磁敏式流量傳感系統的製作方法
2023-07-09 17:44:26 1
專利名稱：磁敏式流量傳感系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁敏式流量傳感系統，尤其是一種磁敏霍爾元件的流量傳感器， 適用於氣體、液體的管道流量測量。
背景技術：
隨著儀表技術的發展，越來越多的流量儀表被應用到各工業領域，按照目前最流行、最廣泛的分類法，流量計可分為容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、流體振蕩流量計中的渦街流量計、質量流量計和插入式流量計。其中差壓流量計以其自身的應用特點在流量測量中一直佔有非常重要的地位，我國在流量測量中大約60%使用的是節流式差壓流量計，其廣泛應用於工礦企業。壓式流量計分類，如孔板流量計、文丘裡流量計、勻速管流量計等。文丘裡流量計是一種節流流量計，它利用節流裝置前後的差壓與平均流速和流量的關係，根據差壓測量值計算流量，文丘裡管式流量計結構簡單、無插件，不幹擾流體流動、壓損小、受流體物性變化影響小，便於實施、安全可靠， 測量精度高。文丘裡管能夠獲得直管段和喉管段的壓力差，需要壓差變送器轉將壓力差的模擬信號換成壓力差的數位訊號。現有的文丘裡管的壓差變送器直接與流體接觸，造成文丘裡流量計耐腐蝕、耐高溫性差。現有的文丘裡流量計採用專有的壓力變送器，存在量程範圍不可調節的缺點。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種磁敏式流量傳感系統，根據各類氣體、液體的流量測試要求，實現流量的高精度測量，適應腐蝕性流體的流量測量。本發明解決技術問題的技術方案是一種磁敏式流量傳感系統，包括文丘裡管1 ； 高壓腔2 ；高壓活塞3 ；高壓腔磁鋼4 ；高壓腔彈簧5 ；高壓腔磁敏元件6 ；高壓信號調理7 ；低壓信號調理8 ；低壓腔9 ；低壓活塞10 ；低壓腔磁鋼11 ；低壓腔彈簧12 ；低壓腔磁敏元件13 ； 多路轉換開關14 ； A/D轉換15 ；單片機16 ；液晶顯示17。本發明的技術原理是
採用文丘裡管節流，依據伯努力方程和流體連續定律，管道流量大小與文丘裡管直管端和喉管端的壓差的平方根成正比。文丘裡管把流量信號變成差壓信號；流體推動高壓腔活塞和低壓腔活塞，文丘裡管的直管段壓力分別通過高壓腔磁敏元件與高壓腔磁鋼的相對距離成正比；文丘裡管的收縮段壓力分別通過低壓腔磁敏元件與低壓腔磁鋼的相對距離成正比；壓力信號通過磁敏元件轉化為電流信號，再經過A/D轉換成數位訊號進入單片機，單片機依據流量公式計算得到流量，實現了流量的採集和處理，並在液晶顯示器上顯示流量數值。本發明的優點是
1、系統結構簡單，差壓變送採用磁敏元件，製造成本低。2、系統可靠性好，文丘裡管結構簡單、無插件、不幹擾流體流動。
3、檢測介質適應性強，適合於測量各種類型的流體，以及單相流和多相流。4、量程範圍可調節，通過更換高壓腔和低壓腔內的彈性係數不同的彈簧即可調節
測量量程。5、檢測工況適應性強，磁敏元件與被測量流體隔離，測量系統具有耐高溫、耐腐蝕的特點。
圖1為本發明整體結構示意圖。圖中
1、文丘裡管；2、高壓腔；3、高壓活塞；4、高壓腔磁鋼5、高壓腔彈簧；6、高壓腔磁敏元件；7、高壓信號調理；8、低壓信號調理；9、低壓腔；10、低壓活塞；11、低壓腔磁鋼；12、低壓腔彈簧；13、低壓腔磁敏元件；14、多路轉換開關；15、A/D轉換；16、單片機；17、液晶顯示。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步描述。如圖1所示，本發明的自磁敏式流量傳感系統包括文丘裡管1 ；高壓腔2 ；高壓活塞3 ；高壓腔磁鋼4 ；高壓腔彈簧5 ；高壓腔磁敏元件6 ；高壓信號調理7 ；低壓信號調理8 ； 低壓腔9 ；低壓活塞10 ；低壓腔磁鋼11 ；低壓腔彈簧12 ；低壓腔磁敏元件13 ；多路轉換開關 14 ； A/D轉換15 ；單片機16 ；液晶顯示17。流體從文丘裡管1流過，當管路中液體流經文丘裡管時，液流斷面收縮，在收縮斷面處流速增加，壓力降低，使文丘裡管前後產生壓差，再根據測得的壓差計算流量。文丘裡直管段的流體流入高壓腔2，喉管段的流體流入低壓腔9。高壓活塞3在流體壓力的推動下克服高壓腔彈簧5的作用力向下移動，在高壓活塞3底部的高壓腔磁鋼4隨之向下移動，高壓腔磁鋼4與固定在高壓腔2底部的高壓腔磁敏元件6的相對距離縮短，高壓腔磁敏元件 6輸出的電流信號變大，並輸入到高壓信號調理7。低壓活塞10在流體壓力的推動下克服低壓腔彈簧12的作用力向下移動，在低壓活塞10底部的低壓腔磁鋼11隨之向下移動，低壓腔磁鋼11與固定在低壓腔9底部的低壓腔磁敏元件13的相對距離縮短，低壓腔磁敏元件13輸出的電流信號變大，並輸入到低壓信號調理8。多路轉換開關14實現高壓信號和低壓信號測量通道的選擇，高壓信號調理7和低壓信號調理8中的電流信號經過多路轉換開關14，A/D轉換15後，以數字量的形式送入單片機16中，單片機中存儲了文丘裡管的壓力差，然後依據流量計算公式
Q = K-JIP計算出管道流量，其中K為文丘裡管常數，ΔP為壓力差。最後應說明的是以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明， 儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。 凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種磁敏式流量傳感系統，包括文丘裡管、高壓腔、高壓活塞、低壓腔、低壓活塞、高壓腔磁鋼、高壓腔磁敏元件、高壓腔彈簧、低壓腔磁鋼、低壓腔磁敏元件、低壓腔彈簧、高壓信號調理、低壓信號調理、多路轉換開關、A/D轉換、單片機、液晶顯示。
2.根據權利要求1所述的磁敏式流量傳感系統，其特徵是，高壓腔磁鋼和低壓腔磁鋼分別安裝在高壓活塞和低壓活塞的底部。
3.根據權利要求1所述的磁敏式流量傳感系統，其特徵是，高壓腔磁敏元件和壓腔磁敏元件分別安裝在高壓腔和低壓腔的底部。
4.根據權利要求1所述的磁敏式流量傳感系統，其特徵是，高壓腔與文丘裡管直管段相連接，低壓腔與文丘裡管喉管段相連接。
5.根據權利要求1所述的磁敏式流量傳感系統，其特徵是，高壓腔磁鋼與高壓腔磁敏元件相向設置，低壓腔磁鋼與低壓腔磁敏元件相向設置。
全文摘要
本發明公開一種用於測量流體體積流量的磁敏式流量傳感系統，屬於流體測量領域。其技術方案是本發明提供了一種磁敏式流量傳感系統，包括文丘裡管、高壓腔、高壓活塞、低壓腔、低壓活塞、高壓腔磁鋼、高壓腔磁敏元件、高壓腔彈簧、低壓腔磁鋼、低壓腔磁敏元件、低壓腔彈簧、高壓信號調理、低壓信號調理、多路轉換開關、A/D轉換、單片機、液晶顯示。流體經過直徑逐漸收縮的文丘裡管產生壓力降，通過高壓腔磁敏元件和低壓腔的磁敏元件檢測出高壓和低壓值，經過多路轉換開關切換、A/D轉換、單片機採集到高壓和低壓信號，並在內部計算得到流量值，在液晶顯示模塊顯示出管道流體的流量。本發明結構簡單，適合於各類流體的流量測量。
文檔編號G01F1/56GK102445241SQ201010298430
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月5日 優先權日2010年10月5日
發明者俞建峰 申請人:俞建峰