[发明专利]小型化电磁流量传感器的电极和引出装置

说明书

本发明公开了一种小型化电磁流量传感器的电极和引出装置。包括测量腔、第一电极、第二电极、U形导磁板；测量腔的通孔两侧分别设置导电的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极与测量腔内的流体介质接触，用于测量流体介质产生的感应电势；测量腔的上方设置包含电极引出孔的U形导磁板，第一电极和第二电极通过电极引出孔向上贯穿U形导磁板；U形导磁板采用导磁材料，以便和测量腔外围的导磁材料形成磁路，提供测量腔所需的分布磁场。本发明在电极引出部分设置导磁板，减少微分干扰，增加电极的信号灵敏度。

技术领域

本发明所述的一种小型化电磁流量传感器的电极和引出装置，涉及小型化电磁式流量传感器、流量精准测量、水计量、热计量等技术领域，特别涉及集中供热系统和水系统空调的精准测量、热计量、流量和热量平衡，以及城市给排水、农业灌溉、生产过程的流量计量等领域。本发明适用于平衡热量表、内置控制阀的热计量装置、流量传感器和控制阀一体的供热测控终端、小型化电磁流量计、水表等产品。

背景技术

电磁流量计是一种基于法拉第电磁感应原理的流量测量仪表，其基本原理是：当带有导电介质的流体通过磁场时，流体切割磁力线，在磁场的垂直方向上产生感应电势，感应电势的幅度和流体的流速成正比，从而获得流体的流速，进而获得流体的流量。为了产生磁场，在测量腔的周围，安装有励磁线圈，所产生的磁场穿过流体，从而在流体中产生感应电势，在感应电势的正负极位置安装电极，即可测量感应电势的大小。电磁流量计在流量测量中有广泛的应用，具有测量精度高、线性度好、测量腔内无构造件、抗污染物等优势。

通常电磁式流量传感器，电极在测量管内采用对称布置，电极的引出一般采用直接对向引出，如工业用电磁流量计，引出结构复杂，不利于电磁屏蔽，占用空间，不利于小型化。而对于小型化、低成本电磁式流量传感器的电极和引出装置，专利ZL201210301748.6“电磁流量计的电极装置”公开了一种布置结构，包括测量管、第一电极、第二电极、第一引线、第二引线、信号调理电路、印刷电路板；第一电极、第二电极分别位于测量管内壁的两侧，并在测量管的内壁形成光滑表面；第一引线、第二引线的一端分别连接第一电极、第二电极，第一引线、第二引线的另一端连接信号调理电路，信号调理电路设在印刷电路板上。所述的第一电极、第二电极采用的材料包括导电塑料，以注塑成型方法制造；所述的测量管采用绝缘塑料，以注塑成型方法制造。专利ZL201910472847.2“一种电磁式流量传感器的电极装置”公开了另一种布置结构，包括本体、引线、第一电极、第二电极、第一导电塑料、第二导电塑料、温度传感器、导电弹片。本体包含有水平通孔，第一电极和第二电极分别位于通孔的左右两侧，第一导电塑料和第二导电塑料位于通孔上方，引线下部设置有温度传感器，侧面设置导电弹片。第一电极连接第一导电塑料，第二电极连接第二导电塑料，第一导电塑料通过导电弹片和引线连接。

现有技术，电极和引出装置均布置在测量腔内，且测量腔未布置磁场隔离装置，使得电极信号的引出装置处于励磁磁场的分布中，由于电磁流量传感器采用交流励磁技术，电极信号的引出装置在磁场中存在投影面积，使得励磁磁场变化时，在电极信号的引出装置上产生尖峰状的感应电势，这种干扰信号称之为微分干扰。微分干扰是电磁流量传感器一种常见干扰，会影响信号的采样精度。为了降低微分干扰，一方面可以采取降低电极装置投影面积的方法，但受零部件结构和尺寸精度的限制，这种方法并不能完全消除干扰；另一方面可以采用电极直接引出的方式，降低电极引出装置部分的磁场，这种在工业电磁流量传感器结构中普遍应用的方法，无法实现小型化、低成本的流量传感器。

现有技术，由于测量腔上方的电极引出位置未设置导磁装置，使得磁隙较大，测量腔通孔内的磁场强度难以提高，影响电磁流量传感器的信号灵敏度。为了提高磁场强度，一般可以在靠近测量腔通孔的上方和下方设置导磁装置，但由于受结构和空间的限制，这种方式较难实现。

随着智慧供热系统的发展，以及能源管理的需要，热能的计量、数字管理以及热能的精准调度成为节能的关键。发明一种即能实现高精度流量和热量测量，以满足智慧供热系统对供热计量、数字化管理和调度的需求，现有技术还未见在小型化、低成本方案中实现降低微分干扰和降低磁隙的方法。