CN110231066A - 一种电磁式流量传感器的电极装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁式流量传感器的电极装置，包括本体、引线、第一电极、第二电极、第一导电塑料、第二导电塑料、温度传感器、导电弹片。本体包含有水平通孔，第一电极和第二电极分别位于通孔的左右两侧，第一导电塑料和第二导电塑料位于通孔上方，引线下部设置有温度传感器，侧面设置导电弹片。第一电极连接第一导电塑料，第二电极连接第二导电塑料，第一导电塑料通过导电弹片和引线连接。本发明用于解决现有技术电极信号不够稳定、工艺难度高、介质温度测量的问题。

Description

一种电磁式流量传感器的电极装置

技术领域

本发明所述的一种电磁式流量传感器的电极装置，涉及低功耗的电磁式流量传感器领域。本发明适用于内置阀门的户用热量表、冷量表、水表等，其原理和结构也适用于其他需要流量测量和控制的通用领域。

背景技术

电磁流量计是一种基于法拉第电磁感应原理的流量测量仪表，其基本原理是：当带有导电介质的流体通过磁场时，流体切割磁力线，在磁场的垂直方向上产生感应电势，感应电势的幅度和流体的流速成正比，从而获得流体的流速，进而获得流体的流量。为了产生磁场，在测量管的周围，安装有励磁线圈，所产生的磁场穿过流体，从而在流体中产生感应电势，在感应电势的正负极位置安装电极，即可测量感应电势的大小。电磁流量计在流量测量中有广泛的应用，具有测量精度高、线性度好、测量管内无构造件、抗污染物等优势。

阀是用于控制流体流速的装置，根据结构形式的不同有球阀、蝶阀、闸阀等。阀的主要部件包括阀芯和阀体，阀芯位于阀体内，可相对阀体旋转或移动，从而实现阀的开通和关闭。对于内置控制阀的电磁式流量传感器，一般在传感器的管道内放置有圆柱形阀芯，阀芯设置有水平通孔，连接传感器的进出口。阀芯同时内置有电极、导电塑料、印刷电路板等，作为传感器的信号采集装置。同时，阀芯作水平旋转，起到流速控制的目的。

现有技术中内置控制阀的电磁式流量传感器的阀芯，导电塑料位于通孔的两侧，并延伸到通孔的上方，由于导电塑料相对金属材料的导电率低，因此体积较金属材料大，从而表面积也较大，导致电极信号的漏电较大。为了减少漏电，必须加厚电极周围的绝缘层，从而导致整个传感器的直径增大。电极信号是一种微弱的高阻信号，作为放置在水体介质中的传感器，如果和水体之间的绝缘电阻较小，就会导致信号的衰减。导电塑料的表面积越大，绝缘电阻越小，因此在通孔的两侧设置导电塑料，传感器需要更大的直径。

现有技术中电磁式流量传感器的电极装置，作为引线用的印刷电路板一般为倒T形或倒Y形，需要在零件注塑时置入，不能后装，增加了工艺的难度，并且容易导致印刷电路板上的元器件损坏。也有采用一字形的印刷电路板，满足后装的要求，后装对印刷电路板安装位置的尺寸精度要求高，容易导致电极接触不良。

现有技术中的通孔内流体介质的温度测量，一般需要额外设置，无法集成在流量传感器内；或者在传感器注塑时，将传感器连同印刷电路板装配在传感器内部，无法实现后装，这增加了工艺难度并容易使传感器损坏，导致无法制造。

现有带控制阀的电磁式流量传感器工艺难度高、电极信号不够稳定，随着城市集中供暖热计量技术的发展，发明一种电磁式流量传感器的电极装置，实现更好的生产工艺和更高的信号稳定性，同时具有介质温度的测量功能，才能更好的满足供热信号采集和控制的需要。

综上所述，现有技术电磁式流量传感器的电极装置存在以下问题：

1、 导电塑料位于通孔的两侧，导致电极信号漏电大，不够稳定；

2、引线的制造和装配，工艺难度高；

3、传感器内置温度传感器，工艺难度高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁式流量传感器的电极装置，解决现有技术电极信号不够稳定、工艺难度高、介质温度测量的问题。

一种电磁式流量传感器的电极装置，所述装置包括本体、引线、第一电极、第二电极、第一导电塑料、第二导电塑料。本体包含有水平通孔；第一电极和第二电极分别位于水平通孔的左右两侧；第一导电塑料和第二导电塑料分别位于水平通孔上方的左右两侧；第一电极通过第一导电塑料连接引线；第二电极通过第二导电塑料连接引线。

所述第一电极和第二电极下部向通孔方向伸出，末端位于水平通孔的左右内壁。所述第一电极和第二电极为金属材质。

所述第一电极上部和第一导电塑料电连接，第二电极上部和第二导电塑料电连接。所述第一导电塑料和第二导电塑料为含有碳纤维的塑料材料。

所述引线为印刷电路板，所述第一导电塑料和第二导电塑料，与印刷电路板实现电连接。

所述印刷电路板下部，进一步设置有温度传感器。

所述印刷电路板，进一步设置有和第一导电塑料接触的导电弹片，以保证可靠的电连接。

所述印刷电路板进一步设置有信号调理电路。

一种电磁式流量传感器的电极装置的电磁流量计。

一种电磁式流量传感器的电极装置的带阀门的户用热量表、冷量表。

本发明提供了电磁式流量传感器的电极结构形式，解决电极信号绝缘性能差、容易漏电的问题。本发明的电磁式流量传感器的电极采用金属材料，位于通孔的左右两侧，下部向通孔方向伸出，末端位于水平通孔的左右内壁，用于测量通孔内介质产生的电动势。上部连接通孔上方的导电塑料，电极信号通过导电塑料传输给引线。由于金属材料的导电性能好，因此电极尺寸较小，外部有较厚的绝缘材料覆盖，减少了电极信号向外的漏电。本发明将导电塑料设置在通孔的上方，导电塑料和传感器本体之间融合，可以防止金属电极和本体间的渗水进入引线。

本发明提供了一种引线的布置方式，解决了引线生产工艺难度高的问题。本发明采用印刷电路板为引线，并且在印刷电路板的元件面设置导电弹片，保证印刷电路板后装时，和导电塑料有良好的接触。导电弹片是具有一定弹性的导电材料，比如用铍青铜材料制造的弧形零件，安装在导电塑料和印刷电路板之间，提供一定的弹性连接，以保证接触良好。

本方面提供了一种温度传感器的布置方式，解决介质温度的测量问题。本发明在印刷电路板的下部设置温度传感器，实现介质温度的测量。温度传感器采用贴片焊接方式固定在印刷电路板上，方法具有工艺简单、成本低的特点。采用后装方式，不容易导致温度传感器的损坏。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

１、电极周围的绝缘层厚，信号稳定性较好；

２、采用引线后装、弹性连接方式，不容易出现接触不良；

３、传感器集成温度传感器，工艺简单。

本发明的任一技术方案不一定能全部实现以上有益效果。

附图说明

图1是构成本发明电磁式流量传感器的电极装置的一种实施例的剖面图；

图1，本体1、引线2、第一电极3a、第二电极3b、第一导电塑料4a、第二导电塑料4b、温度传感器5、导电弹片6。

图2是构成本发明电磁式流量传感器的电极装置的另一种实施例的剖面图；

图2，本体1、第一引线2a、第二引线2b、第一电极3a、第二电极3b、第一导电塑料4a、第二导电塑料4b。

具体实施方式

参见图1，为本发明电磁式流量传感器的电极装置的一种实施例的剖面图，包括本体1、印刷电路板2、第一电极3a、第二电极3b、第一导电塑料4a、第二导电塑料4b、温度传感器5、金属弹片6。

本实施例的本体1外形为上部带连接杆的圆柱形，采用绝缘的塑料材料制造，内有截面为长方形的水平通孔，通孔内有介质温度测量用的突起。本体1放置在传感器的圆柱形腔体内，前后管道连接水平通孔，底部设置有励磁装置，成为完整的电磁式流量传感器，另外，本体1作为控制阀的阀芯时，采用水平旋转的方式，实现流速的控制。

上部连接杆内的空腔放置印刷电路板2，印刷电路板2的元件面焊接有金属弹片6和温度传感器5，金属弹片6的高度高于温度传感器5，以便后装时，温度传感器5能通过第一导电塑料4a和第二导电塑料4b之间的间隙。第一导电塑料4a和第二导电塑料4b之间分别接触金属弹片6和印刷电路板2的焊接面焊盘。金属弹片6采用铍青铜材料制造，弧形的两端焊接在印刷电路板上，具有一定的弹性，以便和导电塑料有良好的接触。

第一电极3a和第二电极3b采用不锈钢材料制造，分别位于通孔的左右两侧，并采用注塑生产工艺内置在本体1中，周围被本体包裹具有良好的电绝缘性。下端弯向通孔呈水平，末端位于通孔内壁，用于测量介质的感应电势。第一导电塑料4a和第二导电塑料4b，采用含碳纤维的导电塑料制造，并且用注塑工艺将本体1和导电塑料融合为一体。本实施例的导电塑料和本体1的塑料采用相同的母料，如：PP塑料，以实现更好的融合，防止第一导电塑料4a和第二导电塑料4b、与本体1之间存在渗水。第一电极3a和第二电极3b的上端伸入第一导电塑料4a和第二导电塑料4b的外侧孔内，实现良好电连接。

参见图2，为本发明电磁式流量传感器的电极装置的另一种实施例的剖面图，包括本体1、第一引线2a、第二引线2b、第一电极3a、第二电极3b、第一导电塑料4a、第二导电塑料4b。

本实施例的本体1外形为上部带连接杆的圆柱形，采用绝缘塑料材料制造，包含有截面为长圆形的水平通孔。上部连接杆内设置有金属材质的第一引线2a和第二引线2b。第一引线2a和第二引线2b的下端分别连接第一导电塑料4a和第二导电塑料4b，上端伸出连接杆用于将电极信号引出。

第一电极3a和第二电极3b采用不锈钢材料制造，分别位于通孔的左右两侧，并内置在本体1中。下端端面位于水平通孔内壁，用于测量介质的感应电势。第一导电塑料4a和第二导电塑料4b，采用含碳纤维的导电塑料制造，并且用注塑工艺将本体1和导电塑料融合为一体。本实施例的导电塑料和本体1的塑料采用相同的母料，防止第一导电塑料4a和第二导电塑料4b、与本体1之间存在渗水。第一电极3a和第二电极3b的上端和第一导电塑料4a和第二导电塑料4b实现良好电连接。

尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述，本领域技术人员将会理解，根据已经公开的教导和启示，可以对那些细节进行各种修改和替换，这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围由所附权利要求及其任何等同物给出。

Claims (9)

1.一种电磁式流量传感器的电极装置，其特征在于：所述装置包括本体（1）、引线（2）、第一电极（3a）、第二电极（3b）、第一导电塑料（4a）、第二导电塑料（4b）；本体（1）包含有水平通孔；第一电极（3a）和第二电极（3b）分别位于水平通孔的左右两侧；第一导电塑料（4a）和第二导电塑料（4b）分别位于水平通孔上方的左右两侧；第一电极（3a）通过第一导电塑料（4a）连接引线（2）；第二电极（3b）通过第二导电塑料（4b）连接引线（2）。

2.如权利要求1所述的一种电磁式流量传感器的电极装置，其特征在于：所述第一电极（3a）和第二电极（3b）下部向通孔方向伸出，末端位于水平通孔的左右内壁，所述第一电极（3a）和第二电极（3b）为金属材质。

3.如权利要求2所述的一种电磁式流量传感器的电极装置，其特征在于：所述第一电极（3a）上部和第一导电塑料（4a）电连接，第二电极（3b）上部和第二导电塑料（4b）电连接；所述第一导电塑料（4a）和第二导电塑料（4b）为含有碳纤维的塑料材料。

4.如权利要求1所述的一种电磁式流量传感器的电极装置，其特征在于：所述引线（2）为印刷电路板，所述第一导电塑料（4a）和第二导电塑料（4b），与印刷电路板实现电连接。

5.如权利要求4所述的一种电磁式流量传感器的电极装置，其特征在于：所述印刷电路板下部，进一步设置有温度传感器（5）。

6.如权利要求4所述的一种电磁式流量传感器的电极装置，其特征在于：所述印刷电路板，进一步设置有和第一导电塑料（4a）接触的导电弹片（6），以保证可靠的电连接。

7.如权利要求4所述的一种电磁式流量传感器的电极装置，其特征在于：所述印刷电路板进一步设置有信号调理电路。

8.一种内设有如权利要求1所述一种电磁式流量传感器的电极装置的电磁流量计。

9.一种内设有如权利要求1所述一种电磁式流量传感器的电极装置的带阀门的户用热量表、冷量表。