[实用新型]新型涡轮流量传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种井下测量流量的传感器，特别是涉及一种井下新型涡轮流量计的涡轮传感器。

背景技术

在石油地质生产测井领域中，测量井下油水的流量是非常重要非常普遍的工作。对于一口油井来说，评价油井的好差，石油的产量是最重要的指标。涡轮流量计就是测量油井石油产量的有效仪器。而涡轮传感器是涡轮流量计仪器的核心的部分。如图1所示，常规涡轮流量传感器是依靠被检测流体的流动，带动涡轮6和涡轮上面的环形磁铁5转动，环形磁铁5再带动传感器内部的同步磁铁4转动。与同步磁铁一体的呈90°的遮光板3也同步转动，遮光板上下放置两对发射接收光敏二极管7。当涡轮转动时，光敏二极管就会输出相位相差90°的两列方波。仪器再通过方波脉冲的计数，来判断流体的流量，并通过两列方波脉冲的相位判断流体的流动方向。它最大的缺点是(1)机械结构和传动方式复杂。(2)对传感器的环形磁铁5和同步磁铁4要求必须具有一定的磁场强度，以保证两磁环能同步转动，但磁场强度又不能太强，否则就容易吸附井中铁削而影响涡轮正常转动，磁环的磁场强度太弱，就会造成内外磁环同步转动差而产生测量误差。(3)光敏二极管7的使用寿命有限，为了增加使用寿命，仪器专门为光敏二极管设计了一个方波供电电源2。(4)当被测流体流速过快时，内外磁环也会产生同步转动误差，使仪器测量范围的上限受到限制。(5)为了减小光电总成1转动摩擦，轴承部分必须采用价钱昂贵的宝石轴承9，提高了仪器成本。

发明内容

本实用新型克服了现有技术的缺陷，提供一种新型涡轮流量传感器，结构简单，温度特性好(工作温度为250℃)，测量精度高，测量动态范围大，使用寿命长，成本低和维修保养方便。

本实用新型的技术方案是：一种新型涡轮流量传感器，其特征是在环形磁铁上方，安装两个电磁双接收线圈，两个电磁双接收线圈垂直并相差135°放置，两个电磁双接收线圈无线圈骨架，由高温漆包线绕在铁心上。

本实用新型仅用双接收线圈代替整个光电总成和光电总成应用的脉冲电源。使涡轮流量传感器省去了结构复杂的电总成和脉冲电源，传感器的成本不但可以降低60％以上，仪器的测量精度和策略范围也有较大提高。代替后新传感器的输出波形与原来光电总成输出波形完全相同，这样，原来的涡轮流量仪器涡轮传感器就可以方便地用新型双电磁线圈传感器替代，不但能够实现原涡轮传感器的功能，而且具有结构简单、动作灵活、测量灵敏度高、使用寿命长和成本低等优点。

附图说明

图1是原涡轮传感器结构示意图。

图2是本实用新型结构示意图。

图3是本实用新型传感器接收线圈结构示意图。

图4是双接收线圈在磁场中的位置关系示意图。

图5是整形前输出波形图。

图6是整形后输出波形图。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型根据电磁原理，设计了一个电磁双接收线圈8(L1L2)，该线圈8放在环形磁铁5的上方，两个线圈呈135°垂直放置。两个线圈同极性输出。当环形磁铁5和涡轮6正转时，线圈L1输出波形相位超前线圈L2输出波形90°，当环形磁铁5和涡轮6反转时，线圈L2输出波形相位超前线圈L1输出波形90°。传感器利用两个线圈的相位差来判别涡轮转动方向。

如图3所示，双接收线圈L1和L2由47号(直径0.05)高温漆包线绕在3X2的1J79铁心10上，线圈体积为：6X4X2mm³，两线圈垂直按135°放在磁场中。如图4所示。当外磁场随涡轮6转动时，两个线圈产生相位相差90°的两列正弦感应电压V1和V2，整形前输出波形如图5所示，整形后输出波形如图6所示，采用两只检测线圈的目的是用来判断被测介质的流向。

本实用新型以电磁感应原理为基础，采用旋转磁场在两只线圈上电压波形的频率来检测介质流量的大小，用两只线圈上电压波形的相位差来检测介质流动的方向。由于涡轮6与磁环随介质流动转动时，不再需要带动光电总成1的磁环转动，所以涡轮转动的阻力减小，涡轮转动的灵敏度提高了。