一种质量式流量物联网传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种质量式流量物联网传感器，包括流体通道、进气口和出气口，流体通道上部为浮筒，浮筒内设有浮子组，浮子组由多个浮子组成，浮子由大至小依次嵌套，最大的浮子位于浮筒底部；流体通道内设有电阻应变片，浮子组在气流的作用下，浮子上浮，会触发电阻应变片变形，通过电阻应变片变形量，获得微量质量变化，经过单片机运行，获取流体的流速信号，电阻应变片接惠斯通电桥的输入端，惠斯通电桥的输出端接单片机的输入端，通过单片机对质量与流速及时间参数运算得到流量值，实现燃气量计量的测量。本发明专利技术采用质量检测方式，可实现宽量程、高精度、小体积、低成本、高可靠的燃气量计量，具有很强的推广和应用价值。

Mass flow network of things sensor

The invention discloses a mass flow sensor, including fluid passage, an air inlet and an air outlet, fluid channel is arranged in the upper float, float float, float group composed of a plurality of float, float from big to small in turn nested, the largest float in the bottom of the pontoon; the flow channel with resistance strain gauge the group, under the action of airflow, the float upwards, will trigger the resistance strain slice deformation, through strain deformation, obtain trace quality change, after operation, the fluid velocity signal acquisition, strain gauge connected Wheastone bridge input, the output end of the Wheastone bridge the input end of the SCM, SCM on the quality and velocity and time parameters to calculate flow value, realize the measurement of gas metering. The invention adopts the quality detecting method, and can realize wide range, high precision, small volume, low cost and high reliable gas quantity measurement, and has very strong popularization and application value.

【技术实现步骤摘要】
一种质量式流量物联网传感器
本专利技术涉及一种流量计，尤其涉及质量式流量物联网传感器。
技术介绍
燃气流量计量表(燃气表)作为计量燃气体积数量的计量器具，它具有自动累计体积数的功能，使得那些使用天然气或管道煤气的用户，可以方便地知道用了多少气，以便能按照每月消耗燃气的立方米数缴费。传统的燃气表，基本以膜式表居多，体积大，测量范围窄。燃气计量电子化，是大势所趋，尤其是超声波燃气表，倍受推崇，但到目前为止，除大口径超声波燃气表产品化外，在小流量(G4.0以下)民用燃气计量方面，需要采用200K的超声波换能器，需要升压处理，功耗大，成本高，高压脉冲还存在安全隐患，在小流量(100L/h)以下，测量效果非常不好，因此一直没有实现产品化应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述燃气流量计的存在的问题，提供一种质量式流量物联网传感器，可实现宽量程、高精度、小体积、低成本、高可靠的燃气量计量。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种质量式流量物联网传感器，包括流体通道、进气口和出气口，其特征是：流体通道上部为浮筒，浮筒内设有浮子组，浮子组由多个浮子组成，浮子由大至小依次嵌套，最大的浮子位于浮筒底部；流体通道内设有电阻应变片，浮子组在气流的作用下，浮子上浮，会触发电阻应变片变形，通过电阻应变片变形量，获得微量质量变化，经过单片机运行，获取流体的流速信号，电阻应变片接惠斯通电桥的输入端，惠斯通电桥的输出端接单片机的输入端，通过单片机对质量与流速及时间参数运算得到流量值，实现燃气量计量的测量。惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥电路，这四个电阻分别叫做电桥的桥臂，本专利技术的其中一个电阻为电阻应变片，惠斯通电桥利用电阻的变化来测量物理量的变化，单片机采集可变电阻两端的电压然后处理，就可以计算出相应的物理量的变化，是一种精度很高的测量方式。具体实施时，电阻应变片位于浮子组下面的流体通道，电阻应变片开孔，最小的浮子下端与拉线连接，拉线穿过电阻应变片的开孔，在开孔下侧的拉线上设有限位卡，浮子组在气流的作用下，浮子上浮，限位卡顶在电阻应变片的底面，触发电阻应变片变形。具体实施时，电阻应变片位于浮子组上面的流体通道，电阻应变片下连接有顶杆，顶杆末端正对最小的浮子上面，浮子组在气流的作用下，浮子上浮，最小的浮子顶在顶杆末端，顶杆触发电阻应变片变形。具体实施时，设有唤醒睡眠的控制电路，惠斯通电阻桥通过A/D输出唤醒睡眠的控制电路启动测试，当气流开始进入流体通道，浮子上浮的作用力触发电阻应变片，接通电源。具体实施时，设有电源启动测试机构，启动测试机构包括机械开关，当气流开始进入流体通道，浮子上浮的作用力通过机械开关接通电源启动测试后再作用到电阻应变片上。浮子的作用力通过机械开关接通电源启动测试后再作用到电阻应变片上，最大限度节省电池消耗。惠斯通电阻桥通过A/D输出唤醒睡眠的控制电路启动测试，或者通过机械开关接通电源启动测试后再作用到电阻应变片上，最大限度节省电池消耗。本专利技术有流体通过，才开始测量，否则不工作，可以极大节省电池能量，而目前超声波计量方式，其时时刻刻进行测量的工作，耗电量大。具体实施时，流体通道内壁分别设有控制仓和电源仓，控制仓和电源仓内分别设有控制电路和电池。具体实施时，浮子组中的最小浮子为球形浮子，其它浮子的上部为筒形，下部为圆锥形，圆锥形的锥端开孔，浮子由大至小依次嵌套，相邻的浮子的圆锥面相贴，球形浮子位于第二轻的浮子的圆锥形的锥端开孔处，最大的浮子筒形外壁和浮筒内壁设有间隙，各相邻浮子的筒形体之间设有间隙，上述间隙形成气流道。具体实施时，单片机的输出端与显示器、通信接口、温度传感器、压力传感器、阀门执行机构相连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用质量检测方式，可实现宽量程、高精度、小体积、低成本、高可靠的燃气量计量，具有很强的推广和应用价值。附图说明图1是本专利技术第一实施例拉线式质量式流量物联网传感器结构示意图。图2是本专利技术第一实施例拉线式质量式流量物联网传感器微浮子上浮工作示意图；图3是本专利技术第一实施例拉线式质量式流量物联网传感器小浮子上浮工作示意图；图4是本专利技术第一实施例拉线式质量式流量物联网传感器中浮子上浮工作示意图；图5是本专利技术第一实施例拉线式质量式流量物联网传感器大浮子上浮工作示意图；图6是本专利技术施例第一实施例拉线式质量式流量物联网传感器电路原理示意图。图7是本专利技术第二实施例顶杆式质量式流量物联网传感器结构示意图。图8是本专利技术施例第二实施例顶杆式质量式流量物联网传感器电路原理示意图。图中：1、进气口；2、进气螺纹接口；3、控制仓；4、电阻应变片；5、电阻应变片固定点；6、大浮子；7、中浮子；8、小浮子；9、出气口；10、出气螺纹接口；11、浮筒；12、微浮子；13、拉线；14、电源仓；15、开孔；16、拉线卡；17、气流道；16A、托盘；13A顶杆；MCU、单片机。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，一种质量式流量物联网传感器，包括两端的进气螺纹接口2和出气螺纹接口10，进气口1和出气口9分别位于进气螺纹接口2和出气螺纹接口10内，进气口1和出气口9间为流体通道，流体通道上部为浮筒11，浮筒11下设有台阶面，浮筒11内设有浮子组，浮子组由多个浮子组成，浮子由大至小依次嵌套，最大的浮子位于浮筒11的台阶面上，流体通道内壁分别设有控制仓3和电源仓14，控制仓3和电源仓14内分别设有控制电路和电池，控制电路设有单片机MCU，电池为控制电路提供电源。本专利技术实施例浮子组采用四个浮子组合，从内到外分别为微浮子12、小浮子8、中浮子7和大浮子6，浮子组中最小浮子的为微浮子12，其结构为球形，小浮子8、中浮子7和大浮子6的上部均为筒形，下部为圆锥形，圆锥形的锥端开孔，各浮子由从小到大一组浮子以浮筒中心嵌套，相邻的浮子的圆锥面相贴，球形浮子位于小浮子8(第二轻的浮子)的圆锥形的锥端开孔处，大浮子6(最大的浮子)筒形外壁和浮筒内壁设有间隙，各相邻浮子的筒形体之间设有间隙，上述间隙形成气流道17。流体通道内设有电阻应变片4，电阻应变片4的一端固定在流体通道内壁处的电阻应变片固定点5，浮子组在气流的作用下，浮子上浮，会触发电阻应变片4变形，通过电阻应变片4变形量，获得微量质量变化，经过单片机运行，获取流体的流速信号，微浮子12下端与拉线13连接，拉线13穿过电阻应变片4的开孔15，在开孔15下侧的拉线13上设有限位卡16，电阻应变片4接惠斯通电桥的输入端，惠斯通电桥的输出端接单片机MCU的输入端，惠斯通电桥的输出端接单片机MCU的输入端，通过单片机MCU对质量与流速及时间参数运算得到流量值，实现燃气量计量的测量。单片机MCU接显示器、通信接口、温度传感器、压力传感器、阀门执行机构。构成完整的计量体系，其计量原理如下例所示。本实施例中，大浮子6的量程为400-4000L/h；中浮子7的量程为100-1000L/h；小浮子8的量程为16-160L/h；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质量式流量物联网传感器，包括流体通道、进气口和出气口，其特征是：流体通道上部为浮筒，浮筒内设有浮子组，浮子组由多个浮子组成，浮子由大至小依次嵌套，最大的浮子位于浮筒底部；流体通道内设有电阻应变片，浮子组在气流的作用下，浮子上浮，会触发电阻应变片变形，通过电阻应变片变形量，获得微量质量变化，经过单片机运行，获取流体的流速信号，电阻应变片接惠斯通电桥的输入端，惠斯通电桥的输出端接单片机的输入端，通过单片机对质量与流速及时间参数运算得到流量值，实现燃气量计量的测量。

【技术特征摘要】
1.一种质量式流量物联网传感器，包括流体通道、进气口和出气口，其特征是：流体通道上部为浮筒，浮筒内设有浮子组，浮子组由多个浮子组成，浮子由大至小依次嵌套，最大的浮子位于浮筒底部；流体通道内设有电阻应变片，浮子组在气流的作用下，浮子上浮，会触发电阻应变片变形，通过电阻应变片变形量，获得微量质量变化，经过单片机运行，获取流体的流速信号，电阻应变片接惠斯通电桥的输入端，惠斯通电桥的输出端接单片机的输入端，通过单片机对质量与流速及时间参数运算得到流量值，实现燃气量计量的测量。2.根据权利要求1所述的一种质量式流量物联网传感器，其特征在于：电阻应变片位于浮子组下面的流体通道，电阻应变片开孔，最小的浮子下端与拉线连接，拉线穿过电阻应变片的开孔，在开孔下侧的拉线上设有限位卡，浮子组在气流的作用下，浮子上浮，限位卡顶在电阻应变片4的底面，触发电阻应变片变形。3.根据权利要求1所述的一种质量式流量物联网传感器，其特征在于：电阻应变片位于浮子组上面的流体通道，电阻应变片下连接有顶杆，顶杆末端正对最小的浮子上面，浮子组在气流的作用下，浮子上浮，最小的浮子顶在顶杆末端，顶杆触发电阻应变片变形。4.根据权利要求1、2或3所述的一种质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢伟华，
申请(专利权)人：浙江圣地物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33