电磁流量计的制作方法
电磁流量计的制作方法
【技术领域】
[0001]本技术涉及一种电磁流量计，特别地，涉及一种能够使用多种驱动电流来激励多对线圈，从而产生多种磁场的电磁流量计。
【背景技术】
[0002]电磁流量计是一种用于测量封闭管道中的导电介质(例如液体、浆液)的体积流量的感应式仪表。电磁流量计广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理，水利建设等领域。
[0003]电磁流量计主要包括测量管道、励磁线圈、变送器、电极等部件。励磁线圈在被施加电流时可在测量管道中产生磁场，通过电极来获得流经管道的导电介质在磁场作用下产生的感应电势信号，变送器对获得的感应电势信号进行放大等处理，转换成标准信号输出。
[0004]在传统技术中，通常针对不同的应用场合采用不同的电磁流量计。例如，在管道干扰较小的应用场合下(例如待测介质中的固体杂质较少的情况下)，采用以较小驱动电流来激励线圈的电磁流量计，即可获得满足测量需求的磁场。而对于管道干扰较大的应用场合(诸如采矿业、造纸业)，由于待测介质中的固体杂质较多(例如高浓度纸浆)，通常需要使用较大的驱动电流以产生较大的磁场来满足测量需求。常规的电磁流量计由于只具有单一的驱动电流和线圈，无法同时适用于信噪比较大和较小的应用场合。也就是说，单台电磁流量计的应用场合非常单一。
[0005]另一方面，很多现有系统在设计初期没有考虑到管道的多介质应用，因此布置多条管道来分别传输不同介质。如上所述，对每种介质进行测量也往往需要设置单独的电磁流量计，由此导致了系统结构庞大复杂。
[0006]因此，期望提供一种电磁流量计，其能够适用于测量具有不同特性的多种介质，从而有利于减少系统的成本和复杂度。
【实用新型内容】
[0007]在下文中将给出关于本技术的简要概述，以便提供关于本技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是对于本技术的穷举性概述。它并不是意图确定本技术的关键或重要部分，也不是意图限定本技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0008]根据本公开内容，提出了一种电磁流量计，包括:管道；以及设置在所述管道的外表面上的线圈，其特征在于，所述线圈包括多对线圈，并且所述电磁流量计还包括:驱动电路，其具有分别提供多个不同驱动电流的多个输出端，所述多个输出端分别与所述多对线圈中的不同对相连；以及控制电路，所述控制电路向所述驱动电路提供控制信号，其中，所述驱动电路响应于所述控制信号在所述多个输出端中的一个或多个输出端将驱动电流提供至相连的所述多对线圈中的一对或多对线圈，使得相应线圈生成磁场。
[0009]所述多对线圈中的至少一对是线同线圈。
[0010]在所述至少一对线筒线圈与所述管道的外表面之间设置有用于扩展由所述线筒线圈产生的磁场的扩展部。
[0011]所述多对线圈包括至少两对线筒线圈，所述至少两对线筒线圈以嵌套方式布置，或者沿所述管道的轴线方向并排布置，或者沿所述管道的横截面的圆周方向布置。
[0012]所述多对线圈中的至少一对是马鞍形线圈。
[0013]所述多对线圈包括至少两对马鞍形线圈，所述至少两对马鞍形线圈以嵌套方式布置。
[0014]所述多对线圈包括至少一对线筒线圈和至少一对马鞍形线圈。
[0015]所述至少一对马鞍形线圈环绕所述至少一对线筒线圈。
[0016]所述驱动电路能够提供具有不同的大小、或具有不同的频率、或具有不同的大小和不同的频率的所述多个驱动电流。
[0017]所述驱动电路能够响应于所述控制信号，将较大的驱动电流提供给较多数量的线圈，以生成较大的磁场。
[0018]根据本公开内容的技术方案，可以获得能够产生多种磁场、适用于测量多种介质的电磁流量计，例如，在信噪比较大和信噪比较小的环境下都可适用的电磁流量计。
【附图说明】
[0019]可以通过参考下文中结合附图所给出的描述来更好地理解本技术，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步说明本公开内容的优选实施例和解释本技术的原理和优点。在附图中:
[0020]图1是根据本公开内容的电磁流量计的原理示意图；
[0021]图2是根据本公开内容的电磁流量计的立体图；
[0022]图3是传统电磁流量计的线圈的示意图；
[0023]图4是根据本公开内容的第一实施例的线圈的示意图；
[0024]图5是根据本公开内容的第二实施例的线圈的示意图；以及
[0025]图6是根据本公开内容的第三实施例的线圈的示意图。
【具体实施方式】
[0026]在下文中将结合附图对本公开内容的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在实施的过程中可以做出很多修改和变化，以便实现具体的实施目标，并且这些修改和变化在本技术的原理和概念的范围之内。
[0027]在此还需要说明的是，为了避免不必要的细节使本公开内容的主旨模糊，在附图中仅仅示出了与本公开内容的技术方案密切相关的装置结构，而省略了与本公开内容关系不大的其他细节。
[0028]图1是根据本技术的电磁流量计的原理示意图。如图1所示，电磁流量计包括变送器110和传感器120两部分。在传感器120上设置有多对线圈Wl、W2、…、Wn(η彡2)。变送器110包括驱动电路(未示出)，驱动电路具有多个输出端，用于将具有不同大小的多种驱动电流I1、12、…、Im(m彡2)提供给线圈Wl_Wn。具体地，驱动电路的每个输出端与多对线圈中的每对线圈相连，因此如图1所示，驱动电流Il-1m中的每一个均可被提供至线圈Wl-Wn中的每一个。在驱动电流的激励下，线圈可产生磁场。通过使用不同的驱动电流来激励不同的线圈，可以产生不同的磁场。本领域技术人员易于理解，电流的数量m和线圈的数量η可以相同，也可以不同，并且可以根据电磁流量计所要应用的场合来设计驱动电路提供的电流的数量以及线圈的数量。
[0029]在使用时操作人员可根据对磁场的具体需求来选择驱动电流与线圈的组合。例如，当需要较大的磁场时，操作人员可以设置较大的驱动电流来激励线圈。或者，也可通过激励数量更多的线圈来获得更大的磁场，例如，同时激励两对或三对线圈。或者，也可通过提供更大的驱动电流和激励更多的线圈两者来实现更大的磁场。
[0030]如上所述，电流11、12、…、Im具有不同的电流大小。但根据本公开内容，电流I1、12、…、Im还可以被设计为具有不同的频率。也就是说，操作人员还可以根据实际需求来选择具有适当频率的驱动电流以施加于线圈。
[0031]图2示出了根据本公开内容的电磁流量计的立体图。如图2所示，电磁流量计包括变送器210，罩壳220，管道230以及法兰240。
[0032]变送器210中设置有如上所述用于将适当的驱动电流提供至线圈的驱动电路(未示出)。此外，变送器210上设置有按钮形式的设置装置2110以及根据操作人员经由该设置装置2110的输入而生成控制信号的控制电路(未示出)。操作人员根据实际应用场合对于磁场的需求，通过设置装置2110来设定驱动电流和线圈的适当组合，控制电路根据操作人员的设定产生相应的控制信号，并将控制信号提供至驱动电路。驱动电路响应于该控制信号，在适当的输出端将驱动电流提供至设定的线圈。优选地，通过设置装置2110与显示装置2120(例如，液晶显示器)的配合使用，操作人员可以容易地控制将具有适当大小和/或频率的驱动电流提供至期望的线圈。需要说明的是，虽然图2示出了三个按钮作为设置装置2110，但根据本公开内容的设置装置不限于按钮形式，并且数量也不限于三个，本领域技术人员易于设计出其它形式的能够实现上述功能的设置装置。
[0033]罩壳220位于变送器210的下方并且与变送器210连接。罩壳220是一圆柱形壳体，将测量管道230的一部分罩在其中。罩壳220与管道230之间的空间中容纳有线圈，后文将详细进行描述。罩壳220可以起到增强线圈产生的磁场以及阻挡外磁场的干扰的作用，并且同时也可以保护线圈结构。罩壳220与管道230相当于图1中所示的传感器120。
[0034]法兰260用于在将电磁流量计与实际待测管道相连接时起到紧固连接作用。需要说明的是，法兰只是用于连接电磁流量计与 实际管道的连接部件的一个示例，本领域技术人员易于采用其它形式的连接部件来实现连接功能。
[0035]图3示出了传统电磁流量计的线圈。为了清楚起见，图3中没有示出遮挡线圈的罩壳部分，仅示出了罩壳的两个底面320。在图3中，一对马鞍形线圈300被对称地设置在管道330的上侧和下侧，马鞍形线圈可看作是由平面的赛车道形式的线圈被弯曲变形而获得的线圈。当被施加驱动电流时，线圈300可在管道330中产生磁场。如前所述，传统电磁流量计通常使用单一线圈以及单一驱动电流，因此难以产生多种磁场以适应信噪比不同的多种应用场合。
[0036]图4是示出了根据本公开内容的第一实施例的线圈的示意图。首先定义:管道430的圆柱形外表面被管道430的轴线A所在的水平平面划分为上侧表面和下侧表面。在管道430的上侧表面与下侧表面上对称地设置有线筒线圈401、402，也就是说，上侧表面上的线筒线圈401、402与下侧表面上的线筒线圈401、402(未示出)分别位于管道430横截面的直径的两端。将线筒线圈安装在管道上的技术已为本领域技术人员熟知，故本文不再赘述。在线圈401、402与管道430的外表面之间设置有扩展部440，扩展部440为具有一定宽度的条状，并且沿着管道430外表面的圆周延伸。扩展部440可以由例如碳钢的金属制成。当线筒线圈401、402被激励后可在管道430内产生磁场，扩展部440有助于扩展由线筒线圈401、402产生的磁场，并且使磁场均匀化。
[0037]图4示出了以嵌套方式设置线圈401和线圈402，S卩，线圈402被套在线圈401之内。需要说明的是，也可以以其它方式来布置线圈401和线圈402，例如将二者沿着管道430的轴线方向并排布置或者沿着管道430的横截面的圆周方向布置等等，本公开内容不限于此。此外，本领域技术人员易于理解，虽然图4示出了采用两对线筒线圈的实施例，但也可以采用三对或更多对线圈。
[0038]图5是示出了根据本公开内容的第二实施例的线圈的示意图。在本实施例中，采用了三对马鞍形线圈501、502、503。相比于线筒线圈，马鞍形线圈可产生范围更大、更为均匀的磁场，因此本实施例没有使用扩展部。
[0039]如图5所示，将马鞍形线圈501、502、503对称地设置在管道530的上侧表面和下侧表面上。也就是说，在上侧表面上的线圈501、502、503与下侧表面上的线圈501、502(未示出)、503 (未示出)关于管道530的轴线A所在的水平平面对称。
[0040]线圈501、502、503分别具有不同的周长，由此在管道530的外表面上覆盖不同的面积。图5示出了将线圈501、502、503按照覆盖面积从大到小的顺序依次嵌套。但本领域技术人员易于理解，本实施例所描述的这种线圈布置方式、以及线圈的数量都可根据具体设计要求而做出修改。
[0041]图6是示出了根据本公开内容的第三实施例的线圈的示意图。根据本实施例的电磁流量计采用了线筒线圈与马鞍形线圈的组合。与第一实施例和第二实施例类似，将马鞍形线圈601和线筒线圈602对称地设置在管道630的上侧表面和下侧表面上。也就是说，在上侧表面上的线圈601、602与下侧表面上的线圈601、602关于管道630的轴线A所在的水平平面对称。
[0042]如图6所示，线筒线圈602被设置在马鞍形线圈601中央，被马鞍形线圈601环绕。此外，在线筒线圈602和管道630的外表面之间设置有用于扩展磁场的扩展部640。需要说明的是，本公开内容不限于此种布置方式，并且线筒线圈与马鞍形线圈的组合也不限于图6所示的情况。例如，可以采用两对或更多对线筒线圈和一对马鞍形线圈的组合，并且将多个线筒线圈部分地或全部地设置在马鞍形线圈之内，即被马鞍形线圈环绕。或者，也可以采用一对线筒线圈和两对或更多对马鞍形线圈的组合，将多个马鞍形线圈按照图5中所示的嵌套方式来布置。或者，可以采用多对线筒线圈与多对马鞍形线圈的组合。本领域技术人员易于根据实际需求对本实施例所描述的线筒线圈和马鞍形线圈的组合做出各种修改。
[0043]根据以上描述的实施例，本公开内容提供的电磁流量计提供了具有不同大小和/或频率的多个驱动电流以及多对线圈，使得操作人员能够控制驱动电流与线圈的组合方式，以产生期望的磁场。因此，根据本公开内容的电磁流量计可以适用于信噪比不同的多种应用环境。在信噪比较大的测量环境中(例如介质中固体杂质较少)，可以使用较小的驱动电流或激励单对线圈来产生磁场。在信噪比较小的测量环境中(例如介质中固体杂质较多)，通过选用较大的驱动电流和/或激励更多数量的线圈，可以产生更强的磁场，从而获得稳定和准确的测量信号。
[0044]由于本公开内容的电磁流量计的高适用性，设计人员可以在系统设计初期规划多介质测量。也就是说，将单台电磁流量计接入实际管道，即可对管道内流经的各种不同特性的介质进行测量，而无需为每种待测介质设计专用管道和专用电磁流量计。由此可以大大减少系统中的管道和仪表的数量，降低成本以及系统的复杂度。
[0045]此外，操作人员可以根据具体应用场合选择驱动电流和线圈的适当组合，产生更加符合实际需求的磁场，从而提高测量结果的稳定性和准确性。
[0046]以上已经结合附图详细描述了本公开内容的实施方式，但是本公开内容的技术范围不限于此。本领域技术人员应该理解的是，取决于设计要求和其他因素，在不偏离本公开内容的原理和精神的情况下，可以对所讨论的实施方式进行各种修改或变化。本公开内容的范围由所附权利要求或其等同方案来限定。
【主权项】
1.一种电磁流量计，包括:管道；以及设置在所述管道的外表面上的线圈，其特征在于， 所述线圈包括多对线圈，以及 所述电磁流量计还包括: 驱动电路，其具有分别提供多个不同驱动电流的多个输出端，所述多个输出端分别与所述多对线圈中的不同对相连；以及 控制电路，所述控制电路向所述驱动电路提供控制信号， 其中，所述驱动电路响应于所述控制信号在所述多个输出端中的一个或多个输出端将驱动电流提供至相连的所述多对线圈中的一对或多对线圈，使得相应线圈生成磁场。2.根据权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈中的至少一对是线筒线圈。3.根据权利要求2所述的电磁流量计，其特征在于，在所述至少一对线筒线圈与所述管道的外表面之间设置有用于扩展由所述线筒线圈产生的磁场的扩展部。4.根据权利要求2所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈包括至少两对线筒线圈，所述至少两对线筒线圈以嵌套方式布置。5.根据权利要求2所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈包括至少两对线筒线圈，所述至少两对线筒线圈沿所述管道的轴线方向并排布置。6.根据权利要求2所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈包括至少两对线筒线圈，所述至少两对线筒线圈沿所述管道的横截面的圆周方向布置。7.根据权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈中的至少一对是马鞍形线圈。8.根据权利要求7所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈包括至少两对马鞍形线圈，所述至少两对马鞍形线圈以嵌套方式布置。9.根据权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈包括至少一对线筒线圈和至少一对马鞍形线圈。10.根据权利要求9所述的电磁流量计，其特征在于，所述至少一对马鞍形线圈环绕所述至少一对线筒线圈。11.根据权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，所述驱动电路能够提供具有不同的大小、或具有不同的频率、或具有不同的大小和不同的频率的所述多个不同驱动电流。12.根据权利要求10所述的电磁流量计，其特征在于，所述驱动电路能够响应于所述控制信号，将较大的驱动电流提供给较多数量的线圈，以生成较大的磁场。
【专利摘要】提供了一种电磁流量计，包括：管道；以及设置在所述管道的外表面上的线圈，其特征在于，所述线圈包括多对线圈，并且所述电磁流量计还包括：驱动电路，其具有分别提供多个不同驱动电流的多个输出端，所述多个输出端分别与所述多对线圈中的不同对相连；以及控制电路，所述控制电路向所述驱动电路提供控制信号，其中，所述驱动电路响应于所述控制信号在所述多个输出端中的一个或多个输出端将驱动电流提供至相连的所述多对线圈中的一对或多对线圈，使得相应线圈生成磁场。
【IPC分类】G01F1/58
【公开号】CN204694303
【申请号】CN201520137959
【发明人】黄有军
【申请人】艾默生过程控制流量技术有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年3月11日
【技术领域】
[0001]本技术涉及一种电磁流量计，特别地，涉及一种能够使用多种驱动电流来激励多对线圈，从而产生多种磁场的电磁流量计。
【背景技术】
[0002]电磁流量计是一种用于测量封闭管道中的导电介质(例如液体、浆液)的体积流量的感应式仪表。电磁流量计广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理，水利建设等领域。
[0003]电磁流量计主要包括测量管道、励磁线圈、变送器、电极等部件。励磁线圈在被施加电流时可在测量管道中产生磁场，通过电极来获得流经管道的导电介质在磁场作用下产生的感应电势信号，变送器对获得的感应电势信号进行放大等处理，转换成标准信号输出。
[0004]在传统技术中，通常针对不同的应用场合采用不同的电磁流量计。例如，在管道干扰较小的应用场合下(例如待测介质中的固体杂质较少的情况下)，采用以较小驱动电流来激励线圈的电磁流量计，即可获得满足测量需求的磁场。而对于管道干扰较大的应用场合(诸如采矿业、造纸业)，由于待测介质中的固体杂质较多(例如高浓度纸浆)，通常需要使用较大的驱动电流以产生较大的磁场来满足测量需求。常规的电磁流量计由于只具有单一的驱动电流和线圈，无法同时适用于信噪比较大和较小的应用场合。也就是说，单台电磁流量计的应用场合非常单一。
[0005]另一方面，很多现有系统在设计初期没有考虑到管道的多介质应用，因此布置多条管道来分别传输不同介质。如上所述，对每种介质进行测量也往往需要设置单独的电磁流量计，由此导致了系统结构庞大复杂。
[0006]因此，期望提供一种电磁流量计，其能够适用于测量具有不同特性的多种介质，从而有利于减少系统的成本和复杂度。
【实用新型内容】
[0007]在下文中将给出关于本技术的简要概述，以便提供关于本技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是对于本技术的穷举性概述。它并不是意图确定本技术的关键或重要部分，也不是意图限定本技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0008]根据本公开内容，提出了一种电磁流量计，包括:管道；以及设置在所述管道的外表面上的线圈，其特征在于，所述线圈包括多对线圈，并且所述电磁流量计还包括:驱动电路，其具有分别提供多个不同驱动电流的多个输出端，所述多个输出端分别与所述多对线圈中的不同对相连；以及控制电路，所述控制电路向所述驱动电路提供控制信号，其中，所述驱动电路响应于所述控制信号在所述多个输出端中的一个或多个输出端将驱动电流提供至相连的所述多对线圈中的一对或多对线圈，使得相应线圈生成磁场。
[0009]所述多对线圈中的至少一对是线同线圈。
[0010]在所述至少一对线筒线圈与所述管道的外表面之间设置有用于扩展由所述线筒线圈产生的磁场的扩展部。
[0011]所述多对线圈包括至少两对线筒线圈，所述至少两对线筒线圈以嵌套方式布置，或者沿所述管道的轴线方向并排布置，或者沿所述管道的横截面的圆周方向布置。
[0012]所述多对线圈中的至少一对是马鞍形线圈。
[0013]所述多对线圈包括至少两对马鞍形线圈，所述至少两对马鞍形线圈以嵌套方式布置。
[0014]所述多对线圈包括至少一对线筒线圈和至少一对马鞍形线圈。
[0015]所述至少一对马鞍形线圈环绕所述至少一对线筒线圈。
[0016]所述驱动电路能够提供具有不同的大小、或具有不同的频率、或具有不同的大小和不同的频率的所述多个驱动电流。
[0017]所述驱动电路能够响应于所述控制信号，将较大的驱动电流提供给较多数量的线圈，以生成较大的磁场。
[0018]根据本公开内容的技术方案，可以获得能够产生多种磁场、适用于测量多种介质的电磁流量计，例如，在信噪比较大和信噪比较小的环境下都可适用的电磁流量计。
【附图说明】
[0019]可以通过参考下文中结合附图所给出的描述来更好地理解本技术，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步说明本公开内容的优选实施例和解释本技术的原理和优点。在附图中:
[0020]图1是根据本公开内容的电磁流量计的原理示意图；
[0021]图2是根据本公开内容的电磁流量计的立体图；
[0022]图3是传统电磁流量计的线圈的示意图；
[0023]图4是根据本公开内容的第一实施例的线圈的示意图；
[0024]图5是根据本公开内容的第二实施例的线圈的示意图；以及
[0025]图6是根据本公开内容的第三实施例的线圈的示意图。
【具体实施方式】
[0026]在下文中将结合附图对本公开内容的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在实施的过程中可以做出很多修改和变化，以便实现具体的实施目标，并且这些修改和变化在本技术的原理和概念的范围之内。
[0027]在此还需要说明的是，为了避免不必要的细节使本公开内容的主旨模糊，在附图中仅仅示出了与本公开内容的技术方案密切相关的装置结构，而省略了与本公开内容关系不大的其他细节。
[0028]图1是根据本技术的电磁流量计的原理示意图。如图1所示，电磁流量计包括变送器110和传感器120两部分。在传感器120上设置有多对线圈Wl、W2、…、Wn(η彡2)。变送器110包括驱动电路(未示出)，驱动电路具有多个输出端，用于将具有不同大小的多种驱动电流I1、12、…、Im(m彡2)提供给线圈Wl_Wn。具体地，驱动电路的每个输出端与多对线圈中的每对线圈相连，因此如图1所示，驱动电流Il-1m中的每一个均可被提供至线圈Wl-Wn中的每一个。在驱动电流的激励下，线圈可产生磁场。通过使用不同的驱动电流来激励不同的线圈，可以产生不同的磁场。本领域技术人员易于理解，电流的数量m和线圈的数量η可以相同，也可以不同，并且可以根据电磁流量计所要应用的场合来设计驱动电路提供的电流的数量以及线圈的数量。
[0029]在使用时操作人员可根据对磁场的具体需求来选择驱动电流与线圈的组合。例如，当需要较大的磁场时，操作人员可以设置较大的驱动电流来激励线圈。或者，也可通过激励数量更多的线圈来获得更大的磁场，例如，同时激励两对或三对线圈。或者，也可通过提供更大的驱动电流和激励更多的线圈两者来实现更大的磁场。
[0030]如上所述，电流11、12、…、Im具有不同的电流大小。但根据本公开内容，电流I1、12、…、Im还可以被设计为具有不同的频率。也就是说，操作人员还可以根据实际需求来选择具有适当频率的驱动电流以施加于线圈。
[0031]图2示出了根据本公开内容的电磁流量计的立体图。如图2所示，电磁流量计包括变送器210，罩壳220，管道230以及法兰240。
[0032]变送器210中设置有如上所述用于将适当的驱动电流提供至线圈的驱动电路(未示出)。此外，变送器210上设置有按钮形式的设置装置2110以及根据操作人员经由该设置装置2110的输入而生成控制信号的控制电路(未示出)。操作人员根据实际应用场合对于磁场的需求，通过设置装置2110来设定驱动电流和线圈的适当组合，控制电路根据操作人员的设定产生相应的控制信号，并将控制信号提供至驱动电路。驱动电路响应于该控制信号，在适当的输出端将驱动电流提供至设定的线圈。优选地，通过设置装置2110与显示装置2120(例如，液晶显示器)的配合使用，操作人员可以容易地控制将具有适当大小和/或频率的驱动电流提供至期望的线圈。需要说明的是，虽然图2示出了三个按钮作为设置装置2110，但根据本公开内容的设置装置不限于按钮形式，并且数量也不限于三个，本领域技术人员易于设计出其它形式的能够实现上述功能的设置装置。
[0033]罩壳220位于变送器210的下方并且与变送器210连接。罩壳220是一圆柱形壳体，将测量管道230的一部分罩在其中。罩壳220与管道230之间的空间中容纳有线圈，后文将详细进行描述。罩壳220可以起到增强线圈产生的磁场以及阻挡外磁场的干扰的作用，并且同时也可以保护线圈结构。罩壳220与管道230相当于图1中所示的传感器120。
[0034]法兰260用于在将电磁流量计与实际待测管道相连接时起到紧固连接作用。需要说明的是，法兰只是用于连接电磁流量计与 实际管道的连接部件的一个示例，本领域技术人员易于采用其它形式的连接部件来实现连接功能。
[0035]图3示出了传统电磁流量计的线圈。为了清楚起见，图3中没有示出遮挡线圈的罩壳部分，仅示出了罩壳的两个底面320。在图3中，一对马鞍形线圈300被对称地设置在管道330的上侧和下侧，马鞍形线圈可看作是由平面的赛车道形式的线圈被弯曲变形而获得的线圈。当被施加驱动电流时，线圈300可在管道330中产生磁场。如前所述，传统电磁流量计通常使用单一线圈以及单一驱动电流，因此难以产生多种磁场以适应信噪比不同的多种应用场合。
[0036]图4是示出了根据本公开内容的第一实施例的线圈的示意图。首先定义:管道430的圆柱形外表面被管道430的轴线A所在的水平平面划分为上侧表面和下侧表面。在管道430的上侧表面与下侧表面上对称地设置有线筒线圈401、402，也就是说，上侧表面上的线筒线圈401、402与下侧表面上的线筒线圈401、402(未示出)分别位于管道430横截面的直径的两端。将线筒线圈安装在管道上的技术已为本领域技术人员熟知，故本文不再赘述。在线圈401、402与管道430的外表面之间设置有扩展部440，扩展部440为具有一定宽度的条状，并且沿着管道430外表面的圆周延伸。扩展部440可以由例如碳钢的金属制成。当线筒线圈401、402被激励后可在管道430内产生磁场，扩展部440有助于扩展由线筒线圈401、402产生的磁场，并且使磁场均匀化。
[0037]图4示出了以嵌套方式设置线圈401和线圈402，S卩，线圈402被套在线圈401之内。需要说明的是，也可以以其它方式来布置线圈401和线圈402，例如将二者沿着管道430的轴线方向并排布置或者沿着管道430的横截面的圆周方向布置等等，本公开内容不限于此。此外，本领域技术人员易于理解，虽然图4示出了采用两对线筒线圈的实施例，但也可以采用三对或更多对线圈。
[0038]图5是示出了根据本公开内容的第二实施例的线圈的示意图。在本实施例中，采用了三对马鞍形线圈501、502、503。相比于线筒线圈，马鞍形线圈可产生范围更大、更为均匀的磁场，因此本实施例没有使用扩展部。
[0039]如图5所示，将马鞍形线圈501、502、503对称地设置在管道530的上侧表面和下侧表面上。也就是说，在上侧表面上的线圈501、502、503与下侧表面上的线圈501、502(未示出)、503 (未示出)关于管道530的轴线A所在的水平平面对称。
[0040]线圈501、502、503分别具有不同的周长，由此在管道530的外表面上覆盖不同的面积。图5示出了将线圈501、502、503按照覆盖面积从大到小的顺序依次嵌套。但本领域技术人员易于理解，本实施例所描述的这种线圈布置方式、以及线圈的数量都可根据具体设计要求而做出修改。
[0041]图6是示出了根据本公开内容的第三实施例的线圈的示意图。根据本实施例的电磁流量计采用了线筒线圈与马鞍形线圈的组合。与第一实施例和第二实施例类似，将马鞍形线圈601和线筒线圈602对称地设置在管道630的上侧表面和下侧表面上。也就是说，在上侧表面上的线圈601、602与下侧表面上的线圈601、602关于管道630的轴线A所在的水平平面对称。
[0042]如图6所示，线筒线圈602被设置在马鞍形线圈601中央，被马鞍形线圈601环绕。此外，在线筒线圈602和管道630的外表面之间设置有用于扩展磁场的扩展部640。需要说明的是，本公开内容不限于此种布置方式，并且线筒线圈与马鞍形线圈的组合也不限于图6所示的情况。例如，可以采用两对或更多对线筒线圈和一对马鞍形线圈的组合，并且将多个线筒线圈部分地或全部地设置在马鞍形线圈之内，即被马鞍形线圈环绕。或者，也可以采用一对线筒线圈和两对或更多对马鞍形线圈的组合，将多个马鞍形线圈按照图5中所示的嵌套方式来布置。或者，可以采用多对线筒线圈与多对马鞍形线圈的组合。本领域技术人员易于根据实际需求对本实施例所描述的线筒线圈和马鞍形线圈的组合做出各种修改。
[0043]根据以上描述的实施例，本公开内容提供的电磁流量计提供了具有不同大小和/或频率的多个驱动电流以及多对线圈，使得操作人员能够控制驱动电流与线圈的组合方式，以产生期望的磁场。因此，根据本公开内容的电磁流量计可以适用于信噪比不同的多种应用环境。在信噪比较大的测量环境中(例如介质中固体杂质较少)，可以使用较小的驱动电流或激励单对线圈来产生磁场。在信噪比较小的测量环境中(例如介质中固体杂质较多)，通过选用较大的驱动电流和/或激励更多数量的线圈，可以产生更强的磁场，从而获得稳定和准确的测量信号。
[0044]由于本公开内容的电磁流量计的高适用性，设计人员可以在系统设计初期规划多介质测量。也就是说，将单台电磁流量计接入实际管道，即可对管道内流经的各种不同特性的介质进行测量，而无需为每种待测介质设计专用管道和专用电磁流量计。由此可以大大减少系统中的管道和仪表的数量，降低成本以及系统的复杂度。
[0045]此外，操作人员可以根据具体应用场合选择驱动电流和线圈的适当组合，产生更加符合实际需求的磁场，从而提高测量结果的稳定性和准确性。
[0046]以上已经结合附图详细描述了本公开内容的实施方式，但是本公开内容的技术范围不限于此。本领域技术人员应该理解的是，取决于设计要求和其他因素，在不偏离本公开内容的原理和精神的情况下，可以对所讨论的实施方式进行各种修改或变化。本公开内容的范围由所附权利要求或其等同方案来限定。
【主权项】
1.一种电磁流量计，包括:管道；以及设置在所述管道的外表面上的线圈，其特征在于， 所述线圈包括多对线圈，以及 所述电磁流量计还包括: 驱动电路，其具有分别提供多个不同驱动电流的多个输出端，所述多个输出端分别与所述多对线圈中的不同对相连；以及 控制电路，所述控制电路向所述驱动电路提供控制信号， 其中，所述驱动电路响应于所述控制信号在所述多个输出端中的一个或多个输出端将驱动电流提供至相连的所述多对线圈中的一对或多对线圈，使得相应线圈生成磁场。2.根据权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈中的至少一对是线筒线圈。3.根据权利要求2所述的电磁流量计，其特征在于，在所述至少一对线筒线圈与所述管道的外表面之间设置有用于扩展由所述线筒线圈产生的磁场的扩展部。4.根据权利要求2所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈包括至少两对线筒线圈，所述至少两对线筒线圈以嵌套方式布置。5.根据权利要求2所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈包括至少两对线筒线圈，所述至少两对线筒线圈沿所述管道的轴线方向并排布置。6.根据权利要求2所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈包括至少两对线筒线圈，所述至少两对线筒线圈沿所述管道的横截面的圆周方向布置。7.根据权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈中的至少一对是马鞍形线圈。8.根据权利要求7所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈包括至少两对马鞍形线圈，所述至少两对马鞍形线圈以嵌套方式布置。9.根据权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，所述多对线圈包括至少一对线筒线圈和至少一对马鞍形线圈。10.根据权利要求9所述的电磁流量计，其特征在于，所述至少一对马鞍形线圈环绕所述至少一对线筒线圈。11.根据权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，所述驱动电路能够提供具有不同的大小、或具有不同的频率、或具有不同的大小和不同的频率的所述多个不同驱动电流。12.根据权利要求10所述的电磁流量计，其特征在于，所述驱动电路能够响应于所述控制信号，将较大的驱动电流提供给较多数量的线圈，以生成较大的磁场。
【专利摘要】提供了一种电磁流量计，包括：管道；以及设置在所述管道的外表面上的线圈，其特征在于，所述线圈包括多对线圈，并且所述电磁流量计还包括：驱动电路，其具有分别提供多个不同驱动电流的多个输出端，所述多个输出端分别与所述多对线圈中的不同对相连；以及控制电路，所述控制电路向所述驱动电路提供控制信号，其中，所述驱动电路响应于所述控制信号在所述多个输出端中的一个或多个输出端将驱动电流提供至相连的所述多对线圈中的一对或多对线圈，使得相应线圈生成磁场。
【IPC分类】G01F1/58
【公开号】CN204694303
【申请号】CN201520137959
【发明人】黄有军
【申请人】艾默生过程控制流量技术有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年3月11日
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