專利名稱：非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁流量傳感器，特別是一種非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器。
背景技術(shù)：
電磁流量傳感器的原理是流體在有垂直磁場(chǎng)B作用下的直徑為D的測(cè)量管中流動(dòng)，流體切割磁力線在垂直于磁場(chǎng)和流動(dòng)的方向上產(chǎn)生正比于流體流速V的感應(yīng)電勢(shì)E，E＝K0×D×B×V，K0為系數(shù)，并取E作為輸出信號(hào)。現(xiàn)有通用的電磁流量傳感器都是采用絕緣測(cè)量管以免使輸出減小。取感應(yīng)電勢(shì)的方法有兩種一是在絕緣測(cè)量管的管壁上打孔，安裝導(dǎo)電的測(cè)量電極，通過電極接觸流體把感應(yīng)電勢(shì)引出并直接作為輸出信號(hào)，這種方法容易產(chǎn)生較大的流動(dòng)噪聲和增加傳感器使用不安全因素；二是在絕緣測(cè)量管的管壁外貼電容極板，用電容耦合的方式來引出感應(yīng)電勢(shì)作為輸出信號(hào)，這種方法對(duì)高頻噪聲敏感，并要求絕緣測(cè)量管的管壁具有良好的介電系數(shù)，降低了儀表的性能價(jià)格比。
另外，在生物醫(yī)學(xué)中測(cè)量血管流量的電磁流量計(jì)是利用非絕緣的柔性血管直接作為測(cè)量管，并直接從血管外壁引出測(cè)量點(diǎn)來測(cè)量感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)。但柔性測(cè)量管將影響流量的精確計(jì)量，難以應(yīng)用于通用的電磁流量傳感器。
目前，已有ZL99113868.8和200510028474.8等專利的高性能信號(hào)處理方法可將非常微弱的感應(yīng)電勢(shì)進(jìn)行精確放大與處理。。同時(shí)，各種單位體積電阻的非絕緣剛性管道已可低成本的制造。用剛性非絕緣管道作為測(cè)量管可降低信號(hào)的流動(dòng)噪聲，增加測(cè)量管的長(zhǎng)期使用安全性，提高電磁流量傳感器的性能價(jià)格比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器，即用剛性非絕緣管道直接作為測(cè)量管，并直接在測(cè)量管外壁上引取感應(yīng)電勢(shì)作為輸出信號(hào)。同時(shí)，再采用一個(gè)輔助測(cè)量單元來動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)量管的單位體積電阻變化以提供精確修正輸出信號(hào)的依據(jù)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器，包括一個(gè)內(nèi)徑為D的供被測(cè)流體流動(dòng)的剛性測(cè)量管和一個(gè)安裝在剛性測(cè)量管上產(chǎn)生與流體流向垂直的磁場(chǎng)B的勵(lì)磁單元，所述的剛性測(cè)量管內(nèi)的流體有流速V，在磁場(chǎng)B作用下，剛性測(cè)量管中的流體產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)E，E＝K0×D×B×V，K0是一個(gè)系數(shù)；其特征在于所述的剛性測(cè)量管是由非絕緣材料制成的，在磁場(chǎng)B作用范圍內(nèi)的剛性測(cè)量管的外管壁上有a與b兩測(cè)點(diǎn)，直接引出供測(cè)量的輸出信號(hào)X，X＝K1×K2×E，K1是與a和b兩點(diǎn)在剛性非絕緣測(cè)量管(1)外壁上的位置有關(guān)的系數(shù)，K2是與剛性測(cè)量管道(1)的材料的單位體積電阻P相關(guān)的系數(shù)。
上述的剛性測(cè)量管道的非絕緣材料應(yīng)有如下特性剛性測(cè)量管(1)的單位體積電阻P不小于被測(cè)流體的單位體積電阻，剛性測(cè)量管外管壁上作為輸出信號(hào)X的a與b兩點(diǎn)間的電阻不大于要測(cè)量輸出信號(hào)X的后續(xù)儀表的輸入阻抗。
上述非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器的剛性測(cè)量管(1)外管壁上a與b兩點(diǎn)的連線垂直于磁場(chǎng)B和流體的流動(dòng)方向，并且通過剛性測(cè)量管的中心點(diǎn)，這樣可使系數(shù)K1值最大。
上述非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器中剛性測(cè)量管的外壁上有一個(gè)輔助測(cè)量單元監(jiān)測(cè)剛性測(cè)量管的單位體積電阻P的變化，使后續(xù)儀表用輔助測(cè)量單元的輸出C來更精確地動(dòng)態(tài)修正系數(shù)K2的值。
上述輔助測(cè)量單元可以是一個(gè)直接測(cè)量剛性測(cè)量管外壁溫度值T的溫度測(cè)量單元，使后續(xù)儀表用T值作為輔助測(cè)量單元的輸出C來更精確地動(dòng)態(tài)修正系數(shù)K2的值。
上述輔助測(cè)量單元可以是一個(gè)直接測(cè)量剛性測(cè)量管外壁上兩點(diǎn)間的電阻值R0的電阻測(cè)量單元，使后續(xù)儀表用R0值作為輔助測(cè)量單元的輸出C來更精確地動(dòng)態(tài)修正系數(shù)K2的值。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)無電極的測(cè)量管可降低流動(dòng)噪聲使輸出信號(hào)更穩(wěn)定，傳感器的制造更簡(jiǎn)單使用更安全。同時(shí)可使電磁流量傳感器更易應(yīng)用于特殊領(lǐng)域。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)原理框圖。
圖2是溫度測(cè)量單元作為輔助測(cè)量單元的實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是電阻測(cè)量單元作為輔助測(cè)量單元的實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方案本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例如下述參見圖1。
本非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器，包括一個(gè)內(nèi)徑為D的供被測(cè)流體流動(dòng)的剛性測(cè)量管1，一個(gè)在剛性測(cè)量管1上產(chǎn)生與流體流向垂直的磁場(chǎng)B的勵(lì)磁單元2；所述的剛性測(cè)量管1內(nèi)的流體有流速V，在磁場(chǎng)B作用下，剛性測(cè)量管1中的流體產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)E，E＝K0×D×B×V，K0是一個(gè)系數(shù)；其特征在于在磁場(chǎng)B作用范圍內(nèi)的剛性測(cè)量管1的外管壁上有a與b兩測(cè)點(diǎn)，直接引出供測(cè)量的輸出信號(hào)X，X＝K1×K2×E，K1是與a和b兩點(diǎn)在剛性非絕緣測(cè)量管1外壁上的位置有關(guān)的系數(shù)，K2是與剛性測(cè)量管道1的材料的單位體積電阻P相關(guān)的系數(shù)。
上述非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器的剛性測(cè)量管道1是用非絕緣材料制造，剛性測(cè)量管1的非絕緣材料特性是剛性測(cè)量管1的單位體積電阻P不小于被測(cè)流體的單位體積電阻，剛性測(cè)量管1外管壁上作為輸出信號(hào)X的a與b兩點(diǎn)間的電阻不大于要測(cè)量輸出信號(hào)X的后續(xù)儀表的輸入阻抗。
上述非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器的剛性測(cè)量管1外管壁上a與b兩點(diǎn)的連線垂直于磁場(chǎng)B和流體的流動(dòng)方向，并且通過剛性測(cè)量管1的中心點(diǎn)，這樣可使系數(shù)K1值最大。
上述非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器可由一個(gè)輔助測(cè)量單元3來監(jiān)測(cè)剛性測(cè)量管1的單位體積電阻P的變化，使后續(xù)儀表用輔助測(cè)量單元3的輸出C來更精確地動(dòng)態(tài)修正系數(shù)K2的值。
參見圖2。上述輔助測(cè)量單元3是一個(gè)直接測(cè)量剛性測(cè)量管1外壁溫度值T的溫度測(cè)量單元，即可使后續(xù)儀表用T值作為輔助測(cè)量單元3的輸出C來更精確的動(dòng)態(tài)修正系數(shù)K2的值。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例基本與上述實(shí)施例相同，所不同之處是參見圖3。上述輔助測(cè)量單元3是一個(gè)直接測(cè)量剛性測(cè)量管1外壁上兩點(diǎn)間的電阻值R0的電阻測(cè)量單元，即可使后續(xù)儀表用R0值作為輔助測(cè)量單元3的輸出C來更精確地動(dòng)態(tài)修正系數(shù)K2的值。
權(quán)利要求
1.一種非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器，包括一個(gè)內(nèi)徑為D的供被測(cè)流體流動(dòng)的剛性測(cè)量管(1)和一個(gè)安裝在剛性測(cè)量管(1)上產(chǎn)生與流體流向垂直的磁場(chǎng)B的勵(lì)磁單元(2)；所述的剛性測(cè)量管(1)內(nèi)的流體有流速V，在磁場(chǎng)B作用下，剛性測(cè)量管(1)中的流體產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)E，E＝K0×D×B×V，K0是一個(gè)系數(shù)；其特征在于所述的剛性測(cè)量管(1)是由非絕緣材料制成的，在磁場(chǎng)B作用范圍內(nèi)的剛性測(cè)量管(1)的外管壁上有a與b兩測(cè)點(diǎn)，直接引出供測(cè)量的輸出信號(hào)X，X＝K1×K2×E，K1是與a和b兩點(diǎn)在剛性非絕緣測(cè)量管(1)外壁上的位置有關(guān)的系數(shù)，K2是與剛性測(cè)量管道(1)的材料的單位體積電阻P相關(guān)的系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器，其特征在于所述的剛性測(cè)量管(1)的非絕緣材料應(yīng)有如下特性剛性測(cè)量管(1)的單位體積電阻P不小于被測(cè)流體的單位體積電阻，剛性測(cè)量管(1)外管壁上作為輸出信號(hào)X的a與b兩點(diǎn)間的電阻不大于要測(cè)量輸出信號(hào)X的后續(xù)儀表的輸入阻抗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器，其特征在于當(dāng)剛性測(cè)量管(1)外管壁上a與b兩點(diǎn)的連線垂直于磁場(chǎng)B和流體的流動(dòng)方向，并且通過剛性測(cè)量管(1)的中心點(diǎn)，這樣使系數(shù)K1值最大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器，其特征在于所述的剛性測(cè)量管(1)的外壁上有一個(gè)輔助測(cè)量單元(3)監(jiān)測(cè)剛性測(cè)量管(1)的單位體積電阻P的變化，使后續(xù)儀表用所述的輔助測(cè)量單元(3)的輸出C來更精確地動(dòng)態(tài)修正系數(shù)K2的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器，其特征在于輔助測(cè)量單元(3)是一個(gè)直接測(cè)量剛性測(cè)量管(1)外壁溫度值T的溫度測(cè)量單元，使后續(xù)儀表用T值作為輔助測(cè)量單元(3)的輸出C來更精確地動(dòng)態(tài)修正系數(shù)K2的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器，其特征在于輔助測(cè)量單元(3)是一個(gè)直接測(cè)量剛性測(cè)量管(1)外壁上兩點(diǎn)間的電阻值R0的電阻測(cè)量單元，使后續(xù)儀表用R0值作為輔助測(cè)量單元(3)的輸出C來更精確地動(dòng)態(tài)修正系數(shù)K2的值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非絕緣測(cè)量管的電磁流量傳感器，它包括一個(gè)內(nèi)徑為D的供被測(cè)流體流動(dòng)的剛性測(cè)量管和一個(gè)安裝在剛性測(cè)量管上產(chǎn)生與流體流向垂直的磁場(chǎng)B的勵(lì)磁單元；所述的剛性測(cè)量管內(nèi)的流體有流速V，在磁場(chǎng)B作用下，剛性測(cè)量管中的流體產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)E，E＝K0×D×B×V，K0是一個(gè)系數(shù)；所述的剛性測(cè)量管是由非絕緣材料制成的，在磁場(chǎng)B作用范圍內(nèi)的剛性測(cè)量管的外管壁上有a與b兩測(cè)點(diǎn)，直接引出供測(cè)量的輸出信號(hào)X，X＝K1×K2×E，K1是與a和b兩點(diǎn)在剛性非絕緣測(cè)量管外壁上的位置有關(guān)的系數(shù)，K2是與剛性測(cè)量管道的材料的單位體積電阻P相關(guān)的系數(shù)。本發(fā)明的電磁流量傳感器的沒有測(cè)量電極，直接在非絕緣測(cè)量管外壁上引取感應(yīng)電勢(shì)作為輸出信號(hào)。本發(fā)明降低了流動(dòng)噪聲，使輸出信號(hào)更穩(wěn)定。本發(fā)明的傳感器的制造更簡(jiǎn)單，使用更安全。同時(shí)可使電磁流量傳感器更易應(yīng)用于特殊領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01F1/56GK1793789SQ20051011190
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者李斌, 沈天飛, 劉可昌, 袁春華 申請(qǐng)人:李斌