CN206114014U - 一种无磁流量计叶轮传感结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水表流量计，具体涉及一种无磁流量计叶轮传感结构。包括安装在流量计流体区的叶轮计量模块和安装在流量计密封区的传感模块；叶轮计量模块随内部流体的流动而转动，传感模块用于感应所述叶轮计量模块的转动并计数，本实用新型通过设计合理的叶轮结构，使叶轮所受摩擦力降低，提高了流量计的计量灵敏度，减小了计量误差，流量计始动流量低，计量结果准确且不易受外界干扰。

Description

一种无磁流量计叶轮传感结构

技术领域

本实用新型涉及一种水表流量计，具体涉及一种无磁流量计叶轮传感结构。

背景技术

在当前智能水表应用实践中，无磁信号采样模式是水表采样最具优势的方式。但是，现有技术的无磁水表，由于没有对转动叶轮进行优化设计，常常存在灵敏度低、耐磨性差、始动流量高、信号拾取不稳定等缺点。能否保证无磁流量计具有稳定的无磁信号采集、极小的始动流量和线性特性、具有较大的量程比和较高的灵敏度、超强的耐磨损性能和较长的使用寿命、流量计具备IP67的防护等级等系列问题，一直是困扰众多表厂的难题，有些甚至成为不可逾越的技术鸿沟。

实用新型内容

根据现有技术的不足，本实用新型提供了一种无磁流量计叶轮传感结构，包括安装在流量计流体区的叶轮计量模块和安装在流量计密封区的传感模块；

所述叶轮计量模块随内部流体的流动而转动，叶轮计量模块包括叶轮支撑轴、嵌套在叶轮支撑轴外的轴套、以轴套为中心呈放射状排布的叶轮以及嵌设在叶轮顶部的金属感应片，叶轮支撑轴的顶部为球面凸起部，轴套的内部设置有球面凹陷部，所述叶轮支撑轴与轴套的接触支点在所述球面凹陷部处；

所述传感模块用于感应所述叶轮计量模块的转动并计数，传感模块包括LC传感器和与LC传感器电连接的检测电路。

本实用新型在使用时，待测流体通过流量计下部的流体区流通，带动叶轮计量模块转动，密封区的传感模块感应叶轮计量模块的转动，并通过线缆传输，显示到流量计的显示模块上。

传感模块产生LC振荡波形，当金属感应片移近LC传感器时，按照法拉第电磁感应原理，金属感应片内产生涡流及感应电动势，用以抵消传感模块中原有的电动势，LC振荡波形幅值变低，而传感器模块中的检测电路可以检测到此幅值变化，从而计数。

作为优选，所述金属感应片与LC传感器在竖直方向的距离小于2.2mm。通过设计合理的流量计壳体结构，使安装在流体区叶轮顶部的金属感应片与安装在密封区传感模块底部的LC传感器间的距离小于2.2mm。经测试，若金属感应片与LC传感器的距离大于2.2mm，则幅值变化量不足以被检测，计数会产生漏计的误差，流量计准确度降低；距离过大则直接导致流量计失灵。

作为优选，所述叶轮的密度小于水的密度，叶轮可略浮于水面，这样，在有微流量流动时，摩擦力降至最低，叶轮即可转动。经检测，本实施例的DN15流量计，始动流量可达到3L/h，由于此单流束口径的常用流量Q3为2500L/h(压损小于63kPa)，本实施例的检测精度在Q1可以满足国家水表精度要求的+-5％时，稳定的小流量为8L/h，因此本实施例的量程比为R＝常用流量/稳定小流量≥250；计量灵敏度达到0.01ml，可以解决流量计微始动流量及大里程比的问题。

作为优选，所述叶轮支撑轴为耐磨陶瓷轴，使用寿命较长，实验证明其使用寿命为普通机械式水表的2-3倍。

作为优选，所述轴套与叶轮支撑轴的接触支点靠近叶轮的上部。将接触支点设计在叶轮高部，叶轮重心降低，叶轮运行平稳，叶轮运转的规律性和复线性得到提高；叶轮顶端打破以往有上固定轴的规则，采用球形面作为转动的浮动自由定位，这种定位的作用是在流量计安装略偏离水平状态时，叶轮自动调节状态，使摩擦力降至最低，保证流量特性的线性规律。

本实用新型的无磁流量计叶轮传感结构，具有如下优点：

(1)传感模块通过LC震荡电路感应叶轮计量模块的转动，机械结构简单，防水性好，且消除了磁性流量计存在的易吸附流体内磁性杂质的缺点；

(2)无磁信号拾取稳定，且不易受到外界干扰；

(3)叶轮重量轻，结构合理，轴套与叶轮支撑轴间的接触支点易于调整，摩擦力极小，始动流量低，计量灵敏度高；

附图说明

图1为本实用新型的整体结构剖面示意图；

图2为本实用新型的叶轮结构立体示意图；

图3为本实用新型的叶轮结构剖面示意图。

图中，1:流体区，2:叶轮计量模块，3:密封区，4:传感模块，21：支撑轴。22：轴套，23：叶轮，24：金属感应片，25：球面凸起部，26：球面凹陷部，41：LC传感器，42：检测电路。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

如图1-3所示，本实施例的无磁流量计叶轮传感结构，包括安装在流量计流体区1的叶轮计量模块2和安装在流量计密封区3的传感模块4；待测流体通过流量计下部的流体区1流通，带动叶轮计量模块2转动，密封区3的传感模块4感应叶轮计量模块2的转动，并通过线缆传输，显示到流量计的显示模块上。

所述叶轮计量模块2随内部流体的流动而转动，叶轮计量模块2包括叶轮支撑轴21、嵌套在叶轮支撑轴21外的轴套22、以轴套22为中心呈放射状排布的叶轮23以及嵌设在叶轮23顶部的金属感应片24，叶轮23以叶轮支撑轴21与轴套22的接触点为支点，绕叶轮支撑轴21转动，并带动金属感应片24转动；

所述叶轮支撑轴21的顶部为球面凸起部25，轴套22的内部设置有球面凹陷部26，所述叶轮支撑轴21与轴套22的接触支点在所述球面凹陷部26处；球面凸起部25与球面凹陷部26的接触支点较为灵活，当无磁流量计水平安装时，接触支点位于球面凹陷部的顶部正中心处，当无磁流量计的安装略微偏离水平状态时，接触支点可以自动调整定位，使叶轮支撑轴21与轴套22的摩擦力降至最低，保证流量特性的线性规律。

所述传感模块4用于感应所述叶轮计量模块2的转动并计数，传感模块4包括LC传感器41和与LC传感器41电连接的检测电路42。

本实施例中无磁流量计叶轮传感结构的工作原理为：传感模块4产生LC振荡波形，当金属感应片24移近LC传感器时，按照法拉第电磁感应原理，金属感应片24内产生涡流及感应电动势，用以抵消传感模块中原有的电动势，LC振荡波形幅值变低，而传感器模块4中的检测电路可以检测到此幅值变化，从而计数。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图1所示，本实施例中金属感应片24与LC传感器41在竖直方向的距离小于2.2mm。通过设计合理的流量计壳体结构，使安装在流体区1叶轮23顶部的金属感应片24与安装在密封区3传感模块4底部的LC传感器41间的距离小于2.2mm。经测试，若金属感应片24与LC传感器41的距离大于2.2mm，则幅值变化量不足以被检测，计数会产生漏计的误差，流量计准确度降低；距离过大则直接导致流量计失灵。

实施例3：

在实施例1或2的基础上，如图2、3所示，本实施例中叶轮23的密度小于水的密度，叶轮23可略浮于水面，这样，在有微流量流动时，摩擦力降至最低，叶轮23即可转动。经检测，流量计始动流量可达到3L/h，由于单流束口径的常用流量为2000L/h，因此本实施例的检测精度可以满足国家水表精度要求的+-5％；稳定的小流量为8L/h，因此本实施例的量程比为R＝常用流量/稳定小流量＝250；计量灵敏度达到0.01ml，可以解决流量计微始动流量及大里程比的问题。

叶轮支撑轴21为耐磨陶瓷轴，使用寿命较长，为普通机械式水表的2-3倍。

轴套22与叶轮支撑轴21的接触支点靠近叶轮23的上部。将接触支点设计在叶轮23高部，叶轮23重心降低，叶轮23运行平稳，叶轮23运转的规律性和复线性得到提高；叶轮23顶端打破以往有上固定轴的规则，采用球形面作为转动的浮动自由定位，这种定位的作用是在流量计安装略偏离水平状态时，叶轮自动调节状态，使摩擦力降至最低，保证流量特性的线性规律。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型，对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。

应当理解的是，本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

Claims (5)

1.一种无磁流量计叶轮传感结构，其特征在于：

包括安装在流量计流体区的叶轮计量模块和安装在流量计密封区的传感模块；

所述叶轮计量模块随内部流体的流动而转动，叶轮计量模块包括叶轮支撑轴、嵌套在叶轮支撑轴外的轴套、以轴套为中心呈放射状排布的叶轮以及嵌设在叶轮顶部的金属感应片，所述叶轮支撑轴的顶部为球面凸起部，轴套的内部设置有球面凹陷部，所述叶轮支撑轴与轴套的接触支点在所述球面凹陷部处；

所述传感模块用于感应所述叶轮计量模块的转动并计数，传感模块包括LC传感器和与LC传感器电连接的检测电路。

2.如权利要求1所述的一种无磁流量计叶轮传感结构，其特征在于：所述金属感应片与LC传感器在竖直方向的距离小于2.2mm。

3.如权利要求1或2所述的一种无磁流量计叶轮传感结构，其特征在于：所述叶轮的密度小于水的密度。

4.如权利要求1或2所述的一种无磁流量计叶轮传感结构，其特征在于：所述叶轮支撑轴为耐磨陶瓷轴。

5.如权利要求1或2所述的一种无磁流量计叶轮传感结构，其特征在于：所述轴套与叶轮支撑轴的接触支点靠近叶轮的上部。