[發明專利]霍爾效應大口徑管道流量計

在審

• 申請號: 201410377702.1
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104154960A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 應悅;姜戰;應盛榮
• 申請（專利權）人: 衢州市鼎盛化工科技有限公司
• 主分類號: G01F1/58
• 分類號: G01F1/58
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 耿映曦

技術領域

本發明涉及管道流量計，特別涉及采用霍爾元件用于大口徑管道的流量計。

背景技術

在工業現場，測量流體流量的儀表統稱為流量計或流量表。流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛適用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫藥、農業、環境保護及人民日常生活等國民經濟各個領域，是發展工農業生產，節約能源，改進產品質量，提高經濟效益和管理水平的重要工具，在國民經濟中占有重要的地位。在過程自動化儀表與裝置中，流量儀表有兩大功用：作為過程自動化控制系統的檢測儀表和測量物料數量的總量表。

目前已投入使用的流量計已超過100種。從不同的角度出發，流量計有不同的分類方法。按常用的結構原理分類，流量計分為：容積式流量計、葉輪式流量計、差壓式流量計(變壓降式流量計)、變面積式流量計(等壓降式流量計)、動量式流量計、沖量式流量計、電磁流量計、超聲波流量計、流體振蕩式流量計、質量流量計等。此外，還有非常用的如適用于明渠測流的各種堰式流量計、槽式流量計；適于大口徑測流的插入式流量計；測量層流流量的層流流量計；適于二相流測量的相關法流量計；以及激光法、核磁共振法流量計和多種示蹤法、稀釋法測流等。隨著科技的發展和實際應用需要，新型流量計將不斷涌現，流量計的類型將更為齊全。

在現有的技術中，用于大口徑管道的流量計結構復雜、價格非常昂貴并且維修保養不易。

還有一種流量傳感器，雖然不是流量計，但其工作原理類似于流量計；它是由流體沖擊磁性轉子，帶動磁性轉子轉動，通過霍爾效應原理來檢測磁極的感應，產生脈沖電平輸出給控制器，再由控制器感知流量并控制其它部件產生動作；這種流量傳感器都為小管道使用，例如家用熱水器的流量控制。隨著管道直徑的增大，磁性轉子隨之增大，流量傳感器的體積也隨之增大，目前在大管道中尚未使用，同時其龐大的體積產生了制造困難，安裝維護不便，成本高的問題。而且，這種流量傳感器也不能用于流量的精確測量。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種利用小管徑霍爾流量傳感器來測量大管徑管道流量的設備。本發明要解決的技術問題是利用小管徑霍爾流量傳感器來測量大管徑管道流量，從而能低成本、簡單地測量大口徑管道的流量。為了實現上述技術目的，本發明的的技術方案為：霍爾效應大口徑管道流量計，包括：大口徑管和小口徑支管；所述小口徑支管的兩端設置于大口徑管內；所述小口徑支管內設有霍爾流量傳感器。

上述方案中，所述小口徑支管和大口徑管內液體的進流方向相同，其出流方向也相同。

上述方案中，所述小口徑支管包括水平進口端、上升段、水平段、下降段和水平出口端；所述水平進口端和水平出口端設置于所述大口徑管內，所述上升段和下降段與大口徑管垂直并部分穿出大口徑管，所述水平段連接所述上升段和下降段穿出大口徑管部分的端口；所述霍爾流量傳感器設置于水平段內。

上述方案中，所述霍爾流量傳感器包括轉輪、定位塊和能感應磁場的霍爾元件，所述霍爾元件固定于小口徑支管外；所述定位塊限制所述轉輪在小口徑支管內軸向竄動，所述轉輪上設有永磁體，所述霍爾元件上設有輸出信號線，所述輸出信號線與外部計算設備相連；所述轉輪隨管內流體的流動而轉動，所述轉輪每轉動一圈其上的永磁體與所述霍爾元件感應一次，從而使霍爾元件產生一次脈沖信號，并通過輸出信號線輸出脈沖信號。

本發明還有另一種小口徑支管的設置方式：將所述小口徑支管完全設置于大口徑管內；所述小口徑支管底部通過下支桿與大口徑管下內壁固定連接，所述小口徑支管頂部與上支管的一端固定連接，所述上支管的另一端穿出大口徑管上內壁。

上述方案中，所述霍爾流量傳感器包括轉輪、定位塊和能感應磁場的霍爾元件，所述霍爾元件固定于小口徑支管外上支管內；所述定位塊限制所述轉輪在小口徑支管內軸向竄動，所述轉輪上設有永磁體，所述霍爾元件上設有輸出信號線，所述輸出信號線從上支管內通過并穿出大口徑管，所述輸出信號線與外部計算設備相連；所述轉輪隨管內流體的流動而轉動，所述轉輪每轉動一圈其上的永磁體與所述霍爾元件感應一次，從而使霍爾元件產生一次脈沖信號，并通過輸出信號線輸出脈沖信號。

上述方案中，所述大口徑管道內的流量為Q；所述流量的計算公式為Q＝KF，其中，K為流量系數，F為所述霍爾元件輸出的脈沖信號頻率，該脈沖信號頻率通過所述外部計算設備讀取；所述K為霍爾效應大口徑管道流量計出廠時已標定。