡发生 体前后取差压信号，由于仅靠旋涡发生体产生差压信号，导致其差压值较低，在测量小流量 时则差压值更低，所以流量计的下限流量不能太小，流量计的量程范围不够宽。

实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种涡街质量流量计，以解决上述技术问题之一。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案一种涡街质量流量计，包括测量管、设置在所述测量管内部的漩涡发生体及流量 检测元件、差压传感器和流量转换器，设置于所述测量管上且分别位于所述漩涡发生体上、 下游的上游取压口和下游取压口，上游取压口和下游取压口通过取压管和所述差压传感器 相连，所述测量管由依次相连的入口段、收缩段、喉部、扩张段和出口段组成，入口段和出口 段是直径相同的直圆管，收缩段和扩张段为锥度相同的圆锥管，喉部为内径小于入口段内 径的直圆管；所述漩涡发生体及流量检测元件均设置在所述测量管的喉部。优选的，上述涡街质量流量计中，所述上游取压口和下游取压口分别设置在所述 测量管的入口段和出口段。优选的，上述涡街质量流量计中，所述上游取压口设置在所述测量管的入口段轴 向长度的二分之一处；所述下游取压口设置在所述测量管的出口段轴向长度的二分之一处。优选的，上述涡街质量流量计中，还包括安装在所述扩张段上的整流架。优选的，上述涡街质量流量计中，所述整流架为十字形或井字形的导流结构。优选的，上述涡街质量流量计中，所述整流架在待测流体流动方向上的长度为 0. 5-0. 8倍的入口段的内孔直径。优选的，上述涡街质量流量计中，所述入口段的内径与所述喉部的内径的比值大 于1且不大于2. 6。[0015]优选的，上述涡街质量流量计中，该涡街质量流量计为一体式结构。从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的涡街质量流量计通过将测量管设计 为五部分组成，即入口段和出口段是直径相同的直圆管，收缩段和扩张段为锥度相同的圆 锥管，喉部为内径小于入口段内径的直圆管。收缩段的作用是调整流场和提高流速，扩张段 的作用是把被收缩段收缩了的管径恢复到原来管径。收缩段和扩张段都能提高测量管的压 力损失。通过将漩涡发生体及流量检测元件均设置在测量管的喉部，由于流体经过收缩段 的加速作用，所以在喉部测量流量，可有效降低流量计的下限流量值，提高流量计的量程范 围。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例提供的测量管的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的涡街质量流量计的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的流量计的电气原理框图；图4为本实用新型实施例提供的整流架的结构示意图；图5为图4的侧视图。
具体实施方式
本实用新型公开了一种涡街质量流量计，以降低流量计的下限流量值，提高流量 计的量程范围。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。请参阅图1，图2，图1为本实用新型实施例提供的测量管的结构示意图，图2为本 实用新型实施例提供的涡街质量流量计的结构示意图。其中，1为入口段，2为收缩段，3为喉部，4为扩张段，5为出口段，6为漩涡发生体， 7为流量检测元件，8为整流架，9为法兰盘，10为上游取压口，11为下游取压口，12为上游 取压管，13为下游取压管，14为差压传感器，15为流量转换器。本实用新型提供的涡街质量流量计，包括测量管、设置在所述测量管内部的漩涡 发生体6及流量检测元件7、差压传感器14和流量转换器15，设置于所述测量管上且分别 位于所述漩涡发生体6上、下游的上游取压口 10和下游取压口 11，上游取压口 10和下游取 压口 11分别通过上游取压管12和下游取压管12与所述差压传感器14相连。其中，测量 管由依次相连的入口段1、收缩段2、喉部3、扩张段4和出口段5组成，入口段1和出口段5 是直径相同的直圆管，它们的内径均与流量计的公称通径D相同。收缩段2和扩张段4为 锥度相同的圆锥管。喉部3是一段内径为D1的直圆管，分别与收缩段2的出口和扩张段4
4的入口连接，构成对称形结构，将漩涡发生体6及流量检测元件7均设置在测量管的喉部3。 收缩段2是把直径从D缩小到D1的圆锥管，扩张段4是把直径从D1扩大到D的圆锥管。收缩段2的作用是调整流场和提高流速。扩张段4的作用是把被收缩段收缩了的 管径D1恢复到原来管径D。收缩段2和扩张段4都能提高测量管的压力损失。本实用新型 通过将漩涡发生体6及流量检测元件7均设置在测量管的喉部3，由于流体经过收缩段的加 速作用，使流经喉部的流体流速比流量计口处的流速提高了(DzD1)2倍。所以在喉部测量流 量，可有效降低流量计的下限流量值，提高流量计的量程范围。上游取压口 10和下游取压口 11分别设置在所述测量管的入口段1和出口段5。 优选的，将上游取压口 10设置在所述测量管的入口段1轴向长度的二分之一处；将下游取 压口 11设置在所述测量管的出口段5轴向长度的二分之一处。通过差压传感器14把差压 信号转换成电信号，送往流量转换器15的另一输入端，进行信号处理和运算。本实用新型的测量过程流体以流速U从入口段1进入收缩段2，由于收缩段2的 提速作用，流体流经收缩段2时，流速从U提高到U1，且U1 SU的(DzD1)2倍。流体以较高 的流速U1从收缩段2进入喉部3。在喉部3设置了旋涡发生体6和流量检测元件7。随着 流体的流动，旋涡发生体6产生卡曼涡街，涡街信号被流量检测元件7检测，并输送到流量 转换器15进行处理。流体流经测量管时，由于收缩段2、喉部3、扩张段4的节流作用，造成 流体的压力损失。在测量管的入口段1和出口段5的中间位置处，设置了上游取压口 10和下游取压 口 11，通过上游取压管12和下游取压管13，取出流经测量管的前端与后端的压力差，即压 力损失ΔP，送到差压传感器14。经差压传感器14，测出差压信号，送到流量转换器15的另 一输入端进行处理。两路信号经过转换器15的转换处理与运算，获得质量流量。流量计的电气原理框 图如图3所示。本实用新型在差压测量环节，为了取得稳定的差压，在下游取压口 11前方，扩张 段4的后部安装了整流架8，对从喉部流出的含有旋涡的流体进行整流，调整流场，消除旋 涡的扰动，减小下游取压口 11处的压力波动，提高差压的稳定度。该整流架8为十字形或 井字形的导流结构。如图4、图5所示，根据流量计的通径不同，整流架可选用0. 5毫米到 1.5毫米厚的不锈钢板制造。整流架8在待测流体的流动方向上的长度为(0. 5-0. 8)D(D为 流量计的公称通径，即入口段1的内径)。本实用新型通过改变收缩比DzD1或收缩段2的圆锥角的方法来改变、调节流量计 的量程范围。收缩比可根据流量计的公称通径D，被测流体的最小流量值选择确定。通常收 缩比的取值范围为1 < DzD1 ( 2. 6。本实用新型采用一体化结构，将流量计的测量管，旋涡发生体6，流量检测元件7， 差压传感器14，流量转换器15设计成一体，具有一体化智能化等特点。本实用新型应用了涡街流量计的流量特性和阻力特性，通过测量旋涡信号频率和 流量计的压力损失，实现质量流量的测量。这种流量计具有量程范围宽，无可动部件、可靠 性高、安装方便，适用介质类型多等特性。它可以测量流体的质量流量，也可测量流体的体 积流量。流量计可广泛用于冶金、电力、化工、石油、天然气、轻工等行业中的气体、液体、蒸 汽等的流量测量。[0037]流量计的流量特性流量计的测量管的轴向剖面图如图1所示。流量计测量管由入口段1，收缩段2， 喉部3，扩张段4，出口段5组成。入口段1和出口段5是直径为D的直圆管；喉部是直径为 D1的直圆管；收缩段是把直径从D缩小到D1的圆锥管；扩张段是把直径从D1扩大到D的圆锥管。当流体流经测量管喉部3时，安装在喉部3的旋涡发生体6产生卡曼涡街，旋涡f 号被安装在喉部的流量检测元件7检测。旋涡频率f为
权利要求一种涡街质量流量计，包括测量管、设置在所述测量管内部的漩涡发生体及流量检测元件、差压传感器和流量转换器，设置于所述测量管上且分别位于所述漩涡发生体上、下游的上游取压口和下游取压口，上游取压口和下游取压口通过取压管和所述差压传感器相连，其特征在于，所述测量管由依次相连的入口段、收缩段、喉部、扩张段和出口段组成，入口段和出口段是直径相同的直圆管，收缩段和扩张段为锥度相同的圆锥管，喉部为内径小于入口段内径的直圆管；所述漩涡发生体及流量检测元件均设置在所述测量管的喉部。
2.根据权利要求1所述的涡街质量流量计，其特征在于，所述上游取压口和下游取压 口分别设置在所述测量管的入口段和出口段。
3.根据权利要求2所述的涡街质量流量计，其特征在于，所述上游取压口设置在所述 测量管的入口段轴向长度的二分之一处；所述下游取压口设置在所述测量管的出口段轴向长度的二分之一处。
4.根据权利要求1所述的涡街质量流量计，其特征在于，还包括安装在所述扩张段上 的整流架。
5.根据权利要求4所述的涡街质量流量计，其特征在于，所述整流架为十字形或井字 形的导流结构。
6.根据权利要求4或5所述的涡街质量流量计，其特征在于，所述整流架在流体流动方 向上的长度为0. 5-0. 8倍的入口段的内孔直径。
7.根据权利要求1所述的涡街质量流量计，其特征在于，所述入口段的内径与所述喉 部的内径的比值大于1且不大于2. 6。
8.根据权利要求1所述的涡街质量流量计，其特征在于，该涡街质量流量计为一体式 结构。
专利摘要本实用新型公开了一种涡街质量流量计，包括测量管、设置在测量管内部的漩涡发生体及流量检测元件。测量管由依次相连的入口段、收缩段、喉部、扩张段和出口段组成，入口段和出口段是直径相同的直圆管，收缩段和扩张段为锥度相同的圆锥管，喉部为内径小于入口段内径的直圆管；漩涡发生体及流量检测元件均设置在测量管的喉部。本实用新型的收缩段的作用是调整流场和提高流速，扩张段的作用是把被收缩段收缩了的管径恢复到原来管径。收缩段和扩张段都能提高测量管的压力损失。通过将漩涡发生体及流量检测元件均设置在测量管的喉部，由于流体经过收缩段的加速作用，所以在喉部测量流量，可有效降低流量计的下限流量值，提高流量计的量程范围。
文档编号G01F1/90GK201707087SQ20102024524
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者刘玉萍, 姜仲霞, 姜川涛, 李梦蜜 申请人:重庆耐德正奇流量仪表有限公司