CN212539281U - 一种温度流量检测电路及其传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度流量检测电路及其传感器，涉及流量检测技术，旨在解决在对比相邻管路内流量的大小时需使用多个流量计进行检测对比，并通过单片机等信息处理设备进行数据的对比，操作繁琐，其技术方案要点是：包括压差检测模块，连接于相邻管路之间，用于检测相邻管路之间的压差以输出为模拟信号的压力检测信号，温度检测模块，与管路连接，用于检测管路内流体的温度，以输出为模拟信号的温度检测信号。本实用新型通过压差检测模块对相邻管路之间的压差进行对比，且通过温度检测模块对流体的温度进行检测，具有较高的集成度，且通过信息处理模块通过压差的压力检测信号推算两管路之间流速的差异，便于人们的操作。

Description

一种温度流量检测电路及其传感器

技术领域

本实用新型涉及流量检测技术，更具体地说，它涉及一种温度流量检测电路及其传感器。

背景技术

在工业现场，测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。是工业测量中最重要的仪表之一。随着工业的发展，对流量测量的准确度和范围要求越来越高，为了适应多种用途，各种类型的流量计相继问世，广泛应用于石油天然气、石油化工、水处理、食品饮料、制药、能源、冶金、纸浆造纸和建筑材料等行业。

公开号为CN209355984U的中国专利公开的流量温度一体式传感器，其技术要点是：包括壳体、水流转子组件、节流组件以及流量传感组件；水流转子组件和节流组件沿流体前进方向依次安装在壳体的两端；流量传感组件连接安装在壳体上，用于探测流经壳体的流体的流量并将探测信号进行传递；还包括温度传感组件；温度传感组件连接安装在壳体上，用于探测流经壳体的流体的温度并将探测信号进行传递。

上述方案中解决了在流动过程中容易因为壳体弯角出现非探测的湍流外因，从而影响流体流量测量的精准度的问题，但是现有的流量计仅能连接于单根管道中，对单一管路中的流体的流量进行检测，人们在对比相邻管路内流量的大小使需使用多个流量计进行检测对比，并通过单片机等信息处理设备进行数据的对比，操作繁琐。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种温度流量检测电路及其传感器，通过压差检测模块对相邻管路之间的压差进行对比，进而通过信息处理模块通过压差的压力检测信号推算两管路之间流速的差异，便于人们的操作。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种温度流量检测电路，包括

压差检测模块，连接于相邻管路之间，用于检测相邻管路之间的压差以输出为模拟信号的压力检测信号；

温度检测模块，与管路连接，用于检测管路内流体的温度，以输出为模拟信号的温度检测信号；

信息处理模块，与压差检测模块以及温度检测模块连接，用于将压力检测信号转换为数字信号的流量信号。

通过采用上述技术方案，通过设置于相邻管路之间的压差检测模块，使得能在两管路内流经流体使，通过流速的差异形成压差，通过压差检测模块对相差的压力大小进行检测并输出压力检测信号，并且通过加设温度检测信号能对管路内流经的流体温度进行检测，通过信息处理模块对温度检测信号以及压差检测信息进行采集处理，使得人们能对管路内流体的流速以及温度进行测量，便于人们及时通过节流阀等配件对管路内流体的流速进行调节。

本实用新型进一步设置为：所述压差检测模块包括霍尔元件以及滑动连接于相邻管道之间的感应件，所述霍尔元件检测感应件位移以输出位移信号。

通过采用上述技术方案，通过采用霍尔元件以及滑动在管道内的感应件的配合，使得感应件在位移时，霍尔元件通过感应磁场的变化情况进而输出为电压或电流的位移信号，检测精度高，且保护霍尔元件的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述霍尔元件连接有差分放大电路。

通过采用上述技术方案，霍尔元件的输出端连接差分放大电路，使得感应件位移引起霍尔元件轻微的信号产生，能通过差分放大电路进行放大操作，且减小由于外界温度存在温漂的情况，提高管路之间压差检测的精度。

本实用新型进一步设置为：所述差分放大电路的输出端通过A/D转换电路与信息处理模块连接。

通过采用上述技术方案，通过A/D转换模块实现对压差信号进行放大，提高压差信号的稳定性，并且在信息处理模块接收压差信号时，具有良好的精度，并便于对压差信号的处理，提高信息处理模块的工作效率。

本实用新型进一步设置为：还包括电源模块，所述电源模块与温度检测模块以及压差检测模块耦接，用于将市电转换为供给温度检测模块以及压差检测模块的驱动电压。

通过采用上述技术方案，通过电源模块将市电转换为供给温度检测模块以及压差检测模块的驱动电压，使得温度检测模块和压差检测模块具有稳定的供电电源，提高温度检测模块以及压差检测模块的检测的精度，不易受到电压波动而造成误差。

本实用新型进一步设置为：所述电源模块包括桥式整流电路以及若干三端稳压器。

通过采用上述技术方案，通过桥式整流便于将交流电转换为直流电，并通过三端稳压器对电压进行稳压操作，使得供给温度检测模块以及压差检测模块的驱动电压具有良好的稳定性。

一种温度流量传感器，包括温度流量检测电路以及壳体，所述壳体内设有用于容纳温度流量检测电路的空腔。

通过采用上述技术方案，通过壳体内设置容纳温度流量检测电路的空腔，有效保护温度流量检测电路免于外界的影响，提高温度流量检测电路的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述壳体内设有贯穿壳体的流道，所述流道内滑动连接有封闭流道的磁性件，所述壳体内设有位于流道与空腔之间的隔离部，所述隔离部上开设有用于容纳霍尔元件的凹部。

通过采用上述技术方案，通过隔离部对流道以及空腔进行分隔，进而有效保护温度流量检测电路免于流体的影响，同时通过凹部的设置，便于固定霍尔元件，进而提高霍尔元件安装的稳定性，在传感器移动时，霍尔元件不易发生位移，进而提高压差检测的精度。

本实用新型进一步设置为：所述隔离部上开设有位于磁性件一端且与流道连通的嵌槽，所述嵌槽内卡接有与温度流量检测电路连接的温度探头。

通过采用上述技术方案，通过温度探头嵌至嵌槽内，对嵌槽进行密封，并且能对磁性件一侧的流体温度进行检测，提高温度检测的精度。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

通过设置于相邻管路之间的压差检测模块，使得能在两管路内流经流体使，通过流速的差异形成压差，通过压差检测模块对相差的压力大小进行检测并输出压力检测信号，并且通过加设温度检测信号能对管路内流经的流体温度进行检测，通过信息处理模块对温度检测信号以及压差检测信息进行采集处理，使得人们能对管路内流体的流速以及温度进行测量，便于人们及时通过节流阀等配件对管路内流体的流速进行调节。

附图说明

图1为本实用新型中温度流量检测电路的结构框图；

图2为本实用新型中压差检测模块的电路原理图；

图3为本实用新型中电源模块的电路原理图；

图4为本实用新型中温度检测模块的电路原理图；

图5为本实用新型中信息处理模块的电路原理图；

图6为本实用新型中温度流量传感器的结构示意图；

图7为本实用新型中温度流量传感器的剖视图；

图8为图7中A部的放大示意图。

图中：1、压差检测模块；2、温度检测模块；3、信息处理模块；4、霍尔元件；5、差分放大电路；6、桥式整流电路；7、三端稳压器；8、壳体；9、空腔；10、流道；11、磁性件；12、隔离部；13、凹部；14、温度探头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

实施例一：

一种温度流量检测电路，如图1所示，包括压差检测模块1，温度检测模块 2以及信息处理模块3，其中压差检测模块1连接于相邻管路之间，实现压差检测模块1检测相邻管路之间的压差以输出为模拟信号的压力检测信号，对于温度检测模块2，温度检测模块2与其中一管路连接，实现温度检测模块2对管路内流体的温度进行检测，以输出为模拟信号的温度检测信号，对于信息处理模块3，信息处理模块3与压差检测模块1以及温度检测模块2连接，实现将压力检测信号转换为数字信号的流量信号。

如图1所示，并且还包括与信息处理模块3连接为电磁阀的节流阀，以及为LCD液晶显示屏以及液晶显示屏的驱动电路，用以实现信息处理模块3在将压力检测信号以及温度检测信号通过LCD液晶显示屏进行显示。

如图2所示，压差检测模块1包括霍尔元件4U1以及滑动连接于相邻管道之间的感应件，霍尔元件4U1检测感应件位移以输出位移信号，具体的感应件为带有磁极的金属滑块，且感应件位移时，磁场随感应件位移发生变化，进而引起霍尔元件4U1的电流或电压呈线性的增大或减小，并且霍尔元件4U1的两端连接有差分放大电路5，其中差分放大电路5为基于运算放大器，具体的，运算放大器的同向输入端和反向输入端分别与霍尔元件4U1的，差分放大电路5 的输出端通过A/D转换电路与信息处理模块3连接。

如图3所示，还包括电源模块，电源模块与温度检测模块2以及压差检测模块1耦接，用于将市电转换为供给温度检测模块2以及压差检测模块1的驱动电压，具体的，电源模块包括桥式整流电路6以及三端稳压器7，其中选用型号为CW7815以及F1117的三端稳压器7，实现对经过桥式整流电路6的电压依次降压为15V和3.3V的驱动电压。通过15V的电压供给差分放大电路5中运算放大器的供电，并通过3.3V供给信息处理模块3的供电。

如图4所示，温度检测电路由应变片桥电阻RT、第一电阻R7、第二电阻R8 以及第三电阻R9组成，在本实施例中，第二电阻R8和第三电阻R9为同阻值同类别的固定电阻，且应变片桥电阻RT为负温度系数的热敏电阻，且应变片桥电阻RT的初始阻值与第一电阻R7相同，在自然状态时，温度检测电路处于平衡状态，平衡状态下温度检测电路的输出端电压大小为零，平衡状态指应变片桥电阻RT与第二电阻R8的公共端与第一电阻R7和第三电阻R9的公共端之间的电压为零，温度检测电路的输出端连接有运算放大电路。

如图4所示，应变片桥电阻RT与第一电阻R7的公共端连接有电源VCC，第二电阻R8和第三电阻R9的公共端接地设置，应变片桥电阻RT与第二电阻R8 的公共端经可调电阻RP与运算放大电路的同相输入端连接，第一电阻R7和第三电阻R9的公共端与运算放大电路的反相输入端连接。

如图4所示，温度检测电路与运算放大电路之间电性连接有调节电路，调节电路包括滤波电容C1和可调电阻RP，滤波电容C1与第二电阻R8并联设置，可调电阻RP串联于温度检测电路和运算放大电路之间用以调节温度检测电路输出的电压，通过调节可调电阻RP的阻值，对温度检测电路输出端的电压进行分压操作，进而调节温度检测电路输送至运算放大电路的电压。

如图5所示，信息处理模块3为基于芯片MSP430f149的芯片最小系统、第一晶振电路和第二晶振电路，芯片MSP430f149的REST端连接有复位电路，第一晶振电路的时钟信号频率为8MHz，第二晶振电路的时钟信号频率为32.768Hz，实现温度以及压差检测与待机状态时，起到节能的作用。

实施例二：

一种温度流量传感器，包括实施例一中的温度流量检测电路以及壳体8，其中壳体8采用注塑的方式一体加工而成，且壳体8的顶端形成有用于容纳温度流量检测电路的空腔9，且壳体8的顶端通过螺丝连接的方式可拆卸连接有封闭空腔9的盖板，并且壳体8内形成有贯穿壳体8的流道10，且流道10的两端内嵌有与流道10连通的连接部，且连接部螺纹连接有与流道10连通的快速接头，壳体8内设有位于流道10与空间之间的隔离部12，隔离部12上开设有用于容纳霍尔元件4U1的凹部13，实现霍尔元件4U1能卡接在凹部13内，流道10内滑动连接有封闭流道10的磁性件11，具体的磁性件11为实施例一中的感应件，并且隔离部12上开设有位于磁性件11一端且与流道10连通的嵌槽，嵌槽内卡接有与温度流量检测电路连接的温度探头14，如图7所示，磁性件11滑动连接在相邻两连接部之间，且磁性件11将流道10分隔成检测端以及基准端，检测端的直径小于基准端的直径，并且磁性件11朝向基准端的一侧形成有与基准端同直径大小的限位端，实现基准端连接外部管道或空压机时，能调节待检测管道内与空压机提供的气压之间差压。

工作过程，将温度流量传感器的基准端外接带有设定气压的空压机，然后将温度流量传感器检测端的快速接头与待检测的管路联通，使得流经检测端的流体流至检测端内，使流体与温度探头14接触，通过温度检测模块2与温度探头14连接，对流体的温度进行测量，并输送至信息处理模块3，由于检测端与管路连接，实现管路与检测端之间的压强平衡，在流体的流速增大时，导致管路内流体的压强增大，对磁性件11作用向基准端推动的作用力，在流体的压强大于空压机提供的基准压强使，磁性件11发生位移，进而改变霍尔元件4位于磁性件11内磁场的位置，导致霍尔元件4两端的电压信号或电流信号增大或减小，通过差分放大电路5对电压信号变化起到放大作用，且差分放大电路5能抑制温度对信号放大的影响，提高压差检测模块1的检测精度，通过信息处理模块3将压差检测模块1和温度检测模块2采集的压力检测信号和温度检测信号通过A/D转换电路将模拟信号转换为为数字信号的数据通过芯片MSP430f149 的编码译码，输送给LCD液晶显示屏进行显示，并通过芯片MSP430f149利用管道内压强以及流速换算的公式，计数得到管道内流体的流速，并且在将温度流量传感器的两端连接于相邻两管路内时，通过磁性件11的位移进而得到相邻管路之间流速之间的压差，进而便于人们通过检测的数据，调节为电磁阀的节流阀，实现流量的调节。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种温度流量检测电路，其特征在于：包括

压差检测模块(1)，连接于相邻管路之间，用于检测相邻管路之间的压差以输出为模拟信号的压力检测信号；

温度检测模块(2)，与管路连接，用于检测管路内流体的温度，以输出为模拟信号的温度检测信号；

信息处理模块(3)，与压差检测模块(1)以及温度检测模块(2)连接，用于将压力检测信号转换为数字信号的流量信号。

2.根据权利要求1所述的一种温度流量检测电路，其特征在于：所述压差检测模块(1)包括霍尔元件(4)以及滑动连接于相邻管道之间的感应件，所述霍尔元件(4)检测感应件位移以输出位移信号。

3.根据权利要求2所述的一种温度流量检测电路，其特征在于：所述霍尔元件(4)连接有差分放大电路(5)。

4.根据权利要求3所述的一种温度流量检测电路，其特征在于：所述差分放大电路(5)的输出端通过A/D转换电路与信息处理模块(3)连接。

5.根据权利要求1所述的一种温度流量检测电路，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块与温度检测模块(2)以及压差检测模块(1)耦接，用于将市电转换为供给温度检测模块(2)以及压差检测模块(1)的驱动电压。

6.根据权利要求5所述的一种温度流量检测电路，其特征在于：所述电源模块包括桥式整流电路(6)以及若干三端稳压器(7)。

7.一种温度流量传感器，其特征在于：包括权利要求1-6中的温度流量检测电路以及壳体(8)，所述壳体(8)内设有用于容纳温度流量检测电路的空腔(9)。

8.根据权利要求7所述的一种温度流量传感器，其特征在于：所述壳体(8)内设有贯穿壳体(8)的流道(10)，所述流道(10)内滑动连接有封闭流道(10)的磁性件(11)，所述壳体(8)内设有位于流道(10)与空腔(9)之间的隔离部(12)，所述隔离部(12)上开设有用于容纳霍尔元件(4)的凹部(13)。

9.根据权利要求8所述的一种温度流量传感器，其特征在于：所述隔离部(12)上开设有位于磁性件(11)一端且与流道(10)连通的嵌槽，所述嵌槽内卡接有与温度流量检测电路连接的温度探头(14)。

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