CN101793535B - 磁悬浮光电扫描式流量测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流量仪表，特别是磁悬浮光电扫描式流量测量方法，它至少包括：壳体、壳体内的锥形管和浮子，其特征是：壳体包括内外壳体，内外壳体密封腔之间有磁悬浮光电扫描电路；锥形管在内壳体内，锥形管内有磁浮子，内壳体外臂有流量标记，锥形管内的磁浮子上下移动，内外壳体之间的磁悬浮光电扫描电路读取内壳体外臂的流量标记，磁悬浮光电扫描电路通过处理单元将读取的流量标记转换成流量信号进行输出。它不仅能保证流量的精度，而且简化了流量表的加工工艺。

Description

磁悬浮光电扫描式流量测量仪

技术领域

本发明涉及一种流量仪表，特别是磁悬浮光电扫描式流量测量仪。

背景技术

现有的浮子流量表是由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。被测流体从下向上经过锥管和浮子形成的环隙时，浮子上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关系。在这种仪表中流量数值多数为表针式结构，而采用数字式则通过浮子内的磁性位置通过磁读头进行读取，通过电路处理进行显示，由于磁性位置通过磁读头转换精度有限，影响了浮子流量表的精度，最高设计在1级表的精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种精度高的磁悬浮光电扫描式流量测量仪。

本发明的目的是这样实现的，磁悬浮光电扫描式流量测量仪，它至少包括：壳体、壳体内的锥形管，其特征是：壳体包括内外壳体，内外壳体密封腔之间有磁悬浮光电扫描电路；锥形管在内壳体内，锥形管内有磁浮子，内壳体外壁有流量标记，锥形管内的磁浮子上下移动，内外壳体之间的磁悬浮光电扫描电路读取内壳体外壁的流量标记，磁悬浮光电扫描电路通过处理单元将读取的流量标记转换成流量信号进行输出。

所述的内壳体外壁的流量标记是线性标记。

所述的内壳体外壁的流量标记是非线性标记。

所述的内壳体外壁的流量标记是格雷码。

所述的磁悬浮光电扫描电路包括光电读取电路、电池和处理器，处理器将读取和处理的流量值通过光电输出电路发送到二次仪表。

所述的处理器电连接有射频电路，处理器将读取和处理的流量信息通过射频电路发送到二次仪表。

所述的处理器电连接有发光二极管，处理器将读取和处理的流量信息通过发光二极管发送到光纤耦合器的输入端，再由光纤传送到二次仪表。

本发明的优点是：由于内壳体外壁有流量标记，锥形管是磁浮子，内外壳体之间是磁悬浮光电扫描电路，流量变化时，磁浮子在锥形管上下移动，读取内壳体外壁的流量标记，磁悬浮光电扫描电路通过处理单元将读取的流量标记转换成流量信号进行输出。而流量标记采用格雷码，流量标记可以是线性标记或非线性标记。最后由磁悬浮光电扫描电路读取进行二次处理，不仅能保证流量的精度，而且简化了流量表的加工工艺。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是磁悬浮光电扫描电路带有射频电路的电路原理图；

图3是磁悬浮光电扫描电路带光纤耦合器的电路原理图。

图中：1、内壳体；2、磁环；3、外壳体；4、定位杆；5、流体流出通道；6、磁悬浮光电扫描电路；7、锥形管；8、内外壳体密封腔；9、磁浮子；10、定位架；11、发光管；12、光纤耦合器；13、光纤；14、射频发射电路；15、格雷编码流量标记；16、光电读取电路；17、电池；18、处理器；19、背景光发光二极管；20、光电接收管；21、外定时电路；22、二次仪表；23、射频接收电路。

具体实施方式

如图1所示，磁悬浮光电扫描式流量测量仪，流量仪的壳体包括内壳体1和外壳体3，内外壳体密封腔8之间有磁悬浮光电扫描电路6；磁悬浮光电扫描电路6固定在环形壳体内，环形壳体上端或下端固定磁环2，内壳体1外壁有格雷编码流量标记15，格雷编码流量标记15可以是线性标记流量，也可以是非线性标记流量。在内壳体1内固定锥形管7，锥形管7内有磁浮子9，流量通过时，磁浮子9在锥形管7内或上或下移动，磁浮子9与锥形管7之间形成间隙，间隙的大小与流量有关，流体通过流体流出通道5流出，间隙大小与格雷编码流量标记15相对应（或线性或非线性对应）。通过内外壳体之间的磁悬浮光电扫描电路6读取内壳体外壁的格雷编码流量标记15，磁悬浮光电扫描电路6通过处理单元将读取的流量标记转换成流量信号进行输出。为了使磁浮子9一直处在锥形管7内均衡的位置，磁浮子9带有上下定位杆4，定位杆4定位在定位架10的滑道内，定位架10不会影响流体流动。磁悬浮光电扫描电路6悬浮底部有与磁浮子9配套的磁环，磁浮子9上下移动时，磁悬浮光电扫描电路6扫描内壳体外壁的格雷编码流量标记15。

实施例1

图2是一个通过光纤13向二次表输出流量信息的磁悬浮光电扫描电路6电路原理图，磁悬浮光电扫描电路6包括光电读取电路16、电池17和处理器18（单片机EM78P458），单片机EM78P458I/O口电连接有光电读取电路16，光电读取电路16由背景光发光二极管19和光电接收管20组成，背景光发光二极管19在读取格雷编码流量标记15时工作发光，向内壳体1和外壳体3之间的腔体提供光强，光电接收管20与格雷编码流量标记15每一个码一一对应，背景光发光二极管19发光（工作100US以下时间）时，单片机EM78P458通过对应的I/O口读取每一个光电接收管20的光强信息，为高电平时读值为1，为低电平时读值为0（也可以相反）。最后将读取的流量信息通过红外发光管11发送到外壳体3上的光纤耦合器12，再由光纤13发送到二次仪表22。

实施例2

图3是一个通过射频发射电路向二次表输出流量信息的磁悬浮光电扫描电路6电路原理图，磁悬浮光电扫描电路6包括光电读取电路16、电池17和处理器18（单片机EM78P458），单片机EM78P458I/O口电连接有光电读取电路16，光电读取电路16由背景光发光二极管19和光电接收管20组成，背景光发光二极管19在读取格雷编码流量标记15时工作发光，向内壳体1和外壳体3之间的腔体提供光强，光电接收管20与格雷编码流量标记15每一个码一一对应，背景光发光二极管19发光（工作100微秒以下时间）时，单片机EM78P458通过对应的I/O口读取每一个光电接收管20的光强信息，为高电平时读值为1，为低电平时读值为0（也可以相反）。最后将读取的流量信息通过射频发射电路14发送到射频接收电路23，由射频接收电路23通过接口与二次仪表22电连接，通过二次仪表22显示流量。

由于单片机EM78P458不能在连续的工作状态下工作，这样功耗大，由电池17提供的电流会在很短的时间下消耗完，因此，单片机EM78P458是以周期性的工作方式进行，每0.1S-1S工作一次,每次工作时间200US。这样可保持长时间的工作，如电池17采用3.6V/2A,流量计可连续工作3年以上。保证单片机EM78P458定时工作由电连接的外定时电路21提供0.1S-1S的定时时间。

Claims (1)

1.磁悬浮光电扫描式流量测量仪，它包括：壳体、壳体内的锥形管，其特征是：壳体包括内外壳体，内外壳体密封腔（8）之间有磁悬浮光电扫描电路（6）；锥形管（7）在内壳体（1）内，锥形管（7）内有磁浮子（9），内壳体（1）外壁有流量标记，锥形管（7）内的磁浮子（9）上下移动，内外壳体之间的磁悬浮光电扫描电路（6）读取内壳体（1）外壁的流量标记，磁悬浮光电扫描电路（6）通过处理器（18）将读取的流量标记转换成流量信息进行输出；所述的磁悬浮光电扫描电路（6）包括光电读取电路（16）、电池（17）和处理器（18），处理器（18）将光电读取电路（16）读取和处理的流量信息发送到二次仪表（22）；所述的处理器（18）电连接有射频电路，处理器将流量信息通过射频电路发送到二次仪表（22）；或者所述的处理器（18）电连接有光纤耦合器（12），处理器将流量信息发送到光纤耦合器（12）的输入端，再由光纤传送到二次仪表（22）；所述的内壳体（1）外壁的流量标记是线性标记；或者所述的内壳体（1）外壁的流量标记是非线性标记；所述的内壳体（1）外壁的流量标记是格雷码；光电读取电路由背景光发光二极管和光电接收管组成，背景光发光二极管在读取格雷码流量标记时工作发光，向内壳体和外壳体之间的密封腔（8）提供光强，光电接收管与格雷码流量标记每一个码一一对应，背景光发光二极管发光时，处理器通过对应的I/O口读取每一个光电接收管的光强信息，为高电平时读值为1，为低电平时读值为0；最后将读取的流量信息通过射频电路发送到二次仪表，通过二次仪表显示流量；或者是将读取的流量信息发送到光纤耦合器的输入端，再由光纤发送到二次仪表，通过二次仪表显示流量。