热式气体质量流量计是利用热传导原理测量气体质量流量的仪表,能够实现对气体质量流量高精度测量。插入式热式气体质量流量计可以是一体式结构,也可以是分体式结构,其传感器和金属探杄被插入测量管道中。对于大截面风道的流量测量,一般采用插入式热式气体质量流量计。由于风道尺寸大,热式气体质量流量计金属探杆插入深度较长,且只能固定在风道臂外侧的套管上,形成悬臂结构。因此,在风的作用下,金属探杆会沿着风的流动方向产生摇摆振动,传感器探头在管道内测量点沿振动弧线运动,这将使传感器与气流的相对速度发生变化,进而影响传感器探头的测量精度,同时金属探杆的振动容易使仪表与风道壁安装位置的机械密封结构松弛,失去密封作用:并且由于热式气体质量流量计应用场合复杂,管道直径尺寸和结构并不完全符合理论模型的建立要求,气流模型不稳定,即使管道直径尺寸和结构符合建模要求,但在不同气体流速下,探杆振动情况依然不同.
为解决上述问题,目前己知的传感器探头防振动解决方案为仪表软件补偿,根据管径尺寸和结构,建立相应气体流速理论模型,探杄振动模型,测量探杄振动位置,对仪表振动进行软件补偿。然而这种软件数据处理的方法都是以加大仪表响应时间为代价,仪表的响应时间长,成本高。综上所述,基于理论分析的软件补偿并不能解决全部探杆振动的问题。
发明內容
本发明的目的是为了解决现有的热式气体质量流量计探杆会沿着风的流动方向产生摇摆振动从而测量精度的问题。本发明旨在提供一种能够有效抵抗插入式金属探杆沿气流方向振动,消除气流对悬臂结构的影响,提高测量精度的可抗振动的插入式热式气体质量流量。
本发明的一种可抗振动的插入式热式气体质量流量计,包括:仪表变送器、探杆和测量头,所述测量头通过所述探杆与所述仪表变送器连接。
还包括:钢管,所述钢管包括悬空段和固定段,所述固定段用以穿过待安装固定的风道壁,所述悬空段用以悬空于所述风道壁的内侧法兰盘,与所述钢管的固定段的端部连接,用以与所述风道壁的外壁固定,所述探杆依次穿过所述法兰盘和钢管,所述测量头伸出所述钢管的悬空段的端部锁紧结构,用以将所述探杄、所述法兰和所述钢管锁紧固定。
还包括:防震结构,所述防震结构设置于所述钢管的内壁中,所述防震结构包括一对V型弹片,所述V型弹片对称设置于所述钢管的内壁中,所述V型弹片的凸起部位与贯穿于所述钢管的所述探杄弹性接触。
所述防震结构设置于靠近所述钢管的悬空段端部的内壁区域。
所述V型弹片采用金属材质制成。
所述测量头用以将非电信息号的流量转换为电信号通过所述探杆传送至所述仪表变送器
所述仪表变送器用以将所述电信号进行处理以获取流量数据,并显示所述流量数据
所述法兰盘与所述钢管采用焊接的方式连接
所述法兰盘与所述钢管为一体式结构
所述锁紧结构与所述探杄采用螺纹方式连接
所述钢管采用不锈钢金属材料制成。
所述法兰盘采用不锈钢金属材料制成。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代,只要能够达到本发明的目的。
本发明的有益效果在于,通过法兰盘将钢管固定于风道壁上,以使插入式热式气体质量流量计与风道壁的安装位置保持机械密封状态;利用锁紧结构将探杆、法兰盘和钢管锁紧固定于风道壁上,可有效抵抗插入式探杆沿气流方向的振动,消除气流对探杆的影响,保证测量头对风道中的气体流量进行准确测量,同时也提高了插入式热式气体质量流量计与风道壁之间的密封性,防止探杆与法兰盘和风道壁之间的松弛。本发明具有结构简单,可靠性强,成本低,抗振动效果明显的优点。
附图说明
图1为本发明所述的可抗振动的插入式热式气体质量流量计的一种实施例的结构示意图
图2为本发明所述的可抗振动的插入式热式气体质量流量计的另一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
如图1所示,一种可抗振动的插入式热式气体质量流量计,包括:仪表变送器1、探杆4和测量头5,测量头5通过探杆4与仪表变送器1连接。
还包括：钢管6,钢管6包括悬空段62和固定段61,固定段61用以穿过待安装固定的风道壁3,悬空段62用以悬空于风道壁3的内侧;法兰盘2,与钢管6的固定段61的端部连接,用以与风道壁3的外壁固定,探杆4依次穿过法兰盘2和钢管6,测量头5伸出钢管6的悬空段62的端部锁紧结构7,用以将探杆4、法兰盘2和钢管6锁紧固定。
在本实施例中,在探杆4的外面,加装一个较大口径的钢管6。钢管6的一端可同法兰盘2焊接在一起,钢管6与风道壁3通过法兰盘2固定并连接在一起,另一端悬空于管道(即风道)内。将插入式热式气体质量流量计由风道外插入钢管6,与钢管6用锁紧结构7固定在起,测量头5位于钢管6远离风道管壁的另一端,对管道内的气体流量进行测量。由于钢管6截面较大,刚度大,在流动气体的作用下不容易引起振动。
进一步地,测量头5采用仪表传感器,由于检测测量头5需伸出钢管6外端,但伸出较少,受外界影响小,基本隔绝了外界对仪表的冲击,仪表检测精度不受影响。通过法兰盘2将钢管6固定于风道壁3上,以使插入式热式气体质量流量计与风道壁3的安装位置保持机械密封状态:利用锁紧结构7将探杆4、法兰盘2和钢管6锁紧固定于风道壁3上,使仪表探杆4处于钢管6内,隔绝流体对探杆4的冲击,可有效抵抗插入式探杆4沿气流方向的振动,消除气流对探杆4的影响,保证测量头5对风道中的气体流量进行准确测量,同时也提高了插入式热式气体质量流量计与风道壁3之间的密封性,防止探杆4与法兰
盐2和风道壁3之间的松弛,以及防止机械密封结构松弛。本发明具有结构简单,可靠性强成本低,抗振动效果明显的优点。
在探杆4的外面,加装一个较大口径的钢管6虽然阻挡了流体对探杆4的大部分冲击,但仍有一部分冲击通过传感器是加到探杆4上,仍然可能引起探杆4振动,另一方面外界冲击通过管道或风道外壁,也可以施加到探杆4上,引起探杆4的持续振动,从而影响测量精度,对仪表系统的密封和固定部件产生不利影响。如图2所示,在优选的实施例中,还可包括:防震结构8,防震结构8设置于钢管6的内壁中,防震结构8包括一对V型弹片81,V型弹片81对称设置于钢管6的内壁中,V型弹片81的凸起部位与贯穿于钢管6的探杆4弹性接触。在本实施例中,在钢管6的内壁增加防震结构8,通过薄型弹片81与探杆4间的摩擦消耗振动能量,使得钢管6与探杆4之间在振动时有能量消耗,以达到减弱振动或避免振动的目的。防震结构8简单,可行性强,不影响仪表检测精度在实施例中,防震结构8设置于靠近钢管6的悬空段62端部的内壁区域在本实施例中,防震结构8位于靠近钢管6的悬空段62端部可有效的消减测量头5侧的振动。
在实施例中,V型弹片81可采用金属材质制成的薄金属弹片,V型弹片81还可采用其他材质制成,采用金属材质的薄金属弹片可增加弹片的韧性
在实施例中,测量头5用以将非电信息号的流量转换为电信号通过探杆4传送至仪表变送器1
仪表变送器1用以将电信号进行处理以获取流量数据,并显示流量数据。
在实施例中,法兰盘2与钢管6可采用焊接的方式连接,可靠性强。
在实施例中,法兰盘2与钢管6为一体式结构,可靠性强
在实施例中,锁紧结构7与探杆4采用螺纹方式连接
进一步地,锁紧结构7可采用紧固螺丝,通过紧固螺丝将探杆4与法兰盐2固定在起
在实施例中,钢管6采用不锈钢金属材料制成。
在实施例中,法兰盘2采用不锈钢金属材料制成。
本发明与现有技术实施方案对比,有如下特点:由钢管6承受气流冲击,插入式热式气体质量流量计的探杆4不会被气流冲击沿气体流动方向振动:钢管6还对探杆4起保护作用,避免粉尘或其他重物直接冲击仪表探杆4:钢管6本身不影响仪表的测量精度。本发明为抗振动机械结构,实施结构简单,效果明显。