[发明专利]低功耗浮子流量传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可检测气体、液体流量的浮子流量传感器，尤其是在低功耗场合应用的浮子流量传感器。

背景技术

浮子流量计因稳定性好、精度适中、价格低而被广泛应用于石油、化工、煤气、自来水、楼宇自动化等行业。目前公知的浮子流量传感器主要由用于流量检测的浮子和锥形管、用于浮子位移测量的磁钢对或磁钢和霍尔元件等构成。被测流体从下至上经过锥形管和浮子形成的环隙时，浮子上下的压力差形成对浮子的向上推力，当其浮力加推力大于重力时，浮子上升；在其上升的过程中，环隙面积逐渐增大，受到向上的推力逐渐减小，其浮力加推力等于重力时，浮子便会稳定到某一高度。在浮子上装有磁钢，通过用外部磁钢或霍尔元件对其磁场强度的感知或信号转换，进行浮子的位置确定。

浮子流量计在实际应用中发现，由于磁钢磁性强度的衰减以及外部磁干扰等问题的存在，其测量精度会随时间和外部环境的变化而变化；同时，在信号变换时，需要将磁场强度信息转换到电信号，电路较复杂，功耗较大，很难直接应用到低功耗，尤其是电池供电的场合。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，且在信号转换时消耗的功耗极低，适合在低功耗场合使用的浮子流量传感器。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种低功耗浮子流量传感器，包括锥形管和浮子，所述浮子位于所述锥形管内，所述浮子与所述锥形管之间设有间隙，所述浮子上设有一导杆孔，所述导杆孔内设有一导杆，所述导杆孔的内壁上嵌有磁钢，所述导杆上设有一传感器安装孔，所述传感器安装孔内设有一容栅位置传感器，所述容栅位置传感器包括相互配合的动栅和定栅，所述动栅上贴有薄磁钢，所述容栅位置传感器与一信号转换模块连接，所述传感器安装孔内设有一温度传感器，所述温度传感器与所述信号转换模块连接。

所述动栅通过滑条与所述定栅连接。

上述技术方案具有如下有益效果：该低功耗浮子流量传感器利用浮子上磁钢和容栅传感器动栅上磁钢间的吸引力，使容栅传感器的动栅跟随浮子的位置变化，并保持相对位置不变，这样通过容栅传感器便可测量出浮子的高度位置，而无需再测量磁场强度的变化，从而消除了磁场干扰和磁性衰减的影响，同时这种非接触的位置测量，可消除流体自身带来的影响；容栅传感器的位移测量精度可达0.01mm，分辨率达到0.001mm，功耗低于60uW，因此功耗很低而测量精度很高；该低功耗浮子流量传感器同时将温度传感器集成在一起，有利于对参数进行必要的温度补偿。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细介绍。

如图1所示，低功耗浮子流量传感器包括锥形管3和浮子2，浮子2位于锥形管3内，浮子2与锥形管3之间设有间隙，浮子2上设有一导杆孔4，导杆孔4内设有一导杆1，导杆孔4的内壁上嵌有磁钢7，浮子2可沿导杆1上下滑动。导杆1上设有一传感器安装孔，传感器安装孔内设有一容栅位置传感器和一温度传感器，容栅位置传感器及与一信号转换模块5连接。容栅位置传感器包括相互配合的动栅8和定栅6，动栅8上贴有薄磁钢，动栅8通过滑条9与定栅6连接，信号转换模块5位于定栅6的上端。

该低功耗浮子流量传感器在使用时，当被测流体从下至上经过锥形管3和浮子2形成的间隙时，浮子2上升；利用浮子2上磁钢7和容栅传感器的动栅8上磁钢间的吸引力，使动栅8跟随浮子2的位置变化，并保持相对位置不变。当锥形管3和浮子2间的间隙面积逐渐增大时，浮子2受到向上的推力逐渐减小，当其浮力加推力等于重力时，浮子2便会稳定到某一高度，此时通过动栅8和定栅6组成的容栅传感器便可测量出浮子2的高度位置。容栅传感器及温度传感器信号转换模块5将信号向外输出。

该低功耗浮子流量传感器利用浮子上磁钢和容栅传感器动栅上磁钢间的吸引力，使容栅传感器的动栅跟随浮子的位置变化，并保持相对位置不变，这样通过容栅传感器便可测量出浮子的高度位置，而无需再测量磁场强度的变化，从而消除了磁场干扰和磁性衰减的影响，同时这种非接触的位置测量，可消除流体自身带来的影响；容栅传感器的位移测量精度可达0.01mm，分辨率达到0.001mm，功耗低于60uW，因此功耗很低而测量精度很高；该低功耗浮子流量传感器同时将温度传感器集成在一起，有利于对参数进行必要的温度补偿。

本申请中没有详细说明的技术特征为现有技术。上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。