[發明專利]包括延伸磁極件的感應式流量計

有效

• 申請號: 201680041253.0
• 申請日: 2016-07-14
• 公開（公告）號: CN107835934B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 約瑟夫·安東尼·小普羅費塔;川普斯·斯特恩
• 申請（專利權）人: 勝賽斯思百克特姆公司
• 主分類號: G01F1/58
• 分類號: G01F1/58
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立;應風曄

一種磁流量計包括定位成感測通過所述流量計的水流量的磁流量傳感器。磁流量傳感器包括定位在測量通道的相對側上的第一電極和第二電極。第一磁極件和第二磁極件定位在所述測量通道的相對側上，并且與所述第一電極和第二電極正交。磁極件包括與所述第一電極和第二電極的相對側上的第一電極和第二電極相鄰定位的延伸凸片部分。在所述第一磁極件和第二磁極件中的每個上形成的延伸凸片降低所述電極內的感應電壓，以提高由所述磁流量傳感器取得的測量結果的準確性。

背景技術

本公開一般涉及一種用于測量水流量的磁感應式流量計。更具體地說，本公開涉及一種包括改進所述磁感應式流量計的準確性的延伸磁極件的磁流量傳感器。

磁感應式流量計使用一種基于法拉第電磁感應定律的測量方法。邁克爾·法拉第于1832年在出版物中報道了流體流速的磁感應測量的第一基礎原理。現代電子交換技術結合交變磁場，使克服與流速成比例的有用信號與在用于信號解耦的電極處產生電磁場期間在電化學過程中發生的干擾信號的分離成為可能。因此，似乎沒有什么阻礙磁感應式流量計廣泛的工業使用。

磁感應式流量計的測量原理利用磁場中運動電荷的分離。要測量的導電流體流經由非磁性材料制成并且內部電氣絕緣的管道。磁場依靠線圈從外部施加。存在于導電流體中的電荷載子，諸如離子和其他帶電粒子會被磁場偏轉：正電荷載子偏轉到一側并且負電荷載子偏轉到另一側。用測量裝置檢測的電壓由于在垂直于磁場排列的測量電極處的電荷分離而升高。測量電壓值與電荷載子的流速成比例，并從而與測量流體的流速成比例。流量可通過積分隨時間推移而確定。

在通過純交流電壓產生的磁場中，在電極中發生干擾電壓的感應，其必須通過合適但價格昂貴的過濾器抑制。因此，磁場通常由交變極性的定時直流產生。這確保了穩定零點并且使測量對流體中的多相物質和雜質產生的影響不敏感。以這種方式，也可以在低導電率下實現可用的測量信號。

如果測量流體移動通過測量管，根據感應定律，在兩個測量電極處存在電壓。所述兩個測量電極安置在垂直于流向并且垂直于磁場的測量管中。在對稱流動剖面和均勻磁場的情況下該電壓與平均流速成正比。感應流量測量方法能夠直接由流量產生可用的電信號以用于進一步處理。以下方程式基本適用：U＝k*B*D*v，其中U＝電壓，k＝比例因數，B＝磁場強度，D＝管徑，以及v＝流速。

一方面，這是材料的問題。為了不干擾磁場，測量管必須不是磁性的。進一步地，為了不干擾利用電極拾取電壓，測量管必須是電絕緣的。此外，當液體為食品例如飲用水時，測量管必須具有食品安全材料。

當食品安全塑料用作所述材料時，可以最好地滿足這些要求。然而，與金屬相比較，塑料具有強度低得多的缺點。然而，耐內壓性是基本的要求。試圖通過增加管道厚度實現耐內壓性是不可行的，因為否則會大大削弱磁場。

如上所述，如果磁場均勻地穿透測量通道，則在測量電極的電壓與磁場強度成比例。美國專利號6,626,048B1公開了一種用于圓柱形測量通道的解決方案。這個解決方案由一個帶有由鐵磁電工鋼片制成的磁心的磁性線圈和兩個耦合到磁心并且由軟磁電工鋼片制成的磁極組成。然而，實際測試表明采用這種配置不能實現滿意的測量結果。其原因是因磁路圍繞電極布置，場線相對較長以及電工鋼片中的磁阻為高。

與本公開共同受讓的美國專利號8,006,569公開了一種包括矩形流道的磁流量計，所述矩形流道具有一對與一對端壁相鄰定位的感測電極和一對與相對側壁相鄰定位的磁極件。包括該對電極和該對極件的磁流量傳感器穿過通過流道的液體流產生交變磁場并且感測該對電極之間的電壓差。

與本公開共同受讓的美國專利號8,826,743公開了一種磁感應式流量計，所述磁感應式流量計包括一對由電工鋼片形成的磁極件，所述電工鋼片彎曲以形成雙腹板和矩形磁極。該對磁極件用于產生穿過電極創造電壓差的交變磁場并且用于確定通過流量計的水的流速。

發明內容

本公開涉及一種磁感應式流量計。更具體地說，本公開涉及一種在磁感應式流量計內使用以提高流量測量準確性的磁流量傳感器。