专利名称：具有可移动磁体的流量传感器的制作方法
技术领域：
本申请一般涉及一种用于流体的流量传感器，并更具体地涉及一种适合于供不同粘度的流体使用的流量传感器。
背景技术：
饮料分配器一般组合测定了比率和/或量的各种流体，以便制作期望的
饮料。这些流体一般能被描述为微成分(micro-ingredient )、宏成分(macro-ingredient)和稀释剂。微成分一般具有高重组比，而宏成分在满强度或低重组比时添加， 一般地关于稀释剂在大约1比1到大约6比1的范围。宏成分具有宽粘度范围，在l厘泊到10，000厘泊的范围。宏成分包括果汁、浓缩提取物、乳制品、糖浆、高果糖玉米糖精和相似类型的成分。
为了检测不正常的操作，饮料分配器可具有与许多流量传感器相通的许多饮料泵，以便提供反馈并检测"无流动"事件，例如售完包装或阻塞线。与宏成分泵一起使用的流量传感器需要适应以上描述的宽粘度范围。然而，已知的流量传感器一般地在窄粘度范围工作。
因此，期望有一种改进的流量传感器，其能适应不同的粘度。该流量传感器应可靠、提供适当的反馈并容易清洁。
发明概述
因此，本申请描述了一种流量传感器，该流量传感器用于确定经过其的流体的流速。该流量传感器可包括流体流经的室、位于室内的可移动磁体、位于室周围的固定磁体和位于室周围以确定室中的可移动磁体的位置的一个或更多个传感器。
室可包括位于其中的多个支撑肋，以支撑可移动磁体。可移动磁体和固定-兹体可具有自然排斥。在室内流动的流体基于流经室的流速来克服自然排斥。可移动磁体和固定磁体可以是永磁体。传感器可以是霍尔效应传感器或其他类型的磁场强度传感器。传感器可位于室周围，以便通过检测可移动磁体周围的磁场来确定室中可移动磁体的位置。
流量传感器还可包括不同；兹场的多个固定磁体，其中每个固定磁体适应给定粘度的流体。流量传感器还可包括位于固定^兹体上的护套。可使用多个护套，其中每个护套改变固定磁体的磁场，以便适应给定粘度的流体。
可移动》兹体可包括环形》兹体。室可包括内部4丁状物，而环形；兹体可定位成在内部4丁状物上运动。
本申请还描述了 一种确定经过流路的流体的流速的方法。该方法可包
括以下步骤将第一磁体定位在流路内、将第二磁体定位在流路周围、使
流体流经流路、检测第一磁体周围的磁场以及基于检测的磁场确定流速。
流量传感器还可包括不同^f兹场的多个第二;f兹体，并且该方法可包括基于流体的粘度选择第二磁体中的一个。该方法还可包括在第二磁体上放置钢护套，以便改变第二磁体的磁场。
附图筒述
图l是如这里描述的流体流量传感器的透视图。
图2是
图1的流体流量传感器的侧视剖面图。
图3A是图1的流体流量传感器的进一步侧视剖面图。
图3B是图1的流体流量传感器的进一步侧视剖面图。
图4是图1的流体流量传感器的进一步侧视剖面图。.
图5是图1的流体流量传感器的可选实施方式的侧视剖面图。
图6是图1的流体流量传感器的又一可选实施方式的侧视剖面图。
5详述
现在参考附图，其中遍及几幅图，同样的数字指的是同样的元件，图 1-4显示了这里描述的流量传感器100的实施例。 一般描述的流量传感器
100包括具有入口管120和出口管130的室110。流量传感器的室IIO可由 注塑塑料或相似类型的实质上耐腐蚀的材料制成。
与流体流经的入口管120或出口管130相比，室IIO可具有扩大的直 径。室110可具有位于其中的多个调准肋140。虽然可使用任何数量或定 位的肋140, ^旦是显示了以约九十度(90°)定位的四(4)个肋140。室 IIO还可具有整体止块150,而入口 120可具有凸出部160，这将在下面更 详细描述。室IIO优选地具有带有大半径和小角部的通常平滑的内部几何 形状。
可移动;兹体170位于室110内并向入口管120延伸。可移动》兹体170 可具有永磁材料芯，例如钕-铁-硼(NdFeB)、铁素体或相似类型的永磁材 料。可移动磁体170还可具有塑料外涂层，以便与周围流经的流体相容。 虽然这里可使用任意常规形状，但是可移动磁体170的形状是大体圓柱状 并类似胶嚢。虽然可使用其他范围，但是可移动磁体170具有大约3000 高斯到大约5000高斯的场强。可移动》兹体170可轴向并在流体流动的方 向磁化。
固定环形》兹体180可位于室110周围。环形磁体180可全部或部分地 环绕室110。为了容易清洁，固定环形磁体180显示位于室110的外面。 然而，这里可使用任意位置。环形磁体180可由钕-铁-硼(NdFeB)、铁素 体或相似类型的永」磁材料制成。虽然可使用其他范围，但是环形;兹体180 可具有大约3000高斯到大约5000高斯的场强。可移动》兹体170可轴向并 在流体流动的方向；兹4匕。
当在可移动磁体170的操作范围内彼此接近时，可移动磁体170和固 定环形磁体180具有自然排斥，使得排斥力随着可移动磁体170靠近固定 环形磁体180而增加。磁体170、 180之间的排斥生成与穿过入口管120170、 180 移动得较靠近一起，排斥力的量值一般以非线性的方式增加。
可移动;兹体170可在一端在室110内的整体止块150和另一端在入口 管120上的凸出部160之间运动。可移动^兹体170可通过调准肋140支撑 在室110内。总的来说，；兹体170、 180和流量传感器100可用在任意方位。
一个或更多个检测传感器190可位于入口 120周围。在这个实施例中， 检测传感器190可采取一个或更多个霍尔效应或其他类型的磁场强度传感 器的形式。其他类型的传感器190包括》兹约束传感器(magneto-restrictive sensor)和相似类型的设备。检测传感器190检测可移动磁体170在室110 内的运动，即邻近可移动磁体170的磁场的变化，如以上描述的。可对来 自多个单独传感器190的信号求平均数，以便最小化在测量中由可移动磁 体170的振动或其他干扰引起的任何噪声。检测传感器190确定其中的磁 场，并为泵控制器195提供反馈。泵控制器195可以是常规微处理器或其 他类型的控制设备。泵控制器195可基于检测的磁场使用查找表或其他类 型的数据结构来确定流速。
在使用中，流体将通过入口管120、室110和外部管130而流经流量 传感器100。流体可以是水、宏成分、^:成分和/或其液态或气态形式的组 合。流动将克服可移动磁体170和环形》兹体180之间的排斥。这个力将使 可移动》兹体170向环形；兹体180运动。流速的增加将4吏可移动;兹体170运 动得更接近环形磁体180。图3A显示了可移动》兹体170在4氐流量情况下的 位置，而图3B显示了可移动》兹体170在高流量情况下的位置。可移动磁 体170的位置的变化由检测传感器190基于磁场的强度来检测。因此，检 测传感器190可将磁场强度数据提供给泵控制器195以及提供无流动事件 的通知。然后，泵控制器195可确定其中的流速和其他流速条件。
流量传感器IOO可在宽粘度范围内使用。可通过改变固定环形磁体180 的强度来适应粘度的改变。因此，可提供不同磁场强度的多个固定环180。 可选地，钢护套200可位于环形石兹体180周围，如图5所示。钢护套220 减小用于粘度接近约一 (1)厘泊的水样成分的磁场。这样的水样成分可 以不偏离可移动磁体170适当距离，以便允许当可移动磁体170被固定环形磁体180的满强度磁场排斥时进行流动检测。钢护套200使磁场局部短 路，以减小可移动磁体170上的磁场和排斥力，以便适应不同的粘度。
图6显示了流量传感器210的进一步实施方式。除了不使用调准肋140 之外，流量传感器210类似以上描述的流量传感器100。而是，内部钉状 物220可位于室IIO里。环形形式的可移动石兹体230可位于4丁状物上。可 移动;兹体230可依赖于经过其的流动条件而绕钉状物230运动。这里还可 使用类似的;兹体结构。
权利要求
1.一种流量传感器，所述流量传感器用于确定经过其的流体的流速，所述流量传感器包括室，其用于流经其的流体；可移动磁体，其位于所述室内；固定磁体，其位于所述室周围；以及一个或更多个传感器，其位于所述室周围，以确定所述室中的所述可移动磁体的位置。
2. 如权利要求1所述的流量传感器，其中，所述室包括位于其中的多 个支撑肋，以支撑所述可移动》兹体。
3. 如权利要求1所述的流量传感器，其中，所述可移动磁体和所述固 定磁体包括自然排斥。
4. 如权利要求3所述的流量传感器，其中，在所述室里流动的流体基 于流经所述室的流速来克服自然排斥。
5. 如权利要求1所述的流量传感器，其中，所述一个或更多个传感器 包括霍尔效应传感器或磁场强度传感器。
6. 如权利要求1所述的流量传感器，其中，位于所述室周围以确定所 述室中的所述可移动磁体的位置的所述一个或更多个传感器检测所述可 移动;兹体周围的;兹场。
7. 如权利要求1所述的流量传感器，其还包括不同磁场的多个固定磁 体，且所述多个固定磁体中的每个适应给定粘度的流体。
8. 如权利要求1所述的流量传感器，其还包括位于所述固定磁体上的 护套。
9. 如权利要求8所述的流量传感器，其还包括多个护套，且所述多个 护套中的每个护套改变所述固定磁体的磁场，以便适应给定粘度的流体。
10. 如权利要求1所述的流量传感器，其中，所述可移动磁体包括环 形；兹体。
11. 如权利要求10所述的流量传感器，其中，所述室包括内部钉状物， 并且其中，所述环形》兹体定位成在所述内部4丁状物上运动。
12. 如权利要求1所述的流量传感器，其中，所述可移动磁体和所述 固定》兹体包括永磁体。
13. —种确定经过流路的流体的流速的方法，其包括 将第 一磁体定位在流路里； 将第二磁体定位在流^^周围；4吏流体流经流^各；检测所述第 一磁体周围的磁场；以及 基于所4企测的》兹场确定流速。
14. 如权利要求13所述的方法，其还包括不同磁场的多个第二磁体， 并且其中，所述方法还包括基于流体的粘度选择所述多个第二磁体中的 一个。
15. 如权利要求13所述的方法，其还包括在所述第二磁体上放置钢护套，以1更改变所述第二;兹体的; 兹场。
全文摘要
一种流量传感器，该流量传感器用于确定经过其的流体的流速。该流量传感器可包括流体流经的室、位于室内的可移动磁体、位于室周围的固定磁体和位于室周围以确定室中的可移动磁体的位置的一个或更多个传感器。
文档编号G01F1/20GK101688797SQ200880024450
公开日2010年3月31日 申请日期2008年6月17日 优先权日2007年7月13日
发明者格雷戈里·理查德·赫勒, 维克托·亨利·奎特纳 申请人:可口可乐公司