[实用新型]一种内管道为椭圆型的电磁流量计传感器

说明书

技术领域

本发明属于仪器仪表制造领域，尤其涉及一种狭长空间内电磁流量计传感器的结构设计。

背景技术

电磁流量计以其测量范围较宽广，使用可靠，维护方便，结构简单等优点在流速、流量生产测量中具有广泛应用前景。电磁流量计流量的测量具有以下优点，既不受温度和压力等外部因素的影响，也不受流体密度和粘度等流体本身的特性的影响；由于其内部光滑，无阻流元件，所以不对流体产生阻力，也就不会产生压力损失。因此，电磁流量计曾经被广泛应用于地面单相的、导电流体的流量测量。但是在一些测量空间狭长的环境条件下，对电磁流量计传感器设计提出了挑战。

近年来，一些特殊领域中需要狭长空间下的电磁流量计进行测量，并需保证一定的流量测量范围。这就使得当前较为成熟的地面流量和流体组分测量仪器难以推广应用到这些领域，这就需要研制适合苛刻空间环境下的流量测量仪器。

目前电磁流量计传感器内管道基本上是传统的圆型，也就是内部测量区域是圆型。若在狭长空间下使用电磁流量计，圆型的电磁流量计传感器设计会使得测量区域面积减小，使得流量测量范围受限。随着工业发展的需要，研究设计狭长空间下的电磁流量计传感器是一个十分重要的事情。

发明内容

本发明的目的是提出一种在狭长空间内设计电磁流量计传感器结构的方法，该方法是将传统的电磁流量计传感器圆型内管道设计为椭圆型，其中电极位于椭圆型内管道的长半轴两端，励磁结构设计在椭圆型管道短半轴测量管的两端。内管道为椭圆型流量计传感器的外壳(外管壁)可设计为椭圆型柱体或者是四棱柱体结构。该传感器结构的实现，使得在狭长空间下的电磁流量计传感器的流量测量范围增加，且能保证流量计测量信号的获取。为在狭长空间下测量较大流量范围的电磁流量计的实现提供可能。

本发明的在狭长空间内电磁流量计传感器结构包括线圈、磁芯、电极及其固定器件、衬里、内径壁、外径壁，电磁流量计的测量区域(测量管空间)，所述测量管道为椭圆型，也就是内管道为椭圆型。本发明将原有电磁流量计内管道改变为椭圆型管道，缩减了电磁流量计传感器宽度距离要求，在狭长空间下得以安放。

电磁流量计传感器椭圆型管道结构，两个电极位于椭圆长轴两端，在有限的空间下使电极距离变大，根据公式(1)可知电磁流量计传感器变为椭圆型管道时，流量计感应信号受电极距离影响。当测量区域磁场不变、通过流体速度一定时，电极位于椭圆管道长轴两端，电极距离D增大会增加流量计感应信号，有利于电磁流量计信号的获取。

E=dΦdt=BdAdt=BDdldt=BDV‾---(1)]]>

式(1)为粗略估计切割磁力线所得的感应信号结果，式中，D为切割磁力线的长度，也就是电极的距离；B为磁场强度；为流体平均速度。

在狭长空间下椭圆型内管道的设计使得流量计测量区域截面积在电极两端有所增大，因此椭圆型电磁流量计在狭长空间下增加了电磁流量计的流量测量范围。

设定在某一狭长空间下传统式圆型电磁流量计内径管道半径最大设计为a，管道截面积为约为3.14a²。如果电磁流量计设计为椭圆型管道，内管道短轴设计为a、长轴为b，如果b＝k*a，则管道截面积为k*3.14a²。可知在狭长空间下椭圆型流量计是传统圆型流量计测量范围的k倍，可以根据现场结构与流量测量具体要求进行传感器尺寸的设计。

由于励磁结构位于椭圆型管道短半轴测量管两端，可适当的调整短半轴的长度，增加励磁线圈的空间，进而在有限的空间下为励磁结构提供更好的安置空间。