[實用新型]渦街流量傳感器

有效

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• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN207019725U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設計）人: 原永鈺
• 申請（專利權）人: 原永鈺
• 主分類號: G01F1/32
• 分類號: G01F1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及測量流量的傳感器，具體涉及渦街流量傳感器。

背景技術

隨著卡門渦街理論的推出，在流量測量領域產生了一次新的革命。利用卡門渦街原理制造的傳感器，通常稱為渦街流量傳感器。現在，市場上出現的渦街流量傳感器主要有兩種：一種是利用壓電陶瓷片作為檢測器件的壓電式渦街流量傳感器。由于壓電陶瓷片器件是一種力敏器件，易受到除旋渦作用力以外的其它作用力的影響，因此，抗震動性差，另外，壓電陶瓷片器件由于受材料自身的限制，工作溫度范圍較窄，不宜在超過300℃的高溫環(huán)境下工作，抗高溫性能差。另外一種是利用差動電容原理制作的電容式渦街流量傳感器，其在一定范圍內解決了壓電式渦街流量傳感器的缺陷。但是，在大流量高流速以及超過400℃以上溫度環(huán)境下工作時，由于受電容極板間距(影響傳感器的靈敏度)及材料膨脹系數的限制和影響，仍然出現由于電容易短路造成故障率高工作不穩(wěn)定的情況。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種高溫下可測量流量的渦街流量傳感器，克服常規(guī)流量傳感器在高于500℃情況下無法有效的測量流量的問題，以及改善懸臂梁式結構抗振性差的缺陷。

為解決以上技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

本實用新型所述的渦街流量傳感器，包括表體，所述表體內設置有垂直于所述表體軸線的旋渦發(fā)生體，還包括將聲波動能轉換成電信號的換能器，

所述換能器包括殼體，所述殼體包括上殼和下殼，所述下殼上設置兩個聲壓腔，所述上殼設置兩個第一腔室，所述聲壓腔與所述第一腔體對應設置，所述第一腔室與所述聲壓腔之間設置壓電陶瓷片，所述壓電陶瓷片與所述殼體外部的檢測電路電連接；

所述聲壓腔與所述壓電陶瓷片之間設置金屬膜；

所述旋渦發(fā)生體兩側的所述表體上設置有兩個傳導流體動能的導能孔；

所述導能孔與所述聲壓腔連通。

優(yōu)選的，所述殼體為圓盤形。

優(yōu)選的，還包括換能器安裝機構，所述換能器安裝機構包括由第一連接裝置和第二連接裝置圍成的換能器安裝腔，所述換能器固定設置于所述第二連接裝置上，所述第二連接裝置對應所述聲壓腔設置有通孔，所述第二連接裝置與所述表體之間設置連接桿。

優(yōu)選的，所述第二連接裝置上設置有與所述殼體相匹配的凹槽，所述換能器安裝在所述凹槽內。

優(yōu)選的，所述導能孔與所述通孔之間設置聲壓管。

優(yōu)選的，所述第一連接裝置與所述第二連接裝置均為法蘭。

優(yōu)選的，所述第一腔室內填充環(huán)氧樹脂膠。

優(yōu)選的，所述金屬膜的厚度為0.1-1mm。

優(yōu)選的，所述旋渦發(fā)生體為三角柱型。

優(yōu)選的，所述通孔邊緣與所述換能器之間設置密封圈。

工作原理

當流體以一定的流速經過表體時，在旋渦發(fā)生體的兩側產生兩排非對稱的交替旋渦，從而產生流體振動，流體振動形成的波能量經過旋渦發(fā)生體兩側的聲壓管交替地作用在聲波動能換能器上從而形成交替變化的電荷信號，經檢測電路放大、濾波及整形后產生脈沖頻率信號，從而達到流量檢測的目的。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

1)本設計的聲波動能換能器可以采用遠離介質的結構，在500℃甚至更高溫度的介質中穩(wěn)定可靠地工作，其抗高溫、安全可靠、靈敏度高、抗振性好的特性具有良好的使用價值和市場價值；

2)本設計從結構上看，采用圓盤式結構，極大地提高了渦街流量傳感器的抗振性，極大改善了懸臂梁式結構抗振性差的缺陷；

3)本設計的信號檢測由旋渦發(fā)生體兩側的聲壓管引出，在旋渦發(fā)生體兩側由于渦街的作用會交替地形成負壓，達到一種呼吸吞吐的效果，從而起到對聲壓管的不停沖刷作用，因此本實用新型還具有非常良好的自清掃能力，可以適應更惡劣的工作環(huán)境，具有非常好的市場應用前景。

附圖說明

圖1是渦街流量傳感器結構示意圖；

圖2是換能器結構示意圖；

圖3是換能器俯視圖；

圖4是第二連接裝置結構示意圖；

圖5是表體結構示意圖

其中：

1-表體；11-旋渦發(fā)生體；12-導能孔；21-上殼；22-下殼；23-聲壓腔；24-第一腔室；25-壓電陶瓷片；26-導線孔；27-導線；28-金屬膜；3-檢測電路；41-第一連接裝置；42-第二連接裝置；43-換能器安裝腔；44-通孔；45-安裝孔。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本實用新型的技術方案作進一步詳細的說明。