CN219038082U - 一种电子霍尔流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子霍尔流量计，包括壳体、霍尔元件、连接管、磁性转子、旋转部、电源模块和控制模块，所述连接管的前后端用于连接外部水流通道，所述壳体设置于所述连接管的外壁侧边，所述磁性转子和旋转部均设置于所述连接管内部；所述控制模块与所述霍尔元件电连接；所述电源模块与所述控制模块电连接；所述磁性转子的转轴的一端与所述旋转部的中心连接，在水流作用下进行同步旋转。本实用新型实现对较小流量的水流的识别与测量。

Description

一种电子霍尔流量计

技术领域

本实用新型涉及水流量计领域，尤其涉及一种电子霍尔流量计。

背景技术

水流量传感器主要由阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔元件组成，当水流过转子组件时，磁性转子转动，并且转速随着流量成线性变化，霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制器，由控制器判断水流量的大小。

现有的霍尔流量计中的霍尔元件与磁性转子一般间隔有两个外壳，一个是阀体外壳，另一个是霍尔元件电路板所在的电路的外壳，例如专利公开号为CN202793477U的水流量传感器，该实用新型包括壳体、霍尔元件、水流变向套、磁性转子、转子支座，水流变向套放置在壳体内，磁性转子一端插入水流变向套，其另一端插入转子支座，磁性转子圆周上布置转子叶轮，所述的转子叶轮螺旋角为夹角α，水流变向套进水口处设有水流变向叶片，水流变向叶片螺旋角为夹角β，主要技术特征是所述的转子叶轮螺旋角夹角α左旋或右旋，水流变向叶片螺旋角夹角β为右旋或左旋。具有在相同水流量情况下，能有效提高磁性转子的转速，且流量与磁性转子的转速成正比，进而提高了水流量传感器的精度等特点。但是此类霍尔元件与磁性转子的相对位置较远，在水流较小的情况下，磁性转子转动很慢，磁力的变化很小，可能会产生由于感应较弱无法识别水流的情形。

并且，根据申请人的现有产品(专利公开号为CN202122386198.X)的实际使用反馈，也存在无法较好的识别较小流量的水流的问题。这里关键原因还是磁性变化量太小的问题，即磁性元件靠近霍尔传感器时与远离霍尔传感器时霍尔传感器所能检测到的磁力变化太小，则存在识别不正常的问题。常见的做法是将壳体做薄，使得磁性元件与霍尔传感器的间距缩小，这样霍尔传感器检测到的磁性强度会增大，从而增加霍尔传感器检测的灵敏度。但是由于阀体要承受一定压力，阀体外壳需要一定的厚度，而霍尔元件电路板所在的电路的外壳也需要一定的强度，所以将壳体做薄还是无法良好地解决识别较小流量水流的问题。

实用新型内容

为此，需要提供一种电子霍尔流量计，解决无法识别较小流量的水流的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电子霍尔流量计，包括壳体、霍尔元件、连接管、磁性转子、旋转部、电源模块和控制模块，所述连接管的前后端用于连接外部水流通道，所述壳体设置于所述连接管的外壁侧边，所述磁性转子和旋转部均设置于所述连接管内部；所述控制模块与所述霍尔元件电连接；所述电源模块与所述控制模块电连接；

所述磁性转子的转轴的一端与所述旋转部的中心连接，在水流作用下进行同步旋转；

所述霍尔元件设置于所述壳体的内部并靠近所述磁性转子，所述霍尔元件的感应面所在平面穿过所述磁性转子的旋转面且呈交叉设置。

进一步地，所述霍尔元件的感应面所在平面垂直于所述磁性转子的旋转面。

进一步地，所述霍尔元件的感应面与所述霍尔元件的上表面平行。

进一步地，还包括电路板，所述壳体包括阀体外壳和电路外壳，所述电路外壳插接到所述阀体外壳的一侧，所述连接管置于所述阀体外壳内，所述霍尔元件置于所述电路板上，所述电路外壳与所述阀体外壳为中心对称，所述电路板表面处在所述阀体外壳中间位置。

进一步地，所述电路板上设置有靠近所述磁性转子的凸块，所述凸块上设置有所述霍尔元件。

进一步地，所述控制模块设置在所述电路板上。

进一步地，所述壳体在靠近所述磁性转子的位置设有凸起，所述凸起内设有腔室，所述腔室用于放置所述霍尔元件。

进一步地，还包括通信天线，所述通信天线与所述控制模块电连接。

进一步地，还包括有显示屏或开关按键，所述显示屏或开关按键设置于所述壳体的侧面。

区别于现有技术，上述技术方案通过将所述霍尔元件的感应面所在平面穿过所述磁性转子的旋转面且呈交叉设置，使得所述磁性转子在转动时候，电磁线可以与感应面有更大的接触，即感应面可以感应到更多的电磁线，使得所述霍尔元件可以接触到更强的磁场，使得磁性元件靠近霍尔传感器时与远离霍尔传感器时霍尔传感器所能检测到的磁力变化增加，使得所述霍尔元件对磁性转子的转动的感应更加灵敏，从而实现对较小流量的水流的识别与测量。

附图说明

图1为一具体实施方式所述的一种电子霍尔流量计的正面结构合起状态示意图；

图2为一具体实施方式所述的一种电子霍尔流量计的正面结构打开状态示意图；

图3为具体实施方式所述的一种电子霍尔流量计的部分结构背面示意图；

图4为具体实施方式所述的一种电子霍尔流量计的部分结构立体示意图；

图5为另一具体实施方式所述的一种电子霍尔流量计的部分结构正面示意图；

图6为另一具体实施方式所述的一种电子霍尔流量计的侧面结构截面示意图。

附图标记说明：

1、壳体；

101、凸起；

102、腔室；

2、霍尔元件；

3、连接管；

4、磁性转子；

5、旋转部；

6、电源模块；

7、控制模块；

701、微处理器；

8、通信天线；

9、显示屏；

10、开关按键；

11、阀体外壳。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本申请中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。

除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本申请所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本申请。

在本申请的描述中，用语“和/或”是用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，表示：存在A，存在B，以及同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一类“或”的逻辑关系。

在本申请中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。

在没有更多限制的情况下，在本申请中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。

与《审查指南》中的理解相同，在本申请中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本申请实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，所使用的与空间相关的表述，诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等，所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请的具体实施例或便于读者理解，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

除非另有明确的规定或限定，在本申请实施例的描述中，所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如，所述“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体设置；其可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通信连接；其可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本申请所属技术领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语在本申请实施例中的具体含义。

请参阅图1到图6，本实施例提供一种电子霍尔流量计，包括壳体1、霍尔元件(或称霍尔传感器)2、连接管3、磁性转子4、旋转部5、电源模块6和控制模块7，所述壳体1、连接管3和旋转部5均可以为塑料材质，例如PVC；所述霍尔元件2为常见的半导体磁电器件，例如EW系列、HX系列或者U18；所述磁性转子4为多个由塑料包裹的两极磁铁，沿一个圆周向均匀设置且通过圆心互相连接，本具体实施例为两个两级磁铁。所述连接管3的前后端用于连接外部水流通道；所述电源模块6可以是装有若干节干电池的电池槽，方便进行电池替换；所述控制模块7与所述霍尔元件2电连接，所述控制模块7可以是简单的单片机MCU，通过所述霍尔元件2对磁性转子4的磁场感应来判断水流量是否满足要求或者记录水流量数据，从而通过所述控制模块7能够实现将水流量数据发送出去；所述电源模块6分别与所述霍尔元件2、所述控制模块7电连接，提供电源；所述壳体1设置于所述连接管3的外壁侧边，可以在所述连接管3的外壁设置卡扣结构，在所述壳体1上设置对应的卡扣件，使得两者可以卡扣连接，或者通过设置通孔使用螺丝进行固定连接。需要说明的是，如果将壳体1中间做成连接管3的形状，那么连接管3功能也可以由壳体1代替，虽然此时看起来为一个单独壳体，但是从功能说来，该单独壳体分别实现了本实用新型的连接管3和壳体1的功能。所述磁性转子4和旋转部5均设置于所述连接管3内部，具体地，以水流前进方向为基准，可以将所述旋转部5设置于后侧，所述磁性转子4设置于前侧。在本实施例中，所述磁性转子4的两端的2个两级磁铁中心处设有转轴，转轴的一端与所述旋转部5的中心连接，转轴与所述磁性转子4和所述旋转部5均为固定连接，使得所述磁性转子4和所述旋转部5在水流作用下可以进行同步旋转。

所述霍尔元件2设置于所述壳体1的内部并靠近所述磁性转子4，所述霍尔元件2的感应面所在平面穿过所述磁性转子的旋转面且呈交叉设置，这里的旋转面为磁性转子的转动起来形成的圆面，该圆面的圆周线可以是磁性转子上某一点转动一周的路径线。优选的，所述霍尔元件2设置于所述磁性转子4的正下方。需要说明的是，感应面指的是所述霍尔元件2能够感应到磁场的功能区平面，一般地，所述感应面与所述霍尔元件的上表面平行，这样感应面平铺在霍尔元件内部，实现更加灵敏的感应。在实际使用时，可以直接将霍尔元件的顶面(一般是芯片丝印所在面)认为感应面。现有技术中(如申请人的公开号为CN202122386198.X的专利)，都是将霍尔元件顶面正对或者背对所述磁性转子设置，此时顶面中心垂直线是穿过所述磁性转子，申请人通过研究后发现该做法并不是最优做法。本实用新型的所述霍尔元件2的感应面所在平面穿过所述磁性转子的旋转面且呈交叉设置，这里关键在于感应面所在平面穿过所述磁性转子的旋转面，而现有的是感应面所在平面的中心垂直线是穿过所述磁性转子。而后本实用新型还要呈交叉设置，避免处在同一平面的情况，使得感应面可以更加充分感应到磁性转子的磁性。当然，优选的为所述霍尔元件的感应面所在平面垂直于所述磁性转子的旋转面，此时最优选地，如图3所示，所述霍尔元件的感应面所在平面与所述磁性转子的转轴线重合。当然，由于机械加工误差，实际上的重合并不能完全做到，可以认为接近重合即可。这多样通过将所述霍尔元件的感应面所在平面穿过所述磁性转子的旋转面且呈交叉设置，使得所述磁性转子在转动时候，电磁线可以与感应面有更大的接触，即感应面可以感应到更多的电磁线，使得所述霍尔元件可以接触到更强的磁场，使得磁性元件靠近霍尔传感器时与远离霍尔传感器时霍尔传感器所能检测到的磁力变化增加，使得所述霍尔元件对磁性转子的转动的感应更加灵敏，从而实现对较小流量的水流的识别与测量。

当水流导通时，所述旋转部5在水流作用下进行旋转，所述旋转部5带动所述磁性转子4进行旋转，当所述磁性转子4进入感应区域时(靠近霍尔元件2时)，霍尔元件2感应并发出脉冲信号，通过控制模块可以获取脉冲信号，可以统计得到磁性转子4的旋转情况，磁性转子4的旋转情况等于旋转部5的旋转情况，由旋转部5转动一圈所产生的GS值转换成脉冲信号输出给控制模块7，控制模块7可以根据脉冲信号的数量来计算水流量，最后可以将水流量数值通过显示屏9显示或者也可以根据水流量的实时数值通过控制模块7来对外部用电器(例如电磁阀)进行开启或者关闭。

在某些实施例中，所述壳体1包括阀体外壳11和电路外壳12，所述电路外壳插接到所述阀体外壳的一侧，所述连接管置于所述阀体外壳内，所述霍尔元件置于所述电路板上，所述电路外壳与所述阀体外壳为中心对称，所述电路板表面处在所述阀体外壳中间位置，如图6所示。通过中心对称设置且置于中间位置，可以让所述电路外壳正着插或者反着插，都能实现霍尔元件对磁性转子的感应。

优选地，所述电路板上设置有靠近所述磁性转子的凸块13，所述凸块上设置有所述霍尔元件，这样只要霍尔元件靠近磁性转子，便于感应。优选地，所述控制模块设置在所述电路板上，即电路板为一个大的板子，便于单个电路板设置，结构简单。

在某实施例中，为了使得所述霍尔元件2与所述磁性转子4更加靠近，所述连接管3靠近所述霍尔元件2的一侧管壁为平面。

在某实施例中，所述壳体1在所述磁性转子4的下方设有凸起101，所述凸起101内设有腔室102，所述腔室102用于放置所述霍尔元件2，得益于所述霍尔元件2是竖向设置，因此能够进一步利用所述凸起101的所述腔室102缩短所述霍尔元件2与所述磁性转子4的距离，增强所述霍尔元件2的感应灵敏度和稳定性。

在某些实施例中，所述旋转部5为叶轮或涡轮；叶轮式流量计是利用叶轮的旋转角速度和流量成线性，通过测量叶轮的角速度来测量流量数值；涡轮流量计是的工作原理是利用涡轮来进行测量，主要来用于检测瞬时流量和总流量累积。

在某些实施例中，所述控制模块7还包括微处理器701，所述微处理器701为中央处理器(Central Processing Unit)，一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成，所述微处理器701与所述霍尔元件2电连接，通过所述微处理器701，可以根据所述霍尔元件2的感应脉冲信号，实时计算水流量数据，便于数据的统计与记录。

在某实施例中，还包括通信天线8，所述通信天线8与所述微处理器701电连接，通过所述通信天线8，所述微处理器701可以将水流量数据实时传输至上位控制机，或者所述微处理器701可以根据实时水流量对外部的无线网络设备发送指令，实现智能控制功能。

在某实施例中，为了便于所述壳体1与所述连接管3的快速连接与拆卸，所述壳体1通过螺纹与所述连接管3的连接。

在某实施例中，为了便于观察水流量数据，可以在所述壳体1的侧面设置显示屏9，所述显示屏9与所述控制模块7电连接，用于显示单位时间内的水流总量或者实时水流量。

在某实施例中，可以在所述壳体1的侧面设置开关按键10，所述开关按键10与所述控制模块7电连接，用于控制流量计的开启与关闭。

要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电子霍尔流量计，其特征在于：包括壳体、霍尔元件、连接管、磁性转子、旋转部、电源模块和控制模块，所述连接管的前后端用于连接外部水流通道，所述壳体设置于所述连接管的外壁侧边，所述磁性转子和旋转部均设置于所述连接管内部；所述控制模块与所述霍尔元件电连接；所述电源模块与所述控制模块电连接；

所述磁性转子的转轴的一端与所述旋转部的中心连接，在水流作用下进行同步旋转；

所述霍尔元件设置于所述壳体的内部并靠近所述磁性转子，所述霍尔元件的感应面所在平面穿过所述磁性转子的旋转面且呈交叉设置。

2.根据权利要求1所述的一种电子霍尔流量计，其特征在于：所述霍尔元件的感应面所在平面垂直于所述磁性转子的旋转面。

3.根据权利要求1或2所述的一种电子霍尔流量计，其特征在于：所述霍尔元件的感应面与所述霍尔元件的上表面平行。

4.根据权利要求3所述的一种电子霍尔流量计，其特征在于：还包括电路板，所述壳体包括阀体外壳和电路外壳，所述电路外壳插接到所述阀体外壳的一侧，所述连接管置于所述阀体外壳内，所述霍尔元件置于所述电路板上，所述电路外壳与所述阀体外壳为中心对称，所述电路板表面处在所述阀体外壳中间位置。

5.根据权利要求4所述的一种电子霍尔流量计，其特征在于：所述电路板上设置有靠近所述磁性转子的凸块，所述凸块上设置有所述霍尔元件。

6.根据权利要求4所述的一种电子霍尔流量计，其特征在于：所述控制模块设置在所述电路板上。

7.根据权利要求1所述的一种电子霍尔流量计，其特征在于：所述壳体在靠近所述磁性转子的位置设有凸起，所述凸起内设有腔室，所述腔室用于放置所述霍尔元件。

8.根据权利要求1所述的一种电子霍尔流量计，其特征在于：还包括通信天线，所述通信天线与所述控制模块电连接。

9.根据权利要求1所述的一种电子霍尔流量计，其特征在于：还包括有显示屏或开关按键，所述显示屏或开关按键设置于所述壳体的侧面。

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