专利名称：一种电阻应变传感式管道流速检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在管道中用于检测流速的电阻应变式传感器，特别涉及一种电阻应变传感式管道流速检测装置。( 二 )
背景技术：
随着工业化的发展，石油、水等液体在管道中的传输因其经济性、安全性和可靠性而得到广泛应用，所以对其在管道的传输流速的检测便十分重要。 近年来由于工业的发展，对石油，水等资源的需求急速上升。作为液体传送中集安全、可靠、经济于一身的管道传输越来越受到重视。然而由于其管道运输的相对密闭性和安全性要求，使我们无法像测量河流水速一样去测量这些液体的流速。传统的测流方式是采用超声多普勒流量法测量，其测量原理即为超声波的多普勒效应，由入射波和反射波的频差来进行流速的测定，入射超声波的频率是固定的，这就需要对反射回来的声波频率进行精确的测量。然而反射声波淹没在大量的噪声之中，所以引起的误差较大。
发明内容本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、实用方便的电阻应变传感式管道流速检测装置。本实用新型是通过如下技术方案实现的一种电阻应变传感式管道流速检测装置，其特征是包括设置于管道底部的电阻应变式传感器，电阻应变式传感器包括相串联的恒流源电桥电路和放大运算电路。本实用新型的最优方案为所述恒流源电桥电路输出有电压Vi ;所述电压Vi通过电阻&连接电压放大器的负极，电压放大器的正极通过电阻Rp虚地连接，电压放大器的输出端连接有二极管后输出电压V。，电压V。处通过电阻R1接地，电压V。接有尾端连接于电阻R5和电压放大器之间的开放反馈电路；所述开放反馈电路为依次连接的电阻R3和同相乘法器12。本实用新型的有益效果是该实用新型的结构简单，根据现有电阻应变式传感器设计，由伯努利方程知，在理想情况下，假设静压相同，即液体充满管道，流速V的平方与其对管道的压力P成线性关系，利用电阻应变片式传感器将得到的压力转化为电信号，再利用开方电路得到测量电压值与流速的线性关系。由此检测出密闭管道中液体的流速；电阻应变片式传感器由于测量范围广、精度高；作为测力传感器，可测10_2 IO7N的力，精度达到O. 05% FS以上；作为压力传感器，可测10_2 IO7Pa的压力，精度可达O. 1% FS ;性能稳定可靠，使用寿命长，能在恶劣的环境条件下工作等优点，采用电阻应变式传感器测量管道中流体的流速，并使用模拟开方电路使测量电压值与流速成线性关系，适于广泛推广应用。
以下结合附图
对本实用新型作进一步的说明。附图I为本实用新型的结构示意图；附图2为本实用新型的恒流源电桥电路结构示意图；[0015]附图3为本实用新型的放大运算电路结构示意图；图中，I管道，2电阻应变式传感器，3恒流源电桥电路，4电压Vi, 5电阻R5,6电压放大器，7电阻Rp, 8 二极管，9输出电压V。，10电阻R1,11电阻R3,12同相乘法器。
具体实施方式
附图为本实用新型的一种具体实施例。该实施例包括设置于管道I底部的电阻应变式传感器2，电阻应变式传感器2包括相串联的恒流源电桥电路3和放大运算电路；所述恒流源电桥电路3输出有电压\4;所述电SVd通过电阻&5连接电压放大器6的负极，电压放大器6的正极通过电阻Rp7虚地连接，电压放大器6的输出端连接有二极管8后输出电压入9，电压VJ处通过电阻R1IO接地，电压VJ接有尾端连接于电阻R55和电压放大器6之间的开放反馈电路；所述开放反馈电路为依次连接的电阻R3Il和同相乘法器12。采用本实用新型的电阻应变传感式管道流速检测装置，根据伯努利方程，流速越高，压力越小。由于应变电阻Rl电阻丝阻值随它所承受的机械变形的大小而发生形变，在 流速为O且液体充满管道时，管道I底部的压强最大，即静压。设此时单位面积上的所受压力为R = V +AR'，其中R'为电阻Pl应变片未受任何压力时的电阻值，AR'为电阻Rl由于受到静压时①的电阻改变值。当管道I内液体流速不为O时，应变片受的压力比流体静止时小，应变片阻值将有所减小，设此时阻值改变量为- AR，R值将改变，此信号通过恒流源电桥电路3中的电压Vi取出，并通过开方电路使流速与电压成线性关系。①「传感器结构与电路。附图I，应变片式传感器粘贴在管道I内侧底部，具体粘结剂与条件依实际情况而定。当流体充满管道内且静止时，应变片受力最大，电阻值最大，当流速加快时，电阻值减小。为了减小非线性误差，我们采用恒流源电桥工作方式，附图2 在图示的等臂电桥加恒定电流源供电中；设R1 = R2 = R3 = R4 = R,其中，R1为敏感原件，有
权利要求1.一种电阻应变传感式管道流速检测装置，其特征是包括设置于管道(I)底部的电阻应变式传感器(2)，电阻应变式传感器(2)包括相串联的恒流源电桥电路(3)和放大运算电路。
2.根据权利要求I所述的电阻应变传感式管道流速检测装置，其特征是所述恒流源电桥电路⑶输出有电压Vi (4)。
3.根据权利要求I或2所述的电阻应变传感式管道流速检测装置，其特征是所述电压\(4)通过电阻&(5)连接电压放大器(6)的负极，电压放大器(6)的正极通过电阻&(7)虚地连接，电压放大器￠)的输出端连接有二极管(8)后输出电压V。(9)，电压V。(9)处通过电阻R1(IO)接地，电压V。(9)接有尾端连接于电阻R5(5)和电压放大器(6)之间的开放反馈电路。
4.根据权利要求3所述的电阻应变传感式管道流速检测装置，其特征是所述开放反馈电路为依次连接的电阻R3(ll)和同相乘法器(12)。
专利摘要本实用新型涉及一种在管道中用于检测流速的电阻应变式传感器，特别涉及一种电阻应变传感式管道流速检测装置。该电阻应变传感式管道流速检测装置，其特征是包括设置于管道底部的电阻应变式传感器，电阻应变式传感器包括相串联的恒流源电桥电路和放大运算电路，因此，本实用新型的结构简单，设计合理。
文档编号G01P5/08GK202522583SQ201220007190
公开日2012年11月7日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者李腾飞, 黄婧洁 申请人:中国矿业大学