專利名稱：一種大口徑電磁流量計傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種流量測量儀，尤其涉及一種大口徑電磁 流量計傳感器。
背景技術(shù)：
大口徑電磁流量計傳感器是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律的原理進行設(shè)計的，其設(shè)計 過程中本著使磁場規(guī)則、均勻地貫穿流體截面的原則，采用非導(dǎo)磁材料制作測量管。目前磁 導(dǎo)率相對較低的不銹鋼材料普遍被應(yīng)用在該場合中。在當今的技術(shù)條件以及經(jīng)濟成本等 因素的驅(qū)使下，中小口徑的大口徑電磁流量計傳感器的測量管采用的都是由導(dǎo)磁率較低的 不銹鋼無縫鋼管；部分中型乃至大口徑的大口徑電磁流量計傳感器的測量管是利用磁導(dǎo)率 較低的不銹鋼鋼板通過卷板機卷制形成滿足傳感器口徑需求弧度的鋼管，其工藝類似壓力 容器塔設(shè)備的筒體制造。在這個制造工藝中，磁導(dǎo)率極低的不銹鋼鋼板在通過卷板機這道 冷加工工序卷圓的過程中，鋼材的金相組織發(fā)生了變化(冷加工處部分馬氏體組織產(chǎn)生相 變)，造成了鋼板的磁導(dǎo)率大幅度增加，對普通的吸鐵石有明顯的吸附感；此外折彎、沖壓、 熱處理等工藝也使不銹鋼的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變化，造成折彎處，沖壓處，受熱處導(dǎo)磁。 在后續(xù)的焊接鋼板這一環(huán)節(jié)中，由于兩塊相鄰的鋼板在焊接區(qū)域中的熱影響區(qū)，以及焊接 熔池中由于高熱可能，均使該影響區(qū)域中的鋼板在高溫及隨后自然冷卻的過程中發(fā)生了組 織結(jié)構(gòu)的變化，使相鄰鋼板在焊縫處的邊緣部分產(chǎn)生了較高的磁導(dǎo)率(磁導(dǎo)率同樣大幅度 增加)，使整條焊縫在焊接完畢后其磁導(dǎo)率較被均勻冷加工的卷圓板及焊縫處鋼板得磁導(dǎo) 率都要高。因此在電磁流量計正常運行時理論上用于測量的磁場中有一部分通過有磁導(dǎo)率 的鋼板后形成回路，從而導(dǎo)致中大口徑的電磁流量計真正用于測量的磁場比理論磁場弱。 超大口徑(DN3000以上)的上述問題更嚴重。此外，電極孔是在測量管焊接裝配后進行打孔形成的，因此兩孔相對附近焊縫的 垂直距離都有誤差。由此可以看出在整個測量管電極孔水平安置的情況下，由于焊縫分布 雖然相對均勻，但是對于整個測量管及電極孔來說焊縫對測量管中心的角度分布就會產(chǎn)生 一定的誤差，因此測量管各個部分的磁導(dǎo)率相對于測量管中心是不均勻的。該種不均勻極 易造成磁場分布的不均勻。同時線圈的安裝也與焊縫有關(guān)，根據(jù)焊縫數(shù)量不同，在大口徑的 線圈裝配中，線圈繞制完畢后在安裝時有部分線圈(通常是軸向的線圈)過于靠近或架設(shè) 在焊縫之上就會有大量的磁場通過高導(dǎo)磁的焊縫進入測量管中。而且目前大口徑電磁流量 計傳感器在制造上也有其造價高昂、工時較長、運輸困難等不利因素。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種大口徑電磁流量計傳感器，該傳感 器減少了測量管外殼及周圍的漏磁，加強了測量區(qū)域的磁場強度。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案。一種大口徑電磁流量計傳感器，包括一測量管，所述測量管的管殼包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的碳鋼管、填充層、絕緣層。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述傳感器還包括法蘭，所述碳鋼管與法蘭裝 配焊接，碳鋼管內(nèi)表面安裝固定有線圈，碳鋼管上裝配有電極組件。作為本實用新型的另一種優(yōu)選方案，所述填充層的材料為混凝土，混凝土填充于 所述碳鋼管內(nèi)側(cè)與法蘭之間的空隙部位，所述填充層的外表面緊貼碳鋼管的內(nèi)表面，填充 層的內(nèi)表面與法蘭的內(nèi)側(cè)面在同一弧面，填充層的厚度與處于碳鋼管內(nèi)部的法蘭部位厚度 相同。作為本實用新型的再一種優(yōu)選方案，所述線圈外側(cè)包裹有保護層。作為本實用新型的再一種優(yōu)選方案，所述電極組件包括電極和電極座，所述電極 為內(nèi)插式電極結(jié)構(gòu)或外插式電極結(jié)構(gòu)，所述電極的上方設(shè)有電極罩，所述電極罩固定于碳 鋼管外表面。作為本實用新型的再一種優(yōu)選方案，所述電極旁的碳鋼管上開設(shè)有通孔，穿線管 的一端從所述通孔穿入并埋設(shè)固定于碳鋼管的內(nèi)表面，穿線管的另一端安放入位于碳鋼管 外側(cè)的接線盒；電極線與電極連接后通過穿線管穿至接線盒。作為本實用新型的再一種優(yōu)選方案，所述電極座為一體型或組合型的帶有密封面 的法蘭-導(dǎo)管結(jié)構(gòu)，其中位于測量管內(nèi)側(cè)的密封面及位于測量管外側(cè)的密封面的中心軸線 與測量管軸線垂直。作為本實用新型的再一種優(yōu)選方案，所述絕緣層設(shè)置在填充層的內(nèi)表面和法蘭的 內(nèi)側(cè)。作為本實用新型的再一種優(yōu)選方案，所述填充層內(nèi)固定有一張不銹鋼絲網(wǎng)，所述 不銹鋼絲網(wǎng)引線到碳鋼管外部，不銹鋼絲網(wǎng)的線徑為0. 6 1mm。作為本實用新型的再一種優(yōu)選方案，所述絕緣層為浙青涂層或橡膠層。本實用新型的有益效果在于本實用新型所述的大口徑電磁流量計傳感器不僅大 幅度降低了成本，而且解決了目前大口徑上的由于裝配等因素引起的偏差、影響，提高了總 體磁場的強度，減少了外殼及周圍的漏磁，加強了測量區(qū)域的磁場強度。

圖1為本實用新型所述的大口徑電磁流量計傳感器的軸向剖視圖；圖2為本實用新型所述的大口徑電磁流量計傳感器的徑向剖視圖；圖3為本實用新型所述的內(nèi)插式結(jié)構(gòu)的電極示意圖。主要組件符號說明1、碳鋼管；2、線圈；3、填充層；4、絕緣層；5、電極；6、法蘭；7、電極罩；8、穿線管；9、接線盒；10、電極線。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細說明。[0027]實施例一本實施例提供一種大口徑電磁流量計傳感器，如圖1至3所示，該大口徑電磁流量 計傳感器包括一測量管，所述測量管的管殼包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的碳鋼管1、填充層3、 絕緣層4。所述傳感器還包括法蘭6，所述碳鋼管1與法蘭6裝配焊接，碳鋼管1內(nèi)表面安 裝固定有線圈2，碳鋼管1上裝配有電極組件。所述電極組件包括電極和電極座，所述電極 為內(nèi)插式電極結(jié)構(gòu)。所述電極座(即安裝電極所用的基座)為一體型或組合型的帶有密封 面的法蘭-導(dǎo)管結(jié)構(gòu)，其中位于測量管內(nèi)側(cè)的密封面及位于測量管外側(cè)的密封面的中心軸 線與測量管軸線垂直。所述填充層3的材料為混凝土，混凝土填充于所述碳鋼管1內(nèi)側(cè)與 法蘭6之間的空隙部位，所述填充層3的外表面緊貼碳鋼管1的內(nèi)表面，填充層3的內(nèi)表面 與法蘭6的內(nèi)側(cè)面在同一弧面，填充層3的厚度與處于碳鋼管1內(nèi)部的法蘭部位厚度相同。 所述線圈2外側(cè)包裹有保護層，內(nèi)側(cè)填充滿環(huán)氧樹脂。所述碳鋼管1及填充層3上打磨預(yù)留 有電極孔。所述絕緣層4設(shè)置在填充層3的內(nèi)表面和法蘭6的內(nèi)側(cè)。所述絕緣層為浙青涂 層或橡膠層。所述填充層3內(nèi)固定有一張不銹鋼絲網(wǎng)，所述不銹鋼絲網(wǎng)引線到碳鋼管1外 部，不銹鋼絲網(wǎng)的線徑為0. 6 1mm。電極5從所述預(yù)留的電極孔處垂直穿透所述測量管。 所述電極5的上方設(shè)有電極罩7，所述電極罩7固定于碳鋼管1外表面。不銹鋼穿線管8的 一端從電極旁開設(shè)的通孔穿入并埋設(shè)固定于碳鋼管的內(nèi)表面，另一端安放入接線盒9位置 處。電極線10與電極5連接后通過穿線管8穿至接線盒9，實現(xiàn)接線。上述大口徑電磁流量計傳感器的主要形成過程為將碳鋼板卷板后焊接成管，然 后直接焊接在法蘭外側(cè)并在碳鋼管上打電極孔及為安裝表頭等部件預(yù)留的開孔；將經(jīng)過浸 漆等匝間保護處理完成的線圈及電極進行裝配，線圈亦可以在安裝后進行浸漆處理。線圈 的繞制應(yīng)根據(jù)混凝土澆注層的厚度適當?shù)臏p薄以保證對混凝土表面處理時損壞線圈，完成 之后將預(yù)制的模板放入法蘭中并做好模板與法蘭間隙的密封措施，隨后將混凝土注滿整個 模板與法蘭之間的間隙，脫模后將表面電極部件處打磨露出，并貼橡膠襯里。在實施例一中 使用的是冷粘法貼膠。上述工藝流程完成后進行電極裝配，然后續(xù)噴漆、安裝表頭等工藝與 目前大口徑的裝配一樣。本實施所述的大口徑電磁流量計傳感器的制作工藝為1，首先加工制造帶頸的法蘭，并根據(jù)對應(yīng)口徑及承壓大小將具有一定厚度的碳鋼 板通過卷板及焊接兩道工序后與法蘭進行裝配并焊接成管狀。2，將法蘭平放在水平面上后將焊接成管的碳鋼管以其軸線垂直于水平面的方向 套入法蘭頸的外側(cè)并進行焊接，再將另一片法蘭從碳鋼管的另一端上方套入并焊接，在碳 鋼管上對電極、表頭、引線位置等部位預(yù)留通孔，在碳鋼管及法蘭帶頸端面以垂直向外的方 向焊接種焊螺釘或加強筋。3，將電極部件安裝在電極孔上并在碳鋼管內(nèi)表面及法蘭靠中心位置一側(cè)的表面 上噴涂一層1毫米左右的聚氨酯涂料。4，將經(jīng)過浸漆等匝間保護處理完成的線圈或?qū)⒕€圈安裝后進行浸漆處理后萬冊 包裹一層保護層并安裝在碳鋼管內(nèi)表面進行基本固定。線圈外側(cè)有一定厚度的塑料薄膜保 護，線圈內(nèi)側(cè)填充滿環(huán)氧樹脂完成固化。5，將不銹鋼穿線管從電極旁開設(shè)的通孔穿入并埋設(shè)固定于碳鋼管的內(nèi)表面，直至 另一端安放入接線盒位置處。[0036]6，將預(yù)先做好的模板(模板由普通的碳鋼板通過卷板機卷制成管狀且管狀模板 外徑與法蘭內(nèi)徑基本一致，模板根據(jù)傳感器長度由數(shù)個同樣內(nèi)外徑的管組成)軸線垂直法 蘭面豎直放入傳感器內(nèi)。7，兩端模板之間根據(jù)需要使用塑料布等將模板接縫做適當密閉，模板靠近碳鋼管 一側(cè)表面應(yīng)涂覆脫模劑或者脫模材料，澆注前需要將碳鋼管上的通孔堵死處理。8，在使用管狀模板時將以水泥砂子石子水=1 2 1. 6 0. 4比例配置 的流量計襯里填料專用的混凝土從第一段模板與碳鋼管之間的間隙注入直至與第一段模 板上端持平并敦實，隨即放入第二段模板并做上述操作，兩端模板拼合間隙根據(jù)需要做適 當處理防止混凝土流出，上述操作直至將混凝土填至距離上法蘭的帶頸端面仍有一定距離 時終止操作，總體模板高度也應(yīng)與之持平，此時未澆注處為一個具有一定厚度(大約100毫 米左右)的圓環(huán)體。所述混凝土擁有防水、防滲及抗飽和蒸汽滲透的性質(zhì)。所述混凝土配 比時的水灰比為0. 3 0. 6。所述混凝土配比時的灰砂比為 40%。所述混凝土水灰 比所用到的水泥、粉煤灰類粉狀物中的水泥包括硅酸鹽水泥。9，空余圓環(huán)體由于具有厚度、圓環(huán)截面寬度窄(法蘭頸部厚度)的特點，所述圓環(huán) 體可手工用混凝土或水泥進行填埋。當混凝土達到終凝后開始拆模，并對混凝土做養(yǎng)護工 作；施工中應(yīng)根據(jù)標準對混凝土上的裂縫、缺陷做相應(yīng)處理例如填補或重新澆注，將有電極 孔的位置處覆蓋的混凝土打磨至露出電極孔或在澆注前預(yù)先將電極孔直至模板外側(cè)空間 填實保護。10，對電極線部分做基本保護后進行襯膠工藝，工藝采用冷粘法進行襯膠，其中對 電極孔處可以采用冷粘法也可以實現(xiàn)將電極部件或焊接裝配后的法蘭-導(dǎo)管組件對電極 處進行傳統(tǒng)襯膠方法，在電極部件帶有密封面的位置進行翻遍處理后磨平至圖樣規(guī)定的翻 遍厚度，然后對混凝土表面進行冷粘法襯膠工藝的相關(guān)處理及工作，主橡膠襯里應(yīng)在覆蓋 電極處后在電極孔的內(nèi)部填塞橡膠顆?；蛘呔郯滨ハ鹉z或環(huán)氧樹脂等。電極部件所在的法 蘭-導(dǎo)管結(jié)構(gòu)應(yīng)如同對小口徑襯膠工藝相同的方式對該結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面襯膠并將膠板翻遍 至密封面上形成一個小口徑襯膠工藝后對大口徑整體貼膠，同時在襯膠流程中應(yīng)根據(jù)不同 的襯膠手段預(yù)先或事后將橡膠顆粒填塞入該電極結(jié)構(gòu)的孔中或利用與橡膠具有可靠粘結(jié) 性的絕緣樹脂等灌封該孔并固化。11，上述工藝完成后對電極處填塞的絕緣材料打孔并做相關(guān)處理后即可對電極、 表頭等進行接線及安裝，電極線與電極連接后通過穿線管穿至接線盒后實現(xiàn)接線。12，將一個帶蓋電極罩焊接在電極部件所在的碳鋼管外側(cè)，電極罩范圍僅涵蓋電 極部件及外殼上引出的穿線管所在面積大小。實施例二本實施例與實施例一得區(qū)別在于所述電極可以采用外插式電極結(jié)構(gòu)，絕緣層可 以采用橡膠冷貼方法形成，也可以用浙青等絕緣涂料涂刷形成。本實用新型大幅度降低了大口徑電磁流量計傳感器的成本，解決了大口徑由于裝 配等因素引起的測量偏差，提高了總體磁場的強度，減少了外殼及周圍的漏磁，加強了測量 區(qū)域的磁場強度。這里本實用新型的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本實用新型的范圍限制在上 述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫 離本實用新型的精神或本質(zhì)特征的情況下，本實用新型可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例， 以及用其他元件、材料和部件來實現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種大口徑電磁流量計傳感器，其特征在于所述傳感器包括一測量管，所述測量 管的管殼包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的碳鋼管、填充層、絕緣層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑電磁流量計傳感器，其特征在于所述傳感器還包括 法蘭，所述碳鋼管與法蘭裝配焊接，碳鋼管內(nèi)表面安裝固定有線圈，碳鋼管上裝配有電極組 件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大口徑電磁流量計傳感器，其特征在于所述填充層的材料 為混凝土，混凝土填充于所述碳鋼管內(nèi)側(cè)與法蘭之間的空隙部位，所述填充層的外表面緊 貼碳鋼管的內(nèi)表面，填充層的內(nèi)表面與法蘭的內(nèi)側(cè)面在同一弧面，填充層的厚度與處于碳 鋼管內(nèi)部的法蘭部位厚度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大口徑電磁流量計傳感器，其特征在于所述線圈外側(cè)包裹 有保護層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑電磁流量計傳感器，其特征在于所述電極組件包括 電極和電極座，所述電極為內(nèi)插式電極結(jié)構(gòu)或外插式電極結(jié)構(gòu)，所述電極的上方設(shè)有電極 罩，所述電極罩固定于碳鋼管外表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大口徑電磁流量計傳感器，其特征在于所述電極旁的碳鋼 管上開設(shè)有通孔，穿線管的一端從所述通孔穿入并埋設(shè)固定于碳鋼管的內(nèi)表面，穿線管的 另一端安放入位于碳鋼管外側(cè)的接線盒；電極線與電極連接后通過穿線管穿至接線盒。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大口徑電磁流量計傳感器，其特征在于所述電極座為一體 型或組合型的帶有密封面的法蘭-導(dǎo)管結(jié)構(gòu)，其中位于測量管內(nèi)側(cè)的密封面及位于測量管 外側(cè)的密封面的中心軸線與測量管軸線垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑電磁流量計傳感器，其特征在于所述絕緣層設(shè)置在 填充層的內(nèi)表面和法蘭的內(nèi)側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑電磁流量計傳感器，其特征在于所述填充層內(nèi)固定 有一張不銹鋼絲網(wǎng)，所述不銹鋼絲網(wǎng)引線到碳鋼管外部，不銹鋼絲網(wǎng)的線徑為0. 6 1mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的大口徑電磁流量計傳感器，其特征在于所述絕緣層為浙青 涂層或橡膠層。
專利摘要本實用新型公開了一種大口徑電磁流量計傳感器，該傳感器包括一測量管，所述測量管的管殼包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的碳鋼管、填充層、絕緣層；所述傳感器還包括法蘭，所述碳鋼管與法蘭裝配焊接，碳鋼管內(nèi)表面安裝固定有線圈，碳鋼管上裝配有電極組件；所述填充層的材料為混凝土，混凝土填充于所述碳鋼管內(nèi)側(cè)與法蘭之間的空隙部位，所述填充層的外表面緊貼碳鋼管的內(nèi)表面，填充層的內(nèi)表面與法蘭的內(nèi)側(cè)邊緣齊平，填充層的厚度與處于碳鋼管內(nèi)部的法蘭部位厚度相同。本實用新型大幅度降低了大口徑電磁流量計傳感器的成本，解決了由于裝配等因素引起的測量偏差，提高了總體磁場的強度，減少了外殼及周圍的漏磁，加強了測量區(qū)域的磁場強度。
文檔編號G01F1/58GK201903373SQ20102064713
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者劉榮杰, 張振山, 沈海津, 趙潤, 郁柳斌 申請人:上海威爾泰儀器儀表有限公司, 上海威爾泰工業(yè)自動化股份有限公司, 東北大學(xué)