複合式流量壓力傳感器的製造方法
2024-01-23 17:02:15 1
複合式流量壓力傳感器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種複合式流量壓力傳感器，包括前端蓋、壓力芯體、轉子、霍爾元件、磁鐵和處理器，所述前端蓋中形成有一放置轉子的容納空腔，所述磁鐵設置在所述轉子上，與所述轉子一起轉動；所述霍爾元件設置在所述前端蓋上，用於根據轉動的磁鐵來獲取脈衝信號；所述前端蓋中的空腔通過一液體通道與壓力芯體相連接，所述處理器與霍爾元件和壓力芯體相連接，用於接收霍爾元件的脈衝信號和壓力芯體的壓力信號，並根據所述脈衝信號和壓力信號來輸出液體的壓力值或/和液體流量值。本發明將傳統的水壓力傳感器、水流量傳感器合二為一，同時具備水壓力傳感器和水流量傳感器的所有功能。
【專利說明】複合式流量壓力傳感器
【技術領域】
[0001] 本發明屬於檢測儀器【技術領域】，涉及一種液體傳感器，特別是涉及一種能夠同時 檢測液體壓力和流量的傳感器。
【背景技術】
[0002] 在現有的技術中，對於液體的壓力和流量檢測是兩個單獨的產品。水壓力傳感器 用於水流監測系統中，檢測灌溉閥門進出水口和管道中的水壓力。水流量傳感器用於水流 監測系統中，檢測灌溉閥門進水量和出水量。
[0003] 以上兩種設備是自動節水灌溉系統中最常用的，其數據也是供水系統需要的兩項 重要參數。作為兩個分別獨立的檢測設備必然會給用戶帶來操作、維護和安裝的不便，同時 帶來系統接線複雜和使用的可靠性問題。
【發明內容】
[0004] 為了解決現有的傳感器不能對液體的壓力和流量同時進行檢測，本發明提供一種 能夠同時檢測液體壓力和流量的傳感器。
[0005] 本發明採用的技術方案是：一種複合式流量壓力傳感器，包括前端蓋（1)、壓力芯 體（7)、轉子（4)、霍爾元件（10)、磁鐵（3)和處理器（11)，所述前端蓋（1)中形成有一放置 轉子（4)的容納空腔，所述磁鐵（3)設置在所述轉子（4)上，與所述轉子（4) 一起轉動；所 述霍爾元件（10)設置在所述前端蓋上，用於根據轉動的磁鐵來獲取脈衝信號；所述前端蓋 (1)中的空腔通過一液體通道（12)與壓力芯體（7)相連接，所述處理器（11)與霍爾元件和 壓力芯體（7)相連接，用於接收霍爾元件的脈衝信號和壓力芯體的壓力信號，並根據所述 脈衝信號和壓力信號來輸出液體的壓力值或/和液體流量值。
[0006] 本發明的優點和有益效果在於：由於在檢測灌溉管道中水流量時，可能會出現水 流轉子抖動、正反轉導致測量不準等情況，通過對灌溉管道中水壓力的檢測，與設定的水壓 力閾值相比較，可以判定管道是否是滿管水，這樣才能保證水流量測量的準確性；通過對霍 爾組件產生的不對稱脈衝信號的分析，可以判斷正反轉和抖動的情況。而且在沒達到水流 量測量條件的情況下，可以對水流量停止採集，這樣也就可以降低功耗。
[0007] 與現有技術相比，本傳感器優點是：
[0008] 1.將傳統的水壓力傳感器、水流量傳感器合二為一，同時具備水壓力傳感
[0009] 器和水流量傳感器的所有功能。
[0010] 2.通過對水壓力的檢測可以控制水流量部分檢測的與否。
[0011] 3.可以檢測水流量轉子的轉動狀態。
[0012] 4.可以保證水流量檢測的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發明一種實施例的液體傳感器的結構示意圖；
[0014] 圖2為本發明一種實施例的液體傳感器的工作原理圖。
[0015] 圖中：1前端蓋；2轉軸；3磁鐵；4轉子；5連接體；6塑料墊環；7壓力芯體；8 芯體墊環；9後端蓋；10霍爾元件；11處理器；12液體通道。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖和實施例對本發明的【具體實施方式】作進一步描述，以下實施例僅用 於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。
[0017] 本發明的液體傳感器可以用於測量液體的壓力值和流量值，可以適用於各種液 體，不限於水、石油，以下將以水作為實施例進行說明，但不用於限制本發明的適用範圍。
[0018] 如圖1所示，為本發明一種實施例的液體傳感器的結構示意圖，該液體傳感器包 括前端蓋1、連接體5、後端蓋9、壓力芯體7、轉子4、霍爾元件10、磁鐵3和處理器11，所述 前端蓋1中形成有一放置轉子4的容納空腔，所述磁鐵3設置在所述轉子4上，與所述轉 子4 一起轉動，轉子的轉軸2連接在所述前端蓋1上；所述霍爾元件10設置在所述前端蓋 上，在某一時刻與所述磁鐵相對排列，用於根據轉動的磁鐵來獲取脈衝信號；所述前端蓋1 中的空腔通過一液體通道12與設置在連接體5中的壓力芯體7相連接，所述壓力芯體7設 置在塑料墊環6和芯體墊環8之間，並且都設置在連接體5中；前端蓋1與連接體5過盈配 合，後端蓋9與連接體5螺紋連接，該後端蓋9還與芯體墊環8相連接，塑料墊環6與連接 體5進行連接，用於將壓力芯體進行封裝。所述處理器11與霍爾元件和壓力芯體相連接， 用於接收霍爾元件的脈衝信號和壓力芯體的壓力信號，並根據所述脈衝信號和壓力信號來 輸出液體的壓力值或/和液體流量值。
[0019] 本發明將傳統的水壓力傳感器、水流量傳感器合二為一，同時具備水壓力傳感器 和水流量傳感器的所有功能。可以對液體的壓力值和流量值同時進行測量，可以根據需要 進行選擇性輸出其中一個值。
[0020] 如圖2,為本發明一種實施例的液體傳感器的工作原理圖，本發明的處理器11電 路與霍爾元件、壓力芯體相連接，所述電路包括信號調理電路、信號放大電路和A/D轉換電 路。處理器將獲取到的水流壓力值與設定的水壓力閾值相比較，根據比較結果來確定是否 輸出水流量值。當水流較小時，可能只佔據管道的1/10時，處於水流較低的情況，需要向用 戶進行告知，此時，通過不輸出水流量值，認為該狀態水流量近乎沒有，從而可以向用戶進 行預警。
[0021] 本發明的處理器可以計算水流量值，計算的過程是依據轉子的速度和管徑面積的 乘積獲取，可以判定管道是否是滿管水，這樣才能保證水流量測量的準確性。
[0022] 本發明的連接體5內封裝有陶瓷壓力芯體，陶瓷傳感器的精度為千分之一，當外 界有壓力作用在上面時，產生微弱的差分信號，然後進入放大電路，電路採用儀表放大，採 用該電路抑制了隨機幹擾，放大電路採用集成儀表放大器AD620。
[0023] 如圖1，水壓力流量智能傳感器前端內封裝有霍爾組件，通過水壓力流量智能傳感 器主體和前端的過線腔體與水壓力流量智能傳感器主體內腔中的電路板相連。當水流轉子 轉動時，會帶動不均勻分布的小磁鐵轉動，霍爾組件會產生脈衝信號，通過水流量信號調理 電路，輸入給MCU處理。
[0024] 本發明的磁鐵可以是一個或者多個，該實施例為兩個，第一磁鐵和第二磁鐵，所述 第一磁鐵和第二磁鐵分布在轉子的軸的橫切面圓的同心圓上，第一磁鐵和第二磁鐵將同心 圓分成不等的兩份。本實施例的兩個小磁鐵3都嵌入在轉子4小圓盤橫切面圓的同心圓 1/3處和2/3處，將同心圓分成了同心圓周長的1/3和周長的2/3兩份。（此處位置也可以 為1/4和2/4處，只需保證兩個小磁鐵將同心圓分成了不等的兩份即可）。通過對霍爾組件 產生的脈衝信號寬度的分析，可以判斷正反轉和抖動的情況。而且在沒達到水流量測量條 件的情況下，可以對水流量停止採集，這樣也就可以降低功耗。
[0025] 以上所述僅是本發明的優先實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人 員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾 也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種複合式流量壓力傳感器，其特徵在於：包括前端蓋（1)、壓力芯體（7)、轉子（4)、 霍爾元件（10)、磁鐵（3)和處理器（11)，所述前端蓋（1)中形成有一放置轉子（4)的容納 空腔，所述磁鐵（3)設置在所述轉子（4)上，與所述轉子（4) 一起轉動；所述霍爾元件（10) 設置在所述前端蓋上，用於根據轉動的磁鐵來獲取脈衝信號；所述前端蓋（1)中的空腔通 過一液體通道（12)與壓力芯體（7)相連接，所述處理器（11)與霍爾元件和壓力芯體（7) 相連接，用於接收霍爾元件的脈衝信號和壓力芯體的壓力信號，並根據所述脈衝信號和壓 力信號來輸出液體的壓力值或/和液體流量值。
2. 根據權利要求1所述的傳感器，其特徵在於：所述轉子上設有第一磁鐵和第二磁鐵， 所述第一磁鐵和第二磁鐵分布在轉子的軸的橫切面圓的同心圓上，第一磁鐵和第二磁鐵將 同心圓分成不等的兩份。
3. 根據權利要求1所述的傳感器，其特徵在於：還包括連接體（5)，所述連接體（5)與 前端蓋相連接，所述壓力芯體（7)設置在連接體（5)中。
4. 根據權利要求3所述的傳感器，其特徵在於：還包括塑料墊環（6)和芯體墊環（8)， 所述壓力芯體（7)設置在塑料墊環（6)和芯體墊環（8)之間。
5. 根據權利要求3所述的傳感器，其特徵在於：還包括一後端蓋（9)，所述後端蓋（9) 與連接體（5)相連接。
6. 根據權利要求1所述的傳感器，其特徵在於：所述處理器通過電路與霍爾元件相連 接，所述電路包括信號調理電路、信號放大電路和A/D轉換電路。
7. 根據權利要求1所述的傳感器，其特徵在於：所述處理器通過電路與壓力芯體相連 接，所述電路包括信號調理電路、信號放大電路和A/D轉換電路。
【文檔編號】G01D21/02GK104154950SQ201410328816
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】馬道坤, 李遷, 裴偉, 應昌杉, 謝善彩 申請人:北京聯創思源測控技術有限公司