CN102445241A

CN102445241A - 磁敏式流量传感系统

Info

Publication number: CN102445241A
Application number: CN2010102984308A
Authority: CN
Inventors: 俞建峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明公开一种用于测量流体体积流量的磁敏式流量传感系统，属于流体测量领域。其技术方案是：本发明提供了一种磁敏式流量传感系统，包括文丘里管、高压腔、高压活塞、低压腔、低压活塞、高压腔磁钢、高压腔磁敏元件、高压腔弹簧、低压腔磁钢、低压腔磁敏元件、低压腔弹簧、高压信号调理、低压信号调理、多路转换开关、A/D转换、单片机、液晶显示。流体经过直径逐渐收缩的文丘里管产生压力降，通过高压腔磁敏元件和低压腔的磁敏元件检测出高压和低压值，经过多路转换开关切换、A/D转换、单片机采集到高压和低压信号，并在内部计算得到流量值，在液晶显示模块显示出管道流体的流量。本发明结构简单，适合于各类流体的流量测量。

Description

磁敏式流量传感系统

技术领域

本发明涉及一种磁敏式流量传感系统，尤其是一种磁敏霍尔元件的流量传感器，适用于气体、液体的管道流量测量。

背景技术

随着仪表技术的发展, 越来越多的流量仪表被应用到各工业领域, 按照目前最流行、最广泛的分类法，流量计可分为：容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计。其中差压流量计以其自身的应用特点在流量测量中一直占有非常重要的地位, 我国在流量测量中大约60%使用的是节流式差压流量计, 其广泛应用于工矿企业。压式流量计分类，如孔板流量计、文丘里流量计、匀速管流量计等。文丘里流量计是一种节流流量计，它利用节流装置前后的差压与平均流速和流量的关系，根据差压测量值计算流量, 文丘里管式流量计结构简单、无插件，不干扰流体流动、压损小、受流体物性变化影响小，便于实施、安全可靠，测量精度高。文丘里管能够获得直管段和喉管段的压力差，需要压差变送器转将压力差的模拟信号换成压力差的数字信号。现有的文丘里管的压差变送器直接与流体接触，造成文丘里流量计耐腐蚀、耐高温性差。现有的文丘里流量计采用专有的压力变送器，存在量程范围不可调节的缺点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种磁敏式流量传感系统，根据各类气体、液体的流量测试要求，实现流量的高精度测量，适应腐蚀性流体的流量测量。

本发明解决技术问题的技术方案是：一种磁敏式流量传感系统，包括文丘里管1；高压腔2；高压活塞3；高压腔磁钢4；高压腔弹簧5；高压腔磁敏元件6；高压信号调理7；低压信号调理8；低压腔9；低压活塞10；低压腔磁钢11；低压腔弹簧12；低压腔磁敏元件13；多路转换开关14； A/D转换15；单片机16；液晶显示17。

本发明的技术原理是：

采用文丘里管节流，依据伯努力方程和流体连续定律，管道流量大小与文丘里管直管端和喉管端的压差的平方根成正比。文丘里管把流量信号变成差压信号；流体推动高压腔活塞和低压腔活塞，文丘里管的直管段压力分别通过高压腔磁敏元件与高压腔磁钢的相对距离成正比；文丘里管的收缩段压力分别通过低压腔磁敏元件与低压腔磁钢的相对距离成正比；压力信号通过磁敏元件转化为电流信号，再经过A/D转换成数字信号进入单片机，单片机依据流量公式计算得到流量，实现了流量的采集和处理，并在液晶显示器上显示流量数值。

本发明的优点是：

1、系统结构简单，差压变送采用磁敏元件，制造成本低。

2、系统可靠性好，文丘里管结构简单、无插件、不干扰流体流动。

3、检测介质适应性强，适合于测量各种类型的流体，以及单相流和多相流。

4、量程范围可调节，通过更换高压腔和低压腔内的弹性系数不同的弹簧即可调节测量量程。

5、检测工况适应性强，磁敏元件与被测量流体隔离，测量系统具有耐高温、耐腐蚀的特点。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图中：

1、文丘里管；2、高压腔；3、高压活塞；4、高压腔磁钢5、高压腔弹簧；6、高压腔磁敏元件；7、高压信号调理；8、低压信号调理；9、低压腔；10、低压活塞；11、低压腔磁钢；12、低压腔弹簧；13、低压腔磁敏元件；14、多路转换开关；15、A/D转换；16、单片机；17、液晶显示。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

如图1所示，本发明的自磁敏式流量传感系统包括文丘里管1；高压腔2；高压活塞3；高压腔磁钢4；高压腔弹簧5；高压腔磁敏元件6；高压信号调理7；低压信号调理8；低压腔9；低压活塞10；低压腔磁钢11；低压腔弹簧12；低压腔磁敏元件13；多路转换开关14； A/D转换15；单片机16；液晶显示17。

流体从文丘里管1流过，当管路中液体流经文丘里管时，液流断面收缩，在收缩断面处流速增加，压力降低，使文丘里管前后产生压差，再根据测得的压差计算流量。文丘里直管段的流体流入高压腔2，喉管段的流体流入低压腔9。高压活塞3在流体压力的推动下克服高压腔弹簧5的作用力向下移动，在高压活塞3底部的高压腔磁钢4随之向下移动，高压腔磁钢4与固定在高压腔2底部的高压腔磁敏元件6的相对距离缩短，高压腔磁敏元件6输出的电流信号变大，并输入到高压信号调理7。

低压活塞10在流体压力的推动下克服低压腔弹簧12的作用力向下移动，在低压活塞10底部的低压腔磁钢11随之向下移动，低压腔磁钢11与固定在低压腔9底部的低压腔磁敏元件13的相对距离缩短，低压腔磁敏元件13输出的电流信号变大，并输入到低压信号调理8。

多路转换开关14实现高压信号和低压信号测量通道的选择，高压信号调理7和低压信号调理8中的电流信号经过多路转换开关14，A/D转换15后，以数字量的形式送入单片机16中，单片机中存储了文丘里管的压力差，然后依据流量计算公式

计算出管道流量，其中K为文丘里管常数，ΔP为压力差。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种磁敏式流量传感系统，包括文丘里管、高压腔、高压活塞、低压腔、低压活塞、高压腔磁钢、高压腔磁敏元件、高压腔弹簧、低压腔磁钢、低压腔磁敏元件、低压腔弹簧、高压信号调理、低压信号调理、多路转换开关、A/D转换、单片机、液晶显示。

2.根据权利要求1所述的磁敏式流量传感系统，其特征是，高压腔磁钢和低压腔磁钢分别安装在高压活塞和低压活塞的底部。

3.根据权利要求1所述的磁敏式流量传感系统，其特征是，高压腔磁敏元件和压腔磁敏元件分别安装在高压腔和低压腔的底部。

4.根据权利要求1所述的磁敏式流量传感系统，其特征是，高压腔与文丘里管直管段相连接，低压腔与文丘里管喉管段相连接。

5.根据权利要求1所述的磁敏式流量传感系统，其特征是，高压腔磁钢与高压腔磁敏元件相向设置，低压腔磁钢与低压腔磁敏元件相向设置。