CN114877939B - 一种压力流量传感器模组 - Google Patents
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Abstract
本发明属于流体检测技术领域,具体的说是一种压力流量传感器模组,包括包括传感器基体;所述传感器基体的内部开设有压力测量腔和流量测量腔,还包括:压力传感器,所述压力传感器可拆卸连接在传感器基体的表面靠近压力测量腔的位置,所述压力传感器用于检测压力测量腔内流体的压力;流量传感器;本发明设置的压力传感器和流量传感器可以同时检测传感器基体内流体的压力和流量,通过设置的活动隔板,就算流体中含有较多杂质,在压力测量腔与流量测量腔的连接处也不会发生堵塞,在弹簧的反作用力下,活动隔板的位置会保证平衡,进一步保证线性霍尔元件信号输出的稳定性,也就是提高了流量传感器测量的精确度。
Description
技术领域
本发明属于流体检测技术领域,具体的说是一种压力流量传感器模组。
背景技术
智能水泵一般指CK型液位成套控制箱,包括CK-G,CK-P,CK-Z,CK-J等型号系列,又名智能水泵(水位、液位)控制器(控制机、控制箱、控制柜),自动启停水泵(污水泵,潜污泵),智能水泵控制器一般采用压力传感器来检测水压,同时使用流量开关来检测当前用户是否在用水;
压力传感器是能感受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置,压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型,压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器;
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面,霍尔电压随磁场强度的变化而变化,磁场越强,电压越高,磁场越弱,电压越低,霍尔电压值很小,通常只有几个毫伏,但经集成电路中的放大器放大,就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用,需要用机械的方法来改变磁感应强度,因此霍尔传感器可以设计为霍尔压力传感器以及霍尔流量传感器;
现在用的多为压阻式或者扩散硅方式,成本高,且环境适应性差耐候性差,工作温度范围较窄。
现有的霍尔流量传感器,也就是霍尔流量计,都是采用浮子式结构或者叶轮式,其中浮子式霍尔流量计在有水流过时,浮子被顶起,感应元件检测到浮子位置的变化,从而检测到水的流动,这种检测方法在水中杂质较多时,往往会塞住浮子,使得浮子的活动受限,从而无法正确检测水流过的情况,而叶轮式霍尔流量计检测小口径精度高,大口径精度小,适用范围受限。
发明内容
为了弥补现有技术的不足,本发明提出了一种压力流量传感器模组,设置的压力传感器和流量传感器可以同时检测传感器基体内流体的压力和流量,通过设置的活动隔板,就算流体中含有较多杂质,在压力测量腔与流量测量腔的连接处也不会发生堵塞,在弹簧的反作用力下,活动隔板的位置会保证平衡,进一步保证线性霍尔元件信号输出的稳定性,也就是提高了流量传感器测量的精确度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种压力流量传感器模组,包括传感器基体;
所述传感器基体的内部开设有压力测量腔和流量测量腔,还包括:
压力传感器,所述压力传感器可拆卸连接在传感器基体的表面靠近压力测量腔的位置,所述压力传感器用于检测压力测量腔内流体的压力;
流量传感器,所述流量传感器可拆卸连接在传感器基体的表面靠近流量测量腔的位置,所流量传感器用于检测流量测量腔内流体的流量;
线路板组件,所述线路板组件可拆卸连接在传感器基体的一侧,所述线路板组件通过导线连接压力传感器和流量传感器,所述线路板组件用于处理压力传感器和流量传感器的感应信号;
流量检测机构,所述流量检测机构活动连接在压力测量腔和流量测量腔的连接处,用于检测流量测量腔内流体的流量。
优选的,所述流量检测机构包括活动隔板,所述活动隔板的顶端固定连接有转动齿轮,所述转动齿轮的两端圆心位置固定连接有转动轴;
所述流量测量腔的内壁靠近转动轴的位置开设有与转动轴相契合的转动槽,用于限制转动轴的位置。
优选的,所述转动齿轮的顶部设有移动板,所述移动板的底面开设有齿轮槽,所述移动板通过齿轮槽与转动齿轮啮合。
优选的,所述移动板的侧面固定连接有限位块,所述流量测量腔的内壁靠近限位块的位置开设有与限位块相契合的限位滑槽,用于限制限位块的位移。
优选的,所述移动板靠近流量传感器的一端固定连接有第二磁铁,所述移动板的另一端固定连接有弹簧,所述弹簧远离移动板的一端与流量测量腔的内壁固定连接。
优选的,所述第二磁铁与流量传感器设置在同一水平线上。
优选的,所述压力传感器和流量传感器均包括线性霍尔元件和NTC热敏电阻。
优选的,所述传感器基体的内部靠近压力测量腔和压力传感器之间的位置开设有滑动腔,所述滑动腔靠近压力测量腔的一侧设有硅胶膜片,所述硅胶膜片靠近压力测量腔的一侧与压力测量腔连通。
优选的,所述硅胶膜片远离压力测量腔的一侧固定连接有滑块,所述滑块的内侧中间位置设有第一磁铁,所述滑块远离硅胶膜片的一侧固定连接有弹簧片,所述弹簧片用于支撑滑块。
优选的,所述第一磁铁与压力传感器设置在同一水平线上。
本发明的有益效果如下:
1.本发明通过设置的压力传感器和流量传感器可以同时检测传感器基体内流体的压力和流量,通过设置的活动隔板,在活动隔板在转动的过程中,打开的是压力测量腔与流量测量腔处的截面积,且该截面积是连贯的,流体也是在该处直接通过,就算流体中含有较多杂质,在压力测量腔与流量测量腔的连接处也不会发生堵塞,因为流体会直接带走杂质,线性霍尔元件信号输出的幅度大小与第二磁铁靠近流量传感器的程度相关,也就是与活动隔板被顶起的角度相关,活动隔板被顶起的角度越大,流体的流量也就越大,在弹簧的反作用力下,活动隔板的位置会保证平衡,进一步保证线性霍尔元件信号输出的稳定性,也就是提高了流量传感器测量的精确度。
2.本发明第一磁铁、第二磁铁分别与压力传感器、流量传感器设置在同一水平线上,流量传感器5内线性霍尔元件检测到的磁场变化呈存在线性关系,降低线路板组件计算流量测量腔内流体流量的误差,提高准确度。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的剖视图;
图2是本发明中流量检测机构的结构示意图;
图3是本发明的电路连接图;
图4是本发明中线路板组件的软件处理流程图。
图中:1、传感器基体;2、压力测量腔;21、硅胶膜片;22、滑块;23、第一磁铁;24、弹簧片;25、滑动腔;3、流量测量腔;31、流量检测机构;311、活动隔板;312、转动齿轮;313、转动轴;32、移动板;321、限位块;33、第二磁铁;34、弹簧;4、压力传感器;5、流量传感器;6、线路板组件。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1至图4所示,本发明所述的一种压力流量传感器模组,包括传感器基体1;
其特征在于:所述传感器基体1的内部开设有压力测量腔2和流量测量腔3,还包括:
压力传感器4,所述压力传感器4可拆卸连接在传感器基体1的表面靠近压力测量腔2的位置,所述压力传感器4用于检测压力测量腔2内流体的压力;
流量传感器5,所述流量传感器5可拆卸连接在传感器基体1的表面靠近流量测量腔3的位置,所流量传感器5用于检测流量测量腔3内流体的流量;
线路板组件6,所述线路板组件6可拆卸连接在传感器基体1的一侧,所述线路板组件4通过导线连接压力传感器4和流量传感器5,所述线路板组件4用于处理压力传感器5和流量传感器6的感应信号;
流量检测机构31,所述流量检测机构31活动连接在压力测量腔2和流量测量腔3的连接处,用于检测流量测量腔3内流体的流量;
所述流量检测机构31包括活动隔板311,所述活动隔板311的顶端固定连接有转动齿轮312,所述转动齿轮312的两端圆心位置固定连接有转动轴313;
所述流量测量腔3的内壁靠近转动轴313的位置开设有与转动轴313相契合的转动槽,用于限制转动轴313的位置;
所述转动齿轮312的顶部设有移动板32,所述移动板32的底面开设有齿轮槽,所述移动板32通过齿轮槽与转动齿轮312啮合;
所述移动板32的侧面固定连接有限位块321,所述流量测量腔3的内壁靠近限位块321的位置开设有与限位块321相契合的限位滑槽,用于限制限位块321的位移;
所述移动板32靠近流量传感器6的一端固定连接有第二磁铁33,所述移动板32的另一端固定连接有弹簧34,所述弹簧34远离移动板32的一端与流量测量腔3的内壁固定连接;
所述压力传感器4和流量传感器5均包括线性霍尔元件和NTC热敏电阻;
工作时,如图1和图2所示,当有流体进入传感器基体1中时,活动隔板311会被流体顶起,由于流量测量腔3内壁开设的转动槽可以限制转动轴313的位置,所以被顶起的活动隔板311会带动转动齿轮312转动,转动的转动齿轮312通过与移动板32底面的齿轮槽配合从而可以驱动移动板32,由于移动板32侧面开设的限位块321会与限位滑槽配合,限制限位块321的位移,所以移动板32只会沿水平方向移动,在转动齿轮312转动时,移动板32会带动第二磁铁33沿水平方向向流量传感器5的一侧移动,移动板32同时也会拉动弹簧34,通过弹簧34的反作用力,最终使移动板32稳定,也就是保证了活动隔板311平衡;
由于流量传感器5包括线性霍尔元件和NTC热敏电阻,在第二磁铁33向流量传感器5靠近的过程中,线性霍尔元件会检测出第二磁铁33形成的磁场的变化,并将该磁场变化转化为电信号输送至线路板组件6,由线路板组件6计算出该时刻活动隔板311处流体的流量;
而活动隔板311在转动的过程中,打开的是压力测量腔2与流量测量腔3处的截面积,且该截面积是连贯的,流体也是在该处直接通过,就算流体中含有较多杂质,在压力测量腔2与流量测量腔3的连接处也不会发生堵塞,因为流体会直接带走杂质;
线性霍尔元件信号输出的幅度大小与第二磁铁33靠近流量传感器5的程度相关,也就是与活动隔板311被顶起的角度相关,活动隔板311被顶起的角度越大,流体的流量也就越大,在弹簧34的反作用力下,活动隔板311的位置会保证平衡,进一步保证线性霍尔元件信号输出的稳定性,也就是提高了流量传感器5测量的精确度。
所述第二磁铁33与流量传感器5设置在同一水平线上;
工作时,由于第二磁铁33与流量传感器5设置在同一水平线上,当第二磁铁33向流量传感器5靠近时,流量传感器5内线性霍尔元件检测到的磁场变化呈存在线性关系,降低线路板组件6计算流量测量腔3内流体流量的误差,提高准确度。
所述传感器基体1的内部靠近压力测量腔2和压力传感器4之间的位置开设有滑动腔25,所述滑动腔25靠近压力测量腔2的一侧设有硅胶膜片21,所述硅胶膜片21靠近压力测量腔2的一侧与压力测量腔2连通;
所述硅胶膜片21远离压力测量腔2的一侧固定连接有滑块22,所述滑块22的内侧中间位置设有第一磁铁23,所述滑块22远离硅胶膜片21的一侧固定连接有弹簧片24,所述弹簧片24用于支撑滑块22;
工作时,如图1所示,当有流体进入传感器基体1中时,压力测量腔2内会充满流体,同时也会存在流体的压力,由于硅胶膜片21靠近压力测量腔2的一侧与压力测量腔2连通,流体会作用在硅胶膜片21上,并挤压硅胶膜片21,发生形变的硅胶膜片21会挤压滑块22,受到挤压的滑块22会带动第一磁铁23在滑动腔25内移动,在第一磁铁23移动的过程中,会逐渐靠近压力传感器4;
由于压力传感器4包括线性霍尔元件和NTC热敏电阻,在第一磁铁23向压力传感器4靠近的过程中,线性霍尔元件会检测出第一磁铁23形成的磁场的变化,并将该磁场变化转化为电信号输送至线路板组件6,由线路板组件6计算出压力测量腔2内流体的压力;
滑块22可以将第一磁铁23包覆在内侧,而滑块22在滑动腔25内滑动受限,因此可以承受更大的过压。
所述第一磁铁23与压力传感器4设置在同一水平线上;
工作时,由于第一磁铁23与压力传感器4设置在同一水平线上,当第一磁铁23向压力传感器4靠近时,压力传感器4内的线性霍尔元件检测到的磁场变化呈存在线性关系,降低线路板组件6计算压力测量腔2内流体压力的误差,提高准确度。
具体工作流程如下:
当有流体进入传感器基体1中时,压力测量腔2内会充满流体,同时也会存在流体的压力,由于硅胶膜片21靠近压力测量腔2的一侧与压力测量腔2连通,流体会作用在硅胶膜片21上,并挤压硅胶膜片21,发生形变的硅胶膜片21会挤压滑块22,受到挤压的滑块22会带动第一磁铁23在滑动腔25内移动,在第一磁铁23移动的过程中,会逐渐靠近压力传感器4,由于压力传感器4包括线性霍尔元件和NTC热敏电阻,在第一磁铁23向压力传感器4靠近的过程中,线性霍尔元件会检测出第一磁铁23形成的磁场的变化,并将该磁场变化转化为电信号输送至线路板组件6,由线路板组件6计算出压力测量腔2内流体的压力,活动隔板311会被流体顶起,由于流量测量腔3内壁开设的转动槽可以限制转动轴313的位置,所以被顶起的活动隔板311会带动转动齿轮312转动,转动的转动齿轮312通过与移动板32底面的齿轮槽配合从而可以驱动移动板32,由于移动板32侧面开设的限位块321会与限位滑槽配合,限制限位块321的位移,所以移动板32只会沿水平方向移动,在转动齿轮312转动时,移动板32会带动第二磁铁33沿水平方向向流量传感器5的一侧移动,移动板32同时也会拉动弹簧34,通过弹簧34的反作用力,最终使移动板32稳定,也就是保证了活动隔板311平衡,在第二磁铁33向流量传感器5靠近的过程中,线性霍尔元件会检测出第二磁铁33形成的磁场的变化,并将该磁场变化转化为电信号输送至线路板组件6,由线路板组件6计算出该时刻活动隔板311处流体的流量;
线路板组件6内的软件处理流程如下:
通过实验获得压力流量对应的线性霍尔元件输出电压的幅度,制成表,可以通过查表快速得到当前的压力和流量;
通过实验获得温度对流量和压力的影响,并制成表,通过查表获得温度修正量;
由于单片机不能保存太大的表格,因此可以制作部分数据的表,再用插值的方法计算获得对应的数据。只要插值计算结果的精度满足实际应用要求即可。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种压力流量传感器模组,包括传感器基体(1);
其特征在于:所述传感器基体(1)的内部开设有压力测量腔(2)和流量测量腔(3),还包括:
压力传感器(4),所述压力传感器(4)可拆卸连接在传感器基体(1)的表面靠近压力测量腔(2)的位置,所述压力传感器(4)用于检测压力测量腔(2)内流体的压力;
流量传感器(5),所述流量传感器(5)可拆卸连接在传感器基体(1)的表面靠近流量测量腔(3)的位置,所流量传感器(5)用于检测流量测量腔(3)内流体的流量;
线路板组件(6),所述线路板组件(6)可拆卸连接在传感器基体(1)的一侧,所述线路板组件(6)通过导线连接压力传感器(4)和流量传感器(5),所述线路板组件(6)用于处理压力传感器(4)和流量传感器(5)的感应信号;
流量检测机构(31),所述流量检测机构(31)活动连接在压力测量腔(2)和流量测量腔(3)的连接处,用于检测流量测量腔(3)内流体的流量;
所述流量检测机构(31)包括活动隔板(311),所述活动隔板(311)的顶端固定连接有转动齿轮(312),所述转动齿轮(312)的两端圆心位置固定连接有转动轴(313);
所述流量测量腔(3)的内壁靠近转动轴(313)的位置开设有与转动轴(313)相契合的转动槽,用于限制转动轴(313)的位置;
所述转动齿轮(312)的顶部设有移动板(32),所述移动板(32)的底面开设有齿轮槽,所述移动板(32)通过齿轮槽与转动齿轮(312)啮合;
所述移动板(32)的侧面固定连接有限位块(321),所述流量测量腔(3)的内壁靠近限位块(321)的位置开设有与限位块(321)相契合的限位滑槽,用于限制限位块(321)的位移;
所述移动板(32)靠近流量传感器(5)的一端固定连接有第二磁铁(33),所述移动板(32)的另一端固定连接有弹簧(34),所述弹簧(34)远离移动板(32)的一端与流量测量腔(3)的内壁固定连接;
所述第二磁铁(33)与流量传感器(5)设置在同一水平线上;
所述传感器基体(1)的内部靠近压力测量腔(2)和压力传感器(4)之间的位置开设有滑动腔(25),所述滑动腔(25)靠近压力测量腔(2)的一侧设有硅胶膜片(21),所述硅胶膜片(21)靠近压力测量腔(2)的一侧与压力测量腔(2)连通;
所述硅胶膜片(21)远离压力测量腔(2)的一侧固定连接有滑块(22),所述滑块(22)的内侧中间位置设有第一磁铁(23),所述滑块(22)远离硅胶膜片(21)的一侧固定连接有弹簧片(24),所述弹簧片(24)用于支撑滑块(22)。
2.如权利要求1所述的一种压力流量传感器模组,其特征在于:所述压力传感器(4)和流量传感器(5)均包括线性霍尔元件和NTC热敏电阻。
3.如权利要求1所述的一种压力流量传感器模组,其特征在于:所述第一磁铁(23)与压力传感器(4)设置在同一水平线上。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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