CN202119480U - 涡流感测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种涡流感测器及其应用，由一流体通道、一涡流钝形体、一感测杆、一磁场及一线圈组成，流体通道供流体流入；涡流钝形体设置于该流体通道内部；感测杆通过流体通道的壁体后向内插设于流体通道内部，与涡流钝形体相距一小段距离；磁场设置于流体通道外壁上，其磁力线围覆住感测杆顶端；线圈装设于感测杆外围；流体进入流体通道内冲击到涡流钝形体时产生涡街现象而推动感测杆位移，因此切割磁场，使线圈内感应产生电动势，撷取其电压变化的信号经过整理，应用为流量量测的基准值以计算出流量，同时电动势经过整理，应用为电源使用。
Description
【技术领域】
本实用新型是关于一种涡流感测器，尤指一种利用流体的涡街效应使线圈感应产生电动势，撷取其电压变化的信号应用为流量量测的基准值以计算出流量，同时将电动势应用为电源使用的涡流感测器。
【背景技术】
涡流感测器是一种由涡街效应，以进行流量感测作用的装置，最常见的应用就是组装成涡流流量计使用。习知涡流感测器的构造，基本上包含：一流体通道，其具有一流体入端及一流体出端；一涡流钝形体，设置于该流体通道中，将该流体通道区分为一上游区段及一下游区段，流体经由该流体通道的流体入端进入上游区段，然后冲击该涡流钝形体后，即在下游区段内产生涡街现象(又称卡门涡街，Karman vortex street)；一感测杆，插设于该下游区段，接受流体所产生的涡街现象推动而做往复位移运动；及一磁场，设置于该感测杆顶端头；该感测杆位移时与该磁场产生切割作用，因此由撷取磁场变化所对应产生的信号做为流量量测的基准值，据以计算出流体流量。
因磁场变化信号微弱且不稳定，须经过多重整理方可利用，因此整体运算作业较为繁杂，且准确度相对较低。另者，现今的计量器具(例如流量计)皆运用配置有软、硬件的电子式运算单元，来进行讯号接收，数据比对运算及数据远距传输的工作，因此都需要使用到电力驱动。上述习知涡流感测器仅具感测流体流量的作用，除外即无其他用途，而涡流感测器组装成涡流流量计使用时经常被装设于荒郊野外人烟稀少处，电力使用上颇为不便，经常需要申请电力公司拉线，装设费用增加，有待改善。
【实用新型内容】
本实用新型的目的即在提供一种可以自行感应产生电动势，撷取其电压信号应用为流量量测的基准值以计算出流量，同时将电动势应用为电源使用的涡流感测器。
一种涡流感测器，包含一流体通道、一涡流钝形体、一感测杆、一磁场及一线圈，其特征在于：该流体通道具有一流体入端及一流体出端；该涡流钝形体为一块体状的对象，设置于该流体通道内部，以将该流体通道内部空间区分为一上游区段及一下游区段；该感测杆自上方通过该流体通道的壁体，再向内插设于该下游区段内，该感测杆与该涡流钝形体相距一小段距离；该磁场设置于该流体通道的外壁上，其磁力线围覆住该感测杆顶端头；该线圈装设于该感测杆外围；使用时，流体经由该流体通道的流体入端进入上游区段内后，先有平顺的流动现象，然后冲击到该涡流钝形体，随即在该下游区段内产生涡街现象，并即推动该感测杆产生往复位移运动，因此切割该磁场产生变化，同时该线圈内即感应产生电动势。
其中，该涡流钝形体为一块体状的对象，与流体流动方向垂直状态设置于该流体通道内部。
其中，该感测杆外部围覆一保护件，内部设置类似轴衬或轴承的对象，以辅助稳定该感测杆及供该感测杆通过。
其中，该保护件是以绝缘材质成型。
其中，该线圈与一电力收集器连接。
其中，该磁场由分位于该感测杆二侧的第一磁性件及第二磁性件所组成，产生的磁力线是横向通过模式。
其中，该磁场由成型为圆环状的磁性件构成，产生的磁力线是上下环绕的模式。
其中，该感测杆切割磁场产生变化，同时线圈内即感应产生电动势，撷取其电压变化的信号，经过放大、滤波及转换整理过程后，作为流量量测的基准值，以计算出流体流量。
其中，该感测杆切割磁场产生变化，同时该线圈内即感应产生电动势，将所产生的电动势收集，经过稳压、整流及变压整理过程后，储存为电源使用。
本发明优点及功效在于：提供一种可以自行感应产生电动势，撷取其电压信号应用为流量量测的基准值以计算出流量，同时将电动势应用为电源使用的涡流感测器。
【附图说明】
图1所示是本实用新型第一实施例的立体图
图2所示是本实用新型第一实施例的俯视图
图3所示是本实用新型第一实施例的侧视使用示意图
图4所示是本实用新型第一实施例的俯视使用示意图
图5所示是本实用新型第二实施例的立体图
图6所示是本实用新型第二实施例的俯视图
图7所示是本实用新型第二实施例的侧视使用示意图
图中标号说明如下：
1---涡流感测器 10---流体通道 101---流体入端
102---流体出端 11---上游区段 12---下游区段
20---涡流钝形体 30---感测杆 31---保护件
40---磁场 41---第一磁性件 42---第二磁性件
43---第三磁性件 50---线圈
【具体实施方式】
请参阅图1～4所示，本实用新型第一实施例的涡流感测器1，是包含一流体通道10、一涡流钝形体20、一感测杆30、一磁场40及一线圈50，其中，该流体通道10具有一流体入端101及一流体出端102；该涡流钝形体20为一块体状的对象，采与流体流动方向垂直状态设置于该流体通道10内部，以将该流体通道10内部空间区分为一上游区段11及一下游区段12，当流体经由该流体通道10的流体入端101进入上游区段11内后，先有平顺的流动现象，然后即冲击到该涡流钝形体20，而随即在该下游区段12内产生涡街现象(又称卡门涡街，Karman vortex street)；亦即该涡流钝形体20形成为流体流动过程的一个障碍，导致流体通过该涡流钝形体20后于该下游区段12内产生涡街现象。该涡流钝形体20实际上可以有许多种外观造型，并不受本实用新型说明书及图式所揭露局限，因此只要可以让流体冲击后产生涡流现象的块体状对象即为本实用新型所界定的涡流钝形体20。
该感测杆30自上方通过该流体通道10的壁体，并与流体通道10的壁体间介以类似轴衬或轴承及防水垫圈等的物件护持而定位，再向内插设于该下游区段12内，该感测杆30与该涡流钝形体20相距一小段距离，所以感测杆30接受流体所产生的涡街现象推动时会伴随产生微小的往复位移现象，其位移方向是伴随涡街现象而运动。为稳持该感测杆30，所以在感测杆30外部更可围覆一保护件31，是以绝缘材质成型，内部设置类似轴衬或轴承的对象，以辅助稳定该感测杆30及供该感测杆30通过。
该磁场40设置于该流体通道10的外壁上，其磁力线围覆住该感测杆30顶端头，因此该感测杆30受推动位移时会切割该磁场40的磁力线，使产生变化。该线圈50装设于该感测杆30外围，并共同受该保护件31所围覆，该线圈50是装设为固定不动，二端头则穿出该保护件31后，与一电力收集器(未示于图)连接。在第一～四图所示中，该磁场40是由分位于该感测杆30二侧的第一磁性件41(例如磁铁)及第二磁性件42(例如磁铁)所组成，因此所产生的磁力线是为横向通过模式。
接着，请参阅图5～7所示，本实用新型第二实施例在构造组成上与第一实施例有绝大相同的处，因此相同的构造组成即采相同组件编号，以免混淆。第二实施例不同于第一实施例的处在于该磁场40是由成型为圆环状的第三磁性件43(例如磁铁)构成，而将该感测杆30围覆于中央，因此第二实施例的磁场40所产生的磁力线是为上下环绕的模式。惟不论是第一实施例中由分位左右的第一磁性件41与第二磁性件42所组成的磁场40，或是第二实施例中由圆环状的第三磁性件43所构成的磁场40，皆有相同的组成原理及作用功效。
本实用新型使用时是与流体管路连接，亦即在要进行流体感测的处，将流体管路断开，然后将本实用新型中流体通道10的流体入端101与流体管路的供应端连接，流体出端102则与流体管路的承接端连接，并将该保护件31设置为在流体信道10上方的位置。当流体经由该流体入端101进入上游区段11内后，会先有平顺的流动现象，然后即冲击到该涡流钝形体20，而随即在该下游区段12内产生涡街现象，并即推动该感测杆30伴随产生往复位移现象，因此切割该磁场40产生变化。同时该线圈50内基于磁生电原理而会感应产生电动势，并经由二端头穿出该保护件31后，连接至一电力收集器接收，再经该电力收集器内部进行稳压、整流、变压等整理过程后，储存为电源应用。同时另可撷取其电压变化的信号，经过放大、滤波、转换诸项整理过程后，应用为流量量测的基准值，以计算出流体流量。
因此，本实用新型中的线圈50因感测杆30位移切割磁场所伴随感应产生的电动势，可作如下应用：
1.撷取所感应产生的电动势的电压变化信号，经过放大、滤波、转换诸项整理过程后，可以应用为流量量测的基准值，以计算出流体流量，其稳定性及准确度皆相对较高。
2.所产生的电动势经收集整理后，可以应用成为常设电源，以直接供应本实用新型涡流感测器1组装成涡流流量计使用时，内部配置有软、硬件的电子式运算单元运作时所需的电力。因该流体通道10内流经的流体一般是源源不绝，所以可以持续性产生电动势，以作持续性供电。因此纵使涡流感测器1组装成涡流流量计使用时是装设于荒郊野外人烟稀少处，但仍能保持涡流流量计的正常用电运作。
3.所产生的电动势经收集及整理后，可以应用成为备用电源，以供应偶而需要的用电。例如：装设于荒郊野外人烟稀少处的涡流流量计，仍会偶有巡查人员进行保养检修的时候，此时即可利用该备用电源供电巡查人员另备的用电物品(例如小型照明发光器、数据处理机、或信号传送机)使用，非常方便。
Claims (9)
1.一种涡流感测器，包含一流体通道、一涡流钝形体、一感测杆、一磁场及一线圈，其特征在于：该流体通道具有一流体入端及一流体出端；该涡流钝形体为一块体状的对象，设置于该流体通道内部，以将该流体通道内部空间区分为一上游区段及一下游区段；该感测杆自上方通过该流体通道的壁体，再向内插设于该下游区段内，该感测杆与该涡流钝形体相距一小段距离；该磁场设置于该流体通道的外壁上，其磁力线围覆住该感测杆顶端头；该线圈装设于该感测杆外围；使用时，流体经由该流体通道的流体入端进入上游区段内后，先有平顺的流动现象，然后冲击到该涡流钝形体，随即在该下游区段内产生涡街现象，并即推动该感测杆产生往复位移运动，因此切割该磁场产生变化，同时该线圈内即感应产生电动势。
2.根据权利要求1所述的涡流感测器，其特征在于：该涡流钝形体为一块体状的对象，与流体流动方向垂直状态设置于该流体通道内部。
3.根据权利要求1所述的涡流感测器，其特征在于：该感测杆外部围覆一保护件，内部设置类似轴衬或轴承的对象，以辅助稳定该感测杆及供该感测杆通过。
4.根据权利要求3所述的涡流感测器，其特征在于：该保护件是以绝缘材质成型。
5.根据权利要求1所述的涡流感测器，其特征在于：该线圈与一电力收集器连接。
6.根据权利要求1所述的涡流感测器，其特征在于：该磁场由分位于该感测杆二侧的第一磁性件及第二磁性件所组成，产生的磁力线是横向通过模式。
7.根据权利要求1所述的涡流感测器，其特征在于：该磁场由成型为圆环状的磁性件构成，产生的磁力线是上下环绕的模式。
8.根据权利要求1所述的涡流感测器，其特征在于：该感测杆切割磁场产生变化，同时线圈内即感应产生电动势，撷取其电压变化的信号，经过放大、滤波及转换整理过程后，作为流量量测的基准值，以计算出流体流量。
9.根据权利要求1所述的涡流感测器，其特征在于：该感测杆切割磁场产生变化，同时该线圈内即感应产生电动势，将所产生的电动势收集，经过稳压、整流及变压整理过程后，储存为电源使用。
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