[實用新型]一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器

有效

• 申請號: 201020518484.6
• 申請日: 2010-09-06
• 公開（公告）號: CN201803749U
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 姚靈;徐亮;左富強;王欣欣
• 申請（專利權）人: 寧波水表股份有限公司;寧波豪仕達儀表科技有限公司
• 主分類號: G01F1/58
• 分類號: G01F1/58;G01F1/32
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王曉峰

技術領域

本實用新型涉及一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器，屬于流體流量檢測的技術領域。

背景技術

隨著全球淡水資源的日益緊缺，對用水量的準確計量和管理顯得尤為重要。水表作為用水量的重要計量器具，它的計量準確性、測量范圍度、使用可靠性、壽命和功能、以及制造成本等均關系到它在用水計量和水費結算，以及控制用水、節約用水和用水管理等方面的使用價值。而流量傳感器作為水表中的核心部件，在水表中的作用顯得尤為重要。

現有的流量傳感器中應用比較廣泛的是射流流量傳感器，射流流量傳感器的工作原理是：當封閉管道中的水流進入射流計量腔時，由于射流的附壁效應(又稱“科恩特”效應-“Coanda?effect”)和控制射流反饋的原理，使水流體在計量腔中振蕩，該振蕩頻率與流經管道的流速或體積流量成正比，且不受流體的物理性質的影響。通過在射流計量腔的主通道或反饋通道上設置電磁速度傳感元件或壓電壓力傳感元件等速度與壓力敏感器件，可以將流體振蕩頻率方便地檢出并送后續信號處理電路處理。如申請號為200680020431.8的中國發明專利申請，其公開了一種射流振蕩器液體流儀表包括體部，該體部具有用來接收待測量液體流的入口部分、出口部分和在入口和出口之間限定流動路徑的主通道，流動路徑包括在流動流體中引起振蕩的反饋裝置，振蕩由檢測裝置檢測，該檢測裝置包括跨越流動路徑施加磁場的磁場發生裝置和檢測合成電動勢的檢測電極，電極定位成從體部伸入所述流動路徑中。

但上述恒磁勵磁射流振蕩信號檢測原理采用的是直接電極信號檢出方式，其電極組所包含的信號采集電極和接地電極均需直接與被測導電介質相接觸。這種信號檢出方式由于容易受到直流極化干擾電勢的影響而嚴重影響微弱信號檢測的有效性，因此只有采用特殊的方法與手段方能對極低頻率的微弱信號進行檢測和處理；另外，由于測量電極直接裸露(浸泡)在被測導電介質中，電極長期浸泡在非純凈的液體介質中有被腐蝕的風險及可能，影響流量傳感器的使用壽命。

發明內容

本實用新型針對現有技術中的不足，提供了一種結構簡單、使用壽命長，測量準確的基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器，其信號采集電極通過絕緣層與被測介質隔離，不受直流極化干擾電勢的影響而確保微弱信號檢測的有效性。

為了解決上述技術問題，本實用新型通過下述技術方案得以解決：

一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器，包括殼體，殼體具有進水通道，出水通道以及由主通道和兩個對稱設置于主通道兩側的反饋通道組成的流動路徑，殼體內設置有用于跨越流動路徑施加磁場的磁場發生裝置，流動路徑內設置有至少一組檢測電極，檢測電極包括信號采集電極和接地電極，其中，信號采集電極的表面具有絕緣層，接地電極與被測介質相導通。本實用新型是通過流體介質(作為電容的一個電極)與測量電極(電容的另一個電極)之間的電容量進行耦合(電容介質為涂覆在測量電極表面的高絕緣材料)，通過選擇不同絕緣材料厚度來控制耦合電容量，信號通過電極與被測導電介質之間的電容效應將振蕩信號耦合到放大電路進行處理，同時在后續信號處理電路上采用必要的放大量調整和濾波降噪手段，從而達到檢測介質流量的預期目標。本實用新型的信號采集電極通過絕緣層與被測介質隔離，首先檢測電極不會被介質腐蝕，不受被測介質電導率影響，使用壽命長；其次，不受直流極化干擾電勢的影響而確保了微弱信號檢測的有效性。

為了取得更好的技術效果，進一步的技術措施還包括：

上述主通道內設置有一個用于促進流體振蕩的分流體。其目的是增強流體的振蕩，使檢測電極更容易檢測到信號。

優選方案之一：上述檢測電極的信號采集電極設置于主通道內。

優選方案之一：上述檢測電極的信號采集電極中的至少一個設置于反饋通道內。

優選方案之一：上述檢測電極為兩組，其中一組檢測電極的信號采集電極位于主通道內，另一組的信號采集電極位于反饋通道內。

優選方案之一：上述檢測電極為兩組，兩組檢測電極的信號采集電極均位于反饋通道內。

進一步改進：上述檢測電極中的至少一組的頂部的安裝位置與殼體的內腔底面齊平或低于殼體的內腔底面。檢測電極的頂部與殼體的內腔底面齊平或低于殼體的內腔底面可以避免檢測電極本身對殼體內流場的干擾而造成的測量結果的偏差問題。

當然，上述檢測電極中的至少一組的頂部的安裝位置也可以采取高于殼體的內腔底面而伸入到被測介質內的安裝方案。