專利名稱：渦流感測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
渦流感測器
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種渦流感測器，尤指一種利用流體的渦街效應使線圈感應產(chǎn)生電動勢，擷取其電壓變化的信號應用為流量量測的基準值以計算出流量，同時將電動勢應用為電源使用的渦流感測器。
背景技術(shù)：
渦流感測器是一種由渦街效應，以進行流量感測作用的裝置，最常見的應用就是組裝成渦流流量計使用。習知渦流感測器的構(gòu)造，基本上包含一流體通道，其具有一流體入端及一流體出端；一渦流鈍形體，設(shè)置于該流體通道中，將該流體通道區(qū)分為一上游區(qū)段及一下游區(qū)段，流體經(jīng)由該流體通道的流體入端進入上游區(qū)段，然后沖擊該渦流鈍形體后， 即在下游區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生渦街現(xiàn)象(又稱卡門渦街，Karman vortex street)；一感測桿，插設(shè)于該下游區(qū)段，接受流體所產(chǎn)生的渦街現(xiàn)象推動而做往復位移運動；及一磁場，設(shè)置于該感測桿頂端頭；該感測桿位移時與該磁場產(chǎn)生切割作用，因此由擷取磁場變化所對應產(chǎn)生的信號做為流量量測的基準值，據(jù)以計算出流體流量。因磁場變化信號微弱且不穩(wěn)定，須經(jīng)過多重整理方可利用，因此整體運算作業(yè)較為繁雜，且準確度相對較低。另者，現(xiàn)今的計量器具(例如流量計)皆運用配置有軟、硬件的電子式運算單元，來進行訊號接收，數(shù)據(jù)比對運算及數(shù)據(jù)遠距傳輸?shù)墓ぷ鳎虼硕夹枰褂玫诫娏︱?qū)動。上述習知渦流感測器僅具感測流體流量的作用，除外即無其他用途，而渦流感測器組裝成渦流流量計使用時經(jīng)常被裝設(shè)于荒郊野外人煙稀少處，電力使用上頗為不便，經(jīng)常需要申請電力公司拉線，裝設(shè)費用增加，有待改善。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的即在提供一種可以自行感應產(chǎn)生電動勢，擷取其電壓信號應用為流量量測的基準值以計算出流量，同時將電動勢應用為電源使用的渦流感測器。一種渦流感測器，包含一流體通道、一渦流鈍形體、一感測桿、一磁場及一線圈，其特征在于該流體通道具有一流體入端及一流體出端；該渦流鈍形體為一塊體狀的對象， 設(shè)置于該流體通道內(nèi)部，以將該流體通道內(nèi)部空間區(qū)分為一上游區(qū)段及一下游區(qū)段；該感測桿自上方通過該流體通道的壁體，再向內(nèi)插設(shè)于該下游區(qū)段內(nèi)，該感測桿與該渦流鈍形體相距一小段距離；該磁場設(shè)置于該流體通道的外壁上，其磁力線圍覆住該感測桿頂端頭； 該線圈裝設(shè)于該感測桿外圍；使用時，流體經(jīng)由該流體通道的流體入端進入上游區(qū)段內(nèi)后， 先有平順的流動現(xiàn)象，然后沖擊到該渦流鈍形體，隨即在該下游區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生渦街現(xiàn)象，并即推動該感測桿產(chǎn)生往復位移運動，因此切割該磁場產(chǎn)生變化，同時該線圈內(nèi)即感應產(chǎn)生電動勢。其中，該渦流鈍形體為一塊體狀的對象，與流體流動方向垂直狀態(tài)設(shè)置于該流體通道內(nèi)部。其中，該感測桿外部圍覆一保護件，內(nèi)部設(shè)置類似軸襯或軸承的對象，以輔助穩(wěn)定該感測桿及供該感測桿通過。其中，該保護件是以絕緣材質(zhì)成型。其中，該線圈與一電力收集器連接。其中，該磁場由分位于該感測桿二側(cè)的第一磁性件及第二磁性件所組成，產(chǎn)生的磁力線是橫向通過模式。其中，該磁場由成型為圓環(huán)狀的磁性件構(gòu)成，產(chǎn)生的磁力線是上下環(huán)繞的模式。其中，該感測桿切割磁場產(chǎn)生變化，同時線圈內(nèi)即感應產(chǎn)生電動勢，擷取其電壓變化的信號，經(jīng)過放大、濾波及轉(zhuǎn)換整理過程后，作為流量量測的基準值，以計算出流體流量。其中，該感測桿切割磁場產(chǎn)生變化，同時該線圈內(nèi)即感應產(chǎn)生電動勢，將所產(chǎn)生的電動勢收集，經(jīng)過穩(wěn)壓、整流及變壓整理過程后，儲存為電源使用。本發(fā)明優(yōu)點及功效在于提供一種可以自行感應產(chǎn)生電動勢，擷取其電壓信號應用為流量量測的基準值以計算出流量，同時將電動勢應用為電源使用的渦流感測器。

圖1所示是本實用新型第一實施例的立體圖圖2所示是本實用新型第一實施例的俯視圖圖3所示是本實用新型第一實施例的側(cè)視使用示意圖圖4所示是本實用新型第一實施例的俯視使用示意圖圖5所示是本實用新型第二實施例的立體圖圖6所示是本實用新型第二實施例的俯視圖圖7所示是本實用新型第二實施例的側(cè)視使用示意圖圖中標號說明如下1---渦流感測器10---流體通道101—-流體入端[0024]102-一流體出端11---上游區(qū)段12-—下游區(qū)段[0025]20—-渦流鈍形體30-—感測桿31-—保護件[0026]40—-磁場41-—第一磁性件42-—第二磁性件[0027]43—-第三磁性件50-—線圈
具體實施方式
請參閱圖1 4所示，本實用新型第一實施例的渦流感測器1，是包含一流體通道 10、一渦流鈍形體20、一感測桿30、一磁場40及一線圈50，其中，該流體通道10具有一流體入端101及一流體出端102 ；該渦流鈍形體20為一塊體狀的對象，采與流體流動方向垂直狀態(tài)設(shè)置于該流體通道10內(nèi)部，以將該流體通道10內(nèi)部空間區(qū)分為一上游區(qū)段11及一下游區(qū)段12，當流體經(jīng)由該流體通道10的流體入端101進入上游區(qū)段11內(nèi)后，先有平順的流動現(xiàn)象，然后即沖擊到該渦流鈍形體20，而隨即在該下游區(qū)段12內(nèi)產(chǎn)生渦街現(xiàn)象(又稱卡門渦街，Karman vortex street)；亦即該渦流鈍形體20形成為流體流動過程的一個障礙， 導致流體通過該渦流鈍形體20后于該下游區(qū)段12內(nèi)產(chǎn)生渦街現(xiàn)象。該渦流鈍形體20實際上可以有許多種外觀造型，并不受本實用新型說明書及圖式所揭露局限，因此只要可以讓流體沖擊后產(chǎn)生渦流現(xiàn)象的塊體狀對象即為本實用新型所界定的渦流鈍形體20。[0029]該感測桿30自上方通過該流體通道10的壁體，并與流體通道10的壁體間介以類似軸襯或軸承及防水墊圈等的物件護持而定位，再向內(nèi)插設(shè)于該下游區(qū)段12內(nèi)，該感測桿 30與該渦流鈍形體20相距一小段距離，所以感測桿30接受流體所產(chǎn)生的渦街現(xiàn)象推動時會伴隨產(chǎn)生微小的往復位移現(xiàn)象，其位移方向是伴隨渦街現(xiàn)象而運動。為穩(wěn)持該感測桿30， 所以在感測桿30外部更可圍覆一保護件31，是以絕緣材質(zhì)成型，內(nèi)部設(shè)置類似軸襯或軸承的對象，以輔助穩(wěn)定該感測桿30及供該感測桿30通過。該磁場40設(shè)置于該流體通道10的外壁上，其磁力線圍覆住該感測桿30頂端頭， 因此該感測桿30受推動位移時會切割該磁場40的磁力線，使產(chǎn)生變化。該線圈50裝設(shè)于該感測桿30外圍，并共同受該保護件31所圍覆，該線圈50是裝設(shè)為固定不動，二端頭則穿出該保護件31后，與一電力收集器(未示于圖)連接。在第一 四圖所示中，該磁場40是由分位于該感測桿30 二側(cè)的第一磁性件41 (例如磁鐵)及第二磁性件42 (例如磁鐵)所組成，因此所產(chǎn)生的磁力線是為橫向通過模式。接著，請參閱圖5 7所示，本實用新型第二實施例在構(gòu)造組成上與第一實施例有絕大相同的處，因此相同的構(gòu)造組成即采相同組件編號，以免混淆。第二實施例不同于第一實施例的處在于該磁場40是由成型為圓環(huán)狀的第三磁性件43 (例如磁鐵)構(gòu)成，而將該感測桿30圍覆于中央，因此第二實施例的磁場40所產(chǎn)生的磁力線是為上下環(huán)繞的模式。惟不論是第一實施例中由分位左右的第一磁性件41與第二磁性件42所組成的磁場40，或是第二實施例中由圓環(huán)狀的第三磁性件43所構(gòu)成的磁場40，皆有相同的組成原理及作用功效。本實用新型使用時是與流體管路連接，亦即在要進行流體感測的處，將流體管路斷開，然后將本實用新型中流體通道10的流體入端101與流體管路的供應端連接，流體出端102則與流體管路的承接端連接，并將該保護件31設(shè)置為在流體信道10上方的位置。當流體經(jīng)由該流體入端101進入上游區(qū)段11內(nèi)后，會先有平順的流動現(xiàn)象，然后即沖擊到該渦流鈍形體20，而隨即在該下游區(qū)段12內(nèi)產(chǎn)生渦街現(xiàn)象，并即推動該感測桿30伴隨產(chǎn)生往復位移現(xiàn)象，因此切割該磁場40產(chǎn)生變化。同時該線圈50內(nèi)基于磁生電原理而會感應產(chǎn)生電動勢，并經(jīng)由二端頭穿出該保護件31后，連接至一電力收集器接收，再經(jīng)該電力收集器內(nèi)部進行穩(wěn)壓、整流、變壓等整理過程后，儲存為電源應用。同時另可擷取其電壓變化的信號，經(jīng)過放大、濾波、轉(zhuǎn)換諸項整理過程后，應用為流量量測的基準值，以計算出流體流量。因此，本實用新型中的線圈50因感測桿30位移切割磁場所伴隨感應產(chǎn)生的電動勢，可作如下應用1.擷取所感應產(chǎn)生的電動勢的電壓變化信號，經(jīng)過放大、濾波、轉(zhuǎn)換諸項整理過程后，可以應用為流量量測的基準值，以計算出流體流量，其穩(wěn)定性及準確度皆相對較高。2.所產(chǎn)生的電動勢經(jīng)收集整理后，可以應用成為常設(shè)電源，以直接供應本實用新型渦流感測器1組裝成渦流流量計使用時，內(nèi)部配置有軟、硬件的電子式運算單元運作時所需的電力。因該流體通道10內(nèi)流經(jīng)的流體一般是源源不絕，所以可以持續(xù)性產(chǎn)生電動勢，以作持續(xù)性供電。因此縱使渦流感測器1組裝成渦流流量計使用時是裝設(shè)于荒郊野外人煙稀少處，但仍能保持渦流流量計的正常用電運作。3.所產(chǎn)生的電動勢經(jīng)收集及整理后，可以應用成為備用電源，以供應偶而需要的用電。例如裝設(shè)于荒郊野外人煙稀少處的渦流流量計，仍會偶有巡查人員進行保養(yǎng)檢修的時候，此時即可利用該備用電源供電巡查人員另備的用電物品(例如小型照明發(fā)光器、數(shù)據(jù)處理機、或信號傳送機)使用，非常方便。
權(quán)利要求1.一種渦流感測器，包含一流體通道、一渦流鈍形體、一感測桿、一磁場及一線圈，其特征在于該流體通道具有一流體入端及一流體出端；該渦流鈍形體為一塊體狀的對象， 設(shè)置于該流體通道內(nèi)部，以將該流體通道內(nèi)部空間區(qū)分為一上游區(qū)段及一下游區(qū)段；該感測桿自上方通過該流體通道的壁體，再向內(nèi)插設(shè)于該下游區(qū)段內(nèi)，該感測桿與該渦流鈍形體相距一小段距離；該磁場設(shè)置于該流體通道的外壁上，其磁力線圍覆住該感測桿頂端頭； 該線圈裝設(shè)于該感測桿外圍；使用時，流體經(jīng)由該流體通道的流體入端進入上游區(qū)段內(nèi)后， 先有平順的流動現(xiàn)象，然后沖擊到該渦流鈍形體，隨即在該下游區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生渦街現(xiàn)象，并即推動該感測桿產(chǎn)生往復位移運動，因此切割該磁場產(chǎn)生變化，同時該線圈內(nèi)即感應產(chǎn)生電動勢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流感測器，其特征在于該渦流鈍形體為一塊體狀的對象， 與流體流動方向垂直狀態(tài)設(shè)置于該流體通道內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流感測器，其特征在于該感測桿外部圍覆一保護件，內(nèi)部設(shè)置類似軸襯或軸承的對象，以輔助穩(wěn)定該感測桿及供該感測桿通過。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦流感測器，其特征在于該保護件是以絕緣材質(zhì)成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流感測器，其特征在于該線圈與一電力收集器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流感測器，其特征在于該磁場由分位于該感測桿二側(cè)的第一磁性件及第二磁性件所組成，產(chǎn)生的磁力線是橫向通過模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流感測器，其特征在于該磁場由成型為圓環(huán)狀的磁性件構(gòu)成，產(chǎn)生的磁力線是上下環(huán)繞的模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流感測器，其特征在于該感測桿切割磁場產(chǎn)生變化，同時線圈內(nèi)即感應產(chǎn)生電動勢，擷取其電壓變化的信號，經(jīng)過放大、濾波及轉(zhuǎn)換整理過程后，作為流量量測的基準值，以計算出流體流量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流感測器，其特征在于該感測桿切割磁場產(chǎn)生變化，同時該線圈內(nèi)即感應產(chǎn)生電動勢，將所產(chǎn)生的電動勢收集，經(jīng)過穩(wěn)壓、整流及變壓整理過程后， 儲存為電源使用。
專利摘要本實用新型提供一種渦流感測器及其應用，由一流體通道、一渦流鈍形體、一感測桿、一磁場及一線圈組成，流體通道供流體流入；渦流鈍形體設(shè)置于該流體通道內(nèi)部；感測桿通過流體通道的壁體后向內(nèi)插設(shè)于流體通道內(nèi)部，與渦流鈍形體相距一小段距離；磁場設(shè)置于流體通道外壁上，其磁力線圍覆住感測桿頂端；線圈裝設(shè)于感測桿外圍；流體進入流體通道內(nèi)沖擊到渦流鈍形體時產(chǎn)生渦街現(xiàn)象而推動感測桿位移，因此切割磁場，使線圈內(nèi)感應產(chǎn)生電動勢，擷取其電壓變化的信號經(jīng)過整理，應用為流量量測的基準值以計算出流量，同時電動勢經(jīng)過整理，應用為電源使用。
文檔編號G01F1/32GK202119480SQ20112021039
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者傅虹鈞, 向慧明, 楊崇明 申請人:弓銓企業(yè)股份有限公司