一种平面式多敏感面流量传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种流量传感器，尤其涉及一种利用差动原理测量涡街交变压力的平面多敏感面的流量传感器。其包括外壳，外壳内设有内芯，在所述的外壳底端固定有平面弹性膜片，在平面弹性膜片上方的同一平面内设有２ｎ个人工极化成的压电陶瓷片，各个压电陶瓷片间设有间隙，压电陶瓷片上覆盖有电极片，电极片上设有绝缘片，绝缘片延伸至压电陶瓷片的间隙内，绝缘片上设有２ｎ个引线孔，在内芯的下端焊接有金属片，金属片设在绝缘片的外围，在金属片和外壳间套接有圆环形的绝缘套，ｎ≥２。本实用新型专利技术提供一种结构简单合理，测量的灵敏度高的平面式多敏感面流量传感器；解决了现有技术中存在的输出信号混入大量的噪声，抗干扰能力弱的技术问题。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种流量传感器，尤其涉及一种利用差动原理测量涡街交变压力的平面多敏感面的流量传感器。
技术介绍
涡街流量传感器是20世纪70年代发展起来的一种新型流量测量仪表，它们通过热敏、应变、电容、超声波等检测方式的流量传感器，检测出与体积流量成正比的流体振动频率信号。对于涡街流量传感器来说，抗振性能是衡量一台涡街流量计工业应用好坏的一个重要指标。工业中的振动是普遍存在的，例如流体紊流状态下速度脉动、流体振荡，以及工业管道振动、阀门开闭与阀心振动等随机因素，这都会使检测到的频率信号受到极大的噪声干扰。目前国内外较先进的涡街流量传感器都有一定的抗振动能力。但这些传感器的检测元件都是固定在管壁上的，抵抗管道振动的能力有限，多为感应杆形式，而且对于不同的管道直径通用性差。另外对于流体振动的干扰，当振动噪声的振动方向与所测频率信号的振动方向平行(即同向振动)的时候，这些流量传感器的抗干扰能力都比较弱，输出信号会混入大量的噪声。这种现象在小流量测量的时候尤其明显。为此，也有人申请了专利“平面压电涡街流量传感器”(ZL99240199.2)，其公开了一种采用平面弹性膜片，人工极化成两个不同电极面的压电陶瓷片以及起隔振作用的绝缘陶瓷片和定位云母片构成一个平面压电涡街流量传感器。但是这种结构的流量传感器对于小流量的测量上不够精确，容易产生混入大量的噪声。
技术实现思路
本技术提供一种结构简单合理，测量的灵敏度高的平面式多敏感面流量传感器；解决了现有技术中存在的输出信号混入大量的噪声，抗干扰能力弱的技术问题。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种平面式多敏感面流量传感器，包括外壳，外壳内设有内芯，在所述的外壳底端固定有平面弹性膜片，在平面弹性膜片上方的同一平面内设有2n个人工极化成的压电陶瓷片，各个压电陶瓷片间设有间隙，压电陶瓷片上覆盖有电极片，电极片上设有绝缘片，绝缘片延伸至压电陶瓷片的间隙内，绝缘片上设有2n个引线孔，在内芯的下端焊接有金属片，金属片设在绝缘片的外围，在金属片和外壳间套接有圆环形的绝缘套，n≥2。压电陶瓷片设置有4个以上，可以使得感应面多，采用了多传感器多感应面，使得采集的小流量信号更精确。利用差动检测原理将各个压电陶瓷片的输出信号合成一个规则的正弦信号，即使是在小流量的时候，输出信号也较强，扩大了流量传感器的量程范围。平面弹性膜片感应到信号后，通过连接在电极片上的引线引出，同向振动的干扰信号会在输出信号合成中相互抵消，这样有效的消除了同向振动对检测信号的干扰，起到了自减振作用。金属片的设置不但方便了安装，而且固定了绝缘片。金属片与电极片是不相接，绝缘外套环绕在金属片和压电陶瓷片构成的整体的外围。作为优选，所述的n为2，4个压电陶瓷片大小形状一致，呈90度扇形状。陶瓷片为4片，比较容易制造，而且效果也好。作为优选，所述的绝缘片为陶瓷片，绝缘套为云母片。因此，本技术的平面式多敏感面流量传感器具有结构简单，设计合理，将传感器置于管道内壁内，采用膜片感应，对不同的管道具有通用性；而且本专利技术的平面式多敏感面流量传感器的底面由四个以上的圆形电极的压电陶瓷片置于平面弹性膜片的上方，多个压电陶瓷片形成多个感应面，使得感应信号更精确，同向振动的干扰信号会在输出信号合成中相互抵消，这样有效的消除了同向振动对检测信号的干扰，起到了自减振作用，因此对小流量测量非常精确。附图说明图1是本技术的平面式多敏感面流量传感器的主视图。图2是本技术的平面式多敏感面流量传感器的仰视图。图3是本技术的平面式多敏感面流量传感器的应用原理图。具体实施事例下面通过实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例1如附图1、2和3所示，一种平面式多敏感面流量传感器，设置在管道11的内壁内，在管道11上开设有两个开孔10。将传感器整体置于管道11内壁，平面式多敏感面流量传感器包括外壳1和置于其内的内芯2，在外壳1的底部焊接有平面弹性膜片5，在平面弹性膜片5的上方设置有人工极化成的四个圆形电极的压电陶瓷片9，四个压电陶瓷片9的大小一致，均布在外壳1的底面，每个压电陶瓷片9间是相互绝缘的。在每个压电陶瓷片9的上方设有电极片8，电极片8的上方设有绝缘陶瓷片7，电极片8上连接有传输信号的引线，引线穿过绝缘陶瓷片7上的通孔，从内芯2的引线孔6引出。在内芯2的下方绝缘陶瓷片7的圆周方向焊接有金属片3，用于固定绝缘陶瓷片7。在金属片3和外壳1间设有环状的云母片绝缘套4，保证了绝缘效果。本技术的平面式多感应面流量传感器B安装在涡街流量计中旋涡发生体A上方略偏后的位置，四个压电陶瓷片9以旋涡发生体的中轴线对称。当一恒稳流流经涡体发生体时，在其后侧会产生旋涡，从两侧交替发出形成两列并排的涡街，称为卡门涡街。该涡街会产生交替的P1、P2交变压力，通过旋涡发生体两侧的导压孔使P1、P2交变压力直接作用在该涡街流量传感器的弹性膜片5上，使压电陶瓷片9产生交变电荷。利用差动检测原理把四个压电陶瓷片9的输出信号合成一个规则的正弦信号，即使是在小流量的时候，输出信号也较强，扩大了流量传感器的量程范围。当流体由于流体脉动、管道振动、阀门开启等随机因素的影响，发生流体振荡时，会导致弹性膜片或传感器壳体产生跟随振动。这些振动都是以相同的方向同时作用在整个弹性膜片上，属于同向振动干扰。由于本专利技术的平面差动涡街流量传感器对两侧的压力进行差动检测，同向振动的干扰信号会在输出信号合成中相互抵消，这样有效地消除了同向振动对检测信号的干扰，起到了自减振作用。因此，本技术的涡街流量传感器在流量测量中具有很高的抗振性，适用于液体、气体、蒸汽等流体的流量测量。权利要求1.一种平面式多敏感面流量传感器，包括外壳(1)，外壳(1)内设有内芯(2)，其特征在于在所述的外壳(1)底端固定有平面弹性膜片(5)，在平面弹性膜片(5)上方的同一平面内设有2n个人工极化成的压电陶瓷片(9)，各个压电陶瓷片(9)间设有间隙(12)，压电陶瓷片(9)上覆盖有电极片(8)，电极片(8)上设有绝缘片(7)，绝缘片(7)延伸至压电陶瓷片(9)的间隙(12)内，绝缘片(7)上设有2n个引线孔(6)，在内芯(2)的下端焊接有金属片(3)，金属片(3)设在绝缘片(7)的外围，在金属片(3)和外壳(1)间套接有圆环形的绝缘套(4)，n≥2。2.根据权利要求1所述的一种平面式多敏感面流量传感器，其特征在于所述的n为2，4个压电陶瓷片(9)大小形状一致，呈90度扇形状。3.根据权利要求1或2所述的一种平面式多敏感面流量传感器，其特征在于所述的绝缘片(7)为陶瓷片，绝缘套(4)为云母片。专利摘要本技术涉及一种流量传感器，尤其涉及一种利用差动原理测量涡街交变压力的平面多敏感面的流量传感器。其包括外壳，外壳内设有内芯，在所述的外壳底端固定有平面弹性膜片，在平面弹性膜片上方的同一平面内设有2n个人工极化成的压电陶瓷片，各个压电陶瓷片间设有间隙，压电陶瓷片上覆盖有电极片，电极片上设有绝缘片，绝缘片延伸至压电陶瓷片的间隙内，绝缘片上设有2n个引线孔，在内芯的下端焊接有金属片，金属片设在绝缘片的外围，在金属片和外壳间套接有圆环形的绝缘套，n≥2。本技术提供一种结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面式多敏感面流量传感器，包括外壳（１），外壳（１）内设有内芯（２），其特征在于：在所述的外壳（１）底端固定有平面弹性膜片（５），在平面弹性膜片（５）上方的同一平面内设有２ｎ个人工极化成的压电陶瓷片（９），各个压电陶瓷片（９）间设有间隙（１２），压电陶瓷片（９）上覆盖有电极片（８），电极片（８）上设有绝缘片（７），绝缘片（７）延伸至压电陶瓷片（９）的间隙（１２）内，绝缘片（７）上设有２ｎ个引线孔（６），在内芯（２）的下端焊接有金属片（３），金属片（３）设在绝缘片（７）的外围，在金属片（３）和外壳（１）间套接有圆环形的绝缘套（４），ｎ≥２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋开臣，张圣宾，
申请(专利权)人：杭州术通高端仪器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]