CN211824561U - 一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器，包含测量管、铁芯、磁轭、励磁线圈、两个导磁片、两个测量电极、接地电极、压力传感器、螺丝、压环，所述测量管材质为绝缘材质；所述两个导磁片对称地预先注塑至所述测量管外壁，导磁片外侧的中间部分裸露于测量管外壁；所述两个测量电极预先对称地注塑至所述测量管内壁;所述接地电极预先注塑至测量管内壁；所述两个导磁片形状为八角形，且中心位置设有开孔；所述测量管的外壁对称设有两个铁芯，所述两个铁芯上均绕设有励磁线圈；通过结构的优化使电磁计量更准确加精准、功耗更低、量程范围更宽。

Description

一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器

技术领域

本实用新型涉及电磁水表、电磁流量计的技术领域，具体地说涉及到一种电磁水表、电磁流量计的传感器的设计，即测量管套件的设计和结构。

背景技术

电磁水表是根据法拉第电磁感应原理制成，原理决定了电磁水表受气泡、结构影响较小，此类型水表计量准确度高，无阻流件，卫生环保，在自来水供水等行业的应用具有很大优势。

对于电磁水表、电磁流量计来讲，一方面，测量管段的设计要求产品的性能如功耗低、计量的准确性高和量程范围宽，当需要较高的准确度、较宽的量程范围时，往往需要较大的励磁电压和励磁电流，而较大的励磁电压和励磁电流意味着需要更大的功耗，尤其在电池供电的电磁水表中，对电池的要求较高，功耗大意味着电池寿命会缩短，这是比较矛盾的。

另一方面，传统电磁流量计含有电极、导磁片、铁芯、励磁线圈等，如果各部件组合的不好，会导致以下问题：1、测量管段流道的电极、压力传感器会导致出现水流紊流，水流不稳定，影响产品的误差和准确度；2电极存在漏水的可能；3、产品工艺复杂。以上情况增加产品成本，降低产品可靠性，也使产品的误差、准确度也会受到影响。

发明内容

为解决现有技术存在的以上问题，本实用新型提供了一种低功耗、宽程的电磁水表传感器，通过结构的优化使得电磁计量更加精准。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下所述：

一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器，包含测量管、铁芯、磁轭、励磁线圈、两个导磁片、两个测量电极、接地电极、压力传感器、螺丝、压环，其特征是：

所述测量管材质为绝缘材质；

所述两个导磁片对称地预先注塑至所述测量管外壁，导磁片外侧的中间部分裸露于测量管外壁；

所述两个测量电极预先对称地注塑至所述测量管内壁;所述接地电极预先注塑至测量管内壁；

所述两个导磁片形状为八角形，且中心位置设有开孔；

所述测量管的外壁对称设有两个铁芯，所述两个铁芯上均绕设有励磁线圈；

所述磁轭形状为八角形；所述磁轭套置于所述测量管的外周,与所述测量管经螺丝连接固定；

所述测量管的内壁设有压力或温度传感器；所述压环将所述压力传感器密封于所述测量管内。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型 一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器将导磁片预先注塑到测量管内部管壁，使得两个导磁片之间的距离尽可能短，根据磁场原理，磁阻与距离成反比，导磁片离得越近，磁感应强度越大，需要的功耗越小；磁感应强度越大，灵敏度越高，量程范围越宽、准确度越高。导磁片外部中间部分裸露，使得线圈直接与导磁片接触，线圈的高度变高，同样的匝数下，高度变高可使线圈厚度减小，绕线半径变小，线的总长变短，电阻变小，因此功耗变小；导磁片注塑到测量管段的部分，也增加了导流管的强度。

（2）本实用新型一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器，对导磁片进行切角、切边，均可使导磁片面积缩小，因为磁通和面积成正比，面积减小从而减小所需磁通量，磁通量越小，励磁时间减少，需要的功耗越低，切去的部分的权重函数较小，产生的电势对电极电压贡献小，切角后不影响整个的电势。

（3）本实用新型一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器将电极预先注塑到测量管内部管壁，电极与管壁之间一体化、平滑，可减少管道内的水流紊流、乱流，产品误差小，准确度高，也解决了传统安装电极时的漏水问题。（传统的安装方式为：人工安装好电极后，再套装O型圈、弹簧，再用螺丝锁紧）。

（4）本实用新型一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器内设压力传感器或温度传感器，传统的压力、温度传感器加装表计前或表计后，导致水流不稳定，本实用新型将压力传感器镶嵌在测量管里面，使得压力传感器接触面与测量管内壁光滑，没有紊流，提高准确度，可靠性高，成本低。

（5）本实用新型一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器磁轭形状为八角形，形状最接近于圆形，磁轭与测量管外壁之间形成的环形有效空间尽可能大，使得线圈高度尽可能高，绕线半径小，同样匝数下绕线长度短，铜线电阻小，在同样的安匝数、电流下，功耗小。另外，磁轭上八角形的上下平面与铁芯可以有效接触，左右两个平面可以使上下磁轭有效接触，接触面积大，导磁效果很好，磁场损失小。八角形的磁轭的左右两边，保证了与两个导磁片边的之间的距离尽可能长，避免产生更多的旁路磁场，保证了两个导磁片之间流道内的磁场均匀分布，权重函数比较均匀，如有紊流，也不影响计量精度。

（6） 本实用新型一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器上、下方所设的四个螺丝，把磁轭、励磁线圈、导磁片压紧，磁场在外部的导通损失小，全部集中测量管中水流部分，使得磁场效率更高。

附图说明

附图1为本实用新型一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器结构示意图。

附图2为本实用新型一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器A-A向剖视图。

附图3为本实用新型一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器四种导磁片结构对比示意图。

附图4为本实用新型一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器磁轭结构示意图

附图5为本实用新型一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器磁轭装配俯视图。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步详细的描述.

如附图1并结合附图2所示：一种低功耗、宽程的电磁水表传感器包含测量管（1）、铁芯（7）、磁轭（6）、励磁线圈（8）、两个导磁片（9）、两个测量电极（10）、接地电极（2）、压力传感器（3）、螺丝（5）、压环（4）；

所述测量管材质为绝缘材质，本实施例中为塑料材质。

如附图2所示：所述两个导磁片对称地预先埋入所述测量管，中间部分裸露于测量管外壁，如附图2中L处所指示，根据磁场原理，磁阻与距离成反比，导磁片离得越近，磁感应强度越大，需要的功耗越小；磁感应强度越大，灵敏度越高，量程范围越宽、准确度越高。导磁片外部中间部分裸露，使得线圈直接与导磁片接触，线圈的高度变高，同样的匝数下，绕线半径变小，电阻变小；导磁片注塑到测量管段的部分，增加导磁片强度，设计巧妙。

所述两个测量电极（10）预先对称地注塑至所述测量管内壁;所述接地电极（2）预先注塑至测量管进水端内壁，电极与管壁之间一体化、平滑，可减少水流紊流、乱流，产品误差小，准确度高，也解决了传统安装电极时的漏水问题。（传统的安装方式为：人工安装好电极后，再套装O型圈、弹簧，再用螺丝锁紧）。

一般情况，导磁片形状接近正方形，如附图3-A所示，无切角或切边；本专利的导磁片有三种形状，如附图3-B、附图3-C和附图3-D所示，三种导磁片的形状均可使导磁片面积缩小，因为磁通和面积成正比，磁通量小，励磁时间减少，功耗低，磁通量越小，磁势就越小，需要的励磁电流就越小，采用附图3-C的切角方式适合中小口径的电磁水表、电磁流量计，采用3-B的切角方式适合大口径的电磁水表、电磁流量计，采用附图3-D的切角方式功耗更低，但是对前面直管段的要求更长. 权重函数为每一个点切割磁力线对电极两端的电压贡献，切除部分的电磁场产生的电势的权重函数小，对电极电压贡献小，面积缩小的部分不影响整个的电势。

如附图4所示：所述磁轭形状为八角形，形状最接近于圆形，磁轭与测量管外壁之间形成的环形有效空间尽可能大，使得线圈高度尽可能高，绕线半径小，同样匝数下绕线长度短，铜线电阻小，在同样的安匝数、电流下，功耗小。另外，磁轭上八角形的上下是平面，通过上下的各4个螺丝与铁芯可以紧密而完全的压在一起，使其有效接触，接触面积大而紧密，导磁效果好，磁场损失小。八角形磁轭的左右两个平面，通过左右各两个螺丝，使其上下磁轭紧密而大面积地结合在一起，接触面积大而紧密，导磁效果好，磁场损失小。八角形的磁轭保证了磁轭与两个导磁片之间的距离尽可能长，避免产生更多的旁路磁场，保证了两个导磁片之间的磁场均匀分布，权重函数比较均匀，如有紊流，也不影响计量精度。

所述测量管的外壁对称设有两个铁芯，所述两个铁芯上均绕设有励磁线圈，并且两个励磁线圈相互串联。

所述磁轭套置于所述测量管的外周，该磁轭与测量管外壁之间形成一个环形空间，所述铁芯、励磁线圈均布设在该环形空间；如附图5所示：所述磁轭套置于所述测量管的外周,与所述测量管经螺丝连接固定，把磁轭、励磁线圈、导磁片压紧，磁场在外部的损失小，全部集中测量管中水流部分，使得磁场效率更高。

如附图1所示：所述测量管的内壁设有所述压力传感器（3），可测量管道压力；所述压环（4）将所述压力传感器密封于所述测量管内。

Claims (1)

1.一种低功耗、宽量程的电磁水表传感器，包含测量管、铁芯、磁轭、励磁线圈、两个导磁片、两个测量电极、接地电极、压力传感器、螺丝、压环，其特征是：

所述测量管材质为绝缘材质；

所述两个导磁片对称地预先注塑至所述测量管外壁，导磁片外侧的中间部分裸露于测量管外壁；

所述两个测量电极预先对称地注塑至所述测量管内壁;所述接地电极预先注塑至测量管内壁；

所述两个导磁片形状为八角形，且中心位置设有开孔；

所述测量管的外壁对称设有两个铁芯，所述两个铁芯上均绕设有励磁线圈；

所述磁轭形状为八角形；所述磁轭套置于所述测量管的外周,与所述测量管经螺丝连接固定；

所述测量管的内壁设有压力或温度传感器；所述压环将所述压力传感器密封于所述测量管内。

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