專利名稱：三探頭式旋進漩渦流量計的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種旋進旋渦流量計，屬于氣體或液體流量計量領域。
背景技術：
旋進旋渦流量計近年來得到了較大的發展，是目前國內氣體、天然氣、油田濕氣等 測量方面首選流量計。但這種形式的流量計易受外界機械振動及管道內流體擾動干擾而導 致測量效果不理想，尤其在測量小流量時最為明顯。目前市面上采用的檢測探頭一般為兩 只壓電式傳感器，依殼體中心軸線呈對稱分布，通過檢測旋渦進動壓力信號然后做差分處 理以消除同相干擾信號。同時，相位差180。的旋渦進動信號幅值增加到原來信號的2倍。 旋進旋渦流量計目前還存在小流量測量不準確的問題。解決這個問題的一個辦法是增強小 流量時的信號強度和降低信號噪音水平，本發明就是基于這一要求設計的。
發明內容
本發明所要解決的技術問題提供一種三探頭式旋進漩渦流量計，以克服現有兩探 頭式旋進漩渦流量計存在的上述缺陷。 本發明所采用的技術方案是一種三探頭式旋進漩渦流量計，包括殼體、設置在殼 體前端的旋渦發生器以及設置在殼體后端的消旋器，殼體中間檢測區內設有三個壓電傳感 器，所述三個壓電傳感器垂直于管道軸線的旋渦感應截面并固定在殼體上。最好，所述三個 壓電傳感器依殼體中心軸線互呈120。均勻分布。 工作狀態下，采用三個互呈120°均勻分布的壓電傳感器，同時檢測流體旋渦進動 信號以及管道振動和脈動流噪聲信號，根據三路旋渦進動信號之間的固定相位關系以及管 道振動和脈動流噪聲信號之間的相位關系，通過傳感器信號處理電路處理，輸出信號變成 了原來一個傳感器上信號的3倍，在消除管道振動和流體擾動帶來的噪聲以外，提取旋渦 進動有效信號進行頻率與速度之間的換算得到所測流量，其強度是每個傳感器信號強度的 3倍。 本發明的有益效果能夠消除或減弱管道振動和流體擾動引起的信號噪聲對旋進 旋渦流量計正常測量的影響，具有結構緊湊、安裝方便、穩定性好、可長期工作、檢測效果準 確、可靠等優點。基于這種設計的旋進旋渦流量計在小流量測量時較現有設計更具優勢，擴 展了流量計的測量下限。
下面結合附圖及具體實施方式
對本發明作進一步說明。
圖1是本發明一種實施例的結構示意圖；
圖2是檢測區傳感器分布示意圖；
圖3是傳感器信號處理電路方框圖。
具體實施例方式
如圖1、圖2、圖3所示，本實施例三探頭式旋進漩渦流量計，包括殼體1、設置在殼 體前端收縮段內的旋渦發生器2以及設置在殼體后端的消旋器3，殼體1中間檢測區內設有 三個壓電傳感器4，三個壓電傳感器4垂直于管道軸線的旋渦感應截面并固定在殼體1上， 三個傳感器4依殼體1中心軸線互呈120。均勻分布。傳感器信號處理電路包括三個分別 與三個壓電傳感器連接的電荷放大及電荷_電壓轉換電路以及由三個運算放大器組成的 差分放大電路，與第一壓電傳感器連接的電荷放大及電荷-電壓轉換電路的信號輸出端分 別與第一運算放大器I的正輸入端和第二運算放大器II的負輸入端連接，與第二壓電傳感 器連接的電荷放大及電荷-電壓轉換電路的信號輸出端與第一運算放大器I的負輸入端連 接，與第三壓電傳感器連接的電荷放大及電荷-電壓轉換電路的信號輸出端與第二運算放 大器II的正輸入端連接，第一運算放大器I的輸出端和第二運算放大器II的輸出端分別 與第三運算放大器III的正輸入端和負輸入端連接。 三個壓電傳感器所產生的電荷，經電荷放大以及電荷-電壓轉換電路后，獲得與 壓電傳感器所產生電荷量成一定比例、相位差為120°的3個電壓信號，每個信號疊加了 同相位的干擾信號e ;將信號1減去信號2，以及將信號3減去信號1，然后干擾信號e ; 將信號l減去信號2，以及將信號3減去信號l，然后，將相減所得的兩個信號再相減[(信 號l-信號2)-(信號3-信號l)]，即得幅值3倍于原信號l，并且去除了干擾￡的信號 3Asin(a )。 假設某一個測點上的壓力矢量為巳=Asina + e ，另外兩個測點上信號是K = Asin(a+120° )+e和F3 = Asin( a-120° )+e。其中e為同相位的噪聲信號。將F！與 F2和F3分別進行差分，然后進行求和 {(Asina + e )-[Asin(a+120° ) + e ]} + {(Asin a + e )-[Asin ( a _120° )+￡]}
=3Asina 經過這樣處理，輸出信號變成了原來一個傳感器上信號的3倍，而在差分過程中， 同相的噪聲信號被消除或減弱。
權利要求
一種三探頭式旋進漩渦流量計，其特征在于包括殼體、設置在殼體前端的旋渦發生器以及設置在殼體后端的消旋器，殼體中間檢測區內設有三個壓電傳感器，所述三個壓電傳感器垂直于管道軸線的旋渦感應截面并固定在殼體上。
2. 根據權利要求1所述的三探頭式旋進漩渦流量計，其特征在于所述三個壓電傳感 器依殼體中心軸線互呈120°均勻分布。
3. 根據權利要求1或2所述的三探頭式旋進漩渦流量計，其特征在于還包括傳感器 信號處理電路，所述傳感器信號處理電路包括三個分別與三個壓電傳感器連接的電荷放大 及電荷_電壓轉換電路以及由三個運算放大器組成的差分放大電路，與第一壓電傳感器連 接的電荷放大及電荷_電壓轉換電路的信號輸出端分別與第一運算放大器的正輸入端和 第二運算放大器的負輸入端連接，與第二壓電傳感器連接的電荷放大及電荷-電壓轉換電 路的信號輸出端與第一運算放大器的負輸入端連接，與第三壓電傳感器連接的電荷放大及 電荷_電壓轉換電路的信號輸出端與第二運算放大器的正輸入端連接，第一運算放大器的 輸出端和第二運算放大器的輸出端分別與第三運算放大器的正輸入端和負輸入端連接。
全文摘要
一種三探頭式旋進漩渦流量計，包括殼體、設置在殼體前端的旋渦發生器以及設置在殼體后端的消旋器，殼體中間檢測區內設有三個壓電傳感器，所述三個壓電傳感器垂直于管道軸線的旋渦感應截面并固定在殼體上，三個壓電傳感器依殼體中心軸線互呈120°均勻分布。工作狀態下，采用三個互呈120°均勻分布的壓電傳感器，同時檢測流體旋渦進動信號以及管道振動和脈動流噪聲信號，根據三路旋渦進動信號之間的固定相位關系以及管道振動和脈動流噪聲信號之間的相位關系，通過傳感器信號處理電路處理，輸出信號變成了原來一個傳感器上信號的3倍，在消除管道振動和流體擾動帶來的噪聲以外，提取旋渦進動有效信號進行頻率與速度之間的換算得到所測流量，其強度是每個傳感器信號強度的3倍。
文檔編號G01F1/32GK101769769SQ20091015702
公開日2010年7月7日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者林新霞, 殷興景, 章圣意, 蘇中地, 趙周琳, 黃米紅 申請人:浙江蒼南儀表廠