專利名稱：一種電阻應變傳感式管道流速檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在管道中用于檢測流速的電阻應變式傳感器，特別涉及一種電阻應變傳感式管道流速檢測裝置。( 二 )
背景技術：
隨著工業(yè)化的發(fā)展，石油、水等液體在管道中的傳輸因其經濟性、安全性和可靠性而得到廣泛應用，所以對其在管道的傳輸流速的檢測便十分重要。 近年來由于工業(yè)的發(fā)展，對石油，水等資源的需求急速上升。作為液體傳送中集安全、可靠、經濟于一身的管道傳輸越來越受到重視。然而由于其管道運輸?shù)南鄬γ荛]性和安全性要求，使我們無法像測量河流水速一樣去測量這些液體的流速。傳統(tǒng)的測流方式是采用超聲多普勒流量法測量，其測量原理即為超聲波的多普勒效應，由入射波和反射波的頻差來進行流速的測定，入射超聲波的頻率是固定的，這就需要對反射回來的聲波頻率進行精確的測量。然而反射聲波淹沒在大量的噪聲之中，所以引起的誤差較大。
發(fā)明內容本實用新型為了彌補現(xiàn)有技術的不足，提供了一種結構簡單、實用方便的電阻應變傳感式管道流速檢測裝置。本實用新型是通過如下技術方案實現(xiàn)的一種電阻應變傳感式管道流速檢測裝置，其特征是包括設置于管道底部的電阻應變式傳感器，電阻應變式傳感器包括相串聯(lián)的恒流源電橋電路和放大運算電路。本實用新型的最優(yōu)方案為所述恒流源電橋電路輸出有電壓Vi ;所述電壓Vi通過電阻&連接電壓放大器的負極，電壓放大器的正極通過電阻Rp虛地連接，電壓放大器的輸出端連接有二極管后輸出電壓V。，電壓V。處通過電阻R1接地，電壓V。接有尾端連接于電阻R5和電壓放大器之間的開放反饋電路；所述開放反饋電路為依次連接的電阻R3和同相乘法器12。本實用新型的有益效果是該實用新型的結構簡單，根據(jù)現(xiàn)有電阻應變式傳感器設計，由伯努利方程知，在理想情況下，假設靜壓相同，即液體充滿管道，流速V的平方與其對管道的壓力P成線性關系，利用電阻應變片式傳感器將得到的壓力轉化為電信號，再利用開方電路得到測量電壓值與流速的線性關系。由此檢測出密閉管道中液體的流速；電阻應變片式傳感器由于測量范圍廣、精度高；作為測力傳感器，可測10_2 IO7N的力，精度達到O. 05% FS以上；作為壓力傳感器，可測10_2 IO7Pa的壓力，精度可達O. 1% FS ;性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長，能在惡劣的環(huán)境條件下工作等優(yōu)點，采用電阻應變式傳感器測量管道中流體的流速，并使用模擬開方電路使測量電壓值與流速成線性關系，適于廣泛推廣應用。
以下結合附圖
對本實用新型作進一步的說明。附圖I為本實用新型的結構示意圖；附圖2為本實用新型的恒流源電橋電路結構示意圖；[0015]附圖3為本實用新型的放大運算電路結構示意圖；圖中，I管道，2電阻應變式傳感器，3恒流源電橋電路，4電壓Vi, 5電阻R5,6電壓放大器，7電阻Rp, 8 二極管，9輸出電壓V。，10電阻R1,11電阻R3,12同相乘法器。
具體實施方式
附圖為本實用新型的一種具體實施例。該實施例包括設置于管道I底部的電阻應變式傳感器2，電阻應變式傳感器2包括相串聯(lián)的恒流源電橋電路3和放大運算電路；所述恒流源電橋電路3輸出有電壓\4;所述電SVd通過電阻&5連接電壓放大器6的負極，電壓放大器6的正極通過電阻Rp7虛地連接，電壓放大器6的輸出端連接有二極管8后輸出電壓入9，電壓VJ處通過電阻R1IO接地，電壓VJ接有尾端連接于電阻R55和電壓放大器6之間的開放反饋電路；所述開放反饋電路為依次連接的電阻R3Il和同相乘法器12。采用本實用新型的電阻應變傳感式管道流速檢測裝置，根據(jù)伯努利方程，流速越高，壓力越小。由于應變電阻Rl電阻絲阻值隨它所承受的機械變形的大小而發(fā)生形變，在 流速為O且液體充滿管道時，管道I底部的壓強最大，即靜壓。設此時單位面積上的所受壓力為R = V +AR'，其中R'為電阻Pl應變片未受任何壓力時的電阻值，AR'為電阻Rl由于受到靜壓時①的電阻改變值。當管道I內液體流速不為O時，應變片受的壓力比流體靜止時小，應變片阻值將有所減小，設此時阻值改變量為- AR，R值將改變，此信號通過恒流源電橋電路3中的電壓Vi取出，并通過開方電路使流速與電壓成線性關系。①「傳感器結構與電路。附圖I，應變片式傳感器粘貼在管道I內側底部，具體粘結劑與條件依實際情況而定。當流體充滿管道內且靜止時，應變片受力最大，電阻值最大，當流速加快時，電阻值減小。為了減小非線性誤差，我們采用恒流源電橋工作方式，附圖2 在圖示的等臂電橋加恒定電流源供電中；設R1 = R2 = R3 = R4 = R,其中，R1為敏感原件，有
權利要求1.一種電阻應變傳感式管道流速檢測裝置，其特征是包括設置于管道(I)底部的電阻應變式傳感器(2)，電阻應變式傳感器(2)包括相串聯(lián)的恒流源電橋電路(3)和放大運算電路。
2.根據(jù)權利要求I所述的電阻應變傳感式管道流速檢測裝置，其特征是所述恒流源電橋電路⑶輸出有電壓Vi (4)。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的電阻應變傳感式管道流速檢測裝置，其特征是所述電壓\(4)通過電阻&(5)連接電壓放大器(6)的負極，電壓放大器(6)的正極通過電阻&(7)虛地連接，電壓放大器￠)的輸出端連接有二極管(8)后輸出電壓V。(9)，電壓V。(9)處通過電阻R1(IO)接地，電壓V。(9)接有尾端連接于電阻R5(5)和電壓放大器(6)之間的開放反饋電路。
4.根據(jù)權利要求3所述的電阻應變傳感式管道流速檢測裝置，其特征是所述開放反饋電路為依次連接的電阻R3(ll)和同相乘法器(12)。
專利摘要本實用新型涉及一種在管道中用于檢測流速的電阻應變式傳感器，特別涉及一種電阻應變傳感式管道流速檢測裝置。該電阻應變傳感式管道流速檢測裝置，其特征是包括設置于管道底部的電阻應變式傳感器，電阻應變式傳感器包括相串聯(lián)的恒流源電橋電路和放大運算電路，因此，本實用新型的結構簡單，設計合理。
文檔編號G01P5/08GK202522583SQ201220007190
公開日2012年11月7日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權日2012年1月10日
發(fā)明者李騰飛, 黃婧潔 申請人:中國礦業(yè)大學