[实用新型]流量传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及应用于旋翼式流体计量仪表上的一种流量传感器。

背景技术

现有的用于流体计量仪表中的流量传感器，一般采用基于干簧管、霍尔器件、韦根效应器件的流量传感器。流经流量计量仪表的流体推动带有磁钢或磁环的叶轮旋转，其叶轮转速较快，现有的流量传感器对高速旋转的叶轮所产生的流量信号进行采集很困难。现有的流量传感器还存在以下不足：（1）采样频率过低：通常不能在叶轮上直接采样流量信号，而是将叶轮联动减速装置减速后再进行采样，然而使其仪表的分辨率降低导致仪表精度下降。（2）传感器功耗过大，不能满足采用电池供电方案的计量仪表；（3）可靠性低：流量计量仪表测量较小流量或较大流量（叶轮在低速或高速旋转）时，导致流量信号丢失。（4）使用寿命过低：传感器采样频率过高并采样时间过长时，因超过其寿命限制而报废。（5）输出信号难处理：输出信号因传感器自身原因伴有随机干扰信号，造成对传感器的输出信号难以处理导致计量仪表精度下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能广泛用于旋翼式流体计量仪表的具有可靠性强、采样频域广、功耗低、使用寿命长等特点能输出理想信号的一种流量传感器。

本实用新型提供的这种流量传感器，包括一个电源输入接口、两个用于防干扰的电容，两个MR传感芯片、一个信号输出接口，所述两电容和两个MR传感芯片分别连在电源输入接口引入的两根电源线上，两MR传感芯片分别与所述信号输出接口连接，将采集的信号输出。

所述MR传感芯片响应频率为10千赫兹以上，并且支持间歇性电源供电方式。

两MR传感芯片之间相隔有距离并有夹角地安装在PCB板上。

本实用新型是由高敏度MR传感芯片采集流体流量计量仪表叶轮转动所产生的脉冲信号，经过芯片内部处理后输出可靠信号。由于本实用新型所采用的传感芯片灵敏度高，能感应到绝对值大于25高斯的磁场变化，使得能广泛应用于旋翼式流体计量仪表；本实用新型所采用了新型磁感应芯片，使得采样频域大大提升、可靠性和耐用性大大增强、以及能可靠的采样到流体在各个流量点下的流量信号；并且本实用新型支持脉冲式间歇供电方式，使得与现有的传感器相比：在同一电源和同一采样频率下，传感器整体功耗降低100倍以上；本实用新型所采用的磁敏传感芯片具有响应快、输出信号稳定等特点，使得能直接采集流体流量计量仪表叶轮上的流量信号，从而使仪表的分辨率和精度大幅提升；本实用新型尤其适用于旋翼式流体计量仪表。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2 本实用新型应用原理图。

图3是叶轮顺时针转动时本实用新型输出的信号图。

图4是叶轮逆时针转动时本实用新型输出的信号图。

具体实施方式

图1本实用新型原理框图，从该图可以看出，本实用新型包括电源输入接口、用于防干扰的电容、两片MR传感芯片：A和B、一个信号输出接口。本实用新型的电源由电源接口输入通过两个陶瓷电容滤掉高频干扰后，供给两片MR传感芯片使其芯片正常工作，两片MR传感芯片将各自感应到的流量信号经处理后由信号输出接口输出。本实用新型所采用的MR传感芯片工作原理如图所示，MR感应电桥感应到微弱的流量信号，经信号放大器予以放大后，由带施密特输出的比较器转换成数字脉冲信号后，再经驱动门电路处理最后送至OCL驱动输出电路进行功率放大后输出稳定、带载能力强的流量信号。

本实用新型之所以能实现低功耗，是因为采用了支持脉冲式间歇供电的新型MR传感芯片，其开启时间（TAW）最小可降低到1Us，如果采用频率为1000赫兹（Period = 1mS）,那么本实用新型在3V电源下工作其功耗小于0.03Mw。

图2为本实用新型应用原理图，本实用新型在实际用中流体推动流体计量仪表的叶轮旋转，其叶轮上的磁环或磁钢也随之旋转并在磁体周围产生一个变化的磁场，本实用新型感应到其磁场变化后输出一组带叶轮旋转方向特征的数字脉冲信号。图中两MR传感芯片1安装在PCB板2上，这两片MR传感芯片之间有一段距离和一个夹角。PCB板的下方是叶轮上面装有磁钢3，当叶轮顺时针转动时两MR传感芯片1通过信号输出接口输出的信号如图3所示，当叶轮逆时针转动时信号输出接口输出的信号如图4所示。两片MR传感芯片之间的安装位置使本实用新型能鉴别流经流体计量仪表的流体方向。

如图所示，本实用新型在实际用中流体推动流体计量仪表的叶轮旋转，其叶轮上的磁环或磁钢也随之旋转并在磁体周围产生一个变化的磁场，本实用新型感应到其磁场变化后输出一组带叶轮旋转方向特征的数字脉冲信号。本实用新型之所以能鉴别流经流体计量仪表的流体方向。