CN104154950A - 复合式流量压力传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合式流量压力传感器，包括前端盖、压力芯体、转子、霍尔元件、磁铁和处理器，所述前端盖中形成有一放置转子的容纳空腔，所述磁铁设置在所述转子上，与所述转子一起转动；所述霍尔元件设置在所述前端盖上，用于根据转动的磁铁来获取脉冲信号；所述前端盖中的空腔通过一液体通道与压力芯体相连接，所述处理器与霍尔元件和压力芯体相连接，用于接收霍尔元件的脉冲信号和压力芯体的压力信号，并根据所述脉冲信号和压力信号来输出液体的压力值或/和液体流量值。本发明将传统的水压力传感器、水流量传感器合二为一，同时具备水压力传感器和水流量传感器的所有功能。

Description

复合式流量压力传感器
技术领域
本发明属于检测仪器技术领域，涉及一种液体传感器，特别是涉及一种能够同时检测液体压力和流量的传感器。
背景技术
在现有的技术中，对于液体的压力和流量检测是两个单独的产品。水压力传感器用于水流监测系统中，检测灌溉阀门进出水口和管道中的水压力。水流量传感器用于水流监测系统中，检测灌溉阀门进水量和出水量。
以上两种设备是自动节水灌溉系统中最常用的，其数据也是供水系统需要的两项重要参数。作为两个分别独立的检测设备必然会给用户带来操作、维护和安装的不便，同时带来系统接线复杂和使用的可靠性问题。
发明内容
为了解决现有的传感器不能对液体的压力和流量同时进行检测，本发明提供一种能够同时检测液体压力和流量的传感器。
本发明采用的技术方案是：一种复合式流量压力传感器，包括前端盖(1)、压力芯体(7)、转子(4)、霍尔元件(10)、磁铁(3)和处理器(11)，所述前端盖(1)中形成有一放置转子(4)的容纳空腔，所述磁铁(3)设置在所述转子(4)上，与所述转子(4)一起转动；所述霍尔元件(10)设置在所述前端盖上，用于根据转动的磁铁来获取脉冲信号；所述前端盖(1)中的空腔通过一液体通道(12)与压力芯体(7)相连接，所述处理器(11)与霍尔元件和压力芯体(7)相连接，用于接收霍尔元件的脉冲信号和压力芯体的压力信号，并根据所述脉冲信号和压力信号来输出液体的压力值或/和液体流量值。
本发明的优点和有益效果在于：由于在检测灌溉管道中水流量时，可能会出现水流转子抖动、正反转导致测量不准等情况，通过对灌溉管道中水压力的检测，与设定的水压力阈值相比较，可以判定管道是否是满管水，这样才能保证水流量测量的准确性；通过对霍尔组件产生的不对称脉冲信号的分析，可以判断正反转和抖动的情况。而且在没达到水流量测量条件的情况下，可以对水流量停止采集，这样也就可以降低功耗。
与现有技术相比，本传感器优点是：
1.将传统的水压力传感器、水流量传感器合二为一，同时具备水压力传感
器和水流量传感器的所有功能。
2.通过对水压力的检测可以控制水流量部分检测的与否。
3.可以检测水流量转子的转动状态。
4.可以保证水流量检测的准确性。
附图说明
图1为本发明一种实施例的液体传感器的结构示意图；
图2为本发明一种实施例的液体传感器的工作原理图。
图中：1 前端盖；2 转轴；3 磁铁；4 转子；5 连接体；6 塑料垫环；7 压力芯体；8 芯体垫环；9 后端盖；10 霍尔元件；11 处理器；12 液体通道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明的液体传感器可以用于测量液体的压力值和流量值，可以适用于各种液体，不限于水、石油，以下将以水作为实施例进行说明，但不用于限制本发明的适用范围。
如图1所示，为本发明一种实施例的液体传感器的结构示意图，该液体传感器包括前端盖1、连接体5、后端盖9、压力芯体7、转子4、霍尔元件10、磁铁3和处理器11，所述前端盖1中形成有一放置转子4的容纳空腔，所述磁铁3设置在所述转子4上，与所述转子4一起转动，转子的转轴2连接在所述前端盖1上；所述霍尔元件10设置在所述前端盖上，在某一时刻与所述磁铁相对排列，用于根据转动的磁铁来获取脉冲信号；所述前端盖1中的空腔通过一液体通道12与设置在连接体5中的压力芯体7相连接，所述压力芯体7设置在塑料垫环6和芯体垫环8之间，并且都设置在连接体5中；前端盖1与连接体5过盈配合，后端盖9与连接体5螺纹连接，该后端盖9还与芯体垫环8相连接，塑料垫环6与连接体5进行连接，用于将压力芯体进行封装。所述处理器11与霍尔元件和压力芯体相连接，用于接收霍尔元件的脉冲信号和压力芯体的压力信号，并根据所述脉冲信号和压力信号来输出液体的压力值或/和液体流量值。
本发明将传统的水压力传感器、水流量传感器合二为一，同时具备水压力传感器和水流量传感器的所有功能。可以对液体的压力值和流量值同时进行测量，可以根据需要进行选择性输出其中一个值。
如图2，为本发明一种实施例的液体传感器的工作原理图，本发明的处理器11电路与霍尔元件、压力芯体相连接，所述电路包括信号调理电路、信号放大电路和A/D转换电路。处理器将获取到的水流压力值与设定的水压力阈值相比较，根据比较结果来确定是否输出水流量值。当水流较小时，可能只占据管道的1/10时，处于水流较低的情况，需要向用户进行告知，此时，通过不输出水流量值，认为该状态水流量近乎没有，从而可以向用户进行预警。
本发明的处理器可以计算水流量值，计算的过程是依据转子的速度和管径面积的乘积获取，可以判定管道是否是满管水，这样才能保证水流量测量的准确性。
本发明的连接体5内封装有陶瓷压力芯体，陶瓷传感器的精度为千分之一，当外界有压力作用在上面时，产生微弱的差分信号，然后进入放大电路，电路采用仪表放大，采用该电路抑制了随机干扰，放大电路采用集成仪表放大器AD620。
如图1，水压力流量智能传感器前端内封装有霍尔组件，通过水压力流量智能传感器主体和前端的过线腔体与水压力流量智能传感器主体内腔中的电路板相连。当水流转子转动时，会带动不均匀分布的小磁铁转动，霍尔组件会产生脉冲信号，通过水流量信号调理电路，输入给MCU处理。
本发明的磁铁可以是一个或者多个，该实施例为两个，第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁分布在转子的轴的横切面圆的同心圆上，第一磁铁和第二磁铁将同心圆分成不等的两份。本实施例的两个小磁铁3都嵌入在转子4小圆盘横切面圆的同心圆1/3处和2/3处，将同心圆分成了同心圆周长的1/3和周长的2/3两份。(此处位置也可以为1/4和2/4处，只需保证两个小磁铁将同心圆分成了不等的两份即可)。通过对霍尔组件产生的脉冲信号宽度的分析，可以判断正反转和抖动的情况。而且在没达到水流量测量条件的情况下，可以对水流量停止采集，这样也就可以降低功耗。
以上所述仅是本发明的优先实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种复合式流量压力传感器，其特征在于：包括前端盖(1)、压力芯体(7)、转子(4)、霍尔元件(10)、磁铁(3)和处理器(11)，所述前端盖(1)中形成有一放置转子(4)的容纳空腔，所述磁铁(3)设置在所述转子(4)上，与所述转子(4)一起转动；所述霍尔元件(10)设置在所述前端盖上，用于根据转动的磁铁来获取脉冲信号；所述前端盖(1)中的空腔通过一液体通道(12)与压力芯体(7)相连接，所述处理器(11)与霍尔元件和压力芯体(7)相连接，用于接收霍尔元件的脉冲信号和压力芯体的压力信号，并根据所述脉冲信号和压力信号来输出液体的压力值或/和液体流量值。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述转子上设有第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁分布在转子的轴的横切面圆的同心圆上，第一磁铁和第二磁铁将同心圆分成不等的两份。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：还包括连接体(5)，所述连接体(5)与前端盖相连接，所述压力芯体(7)设置在连接体(5)中。
4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于：还包括塑料垫环(6)和芯体垫环(8)，所述压力芯体(7)设置在塑料垫环(6)和芯体垫环(8)之间。
5.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于：还包括一后端盖(9)，所述后端盖(9)与连接体(5)相连接。
6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述处理器通过电路与霍尔元件相连接，所述电路包括信号调理电路、信号放大电路和A/D转换电路。
7.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述处理器通过电路与压力芯体相连接，所述电路包括信号调理电路、信号放大电路和A/D转换电路。
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