霍尔效应大口径管道流量计制造技术

本发明专利技术公开了霍尔效应大口径管道流量计及其测量大口径管道流量方法，包括大口径管和小口径支管；小口径支管的两端设置于大口径管内；小口径支管内设有霍尔流量传感器。本发明专利技术利用霍尔效应原理及大口径管中的流量值与小口径支管中的流量值呈正比的原理，使用小管径流量传感器的脉冲信号频率数值，以公式Q＝KF计算出大口径管道流量计数值，公式中的K值在流量计制造时精确标定；从而实现了大口径管道流量计制造简便、使用材料少、成本低、体积小、安装使用维护方便的优点，带来良好的社会效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了霍尔效应大口径管道流量计及其测量大口径管道流量方法，包括大口径管和小口径支管；小口径支管的两端设置于大口径管内；小口径支管内设有霍尔流量传感器。本专利技术利用霍尔效应原理及大口径管中的流量值与小口径支管中的流量值呈正比的原理，使用小管径流量传感器的脉冲信号频率数值，以公式Q＝KF计算出大口径管道流量计数值，公式中的K值在流量计制造时精确标定；从而实现了大口径管道流量计制造简便、使用材料少、成本低、体积小、安装使用维护方便的优点，带来良好的社会效益和经济效益。【专利说明】
本专利技术涉及管道流量计，特别涉及采用霍尔元件用于大口径管道的流量计。 霍尔效应大口径管道流量计
技术介绍
在工业现场，测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。流量仪表是过程自动 化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建 筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业 生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具，在国民经济中占有 重要的地位。在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程自动化控制系统 的检测仪表和测量物料数量的总量表。 目前已投入使用的流量计已超过100种。从不同的角度出发，流量计有不同的分 类方法。按常用的结构原理分类，流量计分为：容积式流量计、叶轮式流量计、差压式流量计 (变压降式流量计）、变面积式流量计（等压降式流量计）、动量式流量计、冲量式流量计、电 磁流量计、超声波流量计、流体振荡式流量计、质量流量计等。此外，还有非常用的如适用于 明渠测流的各种堰式流量计、槽式流量计；适于大口径测流的插入式流量计；测量层流流 量的层流流量计；适于二相流测量的相关法流量计；以及激光法、核磁共振法流量计和多 种示踪法、稀释法测流等。随着科技的发展和实际应用需要，新型流量计将不断涌现，流量 计的类型将更为齐全。 在现有的技术中，用于大口径管道的流量计结构复杂、价格非常昂贵并且维修保 养不易。 还有一种流量传感器，虽然不是流量计，但其工作原理类似于流量计；它是由流体 冲击磁性转子，带动磁性转子转动，通过霍尔效应原理来检测磁极的感应，产生脉冲电平输 出给控制器，再由控制器感知流量并控制其它部件产生动作；这种流量传感器都为小管道 使用，例如家用热水器的流量控制。随着管道直径的增大，磁性转子随之增大，流量传感器 的体积也随之增大，目前在大管道中尚未使用，同时其庞大的体积产生了制造困难，安装维 护不便，成本高的问题。而且，这种流量传感器也不能用于流量的精确测量。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种利用小管径霍尔流量传感器来测量大管径管 道流量的设备。本专利技术要解决的技术问题是利用小管径霍尔流量传感器来测量大管径管道 流量，从而能低成本、简单地测量大口径管道的流量。为了实现上述技术目的，本专利技术的的 技术方案为：霍尔效应大口径管道流量计，包括：大口径管和小口径支管；所述小口径支管 的两端设置于大口径管内；所述小口径支管内设有霍尔流量传感器。 上述方案中，所述小口径支管和大口径管内液体的进流方向相同，其出流方向也 相同。 上述方案中，所述小口径支管包括水平进口端、上升段、水平段、下降段和水平出 口端；所述水平进口端和水平出口端设置于所述大口径管内，所述上升段和下降段与大口 径管垂直并部分穿出大口径管，所述水平段连接所述上升段和下降段穿出大口径管部分的 端口；所述霍尔流量传感器设置于水平段内。 上述方案中，所述霍尔流量传感器包括转轮、定位块和能感应磁场的霍尔元件，所 述霍尔元件固定于小口径支管外；所述定位块限制所述转轮在小口径支管内轴向窜动，所 述转轮上设有永磁体，所述霍尔元件上设有输出信号线，所述输出信号线与外部计算设备 相连；所述转轮随管内流体的流动而转动，所述转轮每转动一圈其上的永磁体与所述霍尔 兀件感应一次，从而使霍尔兀件产生一次脉冲信号，并通过输出信号线输出脉冲信号。 本专利技术还有另一种小口径支管的设置方式：将所述小口径支管完全设置于大口径 管内；所述小口径支管底部通过下支杆与大口径管下内壁固定连接，所述小口径支管顶部 与上支管的一端固定连接，所述上支管的另一端穿出大口径管上内壁。 上述方案中，所述霍尔流量传感器包括转轮、定位块和能感应磁场的霍尔元件，所 述霍尔元件固定于小口径支管外上支管内；所述定位块限制所述转轮在小口径支管内轴向 窜动，所述转轮上设有永磁体，所述霍尔元件上设有输出信号线，所述输出信号线从上支管 内通过并穿出大口径管，所述输出信号线与外部计算设备相连；所述转轮随管内流体的流 动而转动，所述转轮每转动一圈其上的永磁体与所述霍尔元件感应一次，从而使霍尔元件 产生一次脉冲信号，并通过输出信号线输出脉冲信号。 上述方案中，所述大口径管道内的流量为Q ;所述流量的计算公式为Q = KF，其中， K为流量系数，F为所述霍尔元件输出的脉冲信号频率，该脉冲信号频率通过所述外部计算 设备读取；所述K为霍尔效应大口径管道流量计出厂时已标定。 上述方案中，所述流量系数K的标定方法为：把霍尔效应大口径管道流量计安装 在一个带有精确流量计和阀门的水流测试管道上，该水流测试管道的管径与霍尔效应大口 径管道流量计中大口径管的管径相同，将输出信号线连接至外部计算设备的脉冲信号接收 装置；通过调节阀门大小来调节水流量，可得到一系列精确流量计的读数，该读数为水流测 试管道的流量值，即Q值，以及从外部计算设备读取对应的霍尔效应大口径管道流量计上 霍尔传感器的脉冲信号数值，即F值，然后根据公式K = Q/F计算出K值，即可标定K值。 上述方案中，所述大口径管的两个端口设有连接边，所述连接边上设有螺栓孔。大 口径管的两个端口设置连接边，在连接边上设置螺栓孔，可以与待检测流量的管道通过法 兰连接起来。 使用霍尔效应大口径管道流量计测量大口径管道流量的方法，包括以下步骤： 首先，在霍尔效应大口径管道流量计出厂前进行流量参数K的标定；流量参数K的 标定方法为：把霍尔效应大口径管道流量计安装在一个带有精确流量计和阀门的水流测试 管道上，将输出信号线连接至外部计算设备的脉冲信号接收装置，该水流测试管道的管径 与霍尔效应大口径管道流量计中大口径管的管径相同；通过调节阀门大小来调节水流量， 可得到一系列精确流量计的读数，该读数为水流测试管道的流量值，即Q值，以及从外部计 算设备读取对应的霍尔效应大口径管道流量计上霍尔传感器的脉冲信号数值，即F值，然 后根据公式K = Q/F计算出K值，即可标定K值。 然后，使用霍尔效应大口径管道流量计来测量待测大口径管道的流量：该待测大 口径管道的管径与霍尔效应大口径管道流量计中的大口径管道的管径相同，先将霍尔效应 大口径管道流量计的大口径管道与待测大口径管道连接起来，将输出信号线连接至外部计 算设备的脉冲信号接收装置，使流体通过霍尔效应大口径管道流量计，然后外部计算设备 测得的小口径管道内霍尔流量传感器的脉冲信号频率F和上述步骤标定的流量参数K计算 出待测大口径管道的流量Q，计算公式为，Q = KF。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
霍尔效应大口径管道流量计，其特征在于，包括：大口径管和小口径支管；所述小口径支管的两端设置于大口径管内；所述小口径支管内设有霍尔流量传感器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：应悦，姜战，应盛荣，
申请(专利权)人：衢州市鼎盛化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33