[实用新型]一种基于电容射流振荡信号检测方法的射流流量传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于电容射流振荡信号检测方法的射流流量传感器，属于流体流量检测的技术领域。

背景技术

随着全球淡水资源的日益紧缺，对用水量的准确计量和管理显得尤为重要。水表作为用水量的重要计量器具，它的计量准确性、测量范围度、使用可靠性、寿命和功能、以及制造成本等均关系到它在用水计量和水费结算，以及控制用水、节约用水和用水管理等方面的使用价值。而流量传感器作为水表中的核心部件，在水表中的作用显得尤为重要。

现有的流量传感器中应用比较广泛的是射流流量传感器，射流流量传感器的工作原理是：当封闭管道中的水流进入射流计量腔时，由于射流的附壁效应(又称“科恩特”效应-“Coanda effect”)和控制射流反馈的原理，使水流体在计量腔中振荡，该振荡频率与流经管道的流速或体积流量成正比，且不受流体的物理性质的影响。通过在射流计量腔的主通道或反馈通道上设置电磁速度传感元件或压电压力传感元件等速度与压力敏感器件，可以将流体振荡频率方便地检出并送后续信号处理电路处理。如申请号为200680020431.8的中国发明专利申请，其公开了一种射流振荡器液体流仪表包括体部，该体部具有用来接收待测量液体流的入口部分、出口部分和在入口和出口之间限定流动路径的主通道，流动路径包括在流动流体中引起振荡的反馈装置，振荡由检测装置检测，该检测装置包括跨越流动路径施加磁场的磁场发生装置和检测合成电动势的检测电极，电极定位成从体部伸入所述流动路径中。

但上述恒磁励磁射流振荡信号检测原理采用的是直接电极信号检出方式，其电极组所包含的信号采集电极和接地电极均需直接与被测导电介质相接触。这种信号检出方式由于容易受到直流极化干扰电势的影响而严重影响微弱信号检测的有效性，因此只有采用特殊的方法与手段方能对极低频率的微弱信号进行检测和处理；另外，由于测量电极直接裸露(浸泡)在被测导电介质中，电极长期浸泡在非纯净的液体介质中有被腐蚀的风险及可能，影响流量传感器的使用寿命。

发明内容

本实用新型针对现有技术中的不足，提供了一种结构简单、使用寿命长，测量准确的基于电容射流振荡信号检测方法的射流流量传感器，其信号采集电极通过绝缘层与被测介质隔离，不受直流极化干扰电势的影响而确保微弱信号检测的有效性。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种基于电容射流振荡信号检测方法的射流流量传感器，包括壳体，壳体具有进水通道，出水通道以及由主通道和两个对称设置于主通道两侧的反馈通道组成的流动路径，壳体内设置有用于跨越流动路径施加磁场的磁场发生装置，流动路径内设置有至少一组检测电极，检测电极包括信号采集电极和接地电极，其中，信号采集电极的表面具有绝缘层，接地电极与被测介质相导通。本实用新型是通过流体介质(作为电容的一个电极)与测量电极(电容的另一个电极)之间的电容量进行耦合(电容介质为涂覆在测量电极表面的高绝缘材料)，通过选择不同绝缘材料厚度来控制耦合电容量，信号通过电极与被测导电介质之间的电容效应将振荡信号耦合到放大电路进行处理，同时在后续信号处理电路上采用必要的放大量调整和滤波降噪手段，从而达到检测介质流量的预期目标。本实用新型的信号采集电极通过绝缘层与被测介质隔离，首先检测电极不会被介质腐蚀，不受被测介质电导率影响，使用寿命长；其次，不受直流极化干扰电势的影响而确保了微弱信号检测的有效性。

为了取得更好的技术效果，进一步的技术措施还包括：

上述主通道内设置有一个用于促进流体振荡的分流体。其目的是增强流体的振荡，使检测电极更容易检测到信号。

优选方案之一：上述检测电极的信号采集电极设置于主通道内。

优选方案之一：上述检测电极的信号采集电极中的至少一个设置于反馈通道内。

优选方案之一：上述检测电极为两组，其中一组检测电极的信号采集电极位于主通道内，另一组的信号采集电极位于反馈通道内。

优选方案之一：上述检测电极为两组，两组检测电极的信号采集电极均位于反馈通道内。

进一步改进：上述检测电极中的至少一组的顶部的安装位置与壳体的内腔底面齐平或低于壳体的内腔底面。检测电极的顶部与壳体的内腔底面齐平或低于壳体的内腔底面可以避免检测电极本身对壳体内流场的干扰而造成的测量结果的偏差问题。

当然，上述检测电极中的至少一组的顶部的安装位置也可以采取高于壳体的内腔底面而伸入到被测介质内的安装方案。