快速調控數顯式金屬管浮子流量計的製作方法
2023-10-10 04:07:39
專利名稱：快速調控數顯式金屬管浮子流量計的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於測量儀器類，尤其涉及流體測量儀器。
背景技術：
流體測量儀器中的浮子流量計是一種測量流體的密度、溫度、壓力等工況參數的精密儀器，又稱為轉子流量計，變面積式流量計。它是在一個上大下小的錐形導管中置一磁性浮子，當所檢測的液體介質在錐形導管中自下而上流動時，其中設置的磁性浮子在介質的壓差阻力、粘性應力、浮力及本身自重的作用下，自動平衡於錐形導管中的某一位置，此時浮子的高度位置就反映了液體流量的大小。目前公知的金屬管浮子流量計，均是採用在錐形導管外部設置機械凸輪結構，與磁性浮子進行相斥或相吸而偏轉運動的指針式來測量液體的流量。由於採用機械凸輪結構偏轉運動，其儀表靈敏度低，並且易磨損，而且無法進行流量的精確計算；況且製造時還要根據被測介質的密度，工況條件及流量範圍來進行逐臺設計製造，因而給製造廠家和用戶都帶來許多不便。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種快速調控數顯式金屬管浮子流量計，以解決機械指針式測量儀器精度低，易磨損，製造難等難題，滿足人們對流體測量多方面的需要。
本實用新型的目的是這樣實現的，一種快速調控數顯式金屬管浮子流量計，包括儀器盒座、盒蓋，儀器盒座一側設置有錐度傳感器，錐度傳感器內置有浮子。本實用新型在儀器盒座內的傳感器靠近處設置有角轉換器，儀器盒座內的一側置有電源；儀器盒蓋的中部設有窗口，窗口處設置有液晶顯示器；儀器盒蓋窗口的下部設置有控制鍵；儀器盒體內設置有控制電路，控制電路由導線分別與角轉換器、液晶顯示器、控制鍵及電源連接。
由於本實用新型採用了以上的技術方案，因而具有以下的優點1，採用電容角轉換器，較傳統式的機械凸輪結構指針式，結構簡單，靈敏度高。
2，採用控制電路及其微處理器進行智能化處理、計算，較傳統式的機械凸輪結構指針式，計算準確，即時顯示流體介質的密度、溫度、壓力、流量滿度、流量上限、流量下限等測量數據。
3，使用方便，操作簡單，較傳統式的機械凸輪結構指針式，測量精度由2.5級提高到1級。
圖1是本實用新型的一種型狀結構示意圖；圖2是圖1沿A-A線的剖視圖；圖3是圖2中的一種轉換器的型狀結構示意圖；圖4是本實用新型的一種電路原理示意圖。
圖中1，儀器盒體 2，傳感器 3，上連接端 4，下連接端5，液晶顯示器6，控制鍵 6-1，移位鍵 6-2，功能鍵 6-3，增減鍵7，浮子8，控制電路 8-1，放大器 8-2，微處理器 9，轉換器 10，槓桿11，電源 12，盒座 13，盒蓋14，外磁鋼 15，平衡塊16，正電極17，負電極18，轉動極板具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施作如下詳述在圖1中，儀器盒體1由盒座12、盒蓋13和傳感器2等構成；其中，盒座12和盒蓋13可採用金屬或塑料製成長盒形體，(或圓形等其它形狀)。盒蓋13由螺釘緊固在盒座12上。盒座12內一側設置有傳感器2，傳感器2其上、下端各設置有螺栓連接孔的上連接端3和下連接端4。盒蓋13的中部設置有一窗口，窗口處設置有液晶顯示器5。液晶顯示器5可採用LCD式顯示器，其將控制電路8輸出的測量電信號，瞬時以數字，或圖形的方式顯示出流量、累計流量等測量結果。盒蓋13窗口的下方設置有控制鍵6，控制鍵6可設為三鍵式組成，中鍵為功能鍵6-2，用於選擇測量介質密度，或介質溫度、介質壓力、流量滿度、流量上限、流量下限等測量功能；左健為移位健6-1，用於測量功能的快速選擇；右健為增減健6-3，用於設置測量數據。
在圖2、圖3中，盒座12由金屬或塑料製成長盒形體。盒座12內一側設置有一個上大下小為錐形體的傳感器2。傳感器2由錐管和浮子7構成，錐管可採用金屬或塑料與盒座12製成一體，也可分體製成後由螺釘緊固為一體，一般以前者為好。傳感器2內設置有浮子7，浮子7由兩隻磁鋼組成，上為一圓柱形磁鋼，下為一帶錐度形的圓柱形磁鋼，並由螺紋連接構成。傳感器2的靠近處設置有轉換器9，轉換器9用於將浮子7的位置參數轉換為流體測量的電信號，其轉換器9以採用角電容轉換器為好。
(角電容)轉換器9由槓桿10、正電極16、負電極17、轉動極板18、外磁鋼14，平衡塊15等構成，(角電容)轉換器9的轉動軸外端連接有槓桿10；槓桿10靠近傳感器2的一端設置有外磁鋼14，另一端設置有平衡塊15。(角電容)轉換器9的軸內端緊固設置有轉動極板18，轉動極板18的兩側各設置有正電極16、負電極17，調節槓桿10上轉動極板18的轉角，可改變正電極16、負電極17之間的電容量，向控制電路8輸出測量電信號。為向控制電路8輸出較強的測量電信號，還可在(角電容)轉換器9內設置一個放大器，由導線連接至控制電路8。(角電容)轉換器9採用非接觸式電容傳感器，由角度變化測量得到對應變化的電容值，再轉換成對應的電壓值，並經其內的運算放大器放大成為可處理的電壓。(角電容)轉換器9內的放大器可採用TLV2252型號的模塊電路，第一級放大為10倍，第二級放大為100倍，得到的測量電壓輸入控制電路8，再經控制電路8放大、運算、處理成為流量測量信號，並向顯示器5輸出測量信號。
盒座12內的一側設置有電源11，電源11可採用3.6V鋰電池一節，或接入DC24V兩線制電源，以輸出穩定的4-20mA直流電源供給測量使用。盒蓋13裡內設置有控制電路8，(控制電路8也可設置在盒座12內)。
在圖4中，(角電容)轉換器9、控制鍵6、電源11分別由導線與控制電路8連接，控制電路8還由導線與液晶顯示器5連接。其中，控制鍵6由功能鍵6-2、移位健6-1、增減健6-3組成，功能鍵6-2、移位健6-1、增減健6-3分別由導線與控制電路8連接。控制電路8由放大器8-1、微處理器8-2等組成，並有導線順序連接；其將(角電容)轉換器9測量浮子7的電信號經過放大、計算等處理，將測量結果輸送至液晶顯示器5。控制電路8中的微處理器8-2，可採用PIC系列單片機，如MICROCHIP公司製造的PIC型號的單片機，其運算速度快，工作可靠，並帶有10位A/D轉換、存儲、PMW輸出和定時器等功能。
本實用新型在實際使用和操作過程中，當被測流體經傳感器2的下端流向上端時，浮子7處於垂直的錐形管道中，隨著流體速度的變化而上、下移動。浮子7受重力、浮力、迎流壓差阻力及粘性應力的作用，當浮子7在垂直方向上合力為零達到平衡狀態時，處於某一穩定位置。當流體速度變化時，浮子7向下與向上的作用力達到一個新的平衡狀態，浮子又處於一個新的穩定位置。
因浮子7內嵌有磁鋼，當浮子7上、下移動時，磁鋼同時上下移動，與角轉換器9上設置的機械槓桿10一端的外磁鋼14，形成內外磁鋼磁路耦合，浮子7的內磁鋼運動將引起外磁鋼14的位移，從而趨動槓桿10轉動一定角度θ，即將浮子7上、下直線位移轉換成角轉換器9的角度位移，經電容角傳感器9將角度的變化轉換為電容量值C的變化，經控制電路8及其中的微處理器8-2進行系統計算、處理，向液晶顯示器5輸出測量信號，並由液晶顯示器5顯示出被測介質流體的密度、溫度、壓力、流量滿度、流量上限、流量下限等測量功能的數據或圖形。
權利要求1.一種快速調控數顯式金屬管浮子流量計，包括儀器盒座、盒蓋，儀器盒座一側設置有錐度傳感器，錐度傳感器內置有浮子，其特徵在於，儀器盒座內的傳感器靠近處設置有角轉換器，儀器盒座內的一側置有電源；儀器盒蓋的中部設有窗口，窗口處設置有液晶顯示器；儀器盒蓋窗口的下部設置有控制鍵；儀器盒體內設置有控制電路，控制電路由導線分別與角轉換器、液晶顯示器、控制鍵及電源連接。
2.根據權利要求1所述的一種快速調控數顯式金屬管浮子流量計，其特徵在於，控制電路由放大器、微處理器組成，並有導線順序連接。
3.根據權利要求1所述的一種快速調控數顯式金屬管浮子流量計，其特徵在於，控制鍵由功能鍵、移位鍵、增減鍵組成，功能鍵、移位鍵、增減鍵分別由導線與控制電路連接。
專利摘要本實用新型的儀器盒座一側設置有錐度傳感器，錐度傳感器內置有浮子。在盒座內傳感器靠近處設有角轉換器，盒座內的一側置有電源；盒蓋的中部設有窗口，窗口處設有液晶顯示器；盒蓋窗口的下部設有控制鍵；盒體內設有控制電路並由導線分別與角轉換器、液晶顯示器、控制鍵及電源連接。由此具有以下優點1.採用電容角轉換器，較傳統式的機械凸輪結構指針式，結構簡單，靈敏度高。2.採用控制電路及其微處理器進行智能化處理、計算，較傳統式的機械凸輪結構指針式，計算準確，即時顯示流體介質的密度、溫度、壓力、流量滿度、流量上限、流量下限等測量數據。3.使用方便，操作簡單，較傳統式的機械凸輪結構指針式，測量精度由2.5級提高到1級。
文檔編號G01F1/56GK2537961SQ0223281
公開日2003年2月26日 申請日期2002年4月19日 優先權日2002年4月19日
發明者張濤, 姜印平, 李剛, 徐英, 李紅鎖, 孫宏軍 申請人:天津市天大泰和自控儀表技術有限公司