專利名稱：一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器技術(shù)領(lǐng)域[0001]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(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]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(guān)系到它在用水計量和水費結(jié)算，以及控制用水、節(jié)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。[0003]現(xiàn)有的流量傳感器中應(yīng)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(yīng)(又稱“科恩 特”效應(yīng)-“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(jīng)管道的流速或體積流量成正比，且不受流體的物理性質(zhì)的影響。通過在 射流計量腔的主通道或反饋通道上設(shè)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(xù)信號處理電路處理。如申請 號為200680020431.8的中國發(fā)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(fā)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。[0004]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(dǎo)電介質(zhì)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(dǎo)電介質(zhì)中，電極長期浸泡在非純凈的液體介質(zhì)中有被腐蝕 的風險及可能，影響流量傳感器的使用壽命。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)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(zhì)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。[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型通過下述技術(shù)方案得以解決[0007]—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(shè)置于主通道兩側(cè)的反饋通道組成的流動 路徑，殼體內(nèi)設(shè)置有用于跨越流動路徑施加磁場的磁場發(fā)生裝置，流動路徑內(nèi)設(shè)置有至測電極，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(zhì)相導(dǎo)通。本實用新型是通過流體介質(zhì)(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(zhì)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(dǎo)電介質(zhì)之間的電容效應(yīng)將振蕩信號耦合到放大電路進行處理，同時在后續(xù)信 號處理電路上采用必要的放大量調(diào)整和濾波降噪手段，從而達到檢測介質(zhì)流量的預(yù)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(zhì)隔離，首先檢測電極不會被介質(zhì) 腐蝕，不受被測介質(zhì)電導(dǎo)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。[0008]為了取得更好的技術(shù)效果，進一步的技術(shù)措施還包括[0009]上述主通道內(nèi)設(shè)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。[0010]優(yōu)選方案之一上述檢測電極的信號采集電極設(shè)置于主通道內(nèi)。[0011]優(yōu)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(shè)置于反饋通道 內(nèi)。[0012]優(yōu)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(nèi)，另一組的信號采集電極位于反饋通道內(nèi)。[0013]優(yōu)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(nèi)。[0014]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(nèi)腔底面 齊平或低于殼體的內(nèi)腔底面。檢測電極的頂部與殼體的內(nèi)腔底面齊平或低于殼體的內(nèi)腔 底面可以避免檢測電極本身對殼體內(nèi)流場的干擾而造成的測量結(jié)果的偏差問題。[0015]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(nèi) 腔底面而伸入到被測介質(zhì)內(nèi)的安裝方案。[0016]對于電磁式射流表來說，其與介質(zhì)接觸的內(nèi)腔表面必須是絕緣的，為此，電磁 式射流表內(nèi)腔多用工程塑料制作。但在使用過程中，塑料內(nèi)腔表面可能粘附污漬，影響 其計量特性的準確度，特別是熱量射流表，由于熱水水質(zhì)不好，內(nèi)腔表面可能會吸附污 漬，影響測量結(jié)果的可靠性。為此，上述殼體采用金屬制成，其內(nèi)表面具有表面光滑且 附著力高的防護層。由于防護層表面光滑，具有自潔、不粘污的特性，對流體的流動狀 態(tài)影響極小，從而對所采集的信號干擾很小，小流量測量性能十分優(yōu)越。[0017]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果[0018]1)檢測電極不會被被測介質(zhì)腐蝕、不結(jié)垢，不受被測介質(zhì)電導(dǎo)率影響，使用壽 命長；[0019]2)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；[0020]3)檢測電極的頂部與殼體的內(nèi)腔底面齊平或低于殼體的內(nèi)腔底面可以避免檢測 電極本身對殼體內(nèi)流場的干擾而造成的測量結(jié)果的偏差問題；[0021]4)殼體內(nèi)腔表面流體的流動狀態(tài)影響極小，從而對所采集的信號干擾很小，小 流量測量性能十分優(yōu)越。


[0022]圖1為本實用新型實施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0023]圖2為本實用新型實施例2的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0024]圖3為本實用新型實施例3的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0025]圖4為本實用新型實施例4的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0026]圖5為本實用新型殼體的剖面示意圖；[0027]圖6為圖5中A處的放大示意圖。
具體實施方式
[0028]
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述[0029]實施例1[0030]一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器，包括采用金屬制成的 殼體1，其內(nèi)表面具有表面光滑且附著力高的防護層9，殼體1具有進水通道2，出水通 道3以及由主通道4a和兩個對稱設(shè)置于主通道4a兩側(cè)的反饋通道4b組成的流動路徑， 主通道4a內(nèi)設(shè)置有一個用于促進流體振蕩的分流體8，殼體1內(nèi)設(shè)置有用于跨越流動路徑 施加磁場的磁場發(fā)生裝置5，檢測電極包括信號采集電極61和接地電極62，信號采集電 極61設(shè)置于主通道4a內(nèi)，其中，信號采集電極61的表面具有絕緣層7，接地電極62與 被測介質(zhì)相導(dǎo)通。并且為了避免由于接地電極受到腐蝕的可能而導(dǎo)致的使用壽命降低的 問題，本實施例的接地電極與水接觸的面積應(yīng)遠大于信號采集電極，這樣可以將接地電 極表面結(jié)垢或腐蝕的影響降到最低。[0031]上述檢測電極的頂部的安裝位置與殼體1的內(nèi)腔底面齊平或低于殼體1的內(nèi)腔底[0032]實施例2[0033]本實施例與實施例1的不同之處在于本實施例的檢測電極的信號采集電極61 的其中一個設(shè)置于反饋通道4b內(nèi)，另一個設(shè)置于主通道4a內(nèi)，并且，本實施例中檢測電 極的頂部的安裝位置高于殼體1的內(nèi)腔底面而伸入到被測介質(zhì)內(nèi)。其余部分與實施例1 相同，在此不一一贅述。[0034]實施例3[0035]本實施例與實施例1的不同之處在于本實施例具有兩組檢測電極，兩組檢測 電極共用同一個接地電極62，其中一組的信號采集電極61設(shè)置于主通道4a內(nèi)，另一組 的信號采集電極61設(shè)置于反饋通道4b內(nèi)，并且，本實施例中檢測電極的頂部的安裝位置 高于殼體1的內(nèi)腔底面而伸入到被測介質(zhì)內(nèi)。其余部分與實施例1相同，在此不一一贅 述。[0036]實施例4[0037]本實施例與實施例3的不同之處在于本實施例具有兩組檢測電極，兩組檢測 電極的信號采集電極61均位于反饋通道4b內(nèi)，并且同一組的信號采集電極61位于不同 的反饋通道4b內(nèi)。并且，本實施例中檢測電極的頂部的安裝位置與殼體1的內(nèi)腔底面齊 平或低于殼體1的內(nèi)腔底面。其余部分與實施例3相同，在此不一一贅述。
權(quán)利要求1.一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(1)，所述殼 體(1)具有進水通道(2)，出水通道(3)以及由主通道(4a)和兩個對稱設(shè)置于所述主通 道(4a)兩側(cè)的反饋通道(4b)組成的流動路徑，所述殼體(1)內(nèi)設(shè)置有用于跨越所述流動 路徑施加磁場的磁場發(fā)生裝置(5)，其特征在于所述流動路徑內(nèi)設(shè)置有至少一組檢測 電極，所述檢測電極包括信號采集電極(61)和接地電極(62)，其中，所述信號采集電極 (61)的表面具有絕緣層(7)，所述接地電極(62)與被測介質(zhì)相導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器，其 特征在于所述主通道(4a)內(nèi)設(shè)置有一個用于促進流體振蕩的分流體(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器，其 特征在于所述檢測電極的信號采集電極(61)設(shè)置于所述主通道(4a)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器， 其特征在于所述檢測電極的信號采集電極(61)中的至少一個設(shè)置于所述反饋通道(4b) 內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器，其 特征在于所述檢測電極為兩組，其中一組所述檢測電極的信號采集電極(61)位于所述 主通道(4a)內(nèi)，另一組的信號采集電極(61)位于所述反饋通道(4b)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器，其 特征在于所述檢測電極為兩組，兩組所述檢測電極的信號采集電極(61)均位于所述反 饋通道(4b)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的 射流流量傳感器，其特征在于所述檢測電極中的至少一組的頂部的安裝位置與所述殼 體(1)的內(nèi)腔底面齊平或低于所述殼體(1)的內(nèi)腔底面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的 射流流量傳感器，其特征在于所述檢測電極中的至少一組的頂部的安裝位置高于所述 殼體(1)的內(nèi)腔底面而伸入到被測介質(zhì)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器，其 特征在于所述殼體(1)采用金屬制成，其內(nèi)表面具有表面光滑且附著力高的防護層 (9)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于電容射流振蕩信號檢測方法的射流流量傳感器， 其特征在于所述殼體(1)采用金屬制成，其內(nèi)表面具有表面光滑且附著力高的防護 層(9)。
專利摘要本實用新型公開了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(shè)置于主通道兩側(cè)的反饋通道組成的流動路徑，殼體內(nèi)設(shè)置有用于跨越流動路徑施加磁場的磁場發(fā)生裝置，流動路徑內(nèi)設(shè)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，信號采集電極的表面具有絕緣層，接地電極與被測介質(zhì)相導(dǎo)通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的信號采集電極通過絕緣層與被測介質(zhì)隔離，檢測電極不會被介質(zhì)腐蝕、不結(jié)垢，不受被測介質(zhì)電導(dǎo)率影響，使用壽命長；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。
文檔編號G01F1/58GK201803749SQ20102051848
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者姚靈, 左富強, 徐亮, 王欣欣 申請人:寧波水表股份有限公司, 寧波豪仕達儀表科技有限公司