專利名稱：快速調(diào)控數(shù)顯式金屬管浮子流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于測量儀器類，尤其涉及流體測量儀器。
背景技術(shù)：
流體測量儀器中的浮子流量計是一種測量流體的密度、溫度、壓力等工況參數(shù)的精密儀器，又稱為轉(zhuǎn)子流量計，變面積式流量計。它是在一個上大下小的錐形導(dǎo)管中置一磁性浮子，當(dāng)所檢測的液體介質(zhì)在錐形導(dǎo)管中自下而上流動時，其中設(shè)置的磁性浮子在介質(zhì)的壓差阻力、粘性應(yīng)力、浮力及本身自重的作用下，自動平衡于錐形導(dǎo)管中的某一位置，此時浮子的高度位置就反映了液體流量的大小。目前公知的金屬管浮子流量計，均是采用在錐形導(dǎo)管外部設(shè)置機(jī)械凸輪結(jié)構(gòu)，與磁性浮子進(jìn)行相斥或相吸而偏轉(zhuǎn)運動的指針式來測量液體的流量。由于采用機(jī)械凸輪結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)運動，其儀表靈敏度低，并且易磨損，而且無法進(jìn)行流量的精確計算；況且制造時還要根據(jù)被測介質(zhì)的密度，工況條件及流量范圍來進(jìn)行逐臺設(shè)計制造，因而給制造廠家和用戶都帶來許多不便。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種快速調(diào)控數(shù)顯式金屬管浮子流量計，以解決機(jī)械指針式測量儀器精度低，易磨損，制造難等難題，滿足人們對流體測量多方面的需要。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種快速調(diào)控數(shù)顯式金屬管浮子流量計，包括儀器盒座、盒蓋，儀器盒座一側(cè)設(shè)置有錐度傳感器，錐度傳感器內(nèi)置有浮子。本實用新型在儀器盒座內(nèi)的傳感器靠近處設(shè)置有角轉(zhuǎn)換器，儀器盒座內(nèi)的一側(cè)置有電源；儀器盒蓋的中部設(shè)有窗口，窗口處設(shè)置有液晶顯示器；儀器盒蓋窗口的下部設(shè)置有控制鍵；儀器盒體內(nèi)設(shè)置有控制電路，控制電路由導(dǎo)線分別與角轉(zhuǎn)換器、液晶顯示器、控制鍵及電源連接。
由于本實用新型采用了以上的技術(shù)方案，因而具有以下的優(yōu)點1，采用電容角轉(zhuǎn)換器，較傳統(tǒng)式的機(jī)械凸輪結(jié)構(gòu)指針式，結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高。
2，采用控制電路及其微處理器進(jìn)行智能化處理、計算，較傳統(tǒng)式的機(jī)械凸輪結(jié)構(gòu)指針式，計算準(zhǔn)確，即時顯示流體介質(zhì)的密度、溫度、壓力、流量滿度、流量上限、流量下限等測量數(shù)據(jù)。
3，使用方便，操作簡單，較傳統(tǒng)式的機(jī)械凸輪結(jié)構(gòu)指針式，測量精度由2.5級提高到1級。


圖1是本實用新型的一種型狀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1沿A-A線的剖視圖；圖3是圖2中的一種轉(zhuǎn)換器的型狀結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型的一種電路原理示意圖。
圖中1，儀器盒體 2，傳感器 3，上連接端 4，下連接端5，液晶顯示器6，控制鍵 6-1，移位鍵 6-2，功能鍵 6-3，增減鍵7，浮子8，控制電路 8-1，放大器 8-2，微處理器 9，轉(zhuǎn)換器 10，杠桿11，電源 12，盒座 13，盒蓋14，外磁鋼 15，平衡塊16，正電極17，負(fù)電極18，轉(zhuǎn)動極板具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施作如下詳述在圖1中，儀器盒體1由盒座12、盒蓋13和傳感器2等構(gòu)成；其中，盒座12和盒蓋13可采用金屬或塑料制成長盒形體，(或圓形等其它形狀)。盒蓋13由螺釘緊固在盒座12上。盒座12內(nèi)一側(cè)設(shè)置有傳感器2，傳感器2其上、下端各設(shè)置有螺栓連接孔的上連接端3和下連接端4。盒蓋13的中部設(shè)置有一窗口，窗口處設(shè)置有液晶顯示器5。液晶顯示器5可采用LCD式顯示器，其將控制電路8輸出的測量電信號，瞬時以數(shù)字，或圖形的方式顯示出流量、累計流量等測量結(jié)果。盒蓋13窗口的下方設(shè)置有控制鍵6，控制鍵6可設(shè)為三鍵式組成，中鍵為功能鍵6-2，用于選擇測量介質(zhì)密度，或介質(zhì)溫度、介質(zhì)壓力、流量滿度、流量上限、流量下限等測量功能；左健為移位健6-1，用于測量功能的快速選擇；右健為增減健6-3，用于設(shè)置測量數(shù)據(jù)。
在圖2、圖3中，盒座12由金屬或塑料制成長盒形體。盒座12內(nèi)一側(cè)設(shè)置有一個上大下小為錐形體的傳感器2。傳感器2由錐管和浮子7構(gòu)成，錐管可采用金屬或塑料與盒座12制成一體，也可分體制成后由螺釘緊固為一體，一般以前者為好。傳感器2內(nèi)設(shè)置有浮子7，浮子7由兩只磁鋼組成，上為一圓柱形磁鋼，下為一帶錐度形的圓柱形磁鋼，并由螺紋連接構(gòu)成。傳感器2的靠近處設(shè)置有轉(zhuǎn)換器9，轉(zhuǎn)換器9用于將浮子7的位置參數(shù)轉(zhuǎn)換為流體測量的電信號，其轉(zhuǎn)換器9以采用角電容轉(zhuǎn)換器為好。
(角電容)轉(zhuǎn)換器9由杠桿10、正電極16、負(fù)電極17、轉(zhuǎn)動極板18、外磁鋼14，平衡塊15等構(gòu)成，(角電容)轉(zhuǎn)換器9的轉(zhuǎn)動軸外端連接有杠桿10；杠桿10靠近傳感器2的一端設(shè)置有外磁鋼14，另一端設(shè)置有平衡塊15。(角電容)轉(zhuǎn)換器9的軸內(nèi)端緊固設(shè)置有轉(zhuǎn)動極板18，轉(zhuǎn)動極板18的兩側(cè)各設(shè)置有正電極16、負(fù)電極17，調(diào)節(jié)杠桿10上轉(zhuǎn)動極板18的轉(zhuǎn)角，可改變正電極16、負(fù)電極17之間的電容量，向控制電路8輸出測量電信號。為向控制電路8輸出較強(qiáng)的測量電信號，還可在(角電容)轉(zhuǎn)換器9內(nèi)設(shè)置一個放大器，由導(dǎo)線連接至控制電路8。(角電容)轉(zhuǎn)換器9采用非接觸式電容傳感器，由角度變化測量得到對應(yīng)變化的電容值，再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓值，并經(jīng)其內(nèi)的運算放大器放大成為可處理的電壓。(角電容)轉(zhuǎn)換器9內(nèi)的放大器可采用TLV2252型號的模塊電路，第一級放大為10倍，第二級放大為100倍，得到的測量電壓輸入控制電路8，再經(jīng)控制電路8放大、運算、處理成為流量測量信號，并向顯示器5輸出測量信號。
盒座12內(nèi)的一側(cè)設(shè)置有電源11，電源11可采用3.6V鋰電池一節(jié)，或接入DC24V兩線制電源，以輸出穩(wěn)定的4-20mA直流電源供給測量使用。盒蓋13里內(nèi)設(shè)置有控制電路8，(控制電路8也可設(shè)置在盒座12內(nèi))。
在圖4中，(角電容)轉(zhuǎn)換器9、控制鍵6、電源11分別由導(dǎo)線與控制電路8連接，控制電路8還由導(dǎo)線與液晶顯示器5連接。其中，控制鍵6由功能鍵6-2、移位健6-1、增減健6-3組成，功能鍵6-2、移位健6-1、增減健6-3分別由導(dǎo)線與控制電路8連接?？刂齐娐?由放大器8-1、微處理器8-2等組成，并有導(dǎo)線順序連接；其將(角電容)轉(zhuǎn)換器9測量浮子7的電信號經(jīng)過放大、計算等處理，將測量結(jié)果輸送至液晶顯示器5?？刂齐娐?中的微處理器8-2，可采用PIC系列單片機(jī)，如MICROCHIP公司制造的PIC型號的單片機(jī)，其運算速度快，工作可靠，并帶有10位A/D轉(zhuǎn)換、存儲、PMW輸出和定時器等功能。
本實用新型在實際使用和操作過程中，當(dāng)被測流體經(jīng)傳感器2的下端流向上端時，浮子7處于垂直的錐形管道中，隨著流體速度的變化而上、下移動。浮子7受重力、浮力、迎流壓差阻力及粘性應(yīng)力的作用，當(dāng)浮子7在垂直方向上合力為零達(dá)到平衡狀態(tài)時，處于某一穩(wěn)定位置。當(dāng)流體速度變化時，浮子7向下與向上的作用力達(dá)到一個新的平衡狀態(tài)，浮子又處于一個新的穩(wěn)定位置。
因浮子7內(nèi)嵌有磁鋼，當(dāng)浮子7上、下移動時，磁鋼同時上下移動，與角轉(zhuǎn)換器9上設(shè)置的機(jī)械杠桿10一端的外磁鋼14，形成內(nèi)外磁鋼磁路耦合，浮子7的內(nèi)磁鋼運動將引起外磁鋼14的位移，從而趨動杠桿10轉(zhuǎn)動一定角度θ，即將浮子7上、下直線位移轉(zhuǎn)換成角轉(zhuǎn)換器9的角度位移，經(jīng)電容角傳感器9將角度的變化轉(zhuǎn)換為電容量值C的變化，經(jīng)控制電路8及其中的微處理器8-2進(jìn)行系統(tǒng)計算、處理，向液晶顯示器5輸出測量信號，并由液晶顯示器5顯示出被測介質(zhì)流體的密度、溫度、壓力、流量滿度、流量上限、流量下限等測量功能的數(shù)據(jù)或圖形。
權(quán)利要求1.一種快速調(diào)控數(shù)顯式金屬管浮子流量計，包括儀器盒座、盒蓋，儀器盒座一側(cè)設(shè)置有錐度傳感器，錐度傳感器內(nèi)置有浮子，其特征在于，儀器盒座內(nèi)的傳感器靠近處設(shè)置有角轉(zhuǎn)換器，儀器盒座內(nèi)的一側(cè)置有電源；儀器盒蓋的中部設(shè)有窗口，窗口處設(shè)置有液晶顯示器；儀器盒蓋窗口的下部設(shè)置有控制鍵；儀器盒體內(nèi)設(shè)置有控制電路，控制電路由導(dǎo)線分別與角轉(zhuǎn)換器、液晶顯示器、控制鍵及電源連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速調(diào)控數(shù)顯式金屬管浮子流量計，其特征在于，控制電路由放大器、微處理器組成，并有導(dǎo)線順序連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速調(diào)控數(shù)顯式金屬管浮子流量計，其特征在于，控制鍵由功能鍵、移位鍵、增減鍵組成，功能鍵、移位鍵、增減鍵分別由導(dǎo)線與控制電路連接。
專利摘要本實用新型的儀器盒座一側(cè)設(shè)置有錐度傳感器，錐度傳感器內(nèi)置有浮子。在盒座內(nèi)傳感器靠近處設(shè)有角轉(zhuǎn)換器，盒座內(nèi)的一側(cè)置有電源；盒蓋的中部設(shè)有窗口，窗口處設(shè)有液晶顯示器；盒蓋窗口的下部設(shè)有控制鍵；盒體內(nèi)設(shè)有控制電路并由導(dǎo)線分別與角轉(zhuǎn)換器、液晶顯示器、控制鍵及電源連接。由此具有以下優(yōu)點1.采用電容角轉(zhuǎn)換器，較傳統(tǒng)式的機(jī)械凸輪結(jié)構(gòu)指針式，結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高。2.采用控制電路及其微處理器進(jìn)行智能化處理、計算，較傳統(tǒng)式的機(jī)械凸輪結(jié)構(gòu)指針式，計算準(zhǔn)確，即時顯示流體介質(zhì)的密度、溫度、壓力、流量滿度、流量上限、流量下限等測量數(shù)據(jù)。3.使用方便，操作簡單，較傳統(tǒng)式的機(jī)械凸輪結(jié)構(gòu)指針式，測量精度由2.5級提高到1級。
文檔編號G01F1/56GK2537961SQ0223281
公開日2003年2月26日 申請日期2002年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月19日
發(fā)明者張濤, 姜印平, 李剛, 徐英, 李紅鎖, 孫宏軍 申請人:天津市天大泰和自控儀表技術(shù)有限公司