[实用新型]陀螺转速式流量传感器

说明书

本实用新型涉及一种流量传感器，属于液体流量测量技术领域。

目前测量液体流量多采用依据不同物理原理的流量计，如超声、电磁、旋涡等。从理论上来说，它们都具有相对来说比较好的计量特性，但通常受到许多外界固有条件的限制，如液体在恶劣环境中有固体粒子、水力震动、机械磨损等，以及安装位置、流量计的前后直管段都会限制和影响计量精度，通常的传感器还需外接电源。

鉴于上述，本实用新型的目的就是提供一种不需外部电源和在恶劣环境条件下可准确计量的流量传感器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案：

一种陀螺转速式流量传感器，包括外壳，其特征在于：外壳内装有陀螺，外壳上装有线圈和输出插头，线圈与输出插头电连接，其中：外壳力管状，其内腔依次呈喇叭型入口段、阶梯形喷嘴段、扩大段、锥口段和直型出口段，扩大段与锥口段的大口端光滑过渡，锥口段内装有一根限止棒；陀螺是一个带有中心管的空心球体，球内中心管的外壁套置永久磁环，陀螺置于外壳内的喷嘴段与限止捧之间。

外壳内有液体流过时，陀螺将漂浮在液体中，并以其中心管的通孔为轴旋转，其转速正比于体积流量。陀螺内的磁环产生的旋转磁场在线圈中产生感应电势，从而将流体的流量转变成电量送出。

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。

图1是本实用新型的结构图。

请参见附图1：本实用新型由外壳、线圈2、陀螺3构成。其中：

外壳为管状并由前壳体7和后壳体5连接(螺接、嵌接等)而成，前壳体7的内腔依次呈喇叭型入口段、阶梯形喷嘴段、扩大段，后壳体5的内腔依次呈锥口段和直型出口段，扩大段与锥口段的大口端光滑过渡，锥口段内装有一根限止棒4，限止棒4与后壳体5固定。外壳上装有线圈2和输出插头1，线圈2与输出插头1电连接。

陀螺3是一个带有中心管的空心球体，球内中心管的外壁套置永久磁环6，陀螺3置于外壳内的喷嘴段与限止棒4之间。

下面叙述本实用新型的工作原理。

被测液体沿前壳体7的喇叭型入口段进入外壳内腔，经过喷嘴段、扩大段、陀螺3、限止棒4后，从后壳体5的出口段流出。当流量超过某个最小值后，由于外壳内腔从喷嘴段突然扩张为缩放形的环形孔道，所以使得液体流过此环形孔道后会产生一个螺环形涡流，涡流中心会有一个滞驻区，陀螺3正在此滞驻区中，因空心陀螺3的比重与液体的比重接近，故陀螺3可作液体动力悬浮，这时悬浮的陀螺3周围压力场的分布情况是：陀螺前部压降及其在后部的恢复补偿了流体的动态冲击，结果流体的轴向合力等于零，使得陀螺3不会被流体冲走并保持在漂浮点上。这样陀螺3便在此漂浮点上以自己的中心管通孔为轴旋转，其转速正比于体积流量。陀螺3在旋转过程中，其内的磁环6产生的旋转磁场将在线圈2中产生感应电势，该电势在线圈2中产生幅值可达10V的正弦信号，此信号的频率与体积流量成正比。将此信号从输出插头1引出后，再经转换，就可达到对不同液体流量准确可靠的测量。

限止棒4的作用是防止陀螺3在流量小于最小值时被冲走。

外壳也可一体制成。陀螺可由中心管、两个半球壳经焊接制成。

本实用新型具有以下优点：

1．由于内部无磨损，陀螺在旋转中有自清洁能力，固体颗粒不会附着在陀螺表面，故使用寿命长，能保持良好的计量特性，在振动的条件下仍可正常工作，它还可在高温高湿等恶劣条件下长期工作；

2．由于陀螺是在流体作用下绕自身的径向轴(即中心管通孔)旋转的，因此与安装位置无关，可水平、垂直、倾斜安装，对前后直管段也没有严格的要求；

3．由于陀螺在旋转时，其内的磁环产生的旋转磁场将在线圈中产生感应电势，因此工作中不需外加电源。