专利名称:一种测量导电液体流量的传感器的制作方法
本实用新型属于一种测量导电液体流量，特别是自来水、工业废水流量的传感器。
公知的流量传感器，例如涡轮流量计传感器，电磁流量计传感器，超声波流量计传感器等，其结构和所配的电路很复杂，且涡轮流量计和电磁流量计对管道又有一些苛刻要求。这使公知的这些传感器造价高，安装使用不便，限制了它们的推广普及。
因此，本实用新型的目的在于，提供一种结构更加简单可靠，造价低廉的新型流量传感器。它可以将速度式叶轮流量计，椭园齿轮流量计，腰轮流量计，旋转活塞流量计中的旋转体的与瞬时流量成正比的转速，成正比地转换成电脉冲的频率。
按照本实用新型，该传感器由两部分组成。第一部分是将流量转换成旋转体的转数的部分，它主要是一个能随流体的流动而旋转的旋转体，其转速正比于流体的瞬时流速，它由绝缘材料(例如塑料)制成。根据需要该旋转体可以做各种不同的有轮叶的形状，使得它的旋转能引起电极附近导电液体中的电场发生有规律的变化，第二部分是将旋转体的转数正比地转换成电脉冲数的部分，主要是通电的电极，该电极装在旋转体的外园母线所对应的管壁上。
本实用新型的原理是，利用旋转的绝缘体在通电电极附近的扫掠，改变电极附近的导电液体的电场大小及形状，将绝缘体(例旋转体的塑料轮叶叶片)的每次扫掠变成逐个的电脉冲，从而实现流量至电信号间的转换。
作为进一步的特征，在离电极一定远处的管壁上还装有一个引线端，电极与引线端之间接有一个直流低压电源和一个负载电阻。电脉冲信号由电极、引线端两端输出。
与已有技术相比，本实用新型的传感器有明显的优点。本传感器没有励磁和磁路系统，没有激励接收系统，结构十分简单，输出信号幅值可达几十毫伏，信噪比高，测量显示电路简单。它特别适用于测量自来水和工业废水的流量。
本实用新型的传感器配用不同响应的旋转体可构成不同形式的流量计及测量仪器(例船速表等)。
下面给出一个实施例。通过该实施例的描述和附图，给出本实用新型的细节。
附图是该传感器的示意图。
图中各部件用(1)、(2)、(3)、(4)、(5)表示。
本实施例中，部件(1)是一个用塑料制成的叶轮，由固定在管道(2)内的支架(5)支撑。在管壁上安装有电极(3)，它通过管壁的小孔伸出到管外。电极(3)由耐腐蚀的导电材料，例如不锈钢制成。电极(3)除正对叶轮轮叶的端面外，其余各面与导电液体间用绝缘套(4)进行电绝缘。叶轮轮叶边缘处厚度b为电极直径大小的2～3倍。叶轮各个轮叶的尺寸形状相同。轮叶转动到其外缘面与电极相对时(图示位置)，两者间的距离△＝0.4～0.8毫米。在金属管道壁上接有一引线端(C)。电极(3)、电阻(R)、电源(E)和金属管道引线端(C)接成如图所示电路。
如果导电液体管道由绝缘材料构成时，引线端用耐腐蚀导电材料制成，并且需延伸到管道内。引线端与电极(3)间的距离应大于30毫米。引线端延伸到管道内、与导电液体相接触的部分，其面积应不小于100平方毫米。
叶轮在导电液体推动下而转动，其转动速度，正比于导电液体的瞬时流速。由于轮叶是由绝缘材料制成，因而轮叶在电极附近每扫掠一次，就使电极附近导电液体的电场大小和边界形状发生一次变化。电场的变化使(A)、(B)两点间产生一个电压脉冲。轮叶每扫掠一次就产生一次电场大小及形状的变化，也就产生一个电脉冲，因而电脉冲的频率就正比于叶轮的转速，也就是正比于瞬时流量了。
对于如图所示结构的传感器，用来测量自来水的流量，当E＝6伏，R＝100～300千欧，△＜0.8毫米时，传感器输出脉冲的幅度可大于40毫伏。
用电子电路测出上述电脉冲的频率，即可得被测导电液体的瞬时流量。用电子电路累计出电脉冲个数，可得被测流量大小。
大量生产时，与传感器所配的电子电路可制成专用集成电路，以提高电路的可靠性和降低电路的成本。
权利要求
1.一种用于测量导电液体流量的传感器，它有一个能随着流体的流动而旋转，其转速正比于流体的瞬时流速的旋转体，其特征在于，旋转体(1)是由电绝缘材料(如塑料)制成，在旋转体的外园母线对应的管壁上固定有一电极(3)，电极(3)通过管道的小孔穿出到管外，在管壁上离电极(3)大于30毫米处还固定有引线端(C)，电极(3)与引线端(C)之间接有一负载电阻(R)和直流电源(E)，旋转体(1)做成有轮叶的形状，使得它的旋转能引起电极(3)附近导电液体中的电场发生有规律的变化，电场变化所引起的电脉冲信号从信号输出端(A)、(B)引出。
2.一种如权利要求
1所述的传感器，其特征在于，旋转体(1)可以做成叶轮状。
3.一种如权利要求
2所述的传感器，其特征在于，叶轮的每个轮叶，其形状及尺寸应一样。
4.一种如权利要求
1所述的传感器，其特征在于，电极(3)应该用不锈钢或其它耐腐蚀的导电材料制成。
5.一种如权利要求
1所述的传感器，其特征在于，除与旋转体相对的端面外，电极(3)的其他表面与导电液体间用绝缘套(4)进行电绝缘。
6.一种如权利要求
2、3、4、5所述的传感器，其特征在于，叶轮轮叶边缘厚度为电极(3)直径的2～3倍。
7.一种如权利要求
6所述的传感器，其特征在于，各个轮叶的外缘面正对电极(3)时，外缘面与电极(3)之间的距离△为0.4～0.8毫米。
8.一种如权利要求
1所述的传感器，其特征在于，流体管道为导电管道(如金属管道)时，引线端(C)可直接电气联接在管壁上。
9.一种如权利要求
1所述的传感器，其特征在于，流体管道为绝缘材料制成时，引线端(C)可穿过管壁进入管内。
10.一种如权利要求
9所述的传感器，其特征在于，引线端(C)用耐腐蚀的导电材料制成。
11.一种如权利要求
10所述的传感器，其特征在于，所述引线端(C)与导电液体间电接触面积不小于100平方毫米。
12.一种如权利要求
1所述的传感器，其特征在于，所述电阻(R)的阻值大小为100～300千欧姆。
13.一种如权利要求
1、12所述的传感器，其特征在于，所述直流电源(E)为6伏。
专利摘要
一种测量导电液体流量的传感器，它包括一个能随流体的流动而旋转的旋转体，一个将旋转体的转数转换成电脉冲的通电电极。它是利用旋转的绝缘体在通电电极附近的扫掠，将绝缘体(如旋转体的塑料轮叶叶片)的每次扫掠变成逐个电脉冲，从而实现流量至电信号间的转换。它适应于测量导电液体，特别是自来水、工业废水的流量。
文档编号G01F1/115GK85202918SQ85202918
公开日1986年7月9日 申请日期1985年7月8日
发明者李福彬, 郑舜生 申请人:湖南大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan