本发明专利技术提供一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，包括：探头外壳、内导磁杆、内导磁杆绝缘堵头、绕组与电极隔离堵头、绕组与电极引出线腔、绕组出线衬平垫圈、绕组尾部导磁堵头。本发明专利技术采用T型三通结构建立自屏蔽稳定磁路，保证测量稳定性；采用在磁性材料表面镀绝缘膜的方式实现管道绝缘减小励磁电流；增加从充磁到恒磁转换驱动、测量以及磁能回收、用单片机部件监视励磁电流，实现了励磁充磁阶段和恒磁阶段的无缝过度，减小励磁过程中的电阻消耗，实现了在2秒间隔的正
【技术实现步骤摘要】
一种适合于电池供电的插入式电磁流量计
[0001]本专利技术涉及电磁设备
，具体涉及一种适合于电池供电的插入式电磁流量计。
技术介绍
[0002]电磁流量计是利用电磁感应原理实现流速检测的一种流量计量设备。现有技术中，在水为介质的流量测量中，电磁流量计有一个明显的缺点：电极在水中会存在极化效应，并且极化电压会远远高于感生电动势，为克服这个缺点，较好的解决办法是采用交流励磁，用正反两次励磁在电极两端的测量值之差来计算感生电动势，就可以把因极化导致的电势差消除掉，这是测量水流的电磁流量计所采用的通用办法。但是这样会带来一个新问题：流量计励磁需要采用线圈(电磁铁)，而不能用永磁体，从而导致电磁流量计存在较大的功耗，不适合电池供电应用。随着信息时代的发展，家用计量仪表上网成为社会的普遍需求，而现有技术中机械式家用水表的外壳体积大，重量大，消耗的黄铜多，会导致生产成本高的问题；并且机械式水表上网需要解决机械示数到电子读数的转换，也就是业内常说的“机电转换”，而目前的机电转换仍然存在很多问题。因此，有必要提出一种新的专利技术，以解决上述两个问题。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，以解决现有流量计存在的功耗过大，成本高的问题。
[0004]本专利技术提供一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，包括：探头外壳、内导磁杆、内导磁杆绝缘堵头、绕组与电极隔离堵头、绕组与电极引出线腔、绕组出线衬平垫圈、绕组尾部导磁堵头。
[0005]所述探头外壳位于插入式电磁流量计外侧，所述内导磁杆竖直安装于装置内部中心位置，所述内导磁杆外侧套接安装有所述内导磁杆绝缘堵头，所述内导磁杆绝缘堵头下表面安装有所述绕组与电极隔离堵头，所述探头外壳底部内侧位置安装有所述绕组出线衬平垫圈，所述绕组出线衬平垫圈下表面安装有所述绕组尾部导磁堵头，所述绕组与电极隔离堵头和所述绕组出线衬平垫圈之间区域形成所述绕组与电极引出线腔。
[0006]进一步地，所述探头外壳由三个联通的腔体构成，分别为流道腔体，隔离腔体、绕组与电极线引出腔体，通过上述三通结构建立自屏蔽稳定磁路，以屏蔽外界磁场干扰，保证测量稳定性。
[0007]进一步地，所述探头外壳、内导磁杆、绕组尾部导磁堵头，采用导磁性良好的材料制造，并且要具备抵抗激烈机械冲击的能力，因此优选采用金属性导磁材料制造，例如：铁镍合金、工业纯铁。
[0008]进一步地，所述探头外壳、内导磁杆与测量介质(水)接触的部分，也就是测量流道，需要做绝缘处理，本专利技术采用高温喷涂陶瓷绝缘层或者真空蒸镀派瑞林有机绝缘膜的
方法实现测量流道的绝缘。
[0009]进一步地，所述内导磁杆外侧绕有漆包线绕组，在绕组的外面有电极的引出线。
[0010]进一步地，所述内导磁杆绝缘堵头与内导磁杆，探头外壳之间都需要加防水垫圈或者防水胶。
[0011]进一步地，所述绕组与电极隔离堵头中嵌有两条电极，所述电极与内导磁杆绝缘堵头之间采用O型橡胶圈实现密封，也可以采用硅胶填充缝隙的方法实现密封。
[0012]进一步地，电极外侧用点焊的方法引出导线，电极的引出线，首先垂直穿过出线孔，然后再折弯沿着绕组与所述电极隔离堵头上的引线通道进入到所述绕组与电极引出线腔内部。
[0013]进一步地，所述绕组尾部导磁堵头在离中心一定距离位置上，对称分布有4个过线孔。
[0014]进一步地，所述内导磁杆顶部为一个球状头部，球状头部与所述探头外壳之间形成一个流道。
[0015]进一步地，所述探头外壳和内导磁杆采用热喷涂陶瓷绝缘膜、或者真空蒸镀派瑞林有机膜的方法处理，实现测量流道的绝缘化。
[0016]进一步地，所述探头外壳两侧有电极导槽，所述探头外壳上部与导磁内杆对接位有密封垫凹。
[0017]进一步地，所述内导磁杆绝缘堵头中间加工有小孔，内导磁杆由此过孔穿过伸入到所述绕组与电极引出线腔。孔的两侧开有两个电极引线过线孔，这两个孔与所述内导磁杆绝缘堵头上的电极孔正对，在磁杆过孔的另外两侧加工有2个定位销。
[0018]进一步地，所述绕组出线衬平垫圈厚度为0.25mm，稍大于绕组漆包线的直径。
[0019]进一步地，所述绕组尾部导磁堵头内嵌导磁柱，导磁柱与探头外壳的尾部内径是一致的并且导磁柱与探头外壳接触。
[0020]进一步地，本专利技术工作电路包括励磁驱动电路，励磁驱动电路的工作流程(励磁算法)包括五个步骤：
[0021](1)正向励磁磁场建立阶段，把单片机“正向励磁驱动”和“负向励磁驱动”对应的引脚初始化为输出模式，并且，“正向励磁驱动”输出高电平，“负向励磁驱动”输出低电平；
[0022](2)单片机释放励磁权由U2接管励磁，在充磁期间，单片机要对“励磁电流ADC”信号进行ADC采样，当单片机采样到的励磁电流值接近设定目标时，则单片机需要释放对励磁的控制，而把控制权交给U2，利用U2的反馈作用，实现“恒流励磁”，根据安培定律，磁场强度环路积分正比与环路包围的电流值，因此恒流励磁，也就是“恒磁”。单片机把励磁控制权提交给U2的方法是：把“正向励磁驱动”引脚配置为高阻输入，这时R3右边浮空，N1的栅极由U1通过R9接管控制；
[0023](3)恒磁测量阶段，采用12位1Mhz采样率ADC，16倍过采样，并且把ADC配置为500Khz速率(降低指标使用)，采样时间为512uS，外加U2接管励磁后的稳定时间延迟，恒磁阶段共计消耗：562uS；
[0024](4)磁场能量回收阶段，单片机先把“正向励磁驱动”对应的引脚初始化为输出，并且输出为0，延迟一个时间Td，Td也叫死区控制时间，然后“负向励磁驱动”对应的引脚输出为高电平，进入这种驱动状态后，P1,N2导通，在这个驱动状态下，绕组电流方向不变，但是
电流回路由P1 N2 R7提供，并且R7的电流方向反向，如果U1采用正负电源供电，则其输出应该为负，但是由于U1采用单端供电，因此U1输出＝0，由于P1 N2处于驱动状态，内阻较小，因此磁场能量会最大限度地被回收，单片机要一直采样励磁电流ADC，直到采样值不再为0，说明磁场能量回收完成，用U1把励磁电流放大，然后采用单片机ADC测量励磁电流，并且利用运放单电源供电特性，一旦检测到ADC结果不为0则说明励磁能量回收完成，本专利技术可以全部回收磁能；
[0025](5)负向励磁，负向励磁的过程，以及测量过程、以及磁场能量回收过程与正向相同，不再赘述。
[0026]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，包括：探头外壳、内导磁杆、内导磁杆绝缘堵头、绕组与电极隔离堵头、绕组与电极引出线腔、绕组出线衬平垫圈、绕组尾部导磁堵头。本专利技术首先从结构上对插入式电磁流量计做了改进，本专利技术采用T型三通结构建立自屏蔽稳定磁路，保证测量稳定性；采用在磁性材料表面镀绝缘膜的方式实现管道绝缘减小励磁电流；增加从充磁到恒磁转换驱动、测量以及磁能回收、用单片机部件监视励磁电流，实现了励本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，其特征在于，包括：探头外壳(1)、内导磁杆(2)、内导磁杆绝缘堵头(3)、绕组与电极隔离堵头(4)、绕组与电极引出线腔(5)、绕组出线衬平垫圈(6)、绕组尾部导磁堵头(7)；所述探头外壳(1)位于插入式电磁流量计外侧，所述内导磁杆(2)竖直安装于装置内部中心位置，所述内导磁杆(2)外侧套接安装有所述内导磁杆绝缘堵头(3)，所述内导磁杆绝缘堵头下表面安装有所述绕组与电极隔离堵头(4)，所述探头外壳(1)底部内侧位置安装有所述绕组出线衬平垫圈(6)，所述绕组出线衬平垫圈(6)下表面安装有所述绕组尾部导磁堵头(7)，所述绕组与电极隔离堵头(4)和所述绕组出线衬平垫圈(6)之间区域形成所述绕组与电极引出线腔(5)。2.根据权利要求1所述的一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，其特征在于，所述探头外壳(1)是一个T型结构的连通管状体，其内部腔体根据作用，可以分成三个部分，分别为：流道腔体，隔离腔体、绕组与电极线引出腔体。3.根据权利要求2所述的一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，其特征在于，所述内导磁杆(2)外侧绕有漆包线绕组，在绕组的外面有电极的引出线，所述探头外壳(1)与流体接触的部分的表面进行绝缘处理。4.根据权利要求3所述的一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，其特征在于，所述所述内导磁杆(2)上绕有励磁绕组。5.根据权利要求4所述的一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，其特征在于，所述内导磁杆绝缘堵头(3)与内导磁杆(2)，探头外壳(1)之间都需要加防水垫圈或者防水胶。6.根据权利要求5所述的一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，其特征在于，所述绕组与电极隔离堵头(4)中嵌有两条电极，所述电极与内导磁杆绝缘堵头(3)之间采用O型橡胶圈实现密封，或者采用硅胶填充缝隙的方法实现密封。7.根据权利要求6所述的一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，其特征在于，电极外侧用点焊的方法引出导线，电极的引出线，首先垂直穿过出线孔，然后再折弯沿着绕组与所述电极隔离堵头(4)上的引线通道进入到所述绕组与电极引出线腔(5)内部。8.根据权利要求7所述的一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，其特征在于，所述绕组尾部导磁堵头(7)在离中心一定距离位置上，对称分布有4个过线孔。9.根据权利要求8所述的一种适合于电池供电的插入式电磁流量计，其特征在于，所述内导磁杆(2)顶部为一个球状头部，球状头部与所述探头外壳(1)之间形成一个流道。所述探头外壳(1)和内导磁杆(2)采用热喷涂绝缘膜、或者真空蒸镀派瑞林的方法处理，所述探头外壳(1)两侧有电极导槽，所述探头外壳(1)上部与导磁内杆(2)对接位有密封垫凹，所述内导磁杆绝缘堵头(3)中间加工有小孔，内导磁杆(2)由此过孔穿过伸入到所述绕组与电极引出线腔(5)；孔的两侧开有两个电极...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭荣岭，王燕，
申请(专利权)人：济南新盛电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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