CN1228611C - 感应式浮子流量变送器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种感应式浮子流量变送器，包括筒体、孔板、浮子、导向杆，还包括测量线圈、外接电阻、比较器、信号处理器，其中，测量线圈环绕于筒体的外侧，测量线圈与外接电阻相串接构成一充放电支路，该支路一端接地，另一端接至信号处理器输出，比较器的输入端接测量线圈与外接电阻的相连接点，反向端接标准电平，比较器的输出端与信号处理器的输入端相接，信号处理器控制对充放电支路进行充放电，并对比较器的输出的电平变化进行计时和处理后输出。该变送器不要求浮子为磁性浮子，不需要增加磁性过滤器去除杂质，能从根本上解决问题。
Description
技术领域
本发明涉及测量介质流量的流量计，更具体地指一种感应式浮子流量变送器。
背景技术
现有的金属管磁浮子流量计的流量变送器包括传感器和位移变换器，其中，传感器为一筒式结构，如图1所示，导向机构11为一导向杆，导向杆固定于筒体10的上下两端，筒体10内安装孔板13，导向杆11穿过浮子12，磁性浮子12沿导向杆11上下滑动，磁性浮子12呈锥形体，导向杆11的上端还设有缓冲弹簧14。位移变换器15作用是将位移量转换为电信号。该变送器的工作原理是，当磁性浮子12在上升或下降时，导致管外磁力一位移变换器工作，变为位移量，位移变换器再将此位移量转变为电信号，即，其过程是：磁一位移量一电信号，这种方式前后两次信号变换，每次信号转换都会带来附加的误差，这种结构的流量变送器，由于磁性浮子12在筒体10内的作上下运动，磁性浮子12会吸附铁磁性杂质，从而也影响测量的结果，要解决这一问题，现在通常的办法是在传感器中增加磁性过滤器去除杂质，但没有从根本上解决问题。
发明内容
本发明的目的是针对传统的金属管磁浮子流量计的流量变送器存在的上述问题，提供一种测量精度高、无需增加磁性过滤器的感应式浮子流量变送器。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
该感应式浮子流量变送器包括筒体、孔板、浮子、导向机构，
筒体内安装孔板；
导向机构为一导向杆，导向杆固定于筒体的上下两端，导向杆的上端设有缓冲弹簧；
浮子呈锥形体，浮子穿置于导向杆上；
此外，该变送器还包括测量线圈L、外接电阻R、比较器A、信号处理器，其中，测量线圈L环绕于筒体的外侧，测量线圈L与外接电阻R相串接构成一充放电支路，该支路一端接地，另一端接至信号处理器输出，比较器A的输入端接测量线圈L与外接电阻的相连接点，比较器A的反向输入端接一标准电平，比较器A的输出端与信号处理器的输入端相接，信号处理器控制对充放电支路进行充放电，并对比较器A的输出的电平变化进行计时和处理后输出；
所述的浮子采用金属浮子。
所述的信号处理器对充放电支路间隔地输出高电平信号，所述的比较器输出比较电平给信号处理器的输入端。
所述的测量线圈L含有二组线圈，外接电阻含有二只电阻，比较器也包括二只，每一组线圈与电阻均串接构成一充放电支路，每一比较器的输入端接测量线圈L与外接电阻的相连接点，输出端与信号处理器的输入端相接。
所述的测量线圈外还套设有保护管。
所述的浮子由铁磁材料组成。
所述的浮子由铜、铝、钛组成。
所述的浮子由塑料内含铜、铝、钢、钛、铁淦氧材料构成。
由于本发明感应式浮子流量变送器包括筒体、孔板、浮子、导向杆，它还包括测量线圈L、外接电阻R、比较器A、信号处理器，其中，测量线圈L环绕于筒体的外侧，测量线圈L与外接电阻R相串接构成一充放电支路，该支路一端接地，另一端接至信号处理器输出，比较器A的输入端接测量线圈L与外接电阻的相连接点，比较器A的反向输入端接一标准电平，比较器A的输出端与信号处理器的输入端相接，信号处理器控制对充放电支路进行充放电，并对比较器A的输出的电平变化进行计时和处理后输出。因此，该变送器可以通过测量信号处理器输入端的输入信号的时间变化，得知线圈的电感量的大小，再根据测量线圈的电感量的变化，确定浮子位置，从而测出流量的大小。测量不涉及磁性浮子，不会吸附铁磁性物质，不需要依靠增加磁性过滤器去除杂质，能从根本上解决问题；另外，测量线圈作为是充电电路的一个电感元件，而且是间歇工作，平均功耗极低，不会出现热稳定问题；不同测量线圈进行分时测量，互相之间不会产生干扰。
附图说明
图1为传统的浮子流量变送器结构示意图。
图2为本发明流量变送器结构示意图。
图3为本发明流量变送器电原理示意图之一。
图4为本发明流量变送器电原理示意图之二。
图5为本发明流量变送器又一结构示意图。
图6为本发明流量变送器再一结构示意图。
具体实施方式
请参阅图2所示，该感应式浮子流量变送器包括筒体20、孔板23、浮子22、导向机构21。
筒体20内安装孔板23；
导向机构21为一导向杆，导向杆固定于筒体20的上下两端，导向杆的上端设有缓冲弹簧24；
浮子22呈锥形体，浮子22穿置于导向杆上；
此外，请再结合图3所示，该变送器还包括测量线圈L、外接电阻R、比较器A、信号处理器，其中，测量线圈L环绕于筒体20的外侧，测量线圈L与外接电阻R相串接构成一RL充放电支路，该支路一端接地，另一端接至信号处理器输出，比较器A的输入端接测量线圈L与外接电阻的相连接点，比较器A的反向输入端接一标准电平，比较器A的输出端与信号处理器的输入端相接，信号处理器控制对RL充放电支路进行充放电，并对比较器A的输出的高电平进行计时和处理后输出；
所述的浮子22采用金属浮子。
所述的信号处理器对RL充放电支路间隔地输出高电平信号，所述的比较器A输出比较电平给信号处理器的输入端。
请继续参阅图4所示，所述的测量线圈L含有二组线圈，即，上线圈L1和下线圈L2。外接电阻R含有二只电阻R1和R2，比较器也包括二只比较器A1和A2，每一组线圈与电阻均串接构成一RL充放电支路，每一比较器的输入端接测量线圈L与外接电阻的相连接点，比较器A1、A2的反向输入端均接一基准电平Vref，输出端与信号处理器的输入端相接。
所述的测量线圈L1、L2外还套设有保护管25。
在本发明的变送器中，将浮子22在筒体20中的上下位移量通过测量线圈L、外接电阻R、比较器A、信号处理器的处理后转换为电信号，此电信号即为变送器的输出。其原理为，当信号处理器的输出端out输出一高电平时，测量线圈则产生一反相电动势，在瞬间时，线圈两端的电平由低变高，当该电平高于基准电平Vref时，比较器则输出高电平，信号处理器的输入端IN也为高电平，信号处理器开始计时；当线圈两端的电平由高变低时(反相电动势消失时)，比较器的同相输入端电平由高变低，当该电平低于反相输入端的基准电平Vref时，比较器的输出端也变为低电平，信号处理器在捕获到这一变化时，停止计时，并对这段时间进行处理。
由于线圈的不同电感量，信号处理器所得到的时间也不同，这也是RL充放电路的充放电的时间持征，因此可以通过测理信号处理器输入端IN的输入的信号的时间变化，得知线圈的电感量的大小，而电感量的大小与筒体20内的浮子高度有关，浮子高度的变化则又与被测的流量有关，因此，只要通过测量出测量线圈的电感量的变化，就得知流量的大小。
根据上述的描述可知，在本发明中，测量线圈浮子本身就是感应元件，测量线圈作为是充电电路的一个电感元件，工作时间极短，而且是间歇工作，平均功耗极低，不会出现热稳定问题；另外，不同测量线圈进行分时充电\分时测量，互相之间不会产生干扰，通过测量充电时间常数的变化，以确定电感量的变化，从而测量出浮子位置变化，确定流量的大小。
所述的浮子22可由铁磁材料组成，也可由铜、铝、钛组成。
所述的浮子22也可由塑料内含铜、铝、钢、钛、铁淦氧材料构成。
请继续参阅图5所示，本发明的流量变送器还可适用于导向机构为一具有上、下导向片26、27结构，上、下导向片26、27分别固定于浮子22上、下两端。
最后，请参阅图6所示，在本发明的变送器中，筒体20的内壁中一工作段29也可设计为可与浮子22的锥度相适应的锥度。
本发明的变送器是通过测量浮子的位置变化来确定被测液体的流量大小，更直接地讲，它能测量浮子的位置，因此，也是一种(浮子)位移变送器，或者为浮子式液位变送器，其结构大致相同，仅仅少一块孔板而已。
Claims (9)
1、一种感应式浮子流量变送器，该变送器包括筒体、孔板、浮子、导向机构，
筒体内安装孔板；
导向机构为一导向杆，导向杆固定于筒体的上下两端，导向杆的上端设有缓冲弹簧；
浮子呈锥形体，浮子穿置于导向杆上；
其特征在于：
该变送器还包括测量线圈L、外接电阻R、比较器A、信号处理器，其中，测量线圈L环绕于筒体的外侧，测量线圈L与外接电阻R相串接构成一充放电支路，该支路一端接地，另一端接至信号处理器输出，比较器A的输入端接测量线圈L与外接电阻的相连接点，比较器A反向输入端接一标准电平，比较器A的输出端与信号处理器的输入端相接，信号处理器控制对充放电支路进行充放电，并对比较器A的输出的高电平进行计时和处理后输出；
所述的浮子采用金属浮子。
2、如权利要求1所述的感应式浮子流量变送器，其特征在于：所述的信号处理器对充放电支路间隔地输出高电平信号，所述的比较器输出比较电平给信号处理器的输入端。
3、如权利要求1所述的感应式浮子流量变送器，其特征在于：所述的测量线圈L含有二组线圈，外接电阻含有二只电阻，比较器也包括二只，每一组线圈与电阻均串接构成一充放电支路，每一比较器的输入端接测量线圈L与外接电阻的相连接点，输出端与信号处理器的输入端相接。
4、如权利要求1或3所述的感应式浮子流量变送器，其特征在于：所述的测量线圈外还套设有保护管。
5、如权利要求1所述的感应式浮子流量变送器，其特征在于：所述的浮子由铁磁材料组成。
6、如权利要求1所述的感应式浮子流量变送器，其特征在于：所述的浮子由铜、铝、钛组成。
7、如权利要求1所述的感应式浮子流量变送器，其特征在于：所述的浮子由塑料内含铜、铝、钢、钛、铁淦氧材料构成。
8、如权利要求1所述的感应式浮子流量变送器，其特征在于：所述的导向机构为一具有上、下导向片结构，上、下导向片分别固定于浮子上、下两端。
9、如权利要求1所述的感应式浮子流量变送器，其特征在于：所述的筒体的内壁中一工作段设计为可与浮子的锥度相适应的锥度。
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