一种磁力流量计及测量方法与流程

本发明涉及一种流量计，特别是一种磁力流量计及测量方法。

背景技术：

现在流量测控使用的流量计，测量气体主要是轴系流量计，测量液体主要是超声波和电磁流量计，能同时测量气体和液体的流量计，基本都是差压式流量计，差压式流量计的测量范围很小，而且压力损失较大，在运行时间消耗大量的能源，不利于节能。涡街流量计也能测量气体和液体流量，但振动对涡街流量计的测量精度影响很大，现在国内外没有一种真正抗振的涡街流量计。综上所述，现在流量界没有一种能具备测量液体、气体，而且压损小，测量范围宽，对振动不敏感的流量计，此为现有技术的不足之处。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种磁力流量计及测量方法，有利于测量液体或者气体流量。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种磁力流量计，包括本体(1)，其特征是：所述本体(1)内部前端固定连接椎体(6)，所述本体(1)内部固定连接前支架(7)和后支架(11)，所述前支架(7)内固定连接前滑动轴套(8)，所述后支架内固定连接后滑动轴套(12)的一端，所述后支架(11)和所述后滑动轴套(12)之间固定连接静磁铁(10)，圆环(5b)固定环套在圆轴(5a)上，所述圆环(5b)外圈环套固定动磁铁(9)，所述圆轴(5a)的前端贴合穿过所述前滑动轴套(8)固定连接推动板(5)的中心，所述圆轴(5a)的后端贴合穿过所述静磁铁(10)和所述后滑动轴套(12)，所述本体(1)上侧固定连接支撑保护体(15)，所述本体(1)上侧平板后部固定连接压力传感器(2)，保护套管(3)固定穿过所述本体(1)上侧平板中心，所述保护套管(3)内设置有线性霍尔传感器(16)，pt100热电阻(4)固定穿过所述本体(1)上侧平板前部。

作为对本技术方案的进一步限定，所述压力传感器(2)、所述保护套管(3)及所述pt100热电阻(4)设置在所述支撑保护体(15)内，所述支撑保护体(15)上侧固定连接表壳(13)，所述表壳(13)内固定连接控制板(18)，所述控制板(18)前侧固定连接液晶显示器(14)，所述控制板(18)后侧固定连接单片机(19)，所述表壳(13)内安装有电池(20)。

作为对本技术方案的进一步限定，所述前滑动轴套(8)和所述后滑动轴套(12)材料为聚四氟乙烯，所述电池(20)为锂金属电池。

作为对本技术方案的进一步限定，所述推动板(5)最前端与所述椎体(6)最窄处平齐。

作为对本技术方案的进一步限定，所述保护套管(3)下端位于所述前滑动轴套(8)的后侧上端。

作为对本技术方案的进一步限定，所述动磁铁(9)和所述静磁铁(10)n极相对。

作为对本技术方案的进一步限定，所述压力传感器(2)、所述线性霍尔传感器(16)及所述pt100热电阻(4)均连接所述单片机(19)，所述单片机(19)还连接按键电路和液晶显示器(14)。

一种磁力流量计测量方法，其特征是：包括如下步骤：

(1)将本体(1)安装到管道中，将推动板(5)正对液体流动方向或者气体流动方向安装本体(1)，液体或者气体经过本体(1)时，液体或者气体推动推动板(5)与液体或者气体同方向移动，推动板(5)带动圆轴(5a)沿前支架(7)、前滑动轴套(8)、后滑动轴套(12)及后支架(11)移动，圆轴(5a)带动动磁铁(9)移动，动磁铁(9)靠近静磁铁(10)，动磁铁(9)与静磁铁(10)间距离变小，两者之间的磁感应强度变大，线性霍尔传感器(16)感受磁场强度变化，将磁场变化信号发送给单片机(19)，单片机(19)根据磁场的变化，计算出动磁铁(9)移动的距离，从而计算出流经磁力流量计的液体流量，将计算的信息传送到液晶显示器(14)上；

(2)如果气体流过本体(1)时，气体的体积受温度和压力影响较大，在本体(1)的壳体上安装的压力传感器(2)和pt100热电阻(4)，将检测到的压力信号和温度信号送到单片机运算，对气体的体积进行压力、温度补偿，单片机(19)根据接收的线性霍尔传感器(16)、压力传感器(2)和pt100热电阻(4)采集的信息计算出标准工况下的气体流量，将计算的信息传送到液晶显示器(14)上。

作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤(1)计算液体流量的过程为：

对于液体而言，通过标定实验数据可以得到液体流速v1与线性霍尔传感器测量的磁场强度h1的变化规律：

k1—由实验数据计算出的常数

由此计算出液体流量q1：

d—本体管路直径

s—本体管路横截面积

线性霍尔传感器16将测量到的磁场强度h1发送给单片机19，单片机19根据公式(2)计算出液体流体流量。

作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤(2)计算气体流量过程为：

对于气体而言，流速v2与线性霍尔传感器测量的磁场强度h2的变化规律：

k2—标准状态下由实验数据计算出的常数；

由此计算出标准状态下气体流量q：

根据气体流量补偿经验公式：

q1—气体实际体积流量

q—气体标准体积流量

p1—气体实际压力，kpa

p—气体标准压力，kpa，在温度20℃时的气体压力；

t1—气体实际温度，℃

t—气体标准温度，20℃

气体实际压力p1由压力传感器2测量获得，气体实际温度t1由pt100热电阻4测量获得。

得到本体管路实际流量q1：

线性霍尔传感器(16)将测量到的磁场强度h2发送给单片机(19)，压力传感器(2)和pt100热电阻(4)，将检测到的压力信号p1和温度信号t1送到单片机(19)，单片机(19)根据公式(7)计算出气体流量。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：将本体安装到管道中，将推动板正对流体流动方向安装本体，流体流经本体时，流体推动推动板向流体流动反方向移动，推动板带动圆轴沿前支架、前滑动轴套、后滑动轴套及后支架向流体流动反方向移动，圆轴带动动磁铁向流体流动反方向移动，动磁铁靠近静磁铁，动磁铁与静磁铁间距离变小，两者之间的磁感应强度变大，线性霍尔传感器感受磁场强度变化，将磁场变化信号发送给单片机，单片机根据磁场的变化，计算出动磁铁移动的距离，从而计算出流经磁力流量计的流体体积，将各项信息传送到液晶显示器上，对于测量气体时，气体的体积受温度和压力影响较大，在本体的壳体上安装的压力传感器和pt100热电阻，将检测到的压力信号和温度信号送到单片机运算，对气体的体积进行压力、温度补偿，单片机计算出标准工况下的气体体积，将各项信息传送到液晶显示器上。本发明具有结构简单、实用性强、成本低、可广泛用于仪表行业中各种气体或者液体的检测。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一。

图2为本发明的立体结构剖开示意图一。

图3为本发明的局部立体结构示意图一。

图4为本发明的局部立体结构示意图二。

图5为本发明的局部立体结构示意图三。

图6为本发明的剖视图。

图7为本发明的左视图。

图8为本发明的单片机主板cpu模块原理图。

图9为本发明的压力传感器模块原理图。

图10为本发明的线性霍尔传感器模块原理图。

图11为本发明的按键电路模块原理图。

图中：1、本体，2、压力传感器，3、保护套管，4、pt100热电阻，5、推动板，5a、圆轴，5b、圆环，6、椎体，7、前支架，8、前滑动轴套，9、动磁铁，10、静磁铁，11、后支架，12、后滑动轴套，13、表壳，14、液晶显示器，15、支撑保护体，16、线性霍尔传感器，18、控制板，19、单片机，20、电池。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1-图11所示，本发明包括本体1，所述本体1内部前端固定连接椎体6，所述本体1内部固定连接前支架7和后支架11，所述前支架7内固定连接前滑动轴套8，所述后支架内固定连接后滑动轴套12的一端，所述后支架11和所述后滑动轴套12之间固定连接静磁铁10，圆环5b固定环套在圆轴5a上，所述圆环5b外圈环套固定动磁铁9，所述圆轴5a的前端贴合穿过所述前滑动轴套8固定连接推动板5的中心，所述圆轴5a的后端贴合穿过所述静磁铁10和所述后滑动轴套12，所述本体1上侧固定连接支撑保护体15，所述本体1上侧平板后部固定连接压力传感器2，保护套管3固定穿过所述本体1上侧平板中心，所述保护套管3内设置有为线性霍尔传感器16，pt100热电阻4固定穿过所述本体1上侧平板前部。

所述压力传感器2、所述保护套管3及所述pt100热电阻4设置在所述支撑保护体15内，所述支撑保护体15上侧固定连接表壳13，所述表壳13内固定连接控制板18，所述控制板18前侧固定连接液晶显示器14，所述控制板18后侧固定连接单片机19，所述表壳13内安装有电池20。

所述前滑动轴套8和所述后滑动轴套12材料为聚四氟乙烯且具有自润滑特性，所述电池20为锂金属电池。

所述推动板5最前端与所述椎体6最窄处平齐。

所述保护套管3下端位于所述前滑动轴套8的后侧上端。

所述压力传感器2、所述线性霍尔传感器16及所述pt100热电阻4均连接所述单片机19，所述单片机19还连接按键电路和液晶显示器14。

所述线性霍尔传感器16型号为hg106a。

所述压力传感器2型号为hk3023。

电池20为单片机19供电。

所述单片机19的引脚1、引脚2、引脚60及引脚10连接按键电路，所述单片机19的引脚3及引脚4连接所述pt100热电阻4，所述单片机19的引脚5连接所述压力传感器2，所述单片机19的引脚6连接所述线性霍尔传感器16，所述单片机19的引脚12-39、引脚44、引脚45及引脚48-55连接所述液晶显示器14，所述单片机19的引脚64连接所述电池20。

本发明的工作流程为：

(1)将本体1安装到管道中，将推动板5正对液体流动方向或者气体流动方向安装本体1，液体或者气体经过本体1时，液体或者气体推动推动板5与液体或者气体同方向移动，推动板5带动圆轴5a沿前支架7、前滑动轴套8、后滑动轴套12及后支架11移动，圆轴5a带动动磁铁9移动，动磁铁9靠近静磁铁10，动磁铁9与静磁铁10间距离变小，两者之间的磁感应强度变大，线性霍尔传感器16感受磁场强度变化，将磁场变化信号发送给单片机19，单片机19根据磁场的变化，计算出动磁铁9移动的距离，从而计算出流经磁力流量计的液体流量，将计算的信息传送到液晶显示器14上；

(2)如果气体流过本体1时，气体的体积受温度和压力影响较大，在本体1的壳体上安装的压力传感器2和pt100热电阻4，将检测到的压力信号和温度信号送到单片机运算，对气体的体积进行压力、温度补偿，单片机19根据接收的线性霍尔传感器16、压力传感器2和pt100热电阻4采集的信息计算出标准工况下的气体流量，将计算的信息传送到液晶显示器14上。

所述步骤(1)计算液体流量的过程为：

对于液体而言，通过标定实验数据可以得到液体流速v1与线性霍尔传感器测量的磁场强度h1的变化规律：

k1—由实验数据计算出的常数

由此计算出液体流量q1：

d—本体管路直径

s—本体管路横截面积

线性霍尔传感器16将测量到的磁场强度h1发送给单片机19，单片机19根据公式(2)计算出液体流体流量。

所述步骤(2)计算气体流量过程为：

对于气体而言，流速v2与线性霍尔传感器测量的磁场强度h2的变化规律：

k2—标准状态下由实验数据计算出的常数；

由此计算出标准状态下气体流量q：

根据气体流量补偿经验公式：

q1—气体实际体积流量

q—气体标准体积流量

p1—气体实际压力，kpa

p—气体标准压力，kpa，在温度20℃时的气体压力；

t1—气体实际温度，℃

t—气体标准温度，20℃

气体实际压力p1由压力传感器2测量获得，气体实际温度t1由pt100热电阻4测量获得。

得到本体管路实际流量q1：

线性霍尔传感器16将测量到的磁场强度h2发送给单片机19，压力传感器2和pt100热电阻4，将检测到的压力信号p1和温度信号t1送到单片机19，单片机19根据公式7计算出气体流量。

以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。