CN111060164A - 感应式旋转计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涉及计量技术领域，尤其是一种感应式旋转计量装置，转动件是“8”字型金属片，固定设置在转轴上，并随转轴一起转动，当流体流动带动转轴转动时，带动“8”字型金属片一起转动，初级线圈的轴线与转轴的轴线为同轴线，馈送装置与初级线圈连接，为初级线圈输送周期性激励信号，次级线圈有三个，布在初级线圈内，每个次级线圈的轴线与转轴平行，初级线圈和次级线圈电感耦合，次级线圈的一端相互连接于同一点，另一端连接到信号处理装置，金属片与转轴直接连接，节省材料，且在工作过程中减少由于托盘产生的倾斜、抖动现象，提高信号检测精度，同时相邻线圈之间设置间隙，使得相邻线圈之间磁力影响小，测量精度高。

Description

感应式旋转计量装置

技术领域

本发明涉及计量技术领域，尤其是一种感应式旋转计量装置。

背景技术

目前流体计量应用中，最常见的方式是基于流体流动带动机械部件转动来检测转数、转速与转动方向，同时可计算出流体的流速或流量，其中存在一种将流量转化为数字信号的计量装置。

中国专利CN107024252公开了一种抗强磁干扰的无磁远传水表，为了解决上述问题，采用了呈等边三角形分布的三个绕置的线圈；其提高了检测精度和效果，但是相邻线圈之间没有间隙，会产生磁力干扰，会对电感一和电感二收到的阻尼波形造成很大影响，从而使得计数出现错误且误差的现象；同时金属片设置在托盘上，形成部份金属化的托盘，使托盘不对称，重量不均匀，在使用过程中，托盘的转动不平衡，会影响磁通量，从而降低测量精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种提高信号检测精度，同时相邻线圈之间设置间隙，使得相邻线圈之间磁力影响小的感应式旋转计量装置

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种感应式旋转计量装置，包括信号采集装置与信号处理装置，信号采集装置包括转动件与固定件，所述转动件是“8”字型金属片，固定设置在转轴上，并随转轴一起转动，当流体流动带动转轴转动时，带动“8”字型金属片一起转动，所述固定件设置在“8”字型金属片正上方，包括馈送装置、初级线圈与次级线圈，初级线圈的轴线与转轴的轴线为同轴线，馈送装置与初级线圈连接，为初级线圈输送周期性激励信号，次级线圈有三个，布在初级线圈内，每个次级线圈的轴线与转轴平行，初级线圈和次级线圈电感耦合，次级线圈的一端相互连接于同一点，另一端连接到信号处理装置，信号处理装置接收、计算处理并显示转动数据。

进一步的，信号处理装置，包括放大器单元与电压采集比较单元，每个次级线圈分别与放大器单元相连，并输出放大后的信号V1、V2、V3，V1、V2分别连接电压采集比较单元的第一个输入端，V1、V3分别连接电压采集比较单元的第二个输入端，V2、V3分别连接电压采集比较单元的第三个输入端。

进一步的，“8”字型金属片的角度为90度。

进一步的，馈送装置为脉冲产生器。

进一步的，初级线圈和次级线圈都形成在印刷电路上。

本发明的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷，金属片与转轴直接连接，节省材料，且在工作过程中减少由于托盘不平衡产生的倾斜、抖动现象，提高信号检测精度，同时相邻线圈之间设置间隙，使得相邻线圈之间磁力影响小，测量精度高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明线圈与金属片的相对位置示意图；

图2是本发明顺时针工作状态示意图；

图3是本发明逆时针工作状态示意图。

图中：1.金属片，2.转轴，4.初级线圈，5.次级线圈，51.第一次级线圈，52.第二次级线圈，53.第三次级线圈。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1～3所示的一种感应式旋转计量装置，包括信号采集装置与信号处理装置，信号采集装置包括转动件与固定件，所述转动件是对称的90度的“8”字型金属片1，固定设置在转轴2上，并随转轴2一起转动，当流体流动带动转轴2转动时，带动“8”字型金属片1一起转动。

固定件设置在“8”字型金属片正上方，包括馈送装置、初级线圈4与次级线圈5，初级线圈4和次级线圈5都形成在印刷电路上，次级线圈5的角度为90度，与“8”字型金属片的一半等同大，初级线圈4的轴线与转轴2的轴线为同轴线，馈送装置3与初级线圈4连接，馈送装置为脉冲产生器，为初级线圈4输送周期性激励信号，次级线圈5有三个，布在初级线圈4内，每个次级线圈5的轴线与转轴2平行，初级线圈4和次级线圈5电感耦合，次级线圈5的一端相互连接于同一点，另一端连接到信号处理装置，信号处理装置接收、计算处理并显示转动数据。

信号处理装置，包括放大器单元与电压采集比较单元，每个次级线圈分别与放大器单元相连，并输出放大后的信号V1、V2、V3，V1、V2分别连接电压采集比较单元的第一个输入端，V1、V3分别连接电压采集比较单元的第二个输入端，V2、V3分别连接电压采集比较单元的第三个输入端。

工作过程如下所示：

如图1所示的次级线圈5包括第一次级线圈51、第二次级线圈52以及第三次级线圈53。工作时，“8”字型金属片1随转轴转动并呈对角遮挡第一次级线圈51、第二次级线圈52以及第三次级线圈53，馈送装置3产生的脉冲信号通过初级线圈4按一定周期往外辐射电磁信号，从而改变第一次级线圈51、第二次级线圈52以及第三次级线圈53的磁通量。

假设次级线圈全部遮掉时V＝0，全部露出时V＝1，三分之一被遮掉时V＝2/3，三分之二遮掉时V＝1/3。

如图2所示的当“8”字型金属片1位于起始位置，由于第一次级线圈51被“8”字型金属片1全部遮挡，会形成电感涡流，导致更大的电能消耗，该点感应电压V1最小为0，第二次级线圈52和第三次级线圈53被三分之一部分遮挡，电感涡流较小，该点感应电压V2与V3相对较大为2/3，因此，通过第一次级线圈51的磁通量小于第二次级线圈52和第三次级线圈53的磁通量；这时，V1-V2与V1-V3一样是-2/3，而V2-V3则等于0。

当“8”字型金属片1顺时针旋转30°时，第二次级线圈52完全露出，一点都没有被“8”字型金属片1遮挡，没有形成电感涡流，没有电能消耗，该点感应电压V2最大为1，第一次级线圈51和第三次级线圈53被三分之二大部分被遮挡，形成电感涡流，产生电能消耗，该点感应电压V1与V3相对较小为1/3，因此，通过第二次级线圈52的磁通量大于第一次级线圈51和第三次级线圈53的磁通量；这时，V1-V2与V2-V3一个为-2/3一个为2/3，而V1-V3则等于0。

当“8”字型金属片1顺时针旋转60°时，由于第三次级线圈53被“8”字型金属片1全部遮挡，会形成电感涡流，导致更大的电能消耗，V3＝0，第一次级线圈51和第二次级线圈52被三分之一部分遮挡，电感涡流较小，该点感应电压相对较大V1、V2为2/3，因此，通过第三次级线圈53的磁通量小于第一次级线圈51和第二次级线圈52的磁通量；这时，V1-V3与V2-V3一样最大2/3，而V1-V2则等于0。

当“8”字型金属片1顺时针旋转90°时，由于第一次级线圈51被“8”字型金属片1全部无遮挡，没有形成电感涡流，没有电能消耗，该点感应电压V1最小为1，第二次级线圈52和第三次级线圈53被三分之二大部分遮挡，形成电感涡流，产生电能消耗，该点感应电压V2与V3相对较小为1/3，因此，通过第一次级线圈51的磁通量小于第二次级线圈52和第三次级线圈53的磁通量；这时，V1-V2与V1-V3一样是2/3，而V2-V3则等于0。

当“8”字型金属片1顺时针旋转120°时，由于第二次级线圈52被“8”字型金属片1全部遮挡，会形成电感涡流，导致更大的电能消耗，V2＝0，第一次级线圈51和第三次级线圈53被三分之一部分遮挡，电感涡流较小，该点感应电压相对较大V1、V3为2/3，因此，通过第二次级线圈52的磁通量小于第一次级线圈51和第三次级线圈53的磁通量；这时，V1-V2与V2-V3一个为2/3，另一个为-2/3，而V1-V3则等于0。

当“8”字型金属片1顺时针旋转150°时，第三次级线圈53完全露出，一点都没有被“8”字型金属片1遮挡，没有形成电感涡流，没有电能消耗，该点感应电压V3最大为1，第一次级线圈51和第二次级线圈52被三分之二大部分被遮挡，形成电感涡流，产生电能消耗，该点感应电压V1与V2相对较小为1/3，因此，通过第三次级线圈53的磁通量大于第二次级线圈52和第一次级线圈51的磁通量；这时，V2-V3与V1-V3为-2/3，而V1-V2则等于0。

当“8”字型金属片1顺时针旋转180°时，由于第一次级线圈51被“8”字型金属片1全部遮挡，会形成电感涡流，导致更大的电能消耗，该点感应电压V1最小为0，第二次级线圈52和第三次级线圈53被三分之一部分遮挡，电感涡流较小，该点感应电压V2与V3相对较大为2/3，因此，通过第一次级线圈51的磁通量小于第二次级线圈52和第三次级线圈53的磁通量；这时，V1-V2与V1-V3一样是-2/3，而V2-V3则等于0，相当于回到初始状态。

按上述过程中依次获取如表1所示的第一次级线圈51和第二次级线圈52、第一次级线圈51和第三次级线圈53、第二次级线圈52和第三次级线圈53的状态，与预先设定的位置编码表进行比较，通过各状态变化关系，便可获取“8”字型金属片1的转动方向。

同时，数据相同一次代表转动半周，这样可以计算出转数。

表1(顺时针转动)

初始位置

30°

60°

90°

120°

150°

180°

V1-V2

-2/3

-2/3

0

2/3

2/3

0

-2/3

V1-V3

-2/3

0

2/3

2/3

0

-2/3

-2/3

V2-V3

0

2/3

2/3

0

-2/3

-2/3

0

表2(逆时针转动)

初始位置

330°

300°

270°

240°

210°

180°

V1-V2

-2/3

0

2/3

2/3

0

-2/3

-2/3

V1-V3

-2/3

-2/3

0

2/3

2/3

0

-2/3

V2-V3

0

-2/3

-2/3

0

2/3

2/3

0

以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

Claims (5)

1.一种感应式旋转计量装置，包括信号采集装置与信号处理装置，其特征在于：所述信号采集装置包括转动件与固定件，所述转动件是“8”字型金属片(1)，固定设置在转轴(2)上，并随转轴(2)一起转动，当流体流动带动转轴(2)转动时，带动“8”字型金属片(1)一起转动，所述固定件设置在“8”字型金属片正上方，包括馈送装置、初级线圈(4)与次级线圈(5)，初级线圈(4)的轴线与转轴(2)的轴线为同轴线，馈送装置(3)与初级线圈(4)连接，为初级线圈(4)输送周期性激励信号，次级线圈(5)有三个，布在初级线圈(4)内，每个次级线圈(5)的轴线与转轴(2)平行，初级线圈(4)和次级线圈(5)电感耦合，次级线圈(5)的一端相互连接于同一点，另一端连接到信号处理装置，信号处理装置接收、计算处理并显示转动数据。

2.如权利要求1所述的感应式旋转计量装置，其特征在于：所述的信号处理装置，包括放大器单元与电压采集比较单元，每个次级线圈分别与放大器单元相连，并输出放大后的信号V1、V2、V3，V1、V2分别连接电压采集比较单元的第一个输入端，V1、V3分别连接电压采集比较单元的第二个输入端，V2、V3分别连接电压采集比较单元的第三个输入端。

3.如权利要求1所述的感应式旋转计量装置，其特征在于：所述的“8”字型金属片(1)的角度为90度。

4.如权利要求1所述的感应式旋转计量装置，其特征在于：所述的馈送装置为脉冲产生器。

5.如权利要求1所述的感应式旋转计量装置，其特征在于：所述的初级线圈(4)和次级线圈(5)都形成在印刷电路上。

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