專利名稱：流動傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能安裝在流體傳導管的管壁上并基本上與管的縱軸線相垂直的流動傳感件。
DE—A3616777敘述可用來測定流動的流體的質(zhì)量流率的流動傳感件，它安裝在流體傳導管的管壁上，并基本上與管的縱軸線相垂直，流動傳感件包括—具有一端剛性地和管壁相連接的測量板，它浸入流動的流體中，并以端部支承柱的方式，能通過由流體的作用力而偏轉(zhuǎn)方向，—在測量板上設(shè)置兩個電容式電極，—平行于測量板設(shè)置的基準板，—測量板和電容式電極相結(jié)合，形成兩個串聯(lián)式電容器。
EP—A26715揭示用來測量流動流體的容積的流動傳感件，它安裝在流體傳導管的管壁上，基本上垂直于管的縱軸線，流動傳感件包括—安裝在管壁上具有一端作為樞軸的吊桿，它浸入流動的流體中，并能通過由流體的作用力使吊桿偏轉(zhuǎn)方向，—安裝在吊桿自由端的阻流體，—阻流體具有和管的縱軸線成90°角的流動接觸面。
DE—A2413245揭示安裝在流體傳導管管壁上用于測量流動速率的流動傳感件，它基本垂直于管的縱軸線，流動傳感件包括—具有一端安裝在導電管壁上的管子，它浸入流動的流體中，并能通過由流體的作用力而偏轉(zhuǎn)方向，—橫向地安裝在管子上的阻流體，—阻流體具有和傳導管縱軸線成90°角的流動接觸面，—在管子中設(shè)置四個應(yīng)變傳感器。
本發(fā)明的目的是提供一種流動傳感件，通過其零件的不同的結(jié)構(gòu)和/或布置，可以用作流動指示器，即用于指示流動的有無的單一構(gòu)件，和/或用作流動速率傳感件，和/或用作測量容積的流動傳感件，和/或用作質(zhì)量流動傳感件，和/或用作密度傳感件，和/或用作粘度傳感件。
因此，本發(fā)明在于提供能安裝在流體傳導管管壁的流動傳感件，它基本垂直于管的縱軸線流動傳感件包括—一端剛性地和傳導管管壁連接的金屬外管，它浸入流動的流體中，并以端部支承梁的方式能通過所述流體的作用力而偏轉(zhuǎn)，所述金屬外管的自由端是密封的，—安裝在外管自由端的阻流體，—伸入外管且與外管有一定的間隔地剛性安裝的內(nèi)管，—內(nèi)管至少部分外表面支承著對稱于通過內(nèi)管軸線的切割面安裝的偶數(shù)個絕緣電極，內(nèi)管和外管相結(jié)合形成電容器。
在申請人的美國專利第4716770號中，不得不依靠已敘述的僅僅兩個電容器的電容傳感件，與渦流流量表共同形成電容器，但是，電容傳感件是根據(jù)本發(fā)明改進的。此外，現(xiàn)有技術(shù)的傳感件不浸入流動的流體中，而在流體流過具有進出通道的阻流體的孔中設(shè)置傳感件。在那一點上，在流體中通過渦流引起的壓力變化使成為和阻流體分開進行測量。在本發(fā)明中，直接地在阻流體上通過流動流體的作用力進行測量。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，在管的端部附近，外管的內(nèi)表面設(shè)有具有噴鍍在電極層上的絕緣層，并和電極相結(jié)合形成電容器。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施例中，阻流體具有和傳導管縱軸線構(gòu)成除90°以外的角度的流動接觸面。
根據(jù)本發(fā)明上述實施例的另一新結(jié)構(gòu)，阻流體的流動接觸面傾斜于傳導管縱軸線大約成45°。
在另一個優(yōu)選的實施例中，設(shè)有4個電極，4個電極最好是面積相等，且使其切面傾斜于管的縱軸線成45°角。
在再一個優(yōu)選的實施例中，和4個電極一起，使切面傾斜于管的縱軸線成45°角，在管端附近，在外管的內(nèi)表面上設(shè)置絕緣層，并支承電極層，絕緣層和4個電極形成電容器。
現(xiàn)在，將參照附圖更詳細地說明本發(fā)明，附圖大略地顯示本發(fā)明的各個實施例，在附圖中相同部分標以相同的標號，附圖如下

圖1是安裝在管中的流動傳感件的透視圖。
圖2顯示以不同方法固定安裝在管中的流動傳感件的示意圖。
圖3是浸入流體中的部分流動傳感件的斷面圖和底視圖。
圖4是具有4個電容器的流動傳感件的底視圖。
圖5是圖3組件的另一新結(jié)構(gòu)的縱斷面圖。
圖1是顯示安裝在管1的管壁上的流動傳感件的透視圖，它的一端剛性地固定在該壁上。這樣，正如從管1的部分切開處可以看出，以端部支承柱或懸臂的方式延伸在管1中的流動傳感件2的部分浸入在管1流動的流體3中。在管1的外部，流動傳感件2具有安裝測量由流動傳感件2發(fā)生的電信號的箱4。
在管1中流動的流體3可以是液體，例如水或乳劑、氣化物、氣體例如空氣或粉狀物質(zhì)。
圖1還顯示流動傳感件2具有包括安裝在外管5密封的自由端的阻流體6在內(nèi)的金屬外管5。阻流體6的流動接觸面和管1的縱軸線形成一個角度，但最好不是90°。從圖1和圖2中可以看出，阻流體6最好是圓片狀的，另外，也可以是平面和/或立體形的阻流體6。
通過由流體3在外管5自身和阻流體6上的作用力使外管5轉(zhuǎn)向。如果沖擊在阻流體6上的角度不是90°，那么，阻流體6將在較大范圍或較小范圍內(nèi)從管1的縱軸線方向偏離而轉(zhuǎn)向。
圖2a至2d顯示在管1上固定和可拆卸地安裝流動傳感件2的不同方法。圖2說明在管壁上用螺帽7擰在螺頸上的方法，可以把流動傳感件2固定在應(yīng)有的位置上，以便形成緊密接合。
圖2b顯示用平板8來代替圖2a的螺帽7，平板8必須固定于安裝在管1的逆向板上，以提供一種所謂“三重夾具聯(lián)結(jié)”。在圖2c中所顯示的用來代替圖2a螺帽7的是在歐洲通常使用的樣式連接的乳白管的部分9，是在管1上設(shè)置的配合部分。
圖2d顯示一種凸緣式連接也是可能的，朝該端方向流動傳感件2設(shè)有凸緣10，是在管1上設(shè)置的配合凸緣。
現(xiàn)在進一步說明圖3至圖5的流動傳感件內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)和輔助設(shè)備。圖3a以縱斷面圖顯示流動傳感件2，而圖3b以底視圖顯示流動傳感件2。為了簡化說明起見，省去了阻流體6。
外管5裝有剛性地安裝好的內(nèi)管11，內(nèi)管11延伸到外管5的中空區(qū)12，并與外管5相距一定的間隔，以便與作用在外管上的力相隔離。內(nèi)管11和外管5最好由不銹鋼制成。
內(nèi)管11具有兩個不同直徑的截面，第1截面11a比第二截面11b具有較大的外徑，第1截面11a支承通過內(nèi)管11的軸線的切面對稱地安裝的成雙數(shù)的絕緣電極13、14，并和外管5的內(nèi)表面相結(jié)合，形成電容器。
可以看出，在圖3的實施例中設(shè)有兩個電極，它們位于外管5的自由端的附近，在該外管的轉(zhuǎn)向是最大的。在圖3b中，前面提到的切面與紙的平面相垂直，在該圖中切面的直徑線X—X是可見的。
在內(nèi)管11的外表面上設(shè)置電極13、14，并在該表面和電極之間設(shè)置絕緣部分15。例如，可以由粘附層成形絕緣部分15，例如像薄金屬片、金屬的電極13、14附裝在外管11的截面11b的絕緣部分15上。
在電極13、14和外管5的內(nèi)表面之間有一氣隙15，即使在使用狀態(tài)下，外管5處在最大轉(zhuǎn)向時，氣隙15仍如此大小，電極13、14將不會接觸內(nèi)表面。外管5在其自由端上由密封體17密封。
除絕緣部分15的下端表面外，電極13、14覆蓋內(nèi)管11的第二截面11b表面的較大部分。離開間隙18、19導線20、21連接在電極13、14上。這些都貫穿在內(nèi)管11中空的內(nèi)部，在箱4內(nèi)達到測定電子信號的目的。
與圖3a相對應(yīng)的底視4顯示一個具有對稱地安裝在前述切面上的4個電極22、23、24、25的優(yōu)選實施例。這就具有另外兩個間隙26、27，以便使4個電極22、23、24、25之間相互絕緣。為了清晰起見，在圖4中已經(jīng)省去了導線20、21和另外兩根相對應(yīng)的導線。
如果流動傳感件具有上述4個電極，那么前述切面的直徑線X—X和管1的縱軸線必須形成一個大約45°的角。此外，兩個相對電極例如電極23、24分別地豎直在管1縱軸線的上方和下方。而上述縱軸線與另外兩個相對的電極22、25在中央相交。
圖5以零件斷面圖顯示圖3裝置的另一種新結(jié)構(gòu)。在圖5中，外管5的內(nèi)表面用作兩個電極13、14的共用電極。但是，在流動傳感件操作時，該共用電極在地面上測定前述電子信號的電勢差，以便自然限定所有電容電極電路的可能。
為改善以上所述，在圖5中顯示的另一種新結(jié)構(gòu)中，在管端附近，外管5的內(nèi)表面設(shè)有一個具有設(shè)置在電極層32上的絕緣層31，電極層32和電極13、14或22、23、24、25相結(jié)合，在內(nèi)管11上形成電容器。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果沒有對電極層32完成電接觸，即如果電極層32是不固定的，就不會獲得特別好的測量結(jié)果，但是，如有必要，電極層32可設(shè)置導線。
根據(jù)本發(fā)明的2個電極的流動傳感件能和相適應(yīng)的電路一起使用，形成流動指示器，用于監(jiān)視流體3的流動或沒有流動。這樣的電路是通常的，不會成為本發(fā)明的一部分。
根據(jù)本發(fā)明的4電極的流動傳感件能和各自相適應(yīng)的電路一起使用，連續(xù)地測量流體3的流動速率、容積流動速率、質(zhì)量流動速率、密度和/或粘度。由于有通過流體流動轉(zhuǎn)向的4個電容器，其中兩個是轉(zhuǎn)向的，本來在相對的傳感件中，實際上至少能測定兩個單獨的信號。上述電路也是通常的，不構(gòu)成為本發(fā)明的一部分。
權(quán)利要求
1.可以安裝在流體傳導管管壁上的流動傳感件，它基本上垂直于管的縱軸線，所述流動傳感件包括—一端剛性地連接在傳導管壁上的金屬外管，它浸入流動的流體中，并以端部支承梁的形式能通過由所述流體的作用力而偏轉(zhuǎn)，所述金屬外管的自由端是密封的，—安裝在外管自由端上的阻流體，—伸入外管且與外管有一定間隔地剛性安裝的內(nèi)管，在內(nèi)管的外表面的至少一部分上支承著對稱于通過內(nèi)管軸線的切割面安裝的偶數(shù)個絕緣電極，內(nèi)管和外管相結(jié)合形成電容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流動傳感件，其特征在于在外管端部附近，外管的內(nèi)表面設(shè)有一個具有在其上噴鍍電極層的絕緣層，絕緣層和電極結(jié)合形成電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流動傳感件，其特征在于阻流體具有和傳導管縱軸線構(gòu)成除90°以外的角度的流動接觸面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流動傳感件，其特征在于阻流體的流動接觸面與傳導管縱軸線傾斜成大約45°角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流動傳感件，其特征在于具有與傳導管縱軸線傾斜成45°角的切割面包括4個電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流動傳感件，其特征在于包括面積相等的4個電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流動傳感件，其特征在于—具有4個電極，—在切割面和管子縱軸線之間具有45°角，—在管子端部附近，在外管的內(nèi)表面上具有噴鍍的絕緣層并支承電極層，絕緣層和4個電極相結(jié)合形成電容器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流動傳感件，其特征在于包括面積相等的四個電極。
全文摘要
揭示的一種流動傳感件，其零件通過不同結(jié)構(gòu)和/或布置可用作流動指示器和/或流動速率傳感件和/或容積流動傳感件和/或質(zhì)量流動傳感件和/或密度傳感件，它能安裝在流體傳導管管壁上，垂直于管的縱軸線，它具有和壁連接的金屬外管，浸入流體中，通過流體的作用力偏轉(zhuǎn)，外管自由端是密封的，阻流體安裝在自由端上，伸入外管且與其有一間隔地剛性安裝的內(nèi)管，它的至少部分外表面上支承著通過內(nèi)管軸線的切割面對稱地安裝的偶數(shù)個絕緣電極，內(nèi)外管結(jié)合形成電容器。
文檔編號G01P5/04GK1117314SQ94191108
公開日1996年2月21日 申請日期1994年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月7日
發(fā)明者伯迪倫·帕德里克, 克勞迪恩·米歇爾, 海特·斯威恩, 萊瑟·索瑞 申請人:安德雷斯和霍瑟·弗羅泰克有限公司