一种微功耗励磁电磁流量传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水表技术领域，尤其是涉及一种微功耗励磁电磁流量传感器。
【背景技术】
[0002]电磁流量传感器是电磁流量计和电磁水表的核心部件，其性能直接关系到仪表的测量精度和使用寿命。目前电磁流量传感器基本采用圆柱型测量管路和恒流源励磁方式。这种技术比较成熟，且工艺简单，便于加工制造，但是对流量测量和仪表的使用带来不可避免的技术难题。首先，圆柱形管路对流体剖面均匀性要求高，在仪表安装中要求比较长的直管段来保证流体剖面的对称性，即使采用经过精细设计的权重磁场，也不能完全消除其影响。其次，采用恒流源对磁场进行激励，磁路用硅钢片等软磁材料制作，要保证励磁线圈中有持续的电流，功耗很难降低，不利于采用电池供电，使用寿命大大受限。再次，磁场的稳定性受到电源波动的影响，会带来测量信号的变动，引起测量误差。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对现有技术中的不足，提供了一种功耗低，使用寿命长且测量准确的微功耗励磁电磁流量传感器。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决:一种微功耗励磁电磁流量传感器，包括测量管，其特征在于:所述测量管两端为圆形口直管区，中部为测量区，所述直管区与所述测量区之间通过过渡区相连，所述测量区的横截面为矩形且其面积小于所述直管区的横截面面积，在所述测量区的两侧安装有测量电极，所述测量区附近一侧安装有接地电极，所述测量区外侧安装有磁路，所述磁路连接有脉冲励磁电路。
[0005]本实用新型将测量管设计成由直管区、过渡区、测量区三部分组成的结构，由于测量区截面为矩形，面积小于直管区截面，所以流体流经所述测量管时，在测量区速度提高，有利于提高传感器的输出信号，而且减小了磁路间隙，有利于获得更高的磁感应强度。
[0006]为了取得更好的技术效果，进一步的技术措施还包括:上述过渡区为所述测量区矩形截面向所述直管区圆形截面通过放样曲面过渡形成，并分别于所述测量区和直管区相切。从管路两端的圆形口到中间矩形测量区进行放样平滑过渡，保证了测量区流场的对称性。
[0007]作为优选，上述磁路包括上磁极，下磁极，磁臂以及励磁线圈，所述上磁极和下磁极平行设置，在两者同一端部通过与两者垂直的磁臂相连，所述励磁线圈均匀卷绕于所述磁臂的中间位置，所述励磁线圈两端连接所述脉冲励磁电路，所述脉冲励磁电路提供双向周期性窄脉冲电压;所述上磁极和下磁极分别安装于所述测量区的上下侧面。本方案采用双向电压窄脉冲励磁方法为励磁线圈供电，只提供磁场换向所需的磁动势，而不必提供维持磁场的励磁电流，大大降低了传感器功耗，提高了使用寿命。
[0008]进一步改进，上述上磁极、下磁极以及所述磁臂用矩磁合金钣金制作。本方案采用矩磁材料制作磁路，利用磁路的剩磁作为传感器的工作磁场，避免励磁电流对磁场稳定性的影响，有利于输出信号的可靠性。同时，利用矩磁材料具有高剩磁、低矫顽力的特性，配合所述励磁电路提供的双向脉冲电压进行磁场控制，从而实现微功耗励磁，具体原理如下:所述励磁电路将周期性双向窄脉冲电压提供给所述线圈，在所述线圈中形成励磁电流，由于磁路材料的矫顽力很低，所以在很小的励磁电流激励下，磁场方向就能发生反转，并达到预期的磁感应强度;励磁脉冲消失后，磁路仍然可以保持较高的磁感应强度，提供给传感器使用;流体流经所述测量管测量区时，通过切割磁路间隙处的磁力线产生感应电势，由所述测量电极提取，并以所述接地电极电位为参考，进行后续的信号分析处理。
[0009]作为优选，上述上磁极及所述下磁极均包括相互垂直的磁极板和磁极臂，两块所述磁极板分别安装于所述测量区的上下侧面，且所述磁极板宽度与所述测量区的宽度相同，所述磁极板的长度略大于所述测量区矩形截面的长边。
[0010]进一步改进包括:上述测量区的正中位置的上下外壁处设有凹槽，所述磁极板安装于所述凹槽内，所述磁极板与所述凹槽平面重合，所述磁极臂延伸至所述测量区外。凹槽使测量区壁厚减小，安装所述磁极所后，形成的磁路间隙远小于普通圆形管传感器结构，有利于减小磁路磁阻，进一步提高工作磁场的磁感应强度。
[0011 ]优选的，上述磁臂为长条形，厚度与所述上磁极及所述下磁极相同。
[0012]优选的，上述测量区左右两侧壁上开有圆形测量电极孔，所述测量电极孔轴线处于所述测量区正中位置，所述测量电极安装在所述测量电极孔中，且所述测量电极顶面与所述测量管内壁面平齐。
[0013]优选的，上述过渡区靠近所述测量区的位置开一个圆形接地电极孔，所述接地电极安装在所述接地电极孔内，且所述接地电极顶面不超过所述测量管内壁表面。
[0014]作为优选，上述测量管用PPS材料制作。
[0015]本实用新型的有益效果是:与现有技术相比，本实用新型具有矩形测量区的测量管，从管路两端的圆形口到中间矩形测量区进行放样平滑过渡，保证的测量区流场的对称性，而且减小了磁路间隙，有利于获得更高的磁感应强度;其次，采用矩磁材料制作磁路，利用磁路的剩磁作为传感器的工作磁场，避免励磁电流对磁场稳定性的影响，有利于输出信号的可靠性;最后，采用双向电压窄脉冲励磁方法为励磁线圈供电，只提供磁场换向所需的磁动势，而不必提供维持磁场的励磁电流，大大降低了传感器功耗，提高了使用寿命。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例的结构示意图。
[0017]图2为本实用新型测量区横截面示意图。
[0018]图3为测量管结构示意图。
[0019]图4为测量管纵剖面结构示意图。
[0020]图5为磁路结构示意图。
[0021 ]图6为励磁电路与线圈的连接示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0023]实施例1:
[0024]参见图1至图6所示，一种微功耗励磁电磁流量传感器，包括测量管I，其特征在于:所述测量管I两端为圆形口直管区11，中部为测量区12，所述直管区11与所述测量区12之间通过过渡区13相连，所述测量区12的横截