專利名稱：一種基于電容射流振蕩信號(hào)檢測方法的射流流量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于電容射流振蕩信號(hào)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)：
隨著全球淡水資源的日益緊缺，對(duì)用水量的準(zhǔn)確計(jì)量和管理顯得尤為重要。水表 作為用水量的重要計(jì)量器具，它的計(jì)量準(zhǔn)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(jì)量和水費(fèi)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(jià)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。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(dāng)封閉管道中的水流進(jìn)入射流計(jì)量腔時(shí)，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(jì)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(jì)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(hào)處理電路處理。如申請(qǐng)?zhí)枮?00680020431. 8 的中國發(fā)明專利申請(qǐng)，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(dòng)路徑的主通道，流動(dòng) 路徑包括在流動(dòng)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(dòng)路徑施加磁場的磁場發(fā)生裝置和檢測合成電動(dòng)勢(shì)的檢測電極，電極定位成從體部伸 入所述流動(dòng)路徑中。但上述恒磁勵(lì)磁射流振蕩信號(hào)檢測原理采用的是直接電極信號(hào)檢出方式，其電極 組所包含的信號(hào)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(hào)檢出方式 由于容易受到直流極化干擾電勢(shì)的影響而嚴(yán)重影響微弱信號(hào)檢測的有效性，因此只有采用 特殊的方法與手段方能對(duì)極低頻率的微弱信號(hào)進(jìn)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(fēng)險(xiǎn)及 可能，影響流量傳感器的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)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(zhǔn)確的基 于電容射流振蕩信號(hào)檢測方法的射流流量傳感器，其信號(hào)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(shì)的影響而確保微弱信號(hào)檢測的有效性。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決—種基于電容射流振蕩信號(hào)檢測方法的射流流量傳感器，包括殼體，殼體具有進(jìn) 水通道，出水通道以及由主通道和兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置于主通道兩側(cè)的反饋通道組成的流動(dòng)路 徑，殼體內(nèi)設(shè)置有用于跨越流動(dòng)路徑施加磁場的磁場發(fā)生裝置，流動(dòng)路徑內(nèi)設(shè)置有至少一 組檢測電極，檢測電極包括信號(hào)采集電極和接地電極，其中，信號(hào)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。本發(fā)明是通過流體介質(zhì)(作為電容的一個(gè)電極)與測量 電極(電容的另一個(gè)電極)之間的電容量進(jìn)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(hào)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(hào)耦合到放大電路進(jìn)行處理，同時(shí)在后續(xù)信號(hào)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(dá)到檢測介質(zhì)流量的預(yù)期目標(biāo)。本發(fā)明的信號(hào)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(huì)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(shì)的影響而確保了微弱信號(hào)檢測的有效性。為了取得更好的技術(shù)效果，進(jìn)一步的技術(shù)措施還包括上述主通道內(nèi)設(shè)置有一個(gè)用于促進(jìn)流體振蕩的分流體。其目的是增強(qiáng)流體的振 蕩，使檢測電極更容易檢測到信號(hào)。優(yōu)選方案之一上述檢測電極的信號(hào)采集電極設(shè)置于主通道內(nèi)。優(yōu)選方案之一上述檢測電極的信號(hào)采集電極中的至少一個(gè)設(shè)置于反饋通道內(nèi)。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(hào)采集電極位于主 通道內(nèi)，另一組的信號(hào)采集電極位于反饋通道內(nèi)。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(hào)采集電極均位于反饋 通道內(nèi)。進(jìn)一步改進(jìn)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(duì)殼體內(nèi)流場的干擾而造成的測量結(jié)果的偏差問題。當(dāng)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。對(duì)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(jì)量 特性的準(zhǔn)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(huì)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(hù) 層。由于防護(hù)層表面光滑，具有自潔、不粘污的特性，對(duì)流體的流動(dòng)狀態(tài)影響極小，從而對(duì)所 采集的信號(hào)干擾很小，小流量測量性能十分優(yōu)越。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果1)檢測電極不會(huì)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；2)不受直流極化干擾電勢(shì)的影響而確保了微弱信號(hào)檢測的有效性；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(duì)殼體內(nèi)流場的干擾而造成的測量結(jié)果的偏差問題；4)殼體內(nèi)腔表面流體的流動(dòng)狀態(tài)影響極小，從而對(duì)所采集的信號(hào)干擾很小，小流 量測量性能十分優(yōu)越。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的整體結(jié)構(gòu)示意4
圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明殼體的剖面示意圖；圖6為圖5中A處的放大示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述實(shí)施例1一種基于電容射流振蕩信號(hào)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(hù)層9，殼體1具有進(jìn)水通道2，出水通道3以 及由主通道4a和兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置于主通道4a兩側(cè)的反饋通道4b組成的流動(dòng)路徑，主通道4a 內(nèi)設(shè)置有一個(gè)用于促進(jìn)流體振蕩的分流體8，殼體1內(nèi)設(shè)置有用于跨越流動(dòng)路徑施加磁場 的磁場發(fā)生裝置5，檢測電極包括信號(hào)采集電極61和接地電極62，信號(hào)采集電極61設(shè)置于 主通道4a內(nèi)，其中，信號(hào)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(shí)施例的接 地電極與水接觸的面積應(yīng)遠(yuǎn)大于信號(hào)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。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)腔底實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于本實(shí)施例的檢測電極的信號(hào)采集電極61的 其中一個(gè)設(shè)置于反饋通道4b內(nèi)，另一個(gè)設(shè)置于主通道4a內(nèi)，并且，本實(shí)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(shí)施例1相同， 在此不一一贅述。實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于本實(shí)施例具有兩組檢測電極，兩組檢測電 極共用同一個(gè)接地電極62，其中一組的信號(hào)采集電極61設(shè)置于主通道4a內(nèi)，另一組的信號(hào) 采集電極61設(shè)置于反饋通道4b內(nèi)，并且，本實(shí)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(shí)施例1相同，在此不一一贅述。實(shí)施例4本實(shí)施例與實(shí)施例3的不同之處在于本實(shí)施例具有兩組檢測電極，兩組檢測電 極的信號(hào)采集電極61均位于反饋通道4b內(nèi)，并且同一組的信號(hào)采集電極61位于不同的反 饋通道4b內(nèi)。并且，本實(shí)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(shí)施例3相同，在此不一一贅述。
權(quán)利要求
一種基于電容射流振蕩信號(hào)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(jìn)水通道(2)，出水通道(3)以及由主通道(4a)和兩個(gè)對(duì)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(dòng)路徑，所述殼體(1)內(nèi)設(shè)置有用于跨越所述流動(dòng)路徑施加磁場的磁場發(fā)生裝置(5)，其特征在于所述流動(dòng)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(hào)采集電極(61)和接地電極(62)，其中，所述信號(hào)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(hào)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(gè)用于促進(jìn)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)采集電極(61)中的至少一個(gè)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(hào)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(hào)采集電極(61)位于所述主 通道(4a)內(nèi)，另一組的信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hù)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(hào)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(hù)層(9)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于電容射流振蕩信號(hào)檢測方法的射流流量傳感器，包括殼體，殼體具有進(jìn)水通道，出水通道以及由主通道和兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置于主通道兩側(cè)的反饋通道組成的流動(dòng)路徑，殼體內(nèi)設(shè)置有用于跨越流動(dòng)路徑施加磁場的磁場發(fā)生裝置，流動(dòng)路徑內(nèi)設(shè)置有至少一組檢測電極，檢測電極包括信號(hào)采集電極和接地電極，信號(hào)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，本發(fā)明的信號(hào)采集電極通過絕緣層與被測介質(zhì)隔離，檢測電極不會(huì)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(shì)的影響而確保了微弱信號(hào)檢測的有效性。
文檔編號(hào)G01F1/32GK101922953SQ201010273268
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)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(qiáng), 徐亮, 王欣欣 申請(qǐng)人:寧波水表股份有限公司;寧波豪仕達(dá)儀表科技有限公司