叶轮流量计的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种叶轮流量计，涉及测量连续通过仪表的流体或流动固体材料的流量的装置技术领域。所述流量计包括两个以上的叶轮流量传感器，所述两个以上的叶轮流量传感器的信号输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与微处理器的信号输入端连接，人机交互模块与所述微处理器双向连接，用于显示数据并输入控制命令，串行接口模块与所述微处理器双向连接，用于实现所述流量计与外围设备的数据交互。所述流量计具有计量精度高，结构简单的特点。
【专利说明】
叶轮流量计
技术领域
[0001] 本实用新型涉及测量连续通过仪表的流体或流动固体材料的流量的装置技术领 域，尤其涉及一种叶轮流量计。
【背景技术】
[0002] 流量计是一种测量流体流量的仪表，是工业测量中最重要的仪表之一。随着工业 的发展，对流量测量的准确度和范围要求越来越高，为了适应多种用途，各种类型的流量计 相继问世，广泛应用于石油天然气、石油化工、水处理、食品饮料、制药、能源、冶金、纸浆造 纸和建筑材料等行业。现有技术中的叶轮式流量计虽然结构简单，但是计算精度较低。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种叶轮流量计，所述流量计具有计量精 度高，结构简单的特点。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种叶轮流量计，其特征 在于:包括两个以上的叶轮流量传感器，所述两个以上的叶轮流量传感器的信号输出端与 信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与微处理器的信号输入端连接，人机 交互模块与所述微处理器双向连接，用于显示数据并输入控制命令，串行接口模块与所述 微处理器双向连接，用于实现所述流量计与外围设备的数据交互。
[0005] 进一步的技术方案在于:所述叶轮流量传感器包括外壳，所述外壳内设有流量感 应模块，所述流量感应模块包括叶轮、永磁体、永磁钢和线圈，所述叶轮与永磁体同轴可转 动的设置在支架上，所述线圈套设于所述永磁钢的外侧，所述永磁体与所述永磁钢相对设 置，所述永磁钢和线圈位于支架上。
[0006] 进一步的技术方案在于:所述信号处理电路包括信号放大电路、信号整形电路和 多路选择电路，所述信号放大电路、信号整形电路和多路选择电路依次顺序连接。
[0007] 进一步的技术方案在于:所述人机交互模块为触摸屏。
[0008] 进一步的技术方案在于:所述人机交互模块包括与所述微处理器的信号输入端连 接的按键模块和与所述微处理器的信号输出端连接的显示模块。
[0009] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于:所述流量计内设有两个以上的叶轮流 量传感器，通过求取多个叶轮流量传感器流量值的平均值来提高流量计的计量精度。此外， 所述流量计上设有串行接口，通过串行接口与其它外围设备实现数据数据的交互，使用方 便;流量计采用电磁感应效应，结构简单，制作成本低。可以测量并显示瞬时流量与累积流 量，并且累积流量掉电不丢失，还可通过按键修改各个流量范围内的仪表系数k和流量范 围，使用方便，可提高流量测量的准确性。
【附图说明】
[0010] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0011] 图1是本实用新型所述流量计的电气原理框图；
[0012] 图2是本实用新型所述流量感应模块的结构示意图；
[0013]其中：1、叶轮2、永磁体3、永磁钢4、线圈5、支架。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0015] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新 型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实 用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0016] 如图1所示，本实用新型公开了一种叶轮流量计，包括两个以上的叶轮流量传感 器，所述两个以上的叶轮流量传感器的信号输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处 理电路的输出端与微处理器的信号输入端连接，所述信号处理电路包括信号放大电路、信 号整形电路和多路选择电路，所述信号放大电路、信号整形电路和多路选择电路依次顺序 连接。人机交互模块与所述微处理器双向连接，用于显示数据并输入控制命令，串行接口模 块与所述微处理器双向连接，用于实现所述流量计与外围设备的数据交互。所述人机交互 模块有两种选择，第一种为触摸屏，第二种包括与所述微处理器的信号输入端连接的按键 模块和与所述微处理器的信号输出端连接的显示模块。
[0017] 所述叶轮流量传感器包括外壳，所述外壳内设有流量感应模块，如图2所示，所述 流量感应模块包括叶轮1、永磁体2、永磁钢3和线圈4。所述叶轮1与永磁体2同轴可转动的设 置在支架5上，所述线圈4套设于所述永磁钢3的外侧，所述永磁体2与所述永磁钢3相对设 置，所述永磁钢3和线圈4位于支架5上。
[0018]该流量计的工作原理是基于电磁感应原理。它先将流速转换为叶轮的转速，再将 转速转换成与流量成正比的电信号。流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流体的流向 有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后使叶轮旋 转，叶轮旋转带动同轴的永磁体旋转，而永磁体处于信号检测器（由永磁钢和线圈组成）的 磁场中，旋转的永磁体切割磁力线，周期性的改变线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电 脉冲信号，此信号（正弦波信号)经过放大、整形后，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波， 通过微处理器计算脉冲频率(并取平均值），以标准的流量计作为标准可知道一个脉冲周期 对应的流量是多少，从而得到流体的瞬时流量，而将一定时间内的总脉冲数进行累加后即 得到总流量。自带的IXD显示屏可以显示瞬时流量及累计流量。流量数据还可以通过通用串 行接口传输至其它的仪器设备。
[0019] 脉冲频率f?与流经传感器的瞬时流量Q成正比，计算公式为：
L0021」f-脉冲频率(Hz) ;k_流量计仪表系数，该系数由标准流量计与该流量计经过多次 对比试验得到;Q-瞬时流量(m3/h)。
[0022]微处理器采用高性能STM系列中央处理器，完成数据采集和处理，处理速度快，价 格便宜，仿真方便，可获得很高的频率信号（3~4kHz)，信号分辨力强。下限流速低，测量范 围宽。LCD屏显示瞬时流量和累积流量，且累积流量保存在EEPR0M中，保证数据掉电不丢失。 适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压型仪表。
[0023] 可以连接最多5个传感器探头，硬件上采用⑶4051多路选择器来选择是哪一个探 头，可以求取5个流量值的平均值来减少误差。流量计用3D打印机制成，成本低，体积小巧， 维护更方便。k的确定:在测量点附近安装标准流量计，标准流量计与所述流量计对比就可 以得到k值。将流量的测量范围分成5个段，每一段确定一个k值，这样可以保证测量的准确 性。测量范围段和k值均可以由按键输入，并存入EEPR0M中。
[0024]所述流量计内设有两个以上的叶轮流量传感器，通过求取多个叶轮流量传感器流 量值的平均值来提高流量计的计量精度。此外，所述流量计上设有串行接口，通过串行接口 与其它外围设备实现数据数据的交互，使用方便;流量计采用电磁感应效应，结构简单，制 作成本低。可以测量并显示瞬时流量与累积流量，并且累积流量掉电不丢失，还可通过按键 修改各个流量范围内的仪表系数k和流量范围，使用方便，可提高流量测量的准确性。
【主权项】
1. 一种叶轮流量计，其特征在于:包括两个以上的叶轮流量传感器，所述两个以上的叶 轮流量传感器的信号输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与微处 理器的信号输入端连接，人机交互模块与所述微处理器双向连接，用于显示数据并输入控 制命令，串行接口模块与所述微处理器双向连接，用于实现所述流量计与外围设备的数据 交互。2. 如权利要求1所述的叶轮流量计，其特征在于:所述叶轮流量传感器包括外壳，所述 外壳内设有流量感应模块，所述流量感应模块包括叶轮（1 )、永磁体(2)、永磁钢(3)和线圈 (4)，所述叶轮(1)与永磁体(2)同轴可转动的设置在支架(5)上，所述线圈(4)套设于所述永 磁钢(3 )的外侧，所述永磁体(2 )与所述永磁钢(3 )相对设置，所述永磁钢(3 )和线圈（4 )位于 支架(5)上。3. 如权利要求1所述的叶轮流量计，其特征在于：所述信号处理电路包括信号放大电 路、信号整形电路和多路选择电路，所述信号放大电路、信号整形电路和多路选择电路依次 顺序连接。4. 如权利要求1所述的叶轮流量计，其特征在于:所述人机交互模块为触摸屏。5. 如权利要求1所述的叶轮流量计，其特征在于:所述人机交互模块包括与所述微处理 器的信号输入端连接的按键模块和与所述微处理器的信号输出端连接的显示模块。
【文档编号】G01F1/28GK205561929SQ201620288176
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】沈斌
【申请人】高台县聚庆新能源设备有限公司