[發明專利]一種射流振蕩水流量傳感器

有效

• 申請號: 201110377491.8
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102519525A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 姚靈;徐亮;左富強
• 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
• 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

本發明屬于流體流量檢測的技術領域，具體地說涉及一種射流振蕩水流量傳感器。

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。

本世紀初以來，國際上將采用新型傳感技術和現代流量計技術的電子水表歸屬于水表范疇，開展了這方面的技術和應用研究，取得了一定的成果，特別是在民用和商用中小口徑管道水計量方面的應用得到了廣泛的重視和關注。射流水表是電子水表中的主要種類之一。射流水表的工作原理如下：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。因此只要檢測出流體的振蕩頻率，就能獲知被測水流體的流速、流量、以及用水量等參數。

為了檢測流體在射流腔中的振蕩頻率，目前用的較多的是：壓力式的壓電信號檢測方法和電磁信號檢測方法等幾種。壓電信號檢測方法由于安裝比較困難，信號檢測靈敏度不是很高，同時壓電敏感元件又很怕潮，因此很少在水流量的檢測中使用；電磁信號檢測方法用的較多的是采用恒磁勵磁（使用永久磁鋼勵磁）的方案。

采用恒磁勵磁的電磁檢測方案時，如果電極安裝位置不準確、勵磁磁鋼的磁感應強度設計不合適、電極材料選擇及加工等技術的處理不恰當，會出現有效信號檢測困難，電化學干擾電勢大等現象，并會影響到射流振蕩信號的正常測量與處理，其結果可以使射流水流量傳感器的小流量測量特性變差，流量測量范圍變窄。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提供了一種電勢干擾小，測量范圍大且鐵銹堵塞可能性小的射流振蕩水流量傳感器。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：一種射流振蕩水流量傳感器，包括殼體，設置于所述殼體內用于施加磁場的磁場發生裝置，以及檢測電極，其特征在于：所述檢測電極的表面粗糙度Ra參數值小于等于0.05μm，所述檢測電極的加工工藝包括以下步驟：1）選取不銹鋼材料作為檢測電極；2）將所述檢測電極粗車加工至粗糙度達到Ra?0.7μm—Ra?0.9μm；3）將所述檢測電極精車加工至粗糙度達到Ra?0.2μm—Ra?0.4μm；4）對所述檢測電極表面進行拋光處理，使其表面粗糙度Ra參數值小于等于0.05μm。電極表面如果粗糙度較大，其表面細微部分很容易與被測介質，如水，發生較強烈的腐蝕反應，使流量傳感器出現干擾電勢，影響測量正常進行。因此，本發明的檢測電極的表面粗糙度Ra參數值小于等于0.05μm，減小檢測電極表面與被測介質發生腐蝕反應的程度，從而確保干擾電勢盡可能小的影響正常測量。

為了取得更好的技術效果，進一步的技術措施還包括：將拋光完成的所述檢測電極浸泡在應用水中24～48小時。一方面上述操作可以使電極表面微觀輪廓部分充分化學反應，使其更加光潔，另一方面，在水流量傳感器作實際測量之前就使其檢測電極的表面與水發生較充分的化學反應，可在電極表面生成一層保護膜，同時也減小了檢測電極在實際測量時與被測介質發生反應的程度。

作為優選，上述電極材料使用牌號為316L的不銹鋼材料。提高檢測電極材料的不銹鋼性能，可以減少檢測電極的銹蝕，減少電化學反應的程度，因而減少了由化學反應造成的干擾電勢影響。

進一步改進：上述檢測電極的安裝位置偏離中心軸線不大于2mm。由于磁場強度B與被測信號幅值E成正比，即E=(kW)·B·v，式中：k是調整系數；W是權重函數，v是被測介質的流速。因此要得到較高的信號幅值，權重函數要大，而權重函數的大小與檢測電極在磁場中的位置有關，當檢測電極處在軸線位置上時，可以得到最大的權重函數值。因此，本發明中檢測電極的安裝位置偏離中心軸線應不大于2mm。