用于流量计的保持器、流量计及相关的固定方法与流程

1.本发明涉及一种用于流量计上的保持器，特别是一种用于安装电阻式温度传感器(rtd)的保持器。本发明还涉及包括该保持器的流量计及一种将上述保持器固定在流量计的管道外壁的方法和一种将电阻式温度传感器固定到上述保持器中的方法。


背景技术：

2.本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。
3.流量计广泛应用于工业生产中用于对流动通过管道的流体进行计量。在使用流量计对管道内的流体进行测量时，需要测量管道内流体的温度以对测量出的数值进行补偿，使得最终测量值更精确。目前，常用的对管道内流体进行温度测量的方法是，在管道外设置温度传感器、特别是电阻式温度传感器(rtd)来测量管道内流体的温度。
4.为了在特定位置对管道内流体进行温度测量，需要将rtd固定在管道外壁上，具体地，通常将rtd固定在流量计的支持片与歧管之间的管道外壁上。固定rtd的方法包括使用保持器进行固定和不使用保持器进行固定。
5.当不使用保持器固定rtd时，操作员需要用一只手将rtd固定，同时用另一只手缠绕胶带。这需要在设计流量计时，留出较大的操作空间，因而不利于流量计的紧凑设计。因此，现在业界越来越倾向于使用保持器来固定rtd。
6.当使用保持器固定rtd时，需要先将保持器点焊在管道外壁。该保持器包括压平的前端部和长形的中空的后端部。为此，还需要花时间将保持器的前端部压平以适于进行点焊。若保持器的前端部未压平，则焊枪不容易压住保持器，同时也容易烧坏保持器的前端部。此外，目前使用的保持器长度较大，若流量计所设计的用于安装保持器的空间、特别是支持片与歧管之间的距离较小，则会导致没有足够的空间让rtd插入保持器中。此外，由于在保持器的端部处的用于使rtd插入保持器的入口较小，涂有树脂胶的rtd在插入保持器时，容易被入口剐蹭掉大量的树脂胶，从而使树脂胶也无法完全包裹在rtd上，导致温度测量不准。


技术实现要素：

7.鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种用于流量计的保持器，该保持器能够容易地固定至管道外壁，并且能够确保在较小的空间中方便地插拔固定在该保持器中的温度传感器、特别是电阻式温度传感器(rtd)。
8.根据本发明的一个方面，提供了一种用于流量计的保持器，该保持器包括中空的管状部分，该管状部分包括：第一端部，该第一端部是敞开的；第一侧部，用于接合流量计的管道外壁；与第一侧部相反的第二侧部，在第二侧部上设置有开口，该开口延伸至与第一端部连通。
9.在第二侧部处设置开口可以便于焊头穿过该开口伸入到保持器的内部并使焊头能够直接抵接在第一侧部上，从而能够容易地将保持器点焊到流量计的管道外壁。
10.此外，如果管状部分的两端的安装空间狭小，则rtd可能受限于安装空间无法插入保持器中或从保持器中拔出。而延伸至管状部分的一个端部的开口允许rtd可以从开口处进行安装而非从管状部分的该端部处进行安装，从而增加了rtd的安装空间，有利于rtd的插拔。
11.优选地，第一侧部大致是平坦的，这不但易于加工制造，还使得保持器能够稳定地置于流量计的管道外壁，从而能够稳定地进行点焊。
12.可选地，保持器的管状部分在与第一端部相反的第二端部处被压平，使得第二侧部在第二端部处倾斜地向第一侧部延伸。在这种情况下，本发明的保持器可以通过在原有的具有被压平的第二端部的保持器的侧部上切除部分材料来形成，从而能够允许已制成的旧式的保持器在经过简单的加工后用于本发明，以节约物料并降低成本。
13.优选地，保持器的管状部分还包括位于第一侧部与第二侧部之间的两个圆弧状的侧壁，使得保持器的管状部分的截面呈长圆形。
14.优选地，保持器的长度等于rtd的长度，使得保持器所占用的空间最小化，从而能够使流量计的结构被设计得尽可能紧凑；并且开口的长度小于rtd的长度，使得rtd能够至少部分地容纳在保持器中。
15.优选地，保持器的中空部分的横截面积大于rtd的横截面积，这使得rtd被树脂胶完全包裹成为可能。
16.优选地，保持器的开口的宽度大于rtd的宽度，如此设置的开口相比原先在端部处设置的入口在面积上明显增大，因此裹有树脂胶的rtd也更容易插入保持器中而不会被剐蹭掉大量的树脂胶，从而使rtd被树脂胶完全包裹，提高了温度测量精度。
17.可选地，保持器的管状部分还包括位于第一侧部与第二侧部之间的两个直的侧壁，使得保持器的横截面呈矩形。
18.可选地，开口呈矩形、梯形或者所述开口的与第一端部相反的一边呈弧形。
19.本发明还提供了一种流量计，包括位于流量计的管道外壁上的如上所述的保持器。在所述保持器的中空的管状部分内保持有电阻式温度传感器。
20.根据本发明的另一方面，提供了一种将上述保持器固定在流量计的管道外壁上的方法，该方法包括以下步骤：
21.将保持器安置在流量计的管道外壁上，使得保持器的第一侧部与流量计的管道外壁贴合；
22.操作焊头穿过保持器的开口并抵接在保持器的第一侧部上，使得保持器的第一侧部紧贴流量计的管道外壁固定；
23.向焊头施加工作电压，将保持器点焊在流量计的管道外壁上；以及
24.在保持器与流量计的管道外壁之间涂上钎料，进钎焊炉钎焊。
25.根据本发明的另一方面，提供了一种将rtd固定到上述保持器中的方法，该方法包括以下步骤：
26.将rtd裹上树脂胶；
27.将包裹有树脂胶的rtd经由开口插入保持器中；
28.使rtd抵接保持器的被压平的端部以初步固定rtd；以及
29.使树脂胶固化。
30.因此，根据本发明的保持器除了能够容易地固定至管道外壁并且能够确保在较小的空间中方便地插拔rtd以外，还可以具有以下有益效果：
31.1.能够对原有的保持器进行加工以制造新的保持器，从而节约物料，降低成本。
32.2.能够稳定地置于流量计的管道外壁，从而能够稳定地进行点焊。
33.3.占用空间小，结构紧凑。
34.4.温度测量精度高。
附图说明
35.通过以下参照附图的描述，本发明的上述特征和优点将变得更加容易理解。这里所描述的附图仅是出于说明目的而并非意图以任何方式限制本发明的范围。附图并非一定按比例绘制，而是可以放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。在附图中：
36.图1是具有根据本发明的保持器的流量计的一部分的正视图；
37.图2是沿图1中的a-a线剖切得到的剖视图；
38.图3是沿图1中的b-b线剖切得到的剖视图；
39.图4是图2中的根据本发明的保持器部分的放大图；
40.图5是根据本发明的保持器的立体图；
41.图6a是根据本发明的其中安装有rtd的保持器的俯视图；
42.图6b是沿图6a中的c-c线剖切的剖视图；
43.图7是将根据本发明的保持器点焊在流量计的管道外壁的操作示意图；
44.图8是沿图7中的d-d线剖切得到的剖视图；
45.图9是图8中的根据本发明的保持器部分的放大图；
46.图10是将根据本发明的保持器固定在流量计的管道外壁的操作步骤的框图；以及
47.图11是将rtd安装到根据本发明的保持器中的操作步骤的框图。
具体实施方式
48.图1示出了具有根据本发明的保持器10安装在流量计1上的一个实施方式，图2和图3分别是沿图1中的a-a线和b-b线剖切的剖视图。从图1至图3中可以看到，流量计1包括并行排列且呈大致ω形的两根管道101和102，在管道101和102的两端设置有共用的支持片103并连接有共用的歧管104。在该实施方式中，在管道101上设置有根据本发明的保持器10，并且该保持器10通过点焊的方式固定在支持片103与歧管104之间，以用于保持对管道内流体进行测量的温度传感器、特别是电阻式温度传感器rtd 20。
49.图4示出了图2中的根据本发明的保持器10的放大图。图5单独地示出了根据本发明的保持器10的立体图。图6a示出了保持器10中安装有rtd 20的平面图。图6b是沿图6a中的c-c线剖切的剖视图。结合图4至图6b，可以清楚地看到，保持器10具有长形的中空的管状部分，保持器10的管状部分具有平坦的第一侧部11和与第一侧部11相反的同样平坦的第二侧部12，第一侧部11和第二侧部12之间优选由圆弧状的侧壁连接，使得保持器10的截面呈长圆形，此构型的保持器适于由截面为圆形的金属管冲压形成。保持器10在第一端部15处敞开，在与第一端部15相反的第二端部14处被压平，使得第二侧面12倾斜地向第一侧面11延伸到基本上封闭第二端部14。保持器10在第二侧部12上设置有开口13，该开口13沿保持
器10的长度方向延伸至第一端部15的末端，从而与敞开的第一端部15连通。图6a示出了开口13是矩形的，但是其并不限于此，开口13也可以是其他形状的，例如沿长度方向朝向第一端部15逐渐增大的梯形形状，或者开口13靠近第二端部14的边可以是弧形等等。
50.然而，在第二端部14处将保持器10压平并非是必需的。这种设计的一个方面在于，可以在rtd 20插入保持器10时在第二端部14处对rtd 20进行初步固定。如可以在图6b中清楚地看到的，在rtd 20插入保持器10后，rtd 20的端部抵接保持器10的被压平的第二端部14，从而达到初步固定rtd 20的作用。
51.在图4中可以看到，保持器10的第一侧部11附接至管道101的外侧，优选地通过点焊附接至管道101的外侧。平坦的第一侧部11不但易于加工制造，还使得保持器10能够稳定地置于流量计1的管道101的外壁，从而能够稳定地进行点焊。
52.在图4中还可以看到，保持器10的中空部分的横截面积大于rtd 20的主体部分21的横截面积，而在这些未被rtd 20充满的空间中，将填充有树脂胶，从而使树脂胶能够完全包裹rtd 20，并在树脂胶凝固时固定rtd 20在保持器10中的位置。
53.如图3及图6b所示，保持器10中已安装有rtd 20，该rtd 20包括主体部分21和引线部分22，其中，rtd 20的整体长度、即主体部分21和引线部分22的总长度与保持器10的长度基本一致。开口13的宽度应当足以使rtd 20经由开口13插入保持器10中，换句话说，开口13的宽度应当大于rtd 20的主体部分21的宽度。如此，不但可以使rtd 20容易地经由开口13插入保持器10中，还能够保证在rtd 20插入时不会被开口13刮蹭掉包裹rtd 20的树脂胶，从而保证树脂胶能够完全包裹rtd 20，进而保证温度测量的准确性。另外，开口10的长度应该大于rtd 20的主体部分21的长度，而小于rtd 20的整体长度，使得开口10的设置既能够方便放入rtd 20，又能够在放入rtd 20后实现保持器10对rtd 20的稳定保持。
54.由于保持器10的面向歧管104的第一端部15与歧管104之间的距离非常小，本领域技术人员很容易发现，如果使用原有的不具有开口的保持器，则很难将rtd经由第一端部处的入口插入保持器中。与之相比，由于本发明的实施方式在保持器10的上侧面设置有开口13，操作者可以通过开口13及与开口13连通的第一端部15的敞开的入口放入rtd 20，这样即使保持器10的第一端部15与岐管104之间的空间间隙较小，也可以方便地将rtd 20放入保持器10。另一方面，开口13的设置也便于将保持器10焊接到流量计1的管道上，这一点下面进一步详述。
55.图7示出了将根据本发明的保持器10点焊在流量计1的管道101的外壁的实施方式；图8是沿图7中的d-d线剖切的剖视图；以及图9是图8中的根据本发明的保持器10的放大图。
56.如图7至图9所示，电阻电焊机的焊头30可以穿过开口13进入保持器10的中空部分，并最终抵接在保持器10的第一侧部11的内壁上，以将保持器10按压并固定在流量管1的管道101的外壁上。在这种情况下，向焊头30施加工作电压，由于流量管1的管道101的外壁与保持器10的第一侧部11之间的接触面上的电阻较大，使得该处在电流的作用下产生大量的热量，进而使接触面上的材料熔化并凝固在一起，完成点焊。为此，不必再在压平的第二端部14处进行点焊，因此也不必对第二端部14进行压平，节约了生产步骤。
57.下面将参照图10描述将根据本发明的保持器10固定在流量计1的管道101的外壁上的操作步骤。
58.在步骤201中，将保持器10安置在流量计1的管道101的外壁上，使得保持器10的第一侧部11与流量计1的管道101的外壁贴合；之后，在步骤202中，操作电阻点焊机的焊头30穿过保持器10的开口13并抵接在保持器10的第一侧部11的内壁上，使得保持器10的第一侧部11的外壁紧贴流量计1的管道101的外壁固定；然后在步骤203中，向焊头30施加工作电压，将保持器10点焊在流量计1的管道101的外壁上；最后在步骤204中，在保持器10与流量计1的管道101的外壁之间涂上钎料，进钎焊炉钎焊。
59.根据本发明的上述方法，由于开口13的设置，电阻电焊机的焊头30可以通过开口13进行操作，从而在即使狭小的空间内也能够方便将保持器10焊接到流量计1的管道101的外壁上。
60.下面将参照图11描述将rtd 20安装到根据本发明的保持器10中的操作步骤。
61.在步骤301中，首先将rtd 20裹上树脂胶；在之后的步骤302中，将包裹有树脂胶的rtd 20经由开口13及与开口13连通的保持器10的开口端(本实施方式中的第一端部15)而插入保持器10中；之后在步骤303中，使rtd 20沿保持器10的长度方向平移，直到抵接保持器10的被压平的第二端部14为止，以对rtd 20定位；最后在步骤304中使包裹rtd 20的树脂胶固化，从而将rtd 20安装到保持器10中。
62.根据本发明的上述方法，由于通过保持器10的上端面的开口13与开口端的组合放入rtd 20，与现有技术中仅通过保持器的开口端放入rtd的方案相比，即使在狭小的空间内也能够进行方便的操作，同时在放入rtd 20过程中，也不会过多地刮擦掉包裹rtd 20周围的树脂胶，从而能够提高后续rtd 20的稳固性及测量温度的精确性。
63.尽管在此已详细描述本发明的各种实施方式，但是应该理解本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。例如，保持器不限于具有长圆形的横截面，也可以具有矩形的横截面等等；所有这些变型和变体都落入本发明的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。