CN209857948U - 一种水表用无磁流量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水表用无磁流量测量装置，包括金属片、多个电感器和与所述电感器相应的多个电感器电路，所述电感器位于所述金属片上方，所述金属片安装在水表码盘上并随水表码盘转动，所述电感器正对于所述金属片旋转时所形成的面，所述的金属片为扇形。LC电感器在接近金属片和远离金属片时，振荡的电感信号不同，当电感器靠近金属片时，电感信号定义为0，电感器远离金属片，电感信号定义为1。顺流和逆流方向的电感信号切换顺序不同，通过多路电感信号切换顺序组合，可以迅速测量流体流向和流速。

Description

一种水表用无磁流量测量装置

技术领域

本实用新型属于流体测量领域，具体涉及水表用无磁流量测量装置。

背景技术

流量计量是科学计量中非常重要的一部分，而水流量计量又是流量计量中最重要的组成部分，在居民的生产、生活中起着非常重要的作用。无磁测量技术的设计及实现能够为水流计量提供强有力地支持。

早期的机械水表多采用干簧管、霍尔元件等，它们都是带有磁特性的电子元件，在磁场作用下发出脉冲信息，因此不可避免受到外界磁场变化的影响，造成计量不准确。

现有的无磁测量装置，包括多个LC振荡电路和安装在叶轮上端且上表面部分覆盖有金属片的塑料圆盘，电感器与塑料圆盘正对且设置在塑料圆盘的上方，半圆形金属片随着该指针的转动而转动，与金属片配合的电感器在接近金属片和远离金属片时，得到的衰减信号不同，其中3个LC振荡电路的谐振角频率不相等，从而实现无磁传感计量的功能。现有技术中的无磁测量装置中缺少对水流流向的准确测定，且多个电感器的谐振角频率不同，对电感器安装有很高的要求，安装不便。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能准确识别流体流动方向无磁流量测量装置。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种水表用无磁流量测量装置，包括金属片、多个电感器和与所述电感器相应的电感器电路，所述电感器位于所述金属片上方，所述金属片安装在水表码盘上并随水表码盘转动，其特征在于，所述电感器正对于所述金属片旋转时所形成的面，所述的金属片为扇形。

进一步的，所述电感器与所述金属片旋转中心形成连线，不同的所述电感器所形成的连线夹角在0度到360度之间。

进一步的，所述电感器分布在与所述金属片平行的平面，所述金属片旋转中心在所述平面有一个投影点，所述电感器以所述投影点为中心点均匀分布，呈等边多边形。

进一步的，所述平面与所述金属片之间的距离小于10mm。

进一步的，所述电感器为三个，与所述电感器相应的电感器电路也为三个，所述电感器组成等边三角形。

进一步的，所述金属片的开口角度90-270度扇形，优选为90度、120度、180度或270度。进一步的，所述金属片优选为不锈钢片或铜片。

进一步的，多个所述的电感器是相同的。

进一步的，所述的电感器电路包括：LC振荡电路，与检波电路连接；检波电路，一端与LC振荡电路连接，另一端与滤波电路连接；滤波电路，一端与检波电路连接，另一端与低功耗比较器一输入端连接；低功耗比较器，一输入端与滤波电路连接，另一输入端与参考电压输出电路连接，输出端与调节滞回比较器电压门限电路连接；参考电压输出电路，与低功耗比较器另一输入端连接；调节滞回比较器电压门限电路，一端与参考电压输出电路连接，另一端与低功耗比较器输出端连接。

进一步的，LC振荡电路采用1个NPN型三极管，3个电阻，4个电容和1个电感器，单路振荡功耗小于3uA，振荡频率500kHz±50kHz，所述LC振荡电路采用1.5V电源供电。LC振荡电路一直处于振荡状态。得益于多路电感器电路设计，仅检测LC振荡信号就可以得出准确的流量数据，而不需要检测放电衰减时间。

进一步的，提高无磁电路检测频率，频率优选8-1000Hz，输出高分辨率数据。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

LC电感器在接近金属片和远离金属片时，振荡的电感信号不同，当电感器靠近金属片时，电感信号定义为0，电感器远离金属片，电感信号定义为1。顺流和逆流方向的电感信号切换顺序不同，通过多路电感信号切换顺序组合，可以迅速测量流体流向和流速。

附图说明

图1是金属片开口角度示意图；

图2是单路无磁测量电路流程图；

图3是实施例1中的电感器13电路图；

图4是实施例1中的电感器14电路图；

图5是实施例1中的电感器15电路图；

图6是实施例1中的电感器排列方式俯视图；

图7是实施例2中的电感器排列方式俯视图。

附图部件说明：1-LC振荡电路，2-检波电路，3-滤波电路，4-低功耗比较器，5-调节滞回比较器电压门限电路，6-参考电压输出电路，11-金属片，12-金属片旋转时所形成的面，13-L30电感器，14-L40电感器，15-L50电感器，16-L60电感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构及工作过程作进一步说明。

实施例1：

一种水表用无磁流量测量装置，如图1所示，包括金属片11，如图3、4和5所示，电感器13、14、15及与电感器13、14、15相应的电感器电路。电感器13，14，15下方设置一个金属片11，金属片11优选铜片或不锈钢片，如图6所示，电感器13、14、15正对于所述金属片11旋转时所形成的面12，金属片11安装在水表码盘上，为扇形结构，金属片11开口角度优选270度、180度、120度或90度，如图1所示，黑色为金属片11，空白部分为开口，金属片11随着水表码盘转动，电感器13、14或15靠近金属片11时，电感信号为定义0，远离金属片11时，电感信号定义为1，根据顺流和逆流方向的电感信号切换不一样，识别顺流和逆流方向。优选的，电感器13、14、15是相同的，相同的电感器在安装时更加方便，安装难道小。

金属片11可同时覆盖一个电感器和同时覆盖两个以及更多电感器时，得到的电感信号切换表会有所差异，判断液体流向和流速的标准也不同。同理，不同的金属片11形状和不同的电感器13、14、15分布排列方式，电感信号输出的顺序不同，因此判断液体方向的电感信号切换顺序也不同。

以金属片11开口角度为120度，电感器均匀分布、排列成等边三角形为例，电感信号切换顺序见下表：

以金属片11开口角度为90度，电感器均匀分布、排列成等边三角形为例，电感信号切换顺序见下表：

优选的，电感器13、14、15投影在金属片11所在平面的点与金属片11旋转中心形成连线，电感器13、14、15形成的连线不重合，即任意两个感器连线之间的夹角大于0度且小于360度。不同的电感器同时靠近金属片11并同时远离金属片11时，产生电感信号信号完全相同，将无法测量流向和流速。

进一步的，电感器13、14、15分布在与所述金属片11平行的平面，所述金属片11旋转中心在所述平面有一个投影点，述电感器13、14、15以所述投影点为中心点均匀分布，呈等边三角形。电感器13、14、15与金属片11的距离太远时，将大大减弱信号强度，优选的距离为小于10mm。

如图3、4、5所示，电感器电路包括：LC振荡电路1，与检波电路2连接，用于扫描电感信号；检波电路2，一端与LC振荡电路1连接，另一端与滤波电路3连接，用于识别振荡或信号存在或变化；滤波电路3，一端与检波电路2连接，另一端与低功耗比较器4输入端3号针脚连接，用于滤去输出电压中的纹波；低功耗比较器4(SGM8707)，输入端3号针脚与滤波电路3连接，另一输入端的1号针脚与参考电压输出电路6连接，用于比较滤波电路3输出电压和参考电压输出电路6输出的参考电压的大小，并将电信号转换成逻辑数字信号，输出端与调节滞回比较器电压门限电路连接；参考电压输出电路6，与低功耗比较器4输入端的1号针脚连接，为低功耗比较器4提供参考电压；调节滞回比较器电压门限电路5，一端与参考电压输出电路6连接，另一端与低功耗比较器4输出端4号脚针连接，用于抑制输出信号的频繁跳变和振荡。通过电感器电路可以抑制电感信号切换过程中产生的抖动。

LC振荡电路1一直处于振荡状态，经过电感器电路，实时输出电感信号。LC振荡电路1采用低功耗设计，采用1个NPN三极管、3个电阻、4个电容和1个电感器，单路振荡功耗小于3uA，振荡频率500kHz±50KHz。LC振荡电路优选1.5V电源供电，从而降低振荡电流。

现有技术中无磁测量由软件触发，最大测量频率小于8Hz，本实施例中大幅度提高检测频率，检测频率为8-1000Hz，大大提高了检测分辨率。

以DN15水表，Q3＝2.5m3/h为例，

分辨率为8Hz时，测量分辨率为：

2500L/3600/8＝0.0868L为0.0868L；

分辨率为500Hz时，测量分辨率为：

2500L/3600/500＝0.0014L，测量分辨率提高了62倍；

分辨率为1000Hz时，测量分辨率为：

2500L/3600/1000＝0.0007L，测量分辨率提高了125倍。

实施例2：

水表用无磁流量测量装置的另一种变型，包含4个电感器13、14、15、16和4个与电感器相应的电感器电路，所述的电感器13、14、15、16围绕所述的金属片11转动中心的投影点均匀分布，呈正方形，如图7所示。

以金属片11开口角度180度为例，电感信号切换顺序为：

以金属片11开口角度270度为例，电感信号切换顺序为：

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种水表用无磁流量测量装置，包括金属片、多个电感器和与所述电感器相应的电感器电路，所述电感器位于所述金属片上方，所述金属片安装在水表码盘上并随水表码盘转动，其特征在于，所述电感器正对于所述金属片旋转时所形成的面，所述的金属片为扇形。

2.根据权利要求1所述的水表用无磁流量测量装置，其特征在于，所述电感器投影在所述金属片所在平面的点与所述金属片旋转中心形成连线，不同所述电感器所形成连线的夹角在0度到360度之间。

3.根据权利要求2所述的水表用无磁流量测量装置，其特征在于，所述电感器分布在与所述金属片平行的平面，所述金属片旋转中心在所述平面有一个投影点，所述电感器以所述投影点为中心点均匀分布，呈等边多边形。

4.根据权利要求3所述的水表用无磁流量测量装置，其特征在于，所述平面与所述金属片之间的距离小于10mm。

5.根据权利要求3所述的水表用无磁流量测量装置，其特征在于，所述电感器有三个，与所述电感器相应的电感器电路也有三个，所述电感器组成等边三角形。

6.根据权利要求1所述的水表用无磁流量测量装置，其特征在于，所述金属片开口角度为90-270度，所述金属片为不锈钢片或铜片。

7.根据权利要求1所述的水表用无磁流量测量装置，其特征在于，多个所述的电感器是相同的。

8.根据权利要求1所述的水表用无磁流量测量装置，其特征在于，所述电感器电路包括：LC振荡电路，与检波电路连接；

检波电路，一端与LC振荡电路连接，另一端与滤波电路连接；

滤波电路，一端与检波电路连接，另一端与低功耗比较器一输入端连接；

低功耗比较器，一输入端与滤波电路连接，另一输入端与参考电压输出电路连接，输出端与调节滞回比较器电压门限电路连接；

参考电压输出电路，与低功耗比较器另一输入端连接；

调节滞回比较器电压门限电路，一端与参考电压输出电路连接，另一端与低功耗比较器输出端连接。

9.根据权利要求8所述的水表用无磁流量测量装置，其特征在于，所述LC振荡电路采用1.5V电源供电，所述LC振荡电路振荡频率为500±50KHz，所述LC振荡电路一直处于振荡状态。

10.根据权利要求1所述的水表用无磁流量测量装置，其特征在于，所述电感器电路输出信号频率为8-1000Hz。