CN201340282Y - 流仪表及其检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种流仪表及其检测装置。所述流仪表包括振荡发生器、设置于所述振荡发生器的检测电极、以及与所述检测电极连接的采样电路，其特征在于，还包括：罩设于所述采样电路的电磁屏蔽罩。本实用新型可以解决流仪表中采样电路的信号失真问题，保证流体测量信号的准确性。

Description

流仪表及其检测装置

技术领域

本实用新型涉及测量领域，特别是涉及测量流体的流仪表及其检测装置。

背景技术

现有技术流仪表一般用于测量流体体积，其原理来自于射流振荡器。当流体通过具有射流振荡器的流仪表时，流体在射流振荡器中产生振荡，而振荡频率是由通过它的流体流动速度决定的。通过射流振荡器的振荡频率可测量流体的速度，进而得到通过流体的体积。

参阅图1，中国专利号为ZL98218398.4的实用新型专利中公开了一种用于流体的射流振荡器，其包括本体1，在本体1内设有相互连通的入水管15、振荡室和左输出流道19、右输出流道21。其中振荡室包括左隔板18、右隔板20分隔成居中的主流道，以及居于左、右两侧的左反馈通道17、右反馈通道28。在左、右反馈通道上各自形成左反射戽斗16、右反射戽斗27，入水管相对于主流道是偏置的，其内装有高压喷嘴。

上述振荡器的振荡原理为：由高压喷嘴射入振荡室的射流，由于附壁效应会贴附在左隔板18或右隔板20。图1中实线箭头表示此射流贴附在左隔板18上，进而由左侧输出流道19射出。在由入水管15射入的中速射流射入左输出流道19的同时，也会有一小部分射入左反射戽斗16。这一小部分水流被反射后就由左反馈通道17冲向喷嘴出口右边，由动量合成的矢量法则，使后续射流不能贴附在左隔板18上面，而改变为如图1中虚线箭头所表示的那样切换到右侧循着右隔板20前进。大部分主流继而通过右输出流道21射出。与此同时，在大部分射流进入右输出通道21的时候，另一小部分射流则被右反射戽斗27挑回到右反馈通道28，又从右侧逼迫入水管15射入的射流切换到右侧，使水射流再次由左输出流道19流出。如此完成“左侧一右侧一左侧”一个周期并将循环往复、周而复始地交替变向射流，形成振荡。

为检测上述的振荡，可以通过在振荡室内对流体施加磁场，并由采样电路及其电极来检测流体通过磁场时本身内所产生的合成电压，来对振荡进行电磁检测。最后通过流体振荡频率-电压-流体速度-流量的对应关系，由检测到的电压来计算出流体的速度或流量。参阅图2，是现有技术采样电路的原理框图。所述采样电路包括连接采样电极的信号检测装置、初级放大装置及低通滤波装置。信号检测装置还连接激励装置。激励装置产生的激励信号作用到采样电极上，检测装置输出采样电极检测到的合成电压信号到初级放大装置。初级放大装置对信号进行放大处理，后输出到低通滤波，过滤掉不需要的信号后输出到末级放大装置。

一般情况下，采样电路的设计直接影响流仪表流量检测的精度，特别在信号进行放大之前，从检测电极输出的流量检测信号有时会受到电磁干扰而失真。这些失真的信号被多级放大之后，失真更为严重，严重影响流仪表的测量精度；另外，激励装置的作用是施加交流信号到检测电极上，以提高采样的精度，但这些交流信号在被干扰的情况下，会使激励装置失去功能，甚至进一步使流量检测信号失真，影响流体检测结果的准确度和精度。

实用新型内容

为解决现有技术进行流量测量的采样电路由于易受干扰而导致计量信号失真的技术缺陷，本实用新型提供一种流仪表及其检测装置，可以提高采样电路输出信号的准确性和精确度。

为解决上述技术问题，本实用新型的一个方面是提供一种流仪表，包括振荡发生器、设置于所述振荡发生器的检测电极、以及与所述检测电极连接的采样电路，还包括：罩设于所述采样电路的电磁屏蔽罩。

较优实施方式中，所述电磁屏蔽罩具有多个散热通孔。

较优实施方式中，所述电磁屏蔽罩是一面开口的箱体。

较优实施方式中，所述箱体开口的一面是与所述采样电路所在电路板表面对应的箱面。

较优实施方式中，所述箱体开口的一面是与所述采样电路所在电路板侧边对应的箱面。

较优实施方式中，所述电磁屏蔽罩内还容纳连接所述采样电路的主控电路板。

较优实施方式中，所述电磁屏蔽罩与所述流仪表的盖体一体成型。

为解决上述技术问题，本实用新型的另一个方面是提供一种检测装置，包括设置于振荡发生器的检测电极、与所述检测电极连接的采样电路、以及与所述采样电路连接的主控电路板，还包括：罩设于所述采样电路的电磁屏蔽罩。

较优实施方式中，所述电磁屏蔽罩内还容纳所述主控电路板。

较优实施方式中，所述电磁屏蔽罩具有多个散热通孔。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术流仪表的采样电路由于易受干扰而导致计量信号失真的技术问题，本实用新型通过为采样电路提供电磁屏蔽罩，确保检测电极输出的流量检测信号不会受到电磁干扰而导致失真，那么被保护的信号被多级放大之后，不会出现严重失真的现象；另外，本实用新型可以确保激励信号的被正确地施加在检测电极上，确保测量输出的计量信号具有较高的准确性和精确度。

附图说明

图1是现有技术流仪表的结构示意图；

图2现有技术流仪表中采样电路的原理框图；

图3是本实用新型流仪表一实施方式的立体示意图；

图4是图3流仪表的立体分解图；

图5是图4中振荡发生器与采样电路板、电磁屏蔽罩结合的示意图；

图6是图4中电磁屏蔽罩翻转后的立体示意图；

图7是图4中采样电路板上采样电路第一实施方式的原理框图；

图8是图4中采样电路板上采样电路第二实施方式的原理框图；

图9是图3中A-A’方向的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

请参考图3，是本实用新型流仪表实施方式的立体示意图。所述流仪表包括表体300。所述表体300包括具有流体路径的振荡发生器320(如图4示)、以及分别接在所述流体路径入口、出口的入口接管210、出口接管220。

参阅图4，所述表体300还包括表壳310以及设置在表壳310内的所述振荡发生器320。所述表壳310两侧边具有开口311(另一侧未示)，所述振荡发生器320流体路径的入口321和出口322(如图9示)外侧具有螺纹，对应地所述入口接管210和出口接管220相应端内侧具有螺纹，利用所述螺纹，所述振荡发生器320的入口321和出口322的结构部分分别旋入所述入口接管210和出口接管220，并且所述入口接管210和出口接管220分别穿过所述表壳310两侧边的开口311，然后采用紧固螺母376固定在所述表壳310上。

为增加水密性，在所述入口接管210与紧固螺母376之间，以及在出口接管220与紧固螺母376之间，设置O型密封圈373、375以及环形密封圈374。

所述振荡发生器320的流体路径内可产生流体振荡，并采用检测电极331，332，333设置在其中进行振荡频率的检测。所述振荡发生器320的上下各设置上盖357以及底板353。所述振荡发生器320与底板353之间还从上到下设置有振荡发生器盖板359以及硅胶垫351。所述振荡发生器盖板359和振荡发生器320之间采用超声焊接工艺进行焊接。所述振荡发生器320与上盖357之间还从上到下设置有铭牌355、主控电路板334、电磁屏蔽罩354以及采样电路板335。所述采样电路板335和主控电路板334由电池组件361供电。所述上盖357具有容纳示数窗透明镜356的窗口(未标示)。所述上盖357上面还包括一个翻盖358，可打开观看流仪表中主控电路板334上面的流量示数。

一起参阅图5和图6，所述电磁屏蔽罩354罩设于所述采样电路板335，所述采样电路板335上设置有采样电路。如图6所示，所述电磁屏蔽罩354上具有多个散热通孔3541。所述散热通孔3541足够小，不至于影响电磁屏蔽罩354的电磁屏蔽性能。所述电磁屏蔽罩354是一面开口的箱体。在本实施方式中，所述箱体开口的一面是与所述采样电路所在电路板335表面对应的箱面，即面积较大的底面。但本实用新型中所述箱体的开口不限于所述底面，比如在其他实施方式中，所述箱体开口的一面是与所述采样电路所在电路板335侧边对应的箱面，即箱体的一个侧面开口，箱体其他面都是封闭的，采样电路板335则通过所述侧面开口插入电磁屏蔽罩354。

可以看出，区别于现有技术流仪表的采样电路由于易受干扰而导致计量信号失真的技术问题，本实用新型通过为采样电路提供电磁屏蔽罩354，确保检测电极331，332，333输出的流量检测信号不会受到电磁干扰而导致失真，那么被保护的信号被多级放大之后，不会出现严重失真的现象；另外，本实用新型可以确保激励信号的被正确地施加在检测电极331，332，333上，确保测量输出的计量信号具有较高的准确性和精确度。

在其他实施方式中，所述电磁屏蔽罩354的位置可以有各种设计，比如所述电磁屏蔽罩354内还可以容纳连接所述采样电路的主控电路板334。又或者，所述电磁屏蔽罩354与所述流仪表的上盖357或底板353一体成型，又或者与所述表壳310一体成型。如果将所述上盖357、底板353和表壳310统称为盖体，那么电磁屏蔽罩354还可以与所述盖体一体成型。

参阅图7，在具体的实施方式中，所述采样电路包括信号检测单元、激励单元、初级放大单元、低通滤波单元、次级放大单元、末级放大单元以及信号判定单元。所述初级放大单元的输出端接所述次级放大单元，所述低通滤波单元接于所述次级放大单元的输出端与末级放大单元的输入端之间。所述末级放大单元的输出端接所述主控电路板334中的处理器。所述信号判定单元的输入端接所述末级放大单元的输出端，并且还连接信号检测单元。所述信号判定单元用于判断所述末级放大单元的输出信号的信号频率与所述激励单元的激励信号的信号频率是否相同，在信号频率相同的情况下判定所述放大单元输出的信号无效；在信号频率相同的情况下判定所述末级放大单元输出的信号无效，并触发所述主控电路板334中的处理器丢弃所述信号，保证计量信号的有效性。

参阅图8，在另一实施方式中，所述采样电路进一步包括偏置跟随单元，其输入端连接所述信号检测单元，输出端连接信号检测单元、初级放大单元、次级放大单元、低通滤波单元、末级放大单元以及信号判定单元，用于输入经所述信号检测单元进行叠加后的所述检测电极331，332，333的极化电压差和激励单元产生的激励信号，并且对所述极化电压差和激励信号进行叠加后的信号进行整流，产生随环境温度和环境湿度缓慢变化的直流偏置电压，将所述直流偏置电压施加于所述信号检测单元、初级放大单元、次级放大单元、低通滤波单元、末级放大单元以及信号判定单元上。

本实施方式中增加的偏置跟随单元，可以产生采样电路需要的直流偏置电压，消除电极极化效应的影响，减弱来自外界的由采样电路感应的电磁信号对各级放大电路产生的影响，以及减弱环境温度和环境湿度对采样电路的各级放大电路产生的影响，保证采样电路输出信号的精度和有效性。

为屏蔽外界电磁波干扰、增强采样电路的抗干扰性能、稳定计量信号的输出，可进一步增加覆盖在所述采样电路上的电磁屏蔽罩。

另外，为得到较好形态的流体，可设计一些整流结构，如下所述：

一起参阅图9，所述振荡发生器320的流体路径包括依次连通的入口321、楔形流道323、主流入口324、主流道325以及出口322。所述振荡发生器320的流体路径还包括主流道325靠近出口322处向两侧叉开的反馈流道328。所述反馈流道328通过反馈流入口326直通主流入口324。在主流道325的中央，还设置有分流劈329。

所述主流道325两侧为流体附着壁341。流体规则的摆动式振荡由检测装置检测，所述检测装置包括位于所述流体附着壁341外表面之外的磁场发生装置343、所述流体附着壁341附近的一对检测电极331，332、所述主流道325中央的另一电极333以及连接至所述检测电极331，332，333的采样激励装置。所述检测电极331，332从振荡发生器320外部伸入至所述流体路径中。另外，所述流体附着壁341的外表面是磁体贴合壁342。所述磁场发生装置343包括贴近所述流体附着壁341外表面设置的一对磁体334。

所述整流装置对流体的测量非常重要，同时可明显改善小流量特性。所述楔形流道323的整流原理这样的：流体从阔口处流进窄形的长方形出口，流体逐步被挤压成具有一定速度的可形成明显附壁效应的射流，可取得稳定振荡、并具有规整附壁形状的流体，以被电极331，332，333准确检测，有效提高流体测量的精度及稳定度。

在本实施方式中，为进一步取得稳定的振荡流体，在所述分流劈329与所述流体路径出口322之间设置有专门形成流体旋涡的涡流区327。发明人经研究发现，在分流劈329背后至出口322处设置的涡流区327能取得明显的旋涡，此旋涡对形成稳定的流体振荡非常重要。

此外，所述出口接管220还设置有防止流体反向流动的单向导流装置390。所述单向导流装置390可以取得如下技术效果：

1、在反向安装时让流仪表无法正常工作，有了这个装置，流仪表反向安装时，流体无法通过；

2、单向导流装置390的存在保证了流仪表正常工作时，振荡发生器320内部充满流体，保证电极331，332，333始终能接触到流体，保证采样电路正常工作，并进一步保证测量的精度。

此外，在所述出口接管220设置的单向导流装置390可进一步保证测量的精度；

另外，在所述分流劈329与所述流体路径出口322之间设置的涡流区327可进一步使振荡发生器320始终取得稳定的流体振荡，进一步保证流体测量的精度。

还参阅图4，本实用新型还公开一种检测装置，包括设置于振荡发生器320的检测电极331，332，333、与所述检测电极331，332，333连接的采样电路、以及与所述采样电路连接的主控电路板334，还包括：罩设于所述采样电路的电磁屏蔽罩354。所述采样电路设置于所述采样电路板335上。

进一步，所述电磁屏蔽罩354内还容纳所述主控电路板334。所述电磁屏蔽罩354具有多个散热通孔3541(如图6示)。

综上所述，本实用新型可以产生如下技术效果：

1、电磁屏蔽罩354屏蔽外界电磁波干扰、增强采样电路的抗干扰性能、稳定计量信号的输出；

2、采样电路中的信号判定单元可以剔除因激励信号产生的无效信号，保证计量信号的有效性；

3、采样电路中的偏置跟随单元可以消除电极极化效应的影响，减弱来自外界的由采样电路感应的电磁信号对各级放大电路产生的影响，以及减弱环境温度和环境湿度对采样电路的各级放大电路产生的影响，保证采样电路输出信号的精度和有效性；

4、整流装置可以使流体逐步被挤压成具有一定速度的可形成明显附壁效应的射流，可取得稳定振荡、并具有规整附壁形状的流体，以被电极331，332，333准确检测，有效提高流体测量的精度及稳定度；

5、单向导流装置390保证流仪表正常工作。

以上对本实用新型所提供的一种流仪表及其检测装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种流仪表，包括振荡发生器、设置于所述振荡发生器的检测电极、以及与所述检测电极连接的采样电路，其特征在于，还包括：罩设于所述采样电路的电磁屏蔽罩。

2.根据权利要求1所述的流仪表，其特征在于：所述电磁屏蔽罩具有多个散热通孔。

3.根据权利要求1所述的流仪表，其特征在于：所述电磁屏蔽罩是一面开口的箱体。

4.根据权利要求3所述的流仪表，其特征在于：所述箱体开口的一面是与所述采样电路所在电路板表面对应的箱面。

5.根据权利要求3所述的流仪表，其特征在于：所述箱体开口的一面是与所述采样电路所在电路板侧边对应的箱面。

6.根据权利要求1至5任一项所述的流仪表，其特征在于：所述电磁屏蔽罩内还容纳连接所述采样电路的主控电路板。

7.根据权利要求1或2所述的流仪表，其特征在于：所述电磁屏蔽罩与所述流仪表的盖体一体成型。

8.一种检测装置，包括设置于振荡发生器的检测电极、与所述检测电极连接的采样电路、以及与所述采样电路连接的主控电路板，其特征在于，还包括：罩设于所述采样电路的电磁屏蔽罩。

9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于：所述电磁屏蔽罩内还容纳所述主控电路板。

10.根据权利要求8或9所述的检测装置，其特征在于：所述电磁屏蔽罩具有多个散热通孔。

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