一种无源流量传感器及无源流量测量显示控制系统

摘要

本发明涉及一种无源、流量传感器及无源流量测量显示控制系统，本无源流量传感器包括：传感器本体，在传感器本体前端安装有适于流体带动转动的叶轮，其中该叶轮的叶片为磁性叶片；以及所述无源流量传感器还包括：适于与所述叶轮旋转产生的磁场相耦合的线圈，该线圈输出端与位于传感器本体的信号输出线相连；本发明的无源流量传感器及安装该传感器的流量装置实现了流量传感器在无源的条件下正常工作，摆脱了传统的霍尔传感器依赖电源的限制，能适合在野外、无外部电源供电的场合进行流体流速、流量测量、显示，且具有使用方便可靠、结构制造简单的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种流量传感器，尤其涉及一种无源流量传感器及无源流量测 量显示控制系统。

背景技术

目前用于测量水流流速的感应装置一般称为流量传感器。但是传统的流量 传感器通过霍尔传感器、叶轮等部件实现流量计数，而霍尔传感器的工作依赖 于独立供电，需要一定的功耗；由于是有源器件，就极易存在外部干扰耦合电 压、电流、温度，噪音过高等外界因素损坏危险。

因此，在特殊某些特殊场合，若外部环境中存在漏电或干扰，则易造成流 量传感器损坏或者检测误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种无源流量传感器及无源流量测量显示控制系统， 以解决传统流量传感器依赖外部供电且易损坏等技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无源流量传感器，包括：传感 器本体，在传感器本体前端安装有适于流体带动转动的叶轮，其中该叶轮的叶 片为磁性叶片；以及所述无源流量传感器还包括：适于与所述叶轮旋转产生的 磁场相耦合的线圈，该线圈在叶轮旋转时输出交流信号，此信号和叶轮转速成 正比，同时输出的交流为流量测量显示控制系统提供电源；该线圈的输出端与 位于传感器本体的信号输出线相连。

进一步，所述无源流量传感器还包括：比较电路，该比较电路的输入端连 接于线圈的输出端，该比较电路的输出端连接处理器模块，该处理器模块还与 液晶模块相连；以及所述线圈的输出端还连接主取电单元的输入端，且该主取 电单元适于对所述比较电路、处理器模块和液晶模块的供电。

可选的，所述叶片上面粘贴有磁片。

可选的，所述叶片上设有适于插入磁条的卡槽。

优选的，所述线圈的输出端还连接有分压电阻。

又一方面，本发明还提供了一种无源流量测量显示控制系统，包括：控制 单元，所述控制单元连接至少一个所述的无源流量传感器；所述控制单元包括： 第一多路通道选择开关，各无源流量传感器的信号输出线分别通过相应二极管 与所述第一多路通道选择开关的各输入端相连，该第一多路通道选择开关的输 出端通过主比较电路与主处理器模块相连，该主处理器模块还与主液晶模块相 连；所述多路通道选择开关的控制端与主处理器模块的第一控制输出端相连。

进一步，所述控制单元还包括：主取电单元，该主取电单元的输入端与一 无源流量传感器的信号输出线相连，该主取电单元的输出端连接所述控制单元 的供电端。

进一步，所述主取电单元的输入端通过第二多路通道选择开关与各一无源 流量传感器的信号输出线相连；所述第二多路通道选择开关的控制端与主处理 器模块的第二控制输出端相连；所述主处理器模块适于根据各无源流量传感器 的获得的信号频率控制第二多路通道选择开关选择频率最高的信号作为主取电 单元的输入信号。

本发明的有益效果是：本发明的无源流量传感器及无源流量测量显示控制 系统实现了流量传感器在无源的条件下正常工作，摆脱了传统的霍尔传感器依 赖电源的限制，能适合在干扰较多或野外等无外部电源供电和布线繁琐的场合 进行流体流速、流量测量，且具有使用方便可靠、结构简单、零功耗等优点； 并且由于无源流量传感器本身在不需外部供电的情况下，在轮子转动时有对应 的交流波形信号输出，不仅本身是零功耗而且还可以对外供电等优点，并且实 现了真正的无源测量、无源测量就地显示或无源测量远方显示。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的无源流量传感器的结构图；

图2是本发明的无源流量传感器的输出波形图；

图3是本发明的无源流量测量显示控制系统的原理框图。

图中：叶轮1、线圈T。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图， 仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

本发明的无源流量传感器是叶轮在旋转的时候，通过导磁材料耦合线圈产 生感应交流电压信号，此信号和叶轮转速成正比，由于内部线圈等都是无源器 件，因此不存在有源器件损害的可能。

实施例1

如图1所示，本发明的一种无源流量传感器，包括：传感器本体，在传感 器本体前端安装有适于流体带动转动的叶轮1，其中该叶轮1的叶片为磁性叶片； 以及所述无源流量传感器还包括：适于与所述叶轮1旋转产生的磁场相耦合的 线圈，该线圈的输出端与位于传感器本体的信号输出线相连。

本发明中无源的定义是：本无源流量传感器的本身在不需外部供电，或内 部供电，即在无电源的情况下完成对流体流量、流速的检测。

所述叶轮旋转产生的磁场通过线圈产生感应电压，具体感应电压如图2所 示。

关于本无源流量传感器的输出波形图，图2中，Uo+和Uo-分别表示本无源 流量传感器的输出交流波形，该交流波形的频率与流体流速、流量呈正比例关 系。因此，统计交流波形的频率即可获取被测流体的相应流速、流量数据，实 现无源流量检测。

其中，线圈在叶轮1旋转时，通过磁通量变化产生相应的耦合电压，该电 压成交流形态输出，通过统计该交流电压的频率以获得被测流量数据。

优选的，为了实现无源测量就地显示，即在所述无源流量传感器上显示流 体流量、流速等数据。所述无源流量传感器还包括：比较电路，该比较电路的 输入端连接于线圈的输出端，该比较电路的输出端连接处理器模块，该处理器 模块还与液晶模块相连；以及所述线圈的输出端还连接取电单元的输入端，且 该取电单元适于对所述比较电路、处理器模块和液晶模块的供电。本无源流量 传感器通过采集流量获得的交流信号经过取电单元变成直流电压提供比较电 路、处理器模块和液晶模块的供电。其中，所述取电单元包括：桥式整流电路、 滤波电路和稳压电路。

作为本实施例中磁性叶片的一种可选的实施方式，所述叶片上面粘贴有磁 片。

作为本实施例中磁性叶片的第二种可选的实施方式，所述叶片上设有适于 插入磁条的卡槽。

在本实施例基础上，所述线圈的输出端还连接有分压电阻，以实现对本无 源流量传感器的输出信号进行限压，以满足后续电路的信号输入范围。

可选的，所述叶片数量为3-8片。

所述叶轮也可以用涡轮替代。

因此，相对于现有技术的流量传感器，本发明的无源流量传感器，由于传 感器本身在不需要任何外部供电的情况下，在轮子转动时就有对应的流量波形 信号输出，不仅本身是零功耗而且还可以对外供电等优点。

实施例2

如图3所示，在实施例1基础上，本实施例提供了一种无源流量测量显示 控制系统，包括控制单元，所述控制单元连接至少一个所述的无源流量传感器； 所述控制单元包括：第一多路通道选择开关，各无源流量传感器的信号输出线 分别通过相应二极管与所述第一多路通道选择开关的各输入端相连，该第一多 路通道选择开关的输出端通过主比较电路与主处理器模块相连，该主处理器模 块还与主液晶模块相连；所述多路通道选择开关的控制端与主处理器模块的第 一控制输出端相连。

进一步，所述控制单元还包括：主取电单元，该主取电单元的输入端与一 无源流量传感器的信号输出线相连，该主取电单元的输出端连接所述控制单元 的供电端。

进一步，为了使控制单元获得长效、稳定的电压值，所述主取电单元的输 入端通过第二多路通道选择开关与各一无源流量传感器的信号输出线相连；所 述第二多路通道选择开关的控制端与主处理器模块的第二控制输出端相连；所 述主处理器模块适于根据各无源流量传感器的获得的信号频率控制第二多路通 道选择开关选择频率最高的信号作为主取电单元的输入信号。

其中，所述主取电单元的电路结构与所述取电单元的电路结构相同。

可选的，所述主处理器模块和处理器模块适于选择低功耗单片机。

并且，所述主处理模块还连接有若干路输出端，以输出相应控制信号可以 控制外接设备(例如但不限于水泵、电磁阀等)。

所述主处理器模块还与按键组相连。

本无源流量测量显示控制系统与无源流量传感器数据传输，实现了无源测 量远方显示。

因此，本无源流量测量显示控制系统脱离了电源的限制，即无需外接电源 即可实现流体流量、流速检测。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作 人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。 本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围 来确定其技术性范围。