專利名稱：渦輪流量計和流量計拾取器安裝系統的制作方法
技術領域：
渦輪流量計和流量計拾取器安裝系統技術領域[0001]本實用新型涉及渦輪流量計領域，特別涉及渦輪流量計傳感器調節設備。
背景技術：
[0002]流體(例如烴類)通過管道從一個地方輸送到另一個地方。希望準確了解管道內流 動的流體量，特別是當購買或出售流體時。這種交易，或“密閉輸送”，需要特別精確的流量 計。密閉輸送可以發生在流體測量站。測量站可包括重要部件，諸如流量計或測量裝置、相 關管道和閥門，以及電氣控制。密閉輸送流量計可以是渦輪流量計、容積式流量計、超聲波 流量計、科里奧利流量計、渦街流量計或另一種測量裝置。[0003]渦輪流量計通過測量布置在流體流內的渦輪的轉速來測量流體。流過流量計的流 體流沖擊渦輪的葉片，引起葉片旋轉。渦輪轉子的角速度與流體流的速度成比例。[0004]渦輪流量計可包括包含永磁體和線圈的電磁傳感器。當每個渦輪葉片或渦輪的其 他流量指示器特征件(例如安裝在圍繞葉片的邊緣的順磁性鈕)移動至緊鄰傳感器時，傳感 器的磁場偏轉，在傳感器線圈內產生電壓。因此，傳感器產生一系列電壓脈沖，脈沖的頻率 與渦輪的轉速和流過流量計的流體流的速度相對應。[0005]一些渦輪流量計包括不止一個電磁傳感器。在這類流量計中，來自不同電磁傳感 器的信號可以相互比較，從而提供對正確流量計操作的驗證。在驗證處理中可以比較包括 例如頻率、相位等的傳感器輸出信號的多種屬性。傳感器相對于其他流量計部件(如渦輪 轉子的軸)的位置可以影響傳感器輸出信號，并因此影響流量計的操作。發明內容[0006]在此公開了 一種用于通過調節電磁傳感器位置來校準渦輪流量計的設備。[0007]在一個實施例中，渦輪流量計包括流量管、多個電磁拾取器和定位板。電磁拾取器 被構造成檢測流量管內的流量指示器的旋轉。拾取器固定到定位板。定位板被構造成相對 于流量管可調節地定位拾取器。[0008]渦輪流量計還可包括定位墊，定位墊被構造成附接到流量管，并將定位板保持在 一系列定位板位置處。[0009]定位墊可以包括多個凹槽，每個凹槽與拾取器之一相對應并被構造成適應調節拾 取器的位置的預定范圍。[0010]每個凹槽可以包括確定拾取器在凹槽內的軸向位置的表面。[0011]定位板可以被構造成將拾取器的每一個在多個軸向位置中任一個處可調節地保 持在定位墊的對應凹槽內。[0012]定位板可以被構造為提供對拾取器的橫向位置和/或縱向位置相對于流量管的 調節。[0013]定位板可以被構造成獨立于拾取器中的第二個的位置提供拾取器中的第一個的 橫向位置和縱向位置中的至少一個的調節。[0014]響應于導致不同于由兩個拾取器產生的檢測信號之間預定量的相位差的拾取器 定位誤差，定位板可調節。[0015]在又一個實施例中，流量計拾取器安裝系統包括定位墊和定位板。定位墊被構造 成固定到渦輪流量計的流量管。定位板被構造成可移動地附接到定位墊。[0016]定位板可以被構造成保持多個電磁傳感器。[0017]定位墊可以包括凹槽，凹槽被構造成將定位板保持在其中，并允許將定位板再定 位到凹槽內。[0018]定位板和定位墊可以被構造成允許相對于流量管對定位板的位置進行橫向調節 和縱向調節中的至少一種。[0019]定位板可以被構造成允許電磁傳感器突出到定位墊的凹槽內。[0020]凹槽的表面可以確定電磁傳感器的軸向位置。[0021]定位板可以被構造成將電磁傳感器在多個軸向位置中的任一個處可調節地保持 在定位墊的凹槽內。[0022]流量計拾取器安裝系統還可以包括固定到定位板的保持器。保持器可以被構造成 將電磁傳感器緊固到定位板。[0023]依靠緊公差加工操作和精密組裝來相對于其他流量計部件準確定位拾取器的傳 統渦輪流量計容易出現誤差。拾取器定位中的誤差會導致流量計工作不正常和不合格。本 實用新型的實施例包括可調節的拾取器定位。在流量計組裝/校準過程中，可以在一個或 多個方向上改變電磁拾取器的位置，以允許相對于其他流量計部件正確定位拾取器。因此， 本文所公開的實施例旨在提供對具有寬松的加工公差的拾取器的準確定位，從而減少浪 費、返工和相關費用。
[0024]為了詳細描述本實用新型的示例性實施例，現在將參照附圖，在附圖中[0025]圖1示出了根據各種實施例的包括電磁拾取器位置調節的渦輪流量計的橫截面 圖；[0026]圖2示出了根據各種實施例的用于調節渦輪流量計內的電磁拾取器的位置的定 位墊和定位板的透視圖；[0027]圖3示出了圖2中所示定位墊和定位板的橫截面透視圖；[0028]圖4A和4B分別示出了圖2和3中所示定位墊和定位板的俯視圖；[0029]圖5示出了根據各種實施例的用于沿多個軸線調節渦輪流量計內的電磁拾取器 的位置的定位墊和定位板；[0030]圖6示出了根據各種實施例的用于通過調節電磁拾取器的位置來校準渦輪流量 計的系統的框圖；以及[0031]圖7示出了根據各種實施例的用于通過調節電磁拾取器的位置來校準渦輪流量 計的方法的流程圖。[0032]標記和命名[0033]在下列整個描述和權利要求書中，采用某些術語來表示具體的系統部件。本領域 技術人員將理解，公司可通過不同的名稱來指示相同的部件。本文件并不旨在區分在名稱上而非功能上不同的部件。在下列討論和權利要求書中，術語“包括”和“包含”以開放形 式使用，因此應理解為表示“包括但不限于...”。此外，術語“耦合”旨在表示間接或直接 的電連接。因此，如果第一裝置耦合到第二裝置，則這種連接可以是通過直接的電連接，或 是通過經由其他裝置和連接的間接電連接。
具體實施方式
[0034]以下討論針對本實用新型的多個實施例。雖然這些實施例中的一個或多個可以是 優選的，但所公開的實施例不應被理解為或用作對包括權利要求在內的本實用新型的范 圍的限制。此外，本領域技術人員將會理解，下列描述有廣泛的應用，并且任何實施例的討 論僅意味著是對該實施例的示例，并非意圖表示包括權利要求在內的本實用新型的范圍被 局限于該實施例。[0035]渦輪流量計包括電磁傳感器(拾取器)，當流體運動使渦輪旋轉時，該傳感器檢測 渦輪葉片或其他可檢測旋轉特征件的逼近程度。依靠緊公差加工操作和精密組裝來相對于 其他流量計部件準確定位拾取器的渦輪流量計容易出現誤差。拾取器定位中的誤差會導致 流量計工作不正常和不合格。[0036]本實用新型的實施例包括可調節的拾取器定位。在流量計組裝/校準過程中，可 以在一個或多個方向上改變電磁拾取器的位置，以允許相對于其他流量計部件正確定位拾 取器。因此，本文所公開的實施例旨在提供對具有寬松的加工公差的拾取器的準確定位，從 而減少浪費、返工和相關費用。[0037]圖1示出了根據各種實施例的包括拾取器位置調節的渦輪流量計100的橫截面 圖。渦輪流量計100包括流量管102、轉子組件104、定位墊108、定位板110和兩個或更多 個電磁拾取器112。轉子組件104包括多個葉片106，并且被布置在流量管102內。在圖1 所示流量計100的實施例中，轉子組件104被布置成圍繞在流量管102內大致居中的點旋 轉。[0038]定位墊108附接(如焊接、模塑等)到流量管102。定位墊108包括凹槽114和116。 凹槽114 (“第一凹槽”)具有曲面以保持定位板110，并允許在預定范圍(如1/8”的位置偏 差)內水平(即在大致垂直于中心線122的平面內)地改變定位板110在定位墊108內的位 置。凹槽116 (“第二凹槽”)被構造成保持拾取器112，并允許相對于定位板110的位置改 變拾取器112的水平位置。在圖1的實施例中，定位墊108內的凹槽116為具有橢圓形橫 截面的大致圓柱形。在其它實施例中，凹槽116可具有圓形、橢圓形或其他形狀的橫截面。 定位墊108可由不銹鋼或另一種基本上非磁性材料形成。[0039]定位板110包括被構造成拾取器112穿過其進入定位墊108的通道118。通道118 可被加工成合適的尺寸，以允許拾取器112縱向移動，同時將拾取器112橫向限制在預定角 度。例如，定位板110的通道118被構造成定位拾取器112，使得拾取器112的中心線120 在流量管102的水平中心線124 (即轉子組件104的軸線)處相交。定位板110可由不銹 鋼或另一種基本上非磁性材料形成。[0040]定位板110尺寸被設計為適配在定位墊108的凹槽114內，并且可移動地定位在 凹槽114內。例如，希望將定位板110定位成使電磁拾取器112的中心線120在流量管102 的中心線122處相交。因此，定位板110可以相對于流量管102橫向地(即在中心線124的方向上)移動，以將拾取器112的中心線120的交點調節到流量管102的中心線122上。[0041]在渦輪流量計100的一些實施例中，拾取器112的最佳位置是兩個拾取器112產 生的信號相移大約90° (如90° ±45° )的位置。兩個拾取器112產生的信號之間的相 位差被用來驗證流量計100的正常操作。兩個信號之間的偏差是多項因素的結果，包括拾 取器112相對于流量管102的橫向位置。缺少對定位錯誤定位的拾取器的調節的渦輪流量 計可能無法提供具有指示流量計正常操作的相位差的信號，從而可能需要高成本的返工。[0042]圖2示出了根據各種實施例的用于調節渦輪流量計102內的電磁拾取器112的位 置的定位墊108和定位板110的透視圖。定位板110尺寸被設計為適配到定位墊108的凹 槽114內。拾取器112經由定位板110的通道118定位在定位墊108的凹槽116內。定位 板110包括通道204，當定位板110已經正確定位時，緊固件(如螺栓202)穿過通道204將 定位板110固定到定位墊108。通道204尺寸被設計為允許將定位板110重新定位在定位 墊108的凹槽114內。在定位板110的各種實施例中，通道204尺寸被設計為允許沿一個 或多個軸線(例如，相對于流量管102橫向地或縱向地)調節定位板110的位置。[0043]圖3示出了根據各種實施例的用于調節渦輪流量計102內的電磁拾取器112的位 置的定位墊108和定位板110的橫截面透視圖。定位板110布置在定位墊108的凹槽114 內。拾取器112經由定位板110的通道118布置在定位墊108的凹槽116內。拾取器112 通過來自保持器302的壓力豎直固定。保持器302可包括彈性部件，例如彈簧或彈性體材 料層304，諸如氯丁橡膠。保持器302通過螺栓306緊固到定位板110和定位墊108，螺栓 306穿過定位板110內的通道310插入定位墊108的螺紋通道308內。通道310尺寸被設 計為允許對定位板110進行預定范圍的調節，以如上所述對準拾取器112。在其它實施例 中，保持器304通過本領域已知的另一種緊固機構緊固到定位墊108和/或定位板110。[0044]在圖3的實施例中，凹槽116的表面312確定了拾取器112的軸向位置。拾取器 112定位在凹槽116內，使得每個拾取器112的遠端緊貼表面312，并且每個拾取器112的 近端緊貼保持器302。在其它實施例中，拾取器112的遠端可以不接觸表面312，和/或拾 取器112的軸向位置可以是可調的。在這樣的實施例中，不需要精確定位表面312，并且通 過操作與定位板110相關的固定螺釘，通過嚙合拾取器112的螺紋與定位板110的螺紋通 道118，或通過本領域已知的另一種方式，可以固定拾取器112的軸向位置。[0045]圖4示出了根據各種實施例的用于調節渦輪流量計102內的電磁拾取器112的位 置的定位墊108和定位板110的俯視圖。如圖所示，定位墊108包括允許橫向再定位定位 板110和電磁拾取器112的長方形凹槽116。在定位墊108的一些實施例中，凹槽116被 成形為用于提供對定位板110和電磁拾取器112的縱向或縱向和橫向再定位(例如，橫向沿 著X軸，縱向沿著Y軸)。定位墊108也包括螺孔502，該螺孔接納螺栓202，以將定位板110 固定到定位墊108。[0046]圖5示出了根據各種實施例的用于沿多個軸線調節渦輪流量計102內的電磁拾取 器112的位置的定位墊108和分為兩部分的定位板502。分為兩部分的定位板502包括兩 個定位部分504，每個定位部分都包括拾取器槽118。每個定位部分502可以獨立于另一個 定位部分502橫向和/或縱向(相對于圖1的流量管102，其中橫向為沿X軸，縱向為沿Y 軸)定位，從而允許獨立定位每個電磁拾取器112。[0047]圖6示出了根據各種實施例的用于通過調節電磁拾取器112的位置來校準渦輪流量計100的系統的框圖。流量計100的電磁拾取器112耦合到信號調整電路602。信號調 整電路602可以在流量計100內部或外部。信號調整電路602可包括放大器和/或比較器， 比較器被構造用于將電磁拾取器112產生的模擬信號轉化成方波信號。[0048]信號監測系統604耦合到信號調整電路602。信號監測系統604可包括示波器或 計算機或另一種裝置，該裝置被構造成測量和/或顯示由信號調整電路602提供的信號的 邊緣或其他定時指示之間的時間差。信號監測系統604提供可用來調節定位板110和固定 到其上的電磁拾取器112的位置的信息(例如，信號相位差信息、信號時間差信息等)。[0049]圖7示出了根據各種實施例的用于調節渦輪流量計102內的電磁拾取器112的位 置的方法的流程圖。雖然為方便起見按順序繪出，但所示動作中的至少一些可以按不同順 序執行和/或并行執行。另外，一些實施例可能僅執行所示動作中的一些。[0050]在框702中，電磁拾取器112被插入定位板110的通道118內。通道118允許拾 取器112縱向移動,但禁止拾取器112獨立于定位板110橫向移動。[0051]在框704中，定位板110布置在定位墊108的凹槽114內。凹槽114尺寸被設計 為允許定位板在預定范圍內水平移動(例如，相對于流量管102橫向和/或縱向移動，其中 橫向是在中心線124的方向上，縱向是在流動方向上)。[0052]在框706中，信號監測系統604耦合到電磁拾取器112。在一個實施例中，信號監 測系統可以是示波器。在另一個實施例中，信號監測系統可以是處理系統(例如數字計算 機)，該處理系統被構造成分析由拾取器112產生的信號的參數(例如頻率、相位等)。[0053]在框708中，在渦輪組件104內感應出旋轉。在一些實施例中，以已知速率流動的 流體流使得渦輪組件104旋轉。[0054]在框710中，監測由電磁拾取器112產生的信號之間的相位差。在框712中，調節 定位板Iio的至少一部分的位置，直到由電磁拾取器112產生的信號表現出預定量的相位 差。例如，在一些實施例中，預定量的相位差可以約為90° (例如90° ±45° )。可以對定 位板110或其一部分進行橫向和/或縱向(相對于流量管102)調節，以在信號之間實現預 定量的相位差。[0055]在框714中，通過螺栓202將定位板110固定到定位墊108。在框716中，通過保 持器302和螺栓306將拾取器112豎直固定到定位板110和定位墊108。[0056]以上討論意圖舉例說明本實用新型的原理和各種實施例。在充分理解以上公開內 容之后，多種變型和修改形式對于本領域的技術人員將顯而易見。旨在以下權利要求書被 解釋為涵蓋所有此類變型和修改形式。
權利要求1.一種渦輪流量計，包括流量管；多個電磁拾取器，所述多個電磁拾取器被構造成檢測所述流量管內的流量指示器的旋轉；定位板，所述拾取器固定到所述定位板；其中所述定位板被構造成相對于所述流量管可調節地定位所述拾取器。
2.根據權利要求1所述的渦輪流量計，進一步包括定位墊，所述定位墊被構造成附接到所述流量管，其中，所述定位墊包括第一凹槽，所述第一凹槽被構造成將所述定位板在一系列定位板位置處保持在所述第一凹槽內。
3.根據權利要求2所述的渦輪流量計，其中所述定位墊包括多個第二凹槽，每個第二凹槽與所述拾取器之一相對應并被構造成適應調節所述拾取器的位置的預定范圍。
4.根據權利要求3所述的渦輪流量計，其中每個第二凹槽包括確定所述拾取器在所述第二凹槽內的軸向位置的表面。
5.根據權利要求3所述的渦輪流量計，其中所述定位板被構造成將所述拾取器中的每一個拾取器在多個軸向位置中的任一個軸向位置處可調節地保持在所述定位墊的對應第二凹槽內。
6.根據權利要求1所述的渦輪流量計，其中所述定位板被構造為提供對所述拾取器的橫向位置相對于所述流量管的調節。
7.根據權利要求1所述的渦輪流量計，其中所述定位板被構造為提供對所述拾取器的縱向位置相對于所述流量管的調節。
8.根據權利要求1所述的渦輪流量計，其中所述定位板被構造成獨立于所述拾取器中的第二個的位置提供所述拾取器中的第一個的橫向位置和縱向位置中的至少一個的調節。
9.根據權利要求1所述的渦輪流量計，其中響應于導致不同于由兩個所述拾取器產生的檢測信號之間預定量的相位差的拾取器定位誤差，所述定位板的位置可相對于所述流量管進行橫向和/或縱向調節。
10.一種流量計拾取器安裝系統，包括定位墊，所述定位墊被構造成固定到渦輪流量計的流量管；和定位板，所述定位板被構造成可移動地附接到所述定位墊。
11.根據權利要求10所述的安裝系統，其中所述定位板被構造成保持多個電磁傳感器。
12.根據權利要求10所述的安裝系統，其中所述定位墊包括第一凹槽，所述第一凹槽被構造成將所述定位板保持在其中，并允許將所述定位板再定位到所述第一凹槽內。
13.根據權利要求10所述的安裝系統，其中所述定位板和所述定位墊被構造成允許相對于所述流量管對所述定位板的位置進行橫向調節和縱向調節中的至少一種。
14.根據權利要求10所述的安裝系統，其中所述定位板被構造成允許電磁傳感器突出到所述定位墊的第二凹槽內。
15.根據權利要求14所述的安裝系統，其中所述第二凹槽的表面確定所述電磁傳感器的軸向位置。
16.根據權利要求14所述的安裝系統，其中所述定位板被構造成將所述電磁傳感器在多個軸向位置中的任一個軸向位置處可調節地保持在所述定位墊的所述第二凹槽內。
17.根據權利要求10所述的安裝系統，進一步包括固定到所述定位板的保持器，所述保持器被構造成將電磁傳感器緊固到所述定位板。
專利摘要本實用新型涉及渦輪流量計和流量計拾取器安裝系統。在此公開了一種用于通過調節電磁傳感器位置來校準渦輪流量計的設備。在一個實施例中，渦輪流量計包括流量管、多個電磁拾取器和定位板。所述電磁拾取器被構造成檢測所述流量管內的流量指示器的旋轉。所述拾取器固定到所述定位板。所述定位板被構造成相對于所述流量管可調節地定位所述拾取器。
文檔編號G01F1/32GK202853662SQ201120412918
公開日2013年4月3日 申請日期2011年10月26日 優先權日2010年10月26日
發明者莫伊賽斯·馬丁尼茲, 托馬斯·H·洛加, 謝爾登·突洛斯, 安東尼·瓊斯, 勞爾·阿爾馬桑 申請人:丹尼爾度量和控制公司