今天為大家介紹一項國家發明授權專利——可抗振動的插入式熱式氣體質量流量計。該專利由哈爾濱派立儀器儀表有限公司申請，并于2018年5月11日獲得授權公告。

內容說明

本發明屬于熱式氣體質量流量監測領域，尤其涉及一種可抗振動的插入式熱式氣體質量流量計。

發明背景

熱式氣體質量流量計是利用熱傳導原理測量氣體質量流量的儀表，能夠實現對氣體質量流量高精度測量。插入式熱式氣體質量流量計可以是一體式結構，也可以是分體式結構，其傳感器和金屬探桿被插入測量管道中。

對于大截面風道的流量測量，一般采用插入式熱式氣體質量流量計。由于風道尺寸大，熱式氣體質量流量計金屬探桿插入深度較長，且只能固定在風道臂外側的套管上，形成懸臂結構。因此，在風的作用下，金屬探桿會沿著風的流動方向產生搖擺振動，傳感器探頭在管道內測量點沿振動弧線運動，這將使傳感器與氣流的相對速度發生變化，進而影響傳感器探頭的測量精度，同時金屬探桿的振動容易使儀表與風道壁安裝位置的機械密封結構松弛，失去密封作用;并且由于熱式氣體質量流量計應用場合復雜，管道直徑尺寸和結構并不完全符合理論模型的建立要求，氣流模型不穩定，即使管道直徑尺寸和結構符合建模要求，但在不同氣體流速下，探桿振動情況依然不同。

為解決上述問題，目前已知的傳感器探頭防振動解決方案為儀表軟件補償，根據管徑尺寸和結構，建立相應氣體流速理論模型，探桿振動模型，測量探桿振動位置，對儀表振動進行軟件補償。然而這種軟件數據處理的方法都是以加大儀表響應時間為代價，儀表的響應時間長，成本高。綜上所述，基于理論分析的軟件補償并不能解決全部探桿振動的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的熱式氣體質量流量計探桿會沿著風的流動方向產生搖擺振動從而測量精度的問題。本發明旨在提供一種能夠有效抵抗插入式金屬探桿沿氣流方向振動，消除氣流對懸臂結構的影響，提高測量精度的可抗振動的插入式熱式氣體質量流量計。

圖為本發明結構示意圖

本發明的一種可抗振動的插入式熱式氣體質量流量計，包括：儀表變送器、探桿和測量頭，測量頭通過探桿與儀表變送器連接；還包括：鋼管，鋼管包括懸空段和固定段，固定段用以穿過待安裝固定的風道壁，懸空段用以懸空于風道壁的內側；法蘭盤，與鋼管的固定段的端部連接，用以與風道壁的外壁固定，探桿依次穿過法蘭盤和鋼管，測量頭伸出鋼管的懸空段的端部;鎖緊結構，用以將探桿、法蘭盤和鋼管鎖緊固定。

還包括：防震結構，防震結構設置于鋼管的內壁中，防震結構包括一對V型彈片，V型彈片對稱設置于鋼管的內壁中，V型彈片的凸起部位與貫穿于鋼管的探桿彈性接觸。防震結構設置于靠近鋼管的懸空段端部的內壁區域。V型彈片采用金屬材質制成。測量頭用以將非電信息號的流量轉換為電信號通過探桿傳送至儀表變送器;儀表變送器用以將電信號進行處理以獲取流量數據，并顯示流量數據。

法蘭盤與鋼管采用焊接的方式連接，或法蘭盤與鋼管為一體式結構。鎖緊結構與探桿采用螺紋方式連接。鋼管采用不銹鋼金屬材料制成。法蘭盤采用不銹鋼金屬材料制成。

本發明的有益效果為，通過法蘭盤將鋼管固定于風道壁上，以使插入式熱式氣體質量流量計與風道壁的安裝位置保持機械密封狀態；利用鎖緊結構將探桿、法蘭盤和鋼管鎖緊固定于風道壁上，可有效抵抗插入式探桿沿氣流方向的振動，消除氣流對探桿的影響，保證測量頭對風道中的氣體流量進行精確測量，同時也提高了插入式熱式氣體質量流量計與風道壁之間的密封性，防止探桿與法蘭盤和風道壁之間的松弛。本發明具有結構簡單，可靠性強，成本低，抗振動效果明顯的優點。