CN104765384A - 一种液体流量监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传感器检测领域，公开了一种液体流量监测装置，包括信号采集单元、信号处理电路、控制器和报警装置，其中，所述信号采集单元包括固定设于水管内的涡轮和磁阻传感器，所述涡轮的表面与所述水管内液体流动的方向垂直，用于检测涡轮转速的磁阻传感器靠近于所述涡轮，所述信号处理电路为三端差分型电路，所述信号处理电路包括三个运算放大器，所述信号采集单元的输出端与信号处理电路的输入端连接，所述信号处理电路将处理后的信号输出给所述控制器，所述控制器根据接收到的信号对所述报警装置进行控制。本发明的液体流量监测装置耐腐蚀程度高，测量结果准确，控制精度高。
Description
技术领域
本发明涉及传感器检测领域，尤其涉及一种液体流量监测装置。
背景技术
工业设备或仪器的正常工作与否可以通过其输送管道内液体的流速来反映，若输送管道内的液体流速过高，则***的热循环加速使设备或仪器损耗的功率过大，造成电力资源的浪费；若输送管道内的液体流速过低，则***的热循环迟滞造成设备或仪器“干烧”，因此，使管道内的液体流速始终处于一个合理的监测范围内，对工业设备或仪器的工作效率和寿命都有着很大的影响。
现有技术中，采用流量开关对管道中的液体流速进行检测，进而监测设备是否正常工作，应用最广泛的是活塞式流量开关，其工作原理是在开关内部装一个移动部件，有水流通过时推动内部可移动部件发生位置移动，进而提供液体流动的信号。但流量开关存在难以检测小流量流速的缺陷，且容易被腐蚀。
因此，需要研发一种增强检测准确度的液体流量监测装置，控制管道内液体的正常流动，一旦管道内液体流速过低或过高则发出警示信息。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是：提供一种液体流量监测装置，耐腐蚀程度高，测量结果准确，控制精度高。
为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供了一种液体流量监测装置，包括信号采集单元、信号处理电路、控制器和报警装置，其中，所述信号采集单元包括固定设于水管内的涡轮和磁阻传感器，所述涡轮的表面与所述水管内液体流动的方向垂直，用于检测涡轮转速的磁阻传感器靠近于所述涡轮，所述信号处理电路为三端差分型电路，所述信号处理电路包括三个运算放大器，所述信号采集单元的输出端与信号处理电路的输入端连接，所述信号处理电路将处理后的信号输出给所述控制器，所述控制器根据接收到的信号对所述报警装置进行控制。
优选地，所述磁阻传感器由InSb-In共晶体薄膜磁阻元件制成，符合表达式RB/RO＝1+αB+βB2，式中RB和RO分别为有磁场和无磁场时InSb-In共晶体磁敏电阻的阻值，α和β为与磁阻传感器有关的系数，B为磁感应强度。
优选地，所述涡轮由磁钢材料制成。
优选地，所述涡轮通过轴承固定于所述水管内，当所述涡轮的叶片发生转动时，所述叶片依次经过所述磁阻传感器。
优选地，所述涡轮设于所述水管的中间位置。
具体地，所述报警装置为蜂鸣器和/或光报警器。
具体地，所述控制器设有预定的脉冲阈值范围，当传送给控制器的瞬时脉冲信号超出预设的脉冲阈值范围，则控制器控制报警装置发出声光报警信号。
本发明的液体流量监测装置的原理是：①利用InSb-In共晶体材料的磁阻效应，InSb-In材料属于半导体材料，同样遵循半导体的磁阻规律，其规律可以描述为抛物线形状的曲线，用一元二次三项式表示为RB/RO＝1+αB+βB2，式中RB和RO分别为有磁场和无磁场时InSb-In共晶体磁敏电阻的阻值；α和β为与元件有关的系数，B为磁感应强度，当处磁阻元件测量范围内的磁体发生位置移动时，磁阻元件周围的磁场大小也就会随之发生改变，这样，磁阻元件的阻值发生变化，从而也就会产生变化的电压信号，将该信号进行放大和比较，也就起到了监测其位置改变的作用；②所述磁体为垂直于水流方向设置的涡轮，涡轮采用铁磁性不锈钢制成，液体流动时推动涡轮旋转，每有一个涡轮叶片经过磁阻元件就会产生一个脉冲，这样液体的流速信号转换为涡轮的转速信号；③产生的脉冲信号经过处理传送给控制器，控制器比较瞬时脉冲和预设脉冲以判断液体流速是否超出设定范围，进一步地，若超出范围则控制报警装置工作。
采用上述技术方案，本发明的液体流量监测装置抗腐蚀，测量结果准确，控制精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明实施例提供的液体流量监测装置的控制框图；
图2是本发明实施例提供的液体流量监测装置的信号处理原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：图1为本发明实施例提供的液体流量监测装置的控制框图，从图中可以清楚地看出，本实施例提供的液体流量监测装置包括信号采集单元、信号处理电路、控制器和报警装置，其中，所述信号采集单元包括固定设于水管内的涡轮和磁阻传感器，所述涡轮的表面与所述水管内液体流动的方向垂直，用于检测涡轮转速的磁阻传感器靠近于所述涡轮，图2为本发明实施例提供的液体流量监测装置的信号处理原理图，所述信号处理电路为三端差分型电路，所述信号处理电路包括三个运算放大器，所述信号采集单元的输出端与信号处理电路的输入端连接，所述信号处理电路将处理后的信号输出给所述控制器，所述控制器根据接收到的信号对所述报警装置进行控制。
优选地，所述磁阻传感器由InSb-In共晶体薄膜磁阻元件制成，所述涡轮由磁钢材料制成。所述涡轮设于水泵出口与水管出口之间，优选地，所述涡轮设于所述水管的中间位置。
优选地，所述涡轮通过轴承固定于所述水管内，当所述涡轮的叶片发生转动时，所述叶片依次经过所述磁阻传感器。
具体地，所述报警装置为蜂鸣器和/或光报警器。
具体地，所述控制器设有预定的脉冲阈值范围，当传送给控制器的瞬时脉冲信号超出预设的脉冲阈值范围，则控制器控制报警装置发出声光报警信号。
本实施例中，所述控制器采用AT89C2051单片机，所述AT89C2051单片机属于非总线型89系列单片机，它的静态工作频率最大可以达到24MHz，片内含有2kB的Flash存储器、一个串行通信口，并可以进行在线编程，具有可编程的15根输出-输入端口和2个16位可编程定时计数器。经过单片机的计数处理和换算便可以得到准确的液体流量。在液体开始流动瞬间流动达到稳定后，通过单片机计数器对每秒钟的脉冲数目进行计数并处理，进而与设定的流速相比较，当流速大于或小于预设流速时，驱动LED和蜂鸣器进行报警处理。
本发明的液体流量监测装置耐腐蚀程度高，测量结果准确，控制精度高。
以上所揭露的仅为本发明的几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种液体流量监测装置，其特征在于，包括信号采集单元、信号处理电路、控制器和报警装置，其中，所述信号采集单元包括固定设于水管内的涡轮和磁阻传感器，所述涡轮的表面与所述水管内液体流动的方向垂直，用于检测涡轮转速的磁阻传感器靠近于所述涡轮，所述信号处理电路为三端差分型电路，所述信号处理电路包括三个运算放大器，所述信号采集单元的输出端与信号处理电路的输入端连接，所述信号处理电路将处理后的信号输出给所述控制器，所述控制器根据接收到的信号对所述报警装置进行控制。
2.如权利要求1所述的液体流量监测装置，其特征在于，所述磁阻传感器由InSb-In共晶体薄膜磁阻元件制成，符合表达式RB/RO＝1+αB+βB2，式中RB和RO分别为有磁场和无磁场时InSb-In共晶体磁敏电阻的阻值，α和β为与磁阻传感器有关的系数，B为磁感应强度。
3.如权利要求1所述的液体流量监测装置，其特征在于，所述涡轮由磁钢材料制成。
4.如权利要求3所述的液体流量监测装置，其特征在于，所述涡轮通过轴承固定于所述水管内，当所述涡轮的叶片发生转动时，所述叶片依次经过所述磁阻传感器。
5.如权利要求3所述的液体流量监测装置，其特征在于，所述涡轮设于所述水管的中间位置。
6.如权利要求1所述的液体流量监测装置，其特征在于，所述报警装置为蜂鸣器和/或光报警器。
7.如权利要求6所述的液体流量监测装置，其特征在于，所述控制器设有预定的脉冲阈值范围，当传送给控制器的瞬时脉冲信号超出预设的脉冲阈值范围，则控制器控制报警装置发出声光报警信号。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |