一種集成式漿體濃度流量傳感器的製作方法
2023-05-27 22:33:26
專利名稱：一種集成式漿體濃度流量傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種集成式漿體濃度流量傳感器，尤其是在線檢測漿體濃度流量的集成式傳感器。
本實用新型包括電磁流量傳感器、超聲傳感器、溫度傳感器，電磁流量傳感器由兩個測量電極和勵磁線圈構成，超聲傳感器由發射換能器和接收換能器構成，其特徵在於電磁流量傳感器的兩個測量電極呈空心狀，超聲傳感器的發射換能器和接收換能器分別嵌入兩個呈空心狀測量電極中，溫度傳感器固定在電磁流量傳感器的一個測量電極外。使用中，電磁流量傳感器可檢測漿體流量值的功能，而與被測漿體相接觸的兩個空心測量電極被嵌入超聲傳感器後，可採用超聲波衰減法來檢測出漿體濃度值，又通過溫度傳感器檢測到電極上的溫度即可獲得漿體溫度值，然後通過對上述三個檢測值的處理即可獲得具有溫度補償的漿體濃度流量值。
上述超聲傳感器的發射換能器和接收換能器均由插座、探頭固定板、導線螺杆、導線、吸聲塊、晶片、保護膜構成，導線螺杆固定在插座中，插座連接探頭固定板，探頭固定板固定在測量電極上，導線一端連接導線螺杆，另一端連接晶片，晶片和吸聲塊分別置於保護膜內。
本實用新型由於以壓力損失小和可製成各種口徑的電磁流量傳感器作為基本體，並將其兩個測量電極改為空心狀，再將發射換能器和接收換能器分別嵌入其中，溫度傳感器貼在一個測量電極外，則形成了三種傳感器集成一體的結構。因此，本實用新型既具有壓力損失小、成本低和可做成大口徑的特點，又具有結構簡單，安裝、維護方便之優點。
下面給出本實用新型的實施例及附圖，並結合附圖作進一步說明
圖1、為接收換能器、溫度傳感器安裝在電磁流量傳感器的一個測量電極內的結構剖示圖；圖2、為本實用新型安裝在被測管道中的示意圖；圖3、為本實用新型構成的檢測系統框圖。
按圖1所示，電磁流量傳感器的一個測量電極5呈空心狀，超聲傳感器的接收換能器嵌入其中。超聲傳感器的接收換能器由插座10、探頭固定板11、導線螺杆12、導線13、吸聲塊14、晶片15、保護膜16構成。導線螺杆12固定在插座10中，插座10連接探頭固定板11，探頭固定板11固定在測量電極5上，導線13一端連接導線螺杆12，另一端連接晶片15，晶片15和吸聲塊14分別置於保護膜16內。溫度傳感器7固定在測量電極5外。
按圖2所示，裝有接收換能器3、溫度傳感器7的測量電極5和裝有發射換能器4的測量電極6安裝在被測管道1的左、右側管壁上，勵磁線圈8、9安裝在被測管道1的上下側，並與接收換能器3，發射換能器4相垂直。
按圖3所示，超聲波發射電路17連接接收換能器3，發射換能器4連接超聲波接收電路18，測量電極5和測量電極6連接流量信號測量電路19，溫度傳感器7連接溫度信號處理電路21，超聲波接收電路18、溫度信號處理電路21、流量信號測量電路19連接微處理器22，微處理器22連接勵磁電路20和超聲波發射電路17。
測量時，在微處理器22的控制下，勵磁電路20使勵磁線圈8和9產生均勻磁場2，同時垂直於磁場2和漿體流動方向安裝的測量電極5和6上就會產生感應電勢，感應電勢由流量信號測量電路19測出，即可導出漿體的流量Q。超聲波在漿體中以縱波方式傳播，穿過漿體顆粒後其振幅隨傳播距離按指數規律衰減，即ξx＝ξo×e-αx。式中，ξo為原始振幅；ξx為聲波傳播距離x後的振幅；x為聲波傳播的距離；α為聲波衰減係數。根據聲波衰減的理論，當流體媒質一定，聲波衰減係數α與流體濃度成正比。於是，只要確定發送端和接收端間超聲波的相對衰減量可以測量漿體的濃度C。在微處理器22的控制下，超聲波發射電路17根據設定的工作頻率產生激勵脈衝。超聲波發射換能器4在脈衝的激勵下，晶片振動，向流動的漿體發射一定頻率的超聲波。在接收端，經過衰減的超聲波信號使超聲波接收換能器3的晶片產生振動。超聲波接收換能器3把衰減後的超聲波信號轉換成電信號送入超聲波接收電路18，經處理得到相應的濃度信號。由於漿體的溫度對超聲波的衰減有較大的影響，通過溫度傳感器7及溫度信號處理電路21測量出漿體的溫度T，對濃度測量進行溫度補償。上述測得的流量信號、濃度信號和溫度信號都被送入微處理器22中進行處理，即可得出漿體的濃度流量為C×Q。
權利要求1.一種集成式漿體濃度流量傳感器，它包括電磁流量傳感器、超聲傳感器、溫度傳感器7，電磁流量傳感器由測量電極5、6和勵磁線圈8、9構成，超聲傳感器由發射換能器4和接收換能器3構成，其特徵在於電磁流量傳感器的兩個測量電極5、6呈空心狀，超聲傳感器的發射換能器4和接收換能器3分別嵌入兩個呈空心狀測量電極5、6中，溫度傳感器7固定在電磁流量傳感器的測量電極5外。
2.據權利要求1所述的一種集成式漿體濃度流量傳感器，其特徵在於超聲傳感器的發射換能器4和接收換能器3均由插座10、探頭固定板11、導線螺杆12、導線13、吸聲塊14、晶片15、保護膜16構成，導線螺杆12固定在插座10中，插座10連接探頭固定板11，探頭固定板11固定在測量電極5上，導線13一端連接導線螺杆12，另一端連接晶片15，晶片15和吸聲塊14分別置於保護膜16內。
專利摘要本實用新型公開了一種集成式漿體濃度流量傳感器，尤其是在線檢測漿體濃度流量的集成式傳感器。由電磁流量傳感器、超聲傳感器、溫度傳感器構成。電磁流量傳感器的兩個測量電極呈空心狀，超聲傳感器的發射換能器和接收換能器分別嵌入其中，溫度傳感器貼在電磁流量傳感器的一個測量電極外。本實用新型具有壓力損失小、成本低和可做成大口徑的特點，還具有結構簡單，安裝、維護方便之優點。
文檔編號G01F1/56GK2540620SQ0221781
公開日2003年3月19日 申請日期2002年5月30日 優先權日2002年5月30日
發明者李斌, 姚駿 申請人:李斌, 姚駿