[发明专利]包括延伸磁极件的感应式流量计

说明书

一种磁流量计包括定位成感测通过所述流量计的水流量的磁流量传感器。磁流量传感器包括定位在测量通道的相对侧上的第一电极和第二电极。第一磁极件和第二磁极件定位在所述测量通道的相对侧上，并且与所述第一电极和第二电极正交。磁极件包括与所述第一电极和第二电极的相对侧上的第一电极和第二电极相邻定位的延伸凸片部分。在所述第一磁极件和第二磁极件中的每个上形成的延伸凸片降低所述电极内的感应电压，以提高由所述磁流量传感器取得的测量结果的准确性。

背景技术

本公开一般涉及一种用于测量水流量的磁感应式流量计。更具体地说，本公开涉及一种包括改进所述磁感应式流量计的准确性的延伸磁极件的磁流量传感器。

磁感应式流量计使用一种基于法拉第电磁感应定律的测量方法。迈克尔·法拉第于1832年在出版物中报道了流体流速的磁感应测量的第一基础原理。现代电子交换技术结合交变磁场，使克服与流速成比例的有用信号与在用于信号解耦的电极处产生电磁场期间在电化学过程中发生的干扰信号的分离成为可能。因此，似乎没有什么阻碍磁感应式流量计广泛的工业使用。

磁感应式流量计的测量原理利用磁场中运动电荷的分离。要测量的导电流体流经由非磁性材料制成并且内部电气绝缘的管道。磁场依靠线圈从外部施加。存在于导电流体中的电荷载子，诸如离子和其他带电粒子会被磁场偏转：正电荷载子偏转到一侧并且负电荷载子偏转到另一侧。用测量装置检测的电压由于在垂直于磁场排列的测量电极处的电荷分离而升高。测量电压值与电荷载子的流速成比例，并从而与测量流体的流速成比例。流量可通过积分随时间推移而确定。

在通过纯交流电压产生的磁场中，在电极中发生干扰电压的感应，其必须通过合适但价格昂贵的过滤器抑制。因此，磁场通常由交变极性的定时直流产生。这确保了稳定零点并且使测量对流体中的多相物质和杂质产生的影响不敏感。以这种方式，也可以在低导电率下实现可用的测量信号。

如果测量流体移动通过测量管，根据感应定律，在两个测量电极处存在电压。所述两个测量电极安置在垂直于流向并且垂直于磁场的测量管中。在对称流动剖面和均匀磁场的情况下该电压与平均流速成正比。感应流量测量方法能够直接由流量产生可用的电信号以用于进一步处理。以下方程式基本适用：U＝k*B*D*v，其中U＝电压，k＝比例因数，B＝磁场强度，D＝管径，以及v＝流速。

一方面，这是材料的问题。为了不干扰磁场，测量管必须不是磁性的。进一步地，为了不干扰利用电极拾取电压，测量管必须是电绝缘的。此外，当液体为食品例如饮用水时，测量管必须具有食品安全材料。

当食品安全塑料用作所述材料时，可以最好地满足这些要求。然而，与金属相比较，塑料具有强度低得多的缺点。然而，耐内压性是基本的要求。试图通过增加管道厚度实现耐内压性是不可行的，因为否则会大大削弱磁场。

如上所述，如果磁场均匀地穿透测量通道，则在测量电极的电压与磁场强度成比例。美国专利号6,626,048B1公开了一种用于圆柱形测量通道的解决方案。这个解决方案由一个带有由铁磁电工钢片制成的磁心的磁性线圈和两个耦合到磁心并且由软磁电工钢片制成的磁极组成。然而，实际测试表明采用这种配置不能实现满意的测量结果。其原因是因磁路围绕电极布置，场线相对较长以及电工钢片中的磁阻为高。

与本公开共同受让的美国专利号8,006,569公开了一种包括矩形流道的磁流量计，所述矩形流道具有一对与一对端壁相邻定位的感测电极和一对与相对侧壁相邻定位的磁极件。包括该对电极和该对极件的磁流量传感器穿过通过流道的液体流产生交变磁场并且感测该对电极之间的电压差。

与本公开共同受让的美国专利号8,826,743公开了一种磁感应式流量计，所述磁感应式流量计包括一对由电工钢片形成的磁极件，所述电工钢片弯曲以形成双腹板和矩形磁极。该对磁极件用于产生穿过电极创造电压差的交变磁场并且用于确定通过流量计的水的流速。

发明内容

本公开涉及一种磁感应式流量计。更具体地说，本公开涉及一种在磁感应式流量计内使用以提高流量测量准确性的磁流量传感器。