专利名称：电磁式二维流速流向检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于导电液体流速检测装置的改进，确切地说，它是一种电磁式二维流速流向检测装置。
背景技术：
目前，在水工、水利、环保等领域中，检测导电液体流速的装置多为旋浆转叶式流速仪。它适用于清水和低杂质液体和单方向平均流速的测量，对于含沙量高，含纤维杂质多的液流以及返复流动和瞬时流速的检测，则无能为力。另外，一维流速仪，虽然可以同时适用于清水和高含沙或杂质的液体的平均流速及瞬时流速的测量，但无法检测其流向，且灵敏度低，抗干扰能力差，未能得以推广应用。上述已有技术，在专利号为CN85200623U的《一维电磁流速仪》文献中有报导。
发明内容
本实用新型的目的就在于克服上述已有技术的不足而设计制作出的一种电磁式二维流速流向检测装置。
本实用新型在结构上分为两部分，即二维电磁流速传感器部分和主机部分，二者通过一根带屏蔽线的6芯电缆，经输入/输出接口连接起来，成为一个整体。二维电磁流速传感器主要包括有激磁线圈、电极和非金属外壳等。主机部分从前至后依次为面板模件、微型计算机模件、信号处理模件、信号源模件和后板模件。且面板模件上装有显示器、键盘、通道选择器和输入/输出接口6芯插座。微型计算机模件上装有微处理器及程序存储器和数据存储器等。信号处理模件上装有X向分时及X向合成放大器，Y向分时及Y向合成放大器和A/D变换器等。信号源模件上装有50周(工频)同步发生器，激励发生器和功率放大器等。后板模件上装有电源电路及其相应接口等。
本实用新型的核心部分是微型计算机模件。它包括有微处理器及其相关的存储器，显示器、键盘及通道选择器等。在主程序的控制下，将检测到的液体流速进行实时处理，完成时间(TM)、流速(FV)流向(FD)等各项数据运算，并送至显示器显示出来。
本实用新型的关键部分是二维电磁流速传感器，它包括有激磁线圈(L1，L2)，X向电极(X1，X2)，Y向电极(Y1，Y2)，线圈骨架、非金属外壳以及绝缘填充物构成，作为一个独立部件，完成将液体流速等物理量转换成模拟电信号的工作。所述的电极设有2对(共4个)，即1对为X向电极(X1，X2)，另1对为Y向电极(Y1，Y2)，且X向电极(X1，X2)与Y向电极(Y1，Y2)彼此正交，它们经输入/输出接口插头与输入/输出接口插座分别同信号处理模件(4)中的X向分时放大器输入端和Y向分时放大器的输入端呈X1→b1，X2→b2；Y1→C1，Y2→C2直接相衔接。所述的激磁线圈的引线端(L1，L2)经输入/输出端接口插头与输入/输出接口座同功率放大器的输出端呈L1→a1，L2→a2直接相衔接。
此外，信号处理模件包括有X向分时与合成放大器，Y向分时与合成放大器，A/D变换器等，完成将2对电极检测到的信号进行处理并变换为数据信号送至计算机模件。信号源模件包括有50周(工频)同步发生器，激励信号发生器和功率放大器等，为主机工作提供同步信号，为电磁线圈提供激励信号。
本实用新型检测原理是基于法拉第电磁感应定律。即导电液体在磁场中切割磁力线运动时，导体中产生的感应电压U等于KBVD，其中，K为检测系数，B为磁感应强度，V为导电液体通过检测管截面内的平均流速，D为检测管的内径。由此，当液体流过垂直于流动方向的磁场时，导电液体的流动就感应出一个与平均流速(即体积流量)成正比的电压，该电压通过2对与液体直接接触的电极(1对为X向电极，另1对为Y向电极)检出，并通过输入/输出接口分别送至X向分时与合成放大器和Y向分时与合成放大器进行处理，继而变换成相应数据信号送计算机模件，在主程序控制下进行各种数据分析与运算并由显示器显示出来。
本实用新型由于设计制作了二维电磁流速传感器，且2对电极彼此正交，各电极间距离相对较大，从而产生的感应电压也较大，可以有效实时地检测出导电液体的平均流速和瞬时流速及其流向。具有检测直观、准确、可靠，且灵敏度高，抗干扰性好，操作简单，携带方便等特点。
图1是本实用新型整体结构示意图，其中1是二维电磁流速传感器，2是输入/输出接口，即6芯插头/插座，3是信号源模件，4是信号处理模件，5是微型计算机模件，6是面板模件，7是后板模件。图2是本实用新型电原理方框图，给出了1、2、3、4、5等5个模件的连接关系。图3是二维电磁流速传感器的结构示意图，其中，8是非金属外壳，9是激磁线圈(L1，L2)，10是线圈骨架，11是绝缘填充物，12是X向电极(X1，X2)，13是Y向电极(Y1，Y2)。此外，基于主机各部分主要采用业已商业化的低功耗集成电路，所以没有绘制电路图，特加说明。
具体实施方式
图1和图3给出了本实用新型最佳实施例。其中3、4、5等3个模件采用多层印制板，后板模件上的电源电路为双层印制板，各印制板之间采用插拔式插头插座并用扁平软带连接起来，各种元器件为工业级产品。面板和后板模件用冲压方式制成，壳体用型材制成。二维电磁流速传感器制成后，用固态胶密封起来，以提高其机械强度。
权利要求1.一种电磁式二维流速流向检测装置，主要由二维电磁流速成传感器(1)和主机两部分构成，二者通过一根带屏蔽线的6芯电缆，经输入/输出接口(2)连接起来，成为一个整体，二维电磁流速传感器包括有激磁线圈(9)，X向电极(12)，Y向电极(13)，线圈骨架(10)，非金属外壳(12)和绝缘填充物(11)等，主机部分从前至后依次为面板模件(6)，微型计算机模件(5)，信号处理模件(4)，信号源模件(3)和后板模件(7)等，其特征在于a、所述的电极设有2对，即1对为X向电极(12)，另1对为Y向电极(13)，且X向电极(X1，X2)与Y向电极(Y1，Y2)彼此正交，它们经输入/输出接口(2)插头与输入/输出接口(2)插座分别同信号处理模件(4)中的X向分时放大器输入端和Y向分时放大器的输入端呈X1→b1，X2→b2；Y1→C1，Y2→C2直接相衔接；b、所述的激磁线圈的引线端(L1，L2)经输入/输出端接口插头与输入/输出接口插座同功率放大器的输出端呈L1→a1，L2→a2直接相衔接。
专利摘要电磁式二维流速流向检测装置，主要由二维电磁流速传感器和主机部分构成，二者通过一根带屏蔽线的6芯电缆，经输入/输出接口连接起来，成为一个整体，传感器部分包括了激磁线圈，2对彼此正交的电极及外壳等，主机部分包括了面板、微型计算机、信号处理、信号源及后板等模件，其检测原理基于法拉第电磁感应定律加上运用计算机综合设计制作而成，可有效实时检测出导电液体的平均流速和瞬时流及其流向，具有检测直观、准确、可靠，且灵敏度高，抗干扰性强，操作简单，携带方便等特点。
文档编号G01D21/02GK2591576SQ02290459
公开日2003年12月10日 申请日期2002年12月19日 优先权日2002年12月19日
发明者龚壁建 申请人:武汉长江仪器自动化研究所