CN102279023B - 电子温度补偿型浮子流量计 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电子温度补偿型浮子流量计，包括带有锥形管腔的流量管、贯穿流量管设置的第一导杆、设置在流量管的锥形管腔中的浮子，浮子固定的套设在第一导杆上，上述浮子流量计还包括一个位移传感器、一个温度传感器、一个微处理器，位移传感器、温度传感器分别输出位移信号和温度信号至微处理器。流体流经流量管的锥形管腔，推动浮子连同第一导杆一起上下移动，位移传感器将测得的位移量转换成电信号输入微处理器，同时，温度传感器感应到环境温度，并把温度电信号输入微处理器，微处理器根据温度信号对位移信号进行修正，根据修正后的电信号得到的流量信号相比于由未修正的位移信号得到的流量信号具有较高精确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种浮子流量计，尤其是一种能够修正浮子流量计由于温度引起的数据误差、提高浮子流量计的测量精确度的电子温度补偿型浮子流量计。
背景技术
浮子流量计，又称为恒压降可变面积式流量计，通常具有一段直立的锥管和一只可以在其中自由地随流量大小上下浮动的浮子，当流体自下而上流经锥管时，流体的动能在浮子上产生的推力和流体的浮力使浮子上升，随着锥管内壁与浮子之间的环形流通面积增大，流体动能在浮子上产生的推力随之下降，当推力与浮力之和等于浮子自身重力时，即浮子与锥管间的流通环隙面积保持一定时，浮子处于平衡状态，并稳定在某一高度，该高度位置对应的刻度指示流过浮子流量计的流量。环隙面积与浮子的上升高度成比例，即浮子的某一高度代表流量的大小。浮子的上下移动，通过磁藕合的方式传递给一个导杆，导杆带动指示器的指针偏转，使指针指示流量。
浮子流量计多用于测量封闭管道中液体、气体和蒸汽的单相流流量，具有结构简单，维护方便，可靠性强，适用性广等特点，广泛应用于石油、化工、电力、冶金、医药、食品、轻工业等工业部门的流量测量和过程控制及水处理领域。
电远传型浮子流量计是指在指针现场指示流量的同时，由角位移传感器将导杆的角位移转换为电信号，并通过4～20mA标准信号输出，电远传型浮子流量计可与计算机联网，实现流量的远距离传输、显示、记录、调节和控制。
目前，国内外应用较多的角位移传感器为HMC1501。HMC1501角位移传感器的核心部件——HMC1501角位移芯片，是采用用坡莫合金的含铁材料制成，该材料常数会随温度发生变化，从而影响电桥的灵敏度和偏压，基于HMC1501角位移传感器的浮子流量计，由于温度引起的最大误差为2%～5%，而浮子流量计的测量精确度为1.5%～2.5%，所以基于HMC1501角位移传感器的浮子流量计，对温度很敏感，在环境温度变化大的情况下，不能满足测量的精确度要求，这就导致远传型浮子流量计在现场使用时，由于环境温度变化，导致其输出数据的误差偏大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提出一种能够修正浮子流量计由于温度变化引起的数据误差、进而提高浮子流量计的测量精确度的电子温度补偿型浮子流量计。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种电子温度补偿型浮子流量计，包括带有锥形管腔的流量管、贯穿流量管设置的第一导杆、设置在流量管的锥形管腔中的浮子，浮子固定的套设在第一导杆上，上述浮子流量计还包括一个位移传感器、一个温度传感器、一个微处理器，位移传感器、温度传感器分别输出位移信号和温度信号至微处理器。
流体流经流量管的锥形管腔，推动浮子连同第一导杆一起上下移动，位移传感器测量到第一导杆的位移，并将测得的位移量转换成电信号输入微处理器，同时，温度传感器感应到环境温度，并把温度电信号输入微处理器，微处理器根据温度信号对位移信号进行修正，根据修正后的电信号得到的流量信号相比于由未修正的位移信号得到的流量信号具有较高精确度。
上述技术方案还可以进一步完善：
作为优选，上述电子温度补偿型浮子流量计还包括一个内置在浮子中的内置磁铁、一个设置在流量管外部并且与第一导杆垂直的第二导杆、一个固定在第二导杆一端的圆形磁铁。
作为优选，圆形磁铁与第二导杆共心，并且，圆形磁铁的旋转平面与第二导杆的轴心相垂直，浮子与圆形磁铁之间作用有磁耦合力。
浮子内的内置磁铁和设置在第二导杆上的圆形磁铁形成了磁耦合系统，在浮子上下移动时，通过磁耦合作用，带动圆形磁铁和第二导杆转动。
作为优选，位移传感器是一个角位移传感器。由于浮子与导杆之间作用有磁耦合力，第二导杆随浮子的上下移动进行相应的转动，角位移传感器用于测量第二导杆的转动角位移，并将测得的角位移信号输入微处理器。
作为优选，上述电子温度补偿型浮子流量计还包括一个信号输出装置，微处理器通过信号输出装置输出流量电信号。
作为优选，上述电子温度补偿型浮子流量计还包括一个LCD液晶显示屏，微处理器输出显示信号至LCD液晶显示屏。
作为优选，上述电子温度补偿型浮子流量计还包括一个与微处理器电连接的键盘。
由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
基于HMC1501角位移传感器的浮子流量计，由于温度引起的最大数据误差有2%～5%.而采用本发明所提供的技术方案的浮子流量计，补偿了由于温度引起的数据误差，使电路的误差<0.5%，从而使浮子流量计的整体误差<1.5%。
附图说明
图1为本发明所涉及的浮子流量计的一种示意图；
图2为本发明所涉及的浮子流量计的线路板部分的一种示意图；
图3为本发明所涉及的浮子流量计的线路板部分的结构框图。
其中：1、流量管；2、第二导杆；3、浮子；4、位移传感器；5、温度传感器；6、微处理器；7、第一导杆8、圆形磁铁；；9、信号输出装置；10、LCD液晶显示屏；11、键盘。
具体实施方式
如图1、图2所示的一种电子温度补偿型浮子流量计，包括带有锥形管腔的流量管1、贯穿流量管1设置的第一导杆7、设置在流量管1的锥形管腔中的浮子3，浮子3固定的套设在第一导杆7上，上述浮子流量计还包括一个位移传感器4、一个用于感应环境温度的温度传感器5、一个微处理器6，，角位移传感器4、温度传感器5分别输出角位移信号和温度信号至微处理器6。
上述磁耦合作用力是由一个内置在浮子3中的内置磁铁（图1标识出了浮子3的磁极，N和S）、一个设置在流量管1外部并且与第一导杆垂直的第二导杆2、和一个固定的套设在第二导杆2一端的圆形磁铁8组成的磁耦合系统形成的。在浮子3上下移动时，内置磁铁通过磁耦合作用，带动圆形磁铁连通第二导杆2一起转动，位移传感器4测量第二导杆2的转动角位移量。
具体的，在本实施例中，圆形磁铁8与第二导杆2共心，并且，圆形磁铁8的旋转平面与第二导杆2的轴心相垂直。
如图2，电子温度补偿型浮子流量计还包括一个信号输出装置9，微处理器6通过信号输出装置9输出流量电信号；一个LCD液晶显示屏10，微处理器6输出显示信号至LCD液晶显示屏10；以及一个与微处理器6电连接的键盘11。
位移传感器4、温度传感器5、微处理器6、信号输出装置9、LED液晶显示屏10、键盘11设置在线路板上。
流体流经流量管1的锥形管腔，推动浮子3连通第一导杆7一起上下移动，第二导杆2和圆形磁铁8随浮子3的上下移动进行相应的转动（图1中示出了第二导杆2和圆形磁铁8的转动方向，L和R），位移传感器感4感应到第二导杆2的角位移，并把角位移量转换成电信号输入微处理器6，同时，温度传感器5感应到环境温度，并把温度电信号输入微处理器6，微处理器6根据温度信号对角位移信号进行修正，根据修正后的电信号得到的流量信号相比于由未修正的角位移信号得到的流量信号具有较高精确度。
应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (1)
1.一种电子温度补偿型浮子流量计，其特征在于，包括带有锥形管腔的流量管（1）、贯穿流量管设置的第一导杆（7）、设置在流量管的锥形管腔中的浮子（3）；还包括一个HMC1501类型的角位移传感器、一个温度传感器（5）、一个微处理器（6）、信号输出装置（9）, 它还包括一个内置在浮子中的内置磁铁、一个设置在流量管外部并且与第一导杆垂直的第二导杆（2）、一个固定在第二导杆一端的圆形磁铁（8）、一个LCD液晶显示屏（10），一个与所述的微处理器（6）电连接的键盘（11）；所述的圆形磁铁与第二导杆共心，并且圆形磁铁的旋转平面与第二导杆的轴心相垂直，浮子与圆形磁铁之间作用有磁耦合力，磁耦合力带动圆形磁铁和第二导杆转动，所述浮子固定的套设在第一导杆上；角位移传感器、温度传感器分别输出角位移信号和温度信号至微处理器，微处理器根据温度信号对角位移信号进行修正，根据修正后的信号得到流量信号，微处理器通过所述的信号输出装置输出流量信号，微处理器输出显示信号至所述的LCD液晶显示屏；角位移传感器、温度传感器、微处理器、信号输出装置、LCD液晶显示屏、键盘均设置在线路板上。
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