一种非满管电磁流量计

技术领域

本发明涉及电磁流量计技术领域，尤其是一种非满管电磁流量计。

背景技术

明渠电磁流量计是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。非满管态流动的水路称作明渠，测量明渠中水流流量的称作非满管电磁流量计。

电磁流量计传感器是利用法拉第电磁感应定律制成的，当导电液体沿测量管在交变磁场中做与磁力线垂直方向运动时，导电液体切割磁力线产生感应电势，在与测量管轴线和磁力线相互垂直的管壁上安装了一对电极，该电极把产生的感应电势检出。此感应电势与流量成正比，测出该感应电势就可导出通过传感器的流量，此流量信号(感应电势)输入转换器经放大转换成与流量信号成正比的数字量信号，由此实现流量测量。

目前的电磁流量计大都是根据具体的渠宽而设计成一定尺寸的非满管电磁流量计，适用性不高，需要根据不同的明渠宽度来定制具体尺寸的明渠电磁流量计；并且，现有的电磁流量计精确度不高，适用性不强。

发明内容

鉴于以上所述提出的问题，本发明提供一种非满管电磁流量计，其目的在于，提供一种适用性强、测量精确度程度高且使用范围广的电磁流速传感器。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种非满管电磁流量计，其架设于明渠的内壁的第一固定端和第二固定端，其包括：双向伸缩杆，横设于所述明渠的内壁且垂直于水流的方向放置，所述双向伸缩杆的两端均设有活动端，所述双向伸缩杆的两端分别与所述第一固定端和第二固定端固定连接；

第二伸缩杆，固定于所述双向伸缩杆的下端；

外显装置，固定装设于所述双向伸缩杆上端，所述外显装置内装设控制器和转换器，所述外显装置的外端嵌设显示模块，所述显示模块与所述微控制模块电连接；以及

电磁流量计本体，其与所述外显装置通过连接线电连接，所述电磁流量计本体与所述第二伸缩杆的活动端固定连接，所述电磁流量计本体包括壳体，所述壳体内装有经绝缘树脂胶密封的励磁线圈、磁极头和一对测量信号电极，所述励磁线圈和一对测量信号电极均置于磁极头上。

进一步地，所述双向伸缩杆的底端固定装设至少一组水深测量传感器，所述水深测量传感器与装设于所述电磁流量计本体内部的控制器电连接。

进一步地，所述外显装置内装设按键模块和电源开关键，所述外显装置与电源模块电连接，所述电源开关键与所述电源模块电连接。

进一步地，所述壳体尾部沿其轴线方向固定连接尾端，所述连接尾端环设一转圈，所述转圈外部环设多组平衡翼。

进一步地，所述壳体包括前壳体和后壳体，所述前壳体和后壳体通过螺纹连接。

进一步地，所述测量信号电极外部环设电极保护套。

进一步地，所述外显装置还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述微控制器电连接，所述蓝牙模块与移动终端信号连接。

进一步地，所述双向伸缩杆为电动伸缩杆。

进一步地，所述第二伸缩杆为电动伸缩杆。

进一步地，所述前壳体的前端部为圆锥状。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种适用性强、测量精确度程度高且使用范围广的电磁流速传感器，具体体现在：

(1)采用两端均设有活动端的双向伸缩杆分别固定于明渠内壁的第一固定端和第二固定端，根据双向伸缩杆的可伸缩性适用于不同渠宽的明渠，适用性强；

(2)采用设置于双向伸缩杆下端的第二伸缩杆，保证针对不同的水深均可调节，方便观测人员数据记录；

(3)采用电磁流量计本体与外显装置通过连接线电连接，由以电源模块为供电电源的外显装置为电磁流量计本体提供稳定的励磁电流，该电磁流量计采集与被测流体的流速成正比的感应电势，传送给外显装置经放大和模数转换处理成被测流体的流量，并显示，其测流方便快捷、测量精度高；

(4)通过水深测量传感器与装设于所述电磁流量计本体内部的控制器电连接，外显装置包括蓝牙模块，所述蓝牙模块与微控制器电连接，蓝牙模块与移动终端信号连接，信号测量简单获取。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施例提供的一种非满管电磁流量计的安装示意图；

图2是本发明一种实施例提供的非满管电磁流量计内部结构示意图；

图3是本发明非满管电磁流量计的工作原理图；

图4是本发明非满管电磁流量计的电气原理图；

图5是本发明一种实施例提供的一种非满管电磁流量计的电路连接示意图。

附图标记说明：

1-双向伸缩杆；2-第一活动端；3-第二活动端；4-第二固定端；5-明渠的内壁；6-第二伸缩杆固定端；7-第二伸缩杆活动端；8-前壳体；9-前端部；10-水深测量传感器；11-第一固定端；12-外显装置；13-显示模块；14-按键模块；15-连接线；16-励磁线圈；17-磁极头；18-测量信号电极；19-电极保护套；20-连接线圈；21-后壳体；22-连接尾端；23-平衡翼；24-转圈；25-控制器；26-转换器；27-蓝牙模块；28-移动终端；29-电源模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1至图5所示，本发明提供一种非满管电磁流量计，其架设于明渠的内壁5的第一固定端11和第二固定端4，其非满管电磁流量计包括：双向伸缩杆1、第二伸缩杆6、外显装置12和电磁流量计本体，所述双向伸缩杆1和第二伸缩杆6为电动伸缩杆。

其中，双向伸缩杆1横设于所述明渠的内壁5且垂直于水流的方向放置，所述双向伸缩杆1的两端均设有活动端，即图1中的第一活动端2和第二活动端3，所述双向伸缩杆1的两端分别通过第一活动端2和第二活动端3与所述第一固定端11和第二固定端4固定连接。例如，第一固定端11和第二固定端4的形状、大小均相同且相对设置，第一固定端11和第二固定端4均包括底座和连接端(图中未标注)，其中底座(图中未标注)可以选用法兰结构，连接端(图中未标注)的底部与所述底座固定连接，所述连接端(图中未标注)的顶部为带有凹槽的柱状结构，所述凹槽与所述双向伸缩杆1的活动端适配。在安装时，首先将第一固定端11和第二固定端4相对固定于明渠的内壁5，而后取出双向伸缩杆1，调节双向伸缩杆1的第一活动端2和第二活动端3两端的长度，将双向伸缩杆1架设于第一固定端11和第二固定端4相对的凹槽内。

所述双向伸缩杆1的底端固定装设至少一组水深测量传感器10，所述水深测量传感器10与装设于所述电磁流量计本体内部的控制器25电连接，通过水深传感器10将明渠内的水深这一物理信号转化为电信号传送至控制器25内，其中水深测量传感器10可以选用非接触式的液位传感器，例如超声波液位变送器，雷达液位变送器等。

第二伸缩杆(图中未标注)设置于所述双向伸缩杆1的下端，第二伸缩杆(图中未标注)包括第二伸缩杆固定端6和第二伸缩杆活动端7，其中，第二伸缩杆固定端6固定于双向伸缩杆1的下端，两者可以采用多种方式固定连接，例如焊接、螺钉连接等本领域技术人员可以选用的方式。第二伸缩杆活动端7与电磁流量计本体的壳体固定连接，通过调节第二伸缩杆活动端7相对于第二伸缩杆固定端6的位置，使得第二伸缩杆活动端7带动电磁流量计本体根据不同的水深调节其放置高度。

外显装置12固定焊接于所述双向伸缩杆1上端，所述外显装置12内装设控制器25和转换器26，所述外显装置12的外端装设显示模块13，所述显示模块13与所述控制器25电连接。所述外显装置12内装设按键模块14和电源开关键，所述外显装置12与电源模块29电连接，所述电源开关键与所述电源模块29电连接，使用者可以通过调节电源开关键调节电源模块29的通电与否。此处的控制器25作为整个明渠电磁流量计的中枢系统，全面控制其中的对应模块的动作，所述控制器25可以选用现有的PLC控制器、STM32等或者其他具有多种操控功能、可以完成下述控制功能的控制单元烧制的控制模块。

电磁流量计本体(图中未标注)与所述外显装置12通过连接线15电连接，所述电磁流量计本体(图中未标注)与所述第二伸缩杆的活动端7固定连接，所述电磁流量计本体包括壳体(图中未标注)，所述壳体(图中未标注)内装有经绝缘树脂胶密封的励磁线圈16、磁极头17和一对测量信号电极18，所述励磁线圈16和一对测量信号电极18均置于磁极头17上。所述测量信号电极18外部环设电极保护套19。所述壳体包括前壳体8和后壳体21，所述前壳体8和后壳体21通过螺纹连接。所述前壳体8的前端部9为圆锥状，方便水流通过。所述壳体尾部沿其轴线方向固定连接尾端22，所述连接尾端22环设一转圈24，所述转圈24外部环设多组平衡翼23，保证水流流通过程中电磁流量计本体的稳定。

电磁流量计本体(图中未标注)是以法拉第电磁感应定律为工作原理的，请具体参阅图3和图4所示，当打开电源开关键(图中未标注)，由转换器26通过连接线15供给励磁线圈16电流，通入电流后的励磁线圈16会沿垂直电磁流量计本体(图中未标注)的中轴线方向产生闭合的磁场回路，此回路方向上有垂直于壳体轴线方向且又垂直于被测流体方向的磁力线。当被测流体作切割磁力线运动时就会产生与流速成正比的感应电势，由测量信号电极18检出该感应电势，并通过连接线15传送给转换器26及控制器25进行信号分析及数模转换。转换器26和控制器25通过提前测出的被测流体的明渠的的基本结构尺寸数据和经水深测量传感器10测量的明渠内的水深等参数，分别与所述转换器26和控制器25内部的数学模型进行整合，以此来计算被测流体的测点流速，结果由外显装置12外嵌设的显示模块13进行最终显示。

所述外显装置12内装设蓝牙模块27，所述蓝牙模块27与所述控制器25信号连接。采用蓝牙模块27便于在环境恶劣的情况下，将控制器25的信号通过蓝牙模块27输送至使用者的移动终端28上，以便方便使用者无线测试，此部分可以采用本领域技术人员所熟知的技术手段实现，在此不再赘述。

综上所述，本发明的一种非满管电磁流量计，具有以下有益效果：

本发明提供的一种适用性强、测量精确度程度高且使用范围广的电磁流速传感器，具体体现在：

(1)采用两端均设有活动端的双向伸缩杆分别固定于明渠内壁的第一固定端和第二固定端，根据双向伸缩杆的可伸缩性适用于不同渠宽的明渠，适用性强；

(2)采用设置于双向伸缩杆下端的第二伸缩杆，保证针对不同的水深均可调节，方便观测人员数据记录；

(3)采用电磁流量计本体与外显装置通过连接线电连接，由以电源模块为供电电源的外显装置为电磁流量计本体提供稳定的励磁电流，该电磁流量计采集与被测流体的流速成正比的感应电势，传送给外显装置经放大和模数转换处理成被测流体的流量，并显示，其测流方便快捷、测量精度高；

(4)通过水深测量传感器与装设于所述电磁流量计本体内部的控制器电连接，外显装置包括蓝牙模块，所述蓝牙模块与微控制器电连接，蓝牙模块与移动终端信号连接，信号测量简单获取。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。