CN102636224A - 智能光电磁流量计 - Google Patents

Abstract

本发明属于仪器仪表计量测量技术领域，尤其涉及一种智能光电磁流量计，通过电磁光电相结合利用微处理器实现高精度智能化处理的流量计。本发明是穿过壳体贯通设置被测量管路，被测量管路内的中心轴上套装有磁转子，磁转子两端设有磁转子限位；壳体内的被测量管路的外部设有带骨架的磁感应线圈，磁感应线圈与联动装置的后端相连接，联动装置通过支架固定在壳体内；联动装置前端的两侧设装有光发射和接收装置，微处理器系统和显示板设装在壳体内；壳体上设装有显示窗；被测管路的上下部分别设装有法兰盘。本发明测量精度显著，随动能力较高，对气体、液体、酸碱性介及不同密度粘度的介质均可进行测量，应用领域广泛，具有可观的市场前景和实用价值。

Description

智能光电磁流量计

技术领域

本发明属于仪器仪表计量测量技术领域，尤其涉及一种智能光电磁流量计，通过电磁光电相结合利用微处理器实现高精度智能化处理的流量计。

背景技术

在科学技术飞速发展的时代，智能化仪表的需求越来越明显地显现出来并且逐步替代了精度较低的老式仪表。尤其在流量计量领域金属转子流量计的结构制约了其精度的提高，而金属转子流量计没有远传功能满足不了用户的需要也制约了该仪表的发展。电磁流量计虽然具备了远传功能精度也比金属流量计有所提高，但该仪表对介质要求具有导电性和不能测量气体也制约了该仪表的使用和发展。另外孔板式流量计，V锥流量计，靶式流量计，转子流量计，浮子流量计，电磁流量计，超声波流量计，激光流量计等等都是普遍存在精度低的技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述存在的技术问题而提供了一种智能光电磁流量计，它采用了闭环控制系统，并利用动态平衡机构实现了测量精度的提高并在该领域填补了两项空白，在实际测量中将取得了显著效果。

本发明是这样实现的：

智能光电磁流量计，是穿过壳体贯通设置被测量管路，被测量管路内的中心轴上套装有磁转子，磁转子两端均设有磁转子限位；在壳体内的被测量管路的外部设有带骨架的磁感应线圈，磁感应线圈与联动装置的后端相连接，联动装置通过支架固定在壳体内；联动装置前端的两侧装有光发射和接收装置，微处理器系统和显示板按装在壳体内；壳体上装有显示窗；被测管路的上下部分别设有法兰盘。

所述的测量磁感应线圈外径比被测量管路的外径大，磁感应线圈的匝数与磁转子的磁场强度相对应。

所述的法兰盘，为上法兰和下法兰；上法兰和上安装卡设装在壳体的上部，下安装卡和下法兰设装在壳体的下部。

所述的联动装置上设有透光孔。

本发明的优点是采用了闭环系统并利用动态平衡机制显著的提高了精度。为了实现计量精度的提高利用电磁感应定律采用了磁感应线圈通过联动装置依据杠杆原理按一定比例传递给光发射和接收装置使得该装置产生一变化的电流传送给微处理器系统，该系统将这一变化的电流经处理后反馈给磁感应线圈实现了闭环控制，提高了精准程度。

本发明还由于采用微处理器系统向磁感应线圈送电来感应磁转子的磁场变化量结构，这样一来就既解决了磁转子的回程误差又提高了随动能力。

本发明具备很明显的个性特点是：

一、整个系统是闭环系统，本系统中包含了电磁原件既磁转子，磁感应线圈，联动装置，光电原件既光发射和接收装置和微处理器系统，以往流量计是采用开环系统从传感器到转换器再到显示装置，本系统是从电磁感应线圈采样系统通过连动装置到光电感应系统既光发射和接收装置再到微处理器系统的处理电路，包括显示和远传，最后反馈到电磁感应线圈7采样系统的一个闭环系统。

二、动态平衡测量，以往在流量计的测量中各种波动是给测量带来误差的主要因素，本系统采用动态平衡机构提高了测量精准程度。

三、智能化处理，本系统根据温度采集参数来对系统进行补偿，修正处理，平衡跟踪是本系统的一大特点，因为以往的流量计中没有闭环动态平衡机构所以也不具备平衡跟踪的特点。

本发明具备的实用特点是：

一、由于本系统是非接触式的，所以对被测量介质适用范围很宽，不但对气体，液体都可以进行测量也可以对酸碱性介质进行测量，还可以对不同密度，粘度的介质进行测量。

二、由于本系统精度的提高使得本流量计可以广泛应用于航天、航空、航海、医药、化工、石油、冶金、矿山、大专院校、科研机构等领域。本发明不但适用各种介质，各种生产环境，各个领域，各种测量和控制过程而且还有很可观的市场前景和较高的实用价值。

三、本系统既具有非接触式的特点又具有良好的封闭性，所以可以应用于环境比较恶劣的生产现场。在防尘，防爆方面也能满足国家制定的相关规定和标准。

本发明具备的进步性特点是：

一、闭环系统的整体构思和实现提高了本流量计的测量精度，取得了进步性的发展和填补了该流量计领域的一项空白。

二、本系统采用动态平衡机构使得本流量计了在该领域是独有的结构机制又填补了一项空白。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的剖视图；

图4是图2的剖视图。

图中：被测量管路1，壳体2，磁转子3，光发射和接收装置4，联动装置5，支架6，磁感应线圈7，线圈限位8，微处理器系统9，磁转子限位10，壳体安装卡11，中心轴12，显示板13，显示窗14，磁转子限位15，上法兰16，下法兰17，上安装卡18，下安装卡19。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明是一种智能光电磁流量计，它是采用闭环控制系统。穿过壳体2贯通设置被测量管路1，被测量管路1内的中心轴12上套装有磁转子3，磁转子3两端均设有磁转子限位15；在壳体2内的被测量管路1的外部设有带骨架的磁感应线圈7，磁感应线圈7的骨架与联动装置5的一端相连接，联动装置5通过支架6固定在壳体2内；所述的测量磁感应线圈7外径比被测量管路1的外径大，磁感应线圈7的匝数与磁转子3的磁场强度相对应。联动装置5后端与磁感应线圈7连接，中端与支架6连接，前段延至光发射和接收装置4中并设有一透光孔，微处理器系统9固定在壳体2内；显示板13固定设置在壳体2内，与显示板13对应位置的壳体2上设有显示窗14；壳体2的上下部分别设有法兰盘，上法兰16和上安装卡18设在在壳体2的上部，下安装卡19和下法兰17设在壳体2的下部。

具体说本发明是在被测量封闭直立管路即被测量管路1中加装一磁转子3，其磁转子3两端一定距离装有限位原件即磁转子限位15，使其在不同的流量情况下沿中心轴12做上下移动动作，以此给出一个变化的磁感应强度并作用于感应线圈7来作为检测装置的检测信号。

在被测量封闭直立管路即被测量管路1外加装一有骨架的磁感应线圈7，该磁感应线圈7与被测量管路1的外径留有一定空隙，以便使磁感应线圈7有可以移动的空间，磁感应线圈7的骨架与联动装置5相连接，联动装置5通过支架6来固定。

联动装置5的另一端的两侧装有光发射和接收装置4电路，发射接收电路信号送到微处理器系统9。

微处理器系统9输出信号送到磁感应线圈7。微处理器系统9还具有处理数据，显示数据和远传功能。

本发明具体实施步骤如下：

1、根据用户需要选择横管路的长度和管径，在其中间连接一直立的测量管路即被测量管路1，被测量管路1中放一带限位装置的磁转子3该转子的重量和磁场强度根据被测物体的流速和介质选取。

2、被测量管路1外面在与磁转子3相应的位置即磁感应线圈7的上边缘不低于磁转子3的下边缘，磁感应线圈7的下边缘不高于磁转子3的上边缘，装有比被测量管路1外径大一毫米的间距的测量磁感应线圈7，该线圈的匝数与磁转子3的磁场强度有关。测量感应线圈7的骨架与联动装置5相连接。

3、联动装置5的另一端的两侧装有光发射和接收装置4，该装置是通过支架6来固定测量磁感应线圈7的。光发射和接收装置4左右可微调，联动装置5上下可微调，用以保证光发射和接收装置4与联动装置5的正确位置。

4、微处理器系统9是把光发射和接收装置4的信号经过相应的处理反馈给测量磁感应线圈7，调整测量磁感应线圈7的电流使得这个系统达到一个新的平衡。同时微处理器还将该信号送给显示装置，用标准的RS232 或 4-20mA 的标准电流送给用户端。

本发明所述的测量磁感应线圈7将磁转子3的磁场变化下的变化力通过联动装置5传递给光发射和接收装置4，光发射和接收装置4又将这一变化量送到微处理器系统9，经过微处理器系统9处理后反馈给测量磁感应线圈7，这样构成的闭环系统。利用动态平衡机制使得系统随流量的变化而不断的形成新的平衡。  

本发明是根据磁感应线圈7受力大小正比于磁转子3磁场强度和磁感应线圈7通过的电流之积既  F∝BI 当磁转子3在不同流量的情况下将产生位移也就是磁转子3对磁感应线圈7的磁场强度发生了变化时，如当磁转子3升高磁场强度减小时联动装置5将向下移动此时光电原件即光发射和接收装置4将这一变化信号发送给微处理器系统9，微处理器系统9将增加磁感应线圈7的电流量使得磁场强度与磁感应线圈7的电流乘积保持一个新的恒定值即达到了一个新的平衡。也就是通过磁感应线圈7中的电流的变化来反映被测管路1中流量的变化。微处理器系统9将这一信号经过换算，修正，滤波处理送到显示装置。通过这样动态平衡闭环系统的整个过程将能达到千分之零点一的分辨率，精度可以达到千分之二。该系统的微处理器系统还将标准的RS232输出提供给用户，也可以提供电流为4-20mA的标准信号。

本发明安装流程为：

（1）首先将磁感应线圈7套入被测量管路1中，再焊接被测量管路1的两端法兰；

（2）安装好磁转子3后再调整磁感应线圈7的位子并固定好线圈限位8；

（3）壳体2预装在被测量管路1中，安装好支架6，再把联动装置7安装在支架6上；

（4）调整壳体2使联动装置7的后端与磁感应线圈7的上边缘吻合并安装固定螺丝；

（5）安装好光发射和接收装置4；

（6）安装好微处理器系统9；

（7）最后安装固定好壳体安装卡11。

Claims (4)

1.智能光电磁流量计，其特征是：穿过壳体（2）贯通设置被测量管路（1），被测量管路（1）内的中心轴（12）上套装有磁转子（3），磁转子（3）两端均设有磁转子限位（15）；在壳体（2）内的被测量管路（1）的外部设装有带骨架的磁感应线圈（7），磁感应线圈（7）与联动装置（5）的后端相连接，联动装置（5）通过支架（6）固定在壳体（2）内；联动装置（5）前端的两侧设装有光发射和接收装置（4），微处理器系统（9）和显示板（13）设装在壳体（2）内；壳体（2）上设装有显示窗（14）；被测管路（1）的上下部分别设装有法兰盘。

2.根据权利要求1所述的智能光电磁流量计，其特征是：所述的测量磁感应线圈（7）外径比被测量管路（1）的外径大，磁感应线圈（7）的匝数与磁转子（3）的磁场强度相对应。

3.根据权利要求1所述的智能光电磁流量计，其特征是：所述的法兰盘，为上法兰（16）和下法兰（17）；上法兰（16）和上安装卡（18）设在在壳体（2）的上部，下安装卡（19）和下法兰（17）设在壳体（2）的下部。

4.根据权利要求1所述的智能光电磁流量计，其特征是：所述的联动装置（5）上设有透光孔。

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