一種微功耗勵磁電磁流量傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于水表技術領域，尤其是涉及一種微功耗勵磁電磁流量傳感器。
【背景技術】
[0002]電磁流量傳感器是電磁流量計和電磁水表的核心部件，其性能直接關系到儀表的測量精度和使用壽命。目前電磁流量傳感器基本采用圓柱型測量管路和恒流源勵磁方式。這種技術比較成熟，且工藝簡單，便于加工制造，但是對流量測量和儀表的使用帶來不可避免的技術難題。首先，圓柱形管路對流體剖面均勻性要求高，在儀表安裝中要求比較長的直管段來保證流體剖面的對稱性，即使采用經過精細設計的權重磁場，也不能完全消除其影響。其次，采用恒流源對磁場進行激勵，磁路用硅鋼片等軟磁材料制作，要保證勵磁線圈中有持續的電流，功耗很難降低，不利于采用電池供電，使用壽命大大受限。再次，磁場的穩定性受到電源波動的影響，會帶來測量信號的變動，引起測量誤差。
【發明內容】
[0003]本實用新型針對現有技術中的不足，提供了一種功耗低，使用壽命長且測量準確的微功耗勵磁電磁流量傳感器。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型通過下述技術方案得以解決:一種微功耗勵磁電磁流量傳感器，包括測量管，其特征在于:所述測量管兩端為圓形口直管區，中部為測量區，所述直管區與所述測量區之間通過過渡區相連，所述測量區的橫截面為矩形且其面積小于所述直管區的橫截面面積，在所述測量區的兩側安裝有測量電極，所述測量區附近一側安裝有接地電極，所述測量區外側安裝有磁路，所述磁路連接有脈沖勵磁電路。
[0005]本實用新型將測量管設計成由直管區、過渡區、測量區三部分組成的結構，由于測量區截面為矩形，面積小于直管區截面，所以流體流經所述測量管時，在測量區速度提高，有利于提高傳感器的輸出信號，而且減小了磁路間隙，有利于獲得更高的磁感應強度。
[0006]為了取得更好的技術效果，進一步的技術措施還包括:上述過渡區為所述測量區矩形截面向所述直管區圓形截面通過放樣曲面過渡形成，并分別于所述測量區和直管區相切。從管路兩端的圓形口到中間矩形測量區進行放樣平滑過渡，保證了測量區流場的對稱性。
[0007]作為優選，上述磁路包括上磁極，下磁極，磁臂以及勵磁線圈，所述上磁極和下磁極平行設置，在兩者同一端部通過與兩者垂直的磁臂相連，所述勵磁線圈均勻卷繞于所述磁臂的中間位置，所述勵磁線圈兩端連接所述脈沖勵磁電路，所述脈沖勵磁電路提供雙向周期性窄脈沖電壓;所述上磁極和下磁極分別安裝于所述測量區的上下側面。本方案采用雙向電壓窄脈沖勵磁方法為勵磁線圈供電，只提供磁場換向所需的磁動勢，而不必提供維持磁場的勵磁電流，大大降低了傳感器功耗，提高了使用壽命。
[0008]進一步改進，上述上磁極、下磁極以及所述磁臂用矩磁合金鈑金制作。本方案采用矩磁材料制作磁路，利用磁路的剩磁作為傳感器的工作磁場，避免勵磁電流對磁場穩定性的影響，有利于輸出信號的可靠性。同時，利用矩磁材料具有高剩磁、低矯頑力的特性，配合所述勵磁電路提供的雙向脈沖電壓進行磁場控制，從而實現微功耗勵磁，具體原理如下:所述勵磁電路將周期性雙向窄脈沖電壓提供給所述線圈，在所述線圈中形成勵磁電流，由于磁路材料的矯頑力很低，所以在很小的勵磁電流激勵下，磁場方向就能發生反轉，并達到預期的磁感應強度;勵磁脈沖消失后，磁路仍然可以保持較高的磁感應強度，提供給傳感器使用;流體流經所述測量管測量區時，通過切割磁路間隙處的磁力線產生感應電勢，由所述測量電極提取，并以所述接地電極電位為參考，進行后續的信號分析處理。
[0009]作為優選，上述上磁極及所述下磁極均包括相互垂直的磁極板和磁極臂，兩塊所述磁極板分別安裝于所述測量區的上下側面，且所述磁極板寬度與所述測量區的寬度相同，所述磁極板的長度略大于所述測量區矩形截面的長邊。
[0010]進一步改進包括:上述測量區的正中位置的上下外壁處設有凹槽，所述磁極板安裝于所述凹槽內，所述磁極板與所述凹槽平面重合，所述磁極臂延伸至所述測量區外。凹槽使測量區壁厚減小，安裝所述磁極所后，形成的磁路間隙遠小于普通圓形管傳感器結構，有利于減小磁路磁阻，進一步提高工作磁場的磁感應強度。
[0011 ]優選的，上述磁臂為長條形，厚度與所述上磁極及所述下磁極相同。
[0012]優選的，上述測量區左右兩側壁上開有圓形測量電極孔，所述測量電極孔軸線處于所述測量區正中位置，所述測量電極安裝在所述測量電極孔中，且所述測量電極頂面與所述測量管內壁面平齊。
[0013]優選的，上述過渡區靠近所述測量區的位置開一個圓形接地電極孔，所述接地電極安裝在所述接地電極孔內，且所述接地電極頂面不超過所述測量管內壁表面。
[0014]作為優選，上述測量管用PPS材料制作。
[0015]本實用新型的有益效果是:與現有技術相比，本實用新型具有矩形測量區的測量管，從管路兩端的圓形口到中間矩形測量區進行放樣平滑過渡，保證的測量區流場的對稱性，而且減小了磁路間隙，有利于獲得更高的磁感應強度;其次，采用矩磁材料制作磁路，利用磁路的剩磁作為傳感器的工作磁場，避免勵磁電流對磁場穩定性的影響，有利于輸出信號的可靠性;最后，采用雙向電壓窄脈沖勵磁方法為勵磁線圈供電，只提供磁場換向所需的磁動勢，而不必提供維持磁場的勵磁電流，大大降低了傳感器功耗，提高了使用壽命。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。
[0017]圖2為本實用新型測量區橫截面示意圖。
[0018]圖3為測量管結構示意圖。
[0019]圖4為測量管縱剖面結構示意圖。
[0020]圖5為磁路結構示意圖。
[0021 ]圖6為勵磁電路與線圈的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0023]實施例1:
[0024]參見圖1至圖6所示，一種微功耗勵磁電磁流量傳感器，包括測量管I，其特征在于:所述測量管I兩端為圓形口直管區11，中部為測量區12，所述直管區11與所述測量區12之間通過過渡區13相連，所述測量區12的橫截