[其他]涡流测量仪

说明书

本发明涉及一种用来测量管道中流动介质的流动速度的涡流测量仪。这种测量仪包括一个装在管道流动通道内，用来产生卡门涡的滞止物体，一个感受卡门涡所引起的压力脉动的涡传感器。其中，涡传感器带有一个在涡压力脉动下能偏移的一个第一振动体，和一个带电极支架的电容转换器。电极支架是放在对流动介质密封的第一振动体的空腔内，并且它至少支承一个电容电极。电容电极面对第一振动体的电极段安装，这样，它与该电极段构成一个测量电容，当由涡压力脉动引起第一振动体偏移时，测量电容量是可以变化的。这里电极支架是作为第二振动体，它同涡压力脉动是不耦联的。还包括一个处理线路，该处理线路具有一个与电容电极相连接的电容测量线路，取决于测量电容的变化，该电容测量线路就产生一个表征涡压力脉动，从而表征管道内流动速度的电信号。

在一种由美国专利US-PS4632061所了解到的这种类型的涡流测量仪中，滞止物体本身构成涡传感器的第一振动体。因此，该滞止物体包含一个对流动介质密封的空腔，在该空腔内安装电容转换器的电极支架。该滞止物体用一个附件加长到比流动通道的直径大一倍，并在它的两端固持住。使它在涡的压力脉动作用下处于弯曲振动状态。通过滞止物体相对空腔内固定的电极支架的振动运动，在被电极支架所支承的电极和朝向这些电极的那段滞止物体的空腔壁面之间，就引起电容变化。该电极支架是杆状的，其一端是固持的。这样，它就构成一个第二振动体，在外力作用下，同样也会使该振动体处于弯曲振动状态，这种弯曲振动使其支承电极的自由端发生偏移。通过相宜地测量滞止物体和电极支架的振动特性，应实现：在振动或类似的干扰作用下，在电极高度上这两个振动体的偏移大致一样大，且指向相同。这样，这种偏移就不会引起电容变化。然而，很难完全满足这种条件，这特别是由于第一振动体主要是由它的作为滞止物体的功能决定的。由于所规定的滞止物体的横截面及强度要求的关系，由涡压力脉动所能获得的振幅，也就是由它所引起电容量的变化，相对就比较小，这就会影响涡传感器的灵敏度。另外，电极支架的振动特性也不能很好地与滞止物体的振动特性相匹配，以致只能以不完善的方式来补偿振动和类似的扰动，尤其当流动通道的额定宽度较大时，常不希望滞止物体本身振动。

本发明的目的是：提供一种开始就说过的那种型式的涡流测量仪，这种涡流测量仪在较大灵敏度下，能最佳地补偿振动和类似的干扰作用，而又不损害滞止物体的功能。

根据本发明，本目的是这样来达到的：在滞止物体内作成一个空腔，该空腔经一些通道与管道的流动通道连通;并且第一振动体是一个包围电极支架的安装在滞止物体空腔内的传感器套筒。

本发明的这种涡流测量仪中，它的两个涡传感器的振动体与滞止物体没有关系。因而，滞止物体就可以刚性不动地构成和安装。构成涡传感器第一振动体的传感器套筒，可以只按照所希望的振动特性来构成。传感器套筒特别可以这样来构成：它以大振幅的弯曲振动来响应涡压力脉动，这样，涡传感器就具有高的灵敏度。另外，传感器套筒和电极支架可作成具有相同振动特性的同样类型的振动体，例如，作成一个一端固持的弯曲振动器，它的自由端支承电容电极。这样，这些电容电极就以完全相同的方式处于振动或类似的干扰下，使这些干扰最优地予以补偿。最后，本发明的涡流测量仪的构成，还使结构高度高度减小了，这是因为：滞止物体，包括在它的空腔内所安装的涡传感器，勿须大于流动通道的直径。

本发明的有利结构特点还在于：

该传感器套筒是用钛制造的。

该电容电极或每个电容电极通过一条屏蔽电缆连接到电容测量线路，每个测量电容的电容测量线路都包括一个转换装置，它用规定的转换频率，周期性交替地在充电时把测量电路加一个常值电压，在放电时将它与一个存储电容器连通，相对测量电容而言，该存储电容器的电容量是很大的，并且它的端电压基本上被一个调整了的放电电流保持在一个固定的基准电位上，其中放电电流的大小与测量电容量成正比，并且表征了测量值，还配置了一个随转换频率周期性交替地把电缆屏蔽加上这个常值电压和基准电压的转换装置。

本发明的其它一些特点和优点，可以从下面所阐述的一个实施例看出，这些说明用附图加以解释。

图1是本发明的这种涡流测量仪一个实施例的剖面图;

图2是图1所示的涡流测量仪的涡传感器的剖面图;

图3是图2所示的涡传感器的电极支架的前视图;

图4是电容测量线路，它可与本发明的涡流测量仪一起应用;

图5是用来说明图4所示的电容测量线路工作原理的时间图;