全文摘要
本实用新型公开了一种线圈感应式计量装置。它包括可绕轴线旋转的托盘和位于托盘上方且固定不动的计量模块，所述托盘上表面的一部分设有导电层，所述计量模块包括激励电路和线圈模块，所述线圈模块包括与托盘同轴的激励线圈以及位于激励线圈内侧等角度周向排列的多个感应线圈，所述激励电路与激励线圈电连接，所述计量模块还包括用于采集每个感应线圈感应电压的采样模块。本实用新型直接采集每个感应线圈的感应电压，增加了托盘的上平面与线圈模块平面之间的最大距离。
主设计要求
1.一种线圈感应式计量装置，包括可绕轴线旋转的托盘（1）和位于托盘（1）上方且固定不动的计量模块（2），所述托盘（1）上表面的一部分设有导电层（3），所述计量模块（2）包括激励电路（4）和线圈模块，其特征在于，所述线圈模块包括与托盘（1）同轴的激励线圈（5）以及位于激励线圈（5）内侧等角度周向排列的多个感应线圈（6），所述激励电路（4）与激励线圈（5）电连接，所述计量模块（2）还包括用于采集每个感应线圈（6）感应电压的采样模块。
设计方案
1.一种线圈感应式计量装置，包括可绕轴线旋转的托盘（1）和位于托盘（1）上方且固定不动的计量模块（2），所述托盘（1）上表面的一部分设有导电层（3），所述计量模块（2）包括激励电路（4）和线圈模块，其特征在于，所述线圈模块包括与托盘（1）同轴的激励线圈（5）以及位于激励线圈（5）内侧等角度周向排列的多个感应线圈（6），所述激励电路（4）与激励线圈（5）电连接，所述计量模块（2）还包括用于采集每个感应线圈（6）感应电压的采样模块。
2.根据权利要求1所述的一种线圈感应式计量装置，其特征在于，所述采样模块包括多个采样电路（7），采样电路（7）与感应线圈（6）一一对应，所述感应线圈（6）与对应采样电路（7）的采样端电连接。
3.根据权利要求1所述的一种线圈感应式计量装置，其特征在于，所述采样模块包括多路切换开关（8）和采样电路（7），所述多路切换开关（8）包括多个信号输入端和一个信号输出端，信号输入端与感应线圈（6）一一对应，所述感应线圈（6）与对应信号输入端电连接，所述采样电路（7）的采样端与信号输出端电连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种线圈感应式计量装置，其特征在于，所述采样电路（7）包括三极管Q1、电容C2、电容C3、电阻R2、电阻R4，三极管Q1的基极为采样电路（7）的采样端，三极管Q1的集电极与电容C3第一端电连接，电容C3第二端接地，三极管Q1的发射极与电阻R2第一端电连接，电阻R2第二端与电容C2第二端、电阻R4第一端电连接，电容C2第一端与激励电路（4）输出端电连接，电阻R4第二端接地。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种线圈感应式计量装置，其特征在于，每个感应线圈（6）的尺寸相同。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种线圈感应式计量装置，其特征在于，所述感应线圈（6）、激励线圈（5）都与托盘（1）上表面相互平行。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种线圈感应式计量装置，其特征在于，所述导电层（3）由高导电率材料制成。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种线圈感应式计量装置，其特征在于，所述导电层（3）呈扇形。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种线圈感应式计量装置，其特征在于，所述线圈模块还包括印刷电路板，所述激励线圈（5）和感应线圈（6）均印制在印刷电路板上。
10.根据权利要求1或2或3所述的一种线圈感应式计量装置，其特征在于，所述激励线圈（5）呈圆形。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及流体计量领域，尤其涉及一种线圈感应式计量装置。
背景技术
目前流体计量应用中，最常见的方式是基于流体或气体流动带动机械部件转动来检测液体或气体的流速或流量。其中有一种计量检测装置，其用来统计机械部件转动圈数以将流量转化为数字信号。
中国专利公开了一种专利号为ZL200680007522.8，专利名称为感应式角位传感器的发明专利，该发明解决了传统磁性传感器容易被永磁体干扰的问题。但是其次级线圈的输出信号直接输出给比较器，由于次级线圈的输出信号是通过感应金属化圆盘的转动感应而来，信号本身比较微弱，所以直接将信息输出给比较器的方式，会使金属化的圆盘与防磁计量检测模块之间的距离受到较大的限制，两者需要有比较近的距离，稍远离一些就会大大影响检测结果。
发明内容
本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种线圈感应式计量装置，其直接采集每个感应线圈的感应电压，增加了托盘的上平面与线圈模块平面之间的最大距离。
为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
本实用新型的一种线圈感应式计量装置，包括可绕轴线旋转的托盘和位于托盘上方且固定不动的计量模块，所述托盘上表面的一部分设有导电层，所述计量模块包括激励电路和线圈模块，所述线圈模块包括与托盘同轴的激励线圈以及位于激励线圈内侧等角度周向排列的多个感应线圈，所述激励电路与激励线圈电连接，所述计量模块还包括用于采集每个感应线圈感应电压的采样模块。
在本方案中，工作时，激励电路产生的脉冲信号通过激励线圈按一定周期往外辐射电磁信号，感应线圈产生感应电压，当液体或气体流动时，机械传动部件会带动托盘绕其轴线转动，托盘上表面的导电层随托盘转动，当导电层转到某个感应线圈正下方时，会形成电感涡流，导致更大的电能消耗，该感应线圈的感应电压会变小，采样模块采集每个感应线圈的感应电压，并将其输出到单片机，单片机根据每个感应线圈的电压变化计算出托盘的转动圈数，从而将流量转化为数字信号。
作为优选，所述采样模块包括多个采样电路，采样电路与感应线圈一一对应，所述感应线圈与对应采样电路的采样端电连接。每个采样电路只采集对应的一个感应线圈的感应电压，可大幅提高处理效率。
作为优选，所述采样模块包括多路切换开关和采样电路，所述多路切换开关包括多个信号输入端和一个信号输出端，信号输入端与感应线圈一一对应，所述感应线圈与对应信号输入端电连接，所述采样电路的采样端与信号输出端电连接。所有感应线圈通过多路切换开关共用一个采样电路，单片机控制多路切换开关切换工作，每个感应线圈与采样电路连通时，采样电路采集该感应线圈的感应电压，节省了成本。
作为优选，所述采样电路包括三极管Q1、电容C2、电容C3、电阻R2、电阻R4，三极管Q1的基极为采样电路的采样端，三极管Q1的集电极与电容C3第一端电连接，电容C3第二端接地，三极管Q1的发射极与电阻R2第一端电连接，电阻R2第二端与电容C2第二端、电阻R4第一端电连接，电容C2第一端与激励电路输出端电连接，电阻R4第二端接地。三极管Q1的集电极为采样电路的输出端，与单片机的AD端口连接。
作为优选，每个感应线圈的尺寸相同。
作为优选，所述感应线圈、激励线圈都与托盘上表面相互平行。
作为优选，所述导电层由高导电率材料制成。高导电率材料可以为金属、不锈钢片或304不锈钢片。
作为优选，所述导电层呈扇形。
作为优选，所述线圈模块还包括印刷电路板，所述激励线圈和感应线圈均印制在印刷电路板上。
作为优选，所述激励线圈呈圆形。
本实用新型的有益效果是：（1）直接采集每个感应线圈的感应电压，增加了托盘的上平面与线圈模块平面之间的最大距离。（2）多个感应线圈通过多路切换开关共用一个采样电路，节省了成本。（3）电路简单，可使用市场上通用带AD模块的MCU实现，这样的MCU可选择范围很广，成本低。
附图说明
图1是线圈感应式计量装置的结构示意图；
图2是线圈模块的结构示意图；
图3是实施例1的电路原理图；
图4是实施例2的电路原理图。
图中：1、托盘，2、计量模块，3、导电层，4、激励电路，5、激励线圈，6、感应线圈，7、采样电路，8、多路切换开关，9、单片机。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：本实施例的一种线圈感应式计量装置，如图1、图2、图3所示，包括可绕轴线旋转的托盘1和位于托盘1上方且固定不动的计量模块2，托盘1上表面的一部分设有导电层3，计量模块2包括激励电路4和线圈模块，线圈模块包括与托盘1同轴的激励线圈5以及位于激励线圈5内侧等角度周向排列的三个感应线圈6，激励电路4与激励线圈5电连接，计量模块2还包括用于采集每个感应线圈6感应电压的采样模块。
采样模块包括三个采样电路7，采样电路7与感应线圈6一一对应，感应线圈6与对应采样电路7的采样端电连接。采样电路7包括三极管Q1、电容C2、电容C3、电阻R2、电阻R4，三极管Q1的基极为采样电路7的采样端，三极管Q1的集电极与电容C3第一端电连接，电容C3第二端接地，三极管Q1的发射极与电阻R2第一端电连接，电阻R2第二端与电容C2第二端、电阻R4第一端电连接，电容C2第一端与激励电路4输出端电连接，电阻R4第二端接地。三极管Q1的集电极为采样电路7的输出端，与单片机9的AD端口连接，感应线圈6一端与对应采样电路7的采样端电连接，感应线圈6另一端通过电阻R3接地。每个采样电路只采集对应的一个感应线圈的感应电压，可大幅提高处理效率。
激励线圈5呈圆形，每个感应线圈6的尺寸相同，本实施例中三个感应线圈平分了激励线圈内的圆形面积。感应线圈6、激励线圈5都与托盘1上表面相互平行。导电层3呈圆心角为120度的扇形，导电层3由高导电率材料制成，高导电率材料可以为金属、不锈钢片或304不锈钢片。线圈模块还包括印刷电路板，激励线圈5和感应线圈6均印制在印刷电路板上。
如图3所示，激励电路4包括信号发生器、电容C1、电阻R1、第一反相器、第二反相器，信号发生器输出端分别与电容C1第一端和单片机的IO口电连接，电容C1第二端与电阻R1第二端、第一反相器输入端电连接，电阻R1第一端与电源VCC电连接，第一反相器输出端和第二反相器输入端电连接，第二反相器输出端为激励电路的输出端。
在本方案中，工作时，激励电路产生的极窄的低电平脉冲到激励线圈和采样电路的电容C2第一端，激励线圈对外辐射能量，采样电路的电阻R2第二端形成一个负电压，此时，三极管Q1的be极有电流Ibe流过，由于感应线圈吸收了激励线圈的部分能量转换为电流I1，I1会对Ibe产生影响，由于三极管Q1工作在放大状态，进而对Ice产生影响，单片机通过AD采样模块来测量三极管Q1的集电极处电压。
当由高导电率材料制成的导电层靠近某个感应线圈时，会形成电感涡流，导致更大的电能消耗，则该感应线圈从激励线圈处获取的能量小；当导电层远离某个感应线圈时，则该感应线圈从激励线圈处获取的能量大，这种变化最终表现为采集的电压变化。
当液体或气体流动时，机械传动部件会带动托盘绕其轴线转动，托盘上表面的导电层随托盘转动，当导电层转到某个感应线圈正下方时，该感应线圈的感应电压会变小，采样模块采集每个感应线圈的感应电压，并将其输出到单片机，单片机根据每个感应线圈的电压变化计算出托盘的转动圈数，从而将流量转化为数字信号。
对于采样值的处理方法可以有多种，例如：对任意感应线圈，出厂时默认，当感应线圈在空气中且其下方没有导电层时，其感应电压采样值为A，当感应线圈下方有导电层且被导电层全覆盖时，其感应电压采样值为B，则取阈值C=（A+ B）\/2，由于导电层呈圆心角为120度的扇形，假如工作时采样电路采得的感应线圈的感应电压小于C，则认为该感应线圈下方有导电层且被导电层覆盖超过一半，否则认为导电层远离该感应线圈。当某个感应线圈被导电层覆盖超过一半时，将其状态认定为0，否则认定其状态为1，三个感应线圈的状态切换为011、101、110，当三个感应线圈的状态为111，则认为拆表（计量模块与托盘脱离），当三个感应线圈的状态为000，则认为异物插入干扰（异物插入计量模块与托盘之间）。
实施例2：本实施例的一种线圈感应式计量装置，如图4所示，采样模块包括多路切换开关8和采样电路7，多路切换开关8包括三个信号输入端和一个信号输出端，信号输入端与感应线圈6一一对应，感应线圈6与对应信号输入端电连接，采样电路7的采样端与信号输出端电连接，其余结构与实施例1相同。
所有感应线圈通过多路切换开关共用一个采样电路，单片机控制多路切换开关切换工作，每个感应线圈与采样电路连通时，采样电路采集该感应线圈的感应电压，节省了成本。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920676467.6
申请日:2019-05-13
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:86(杭州)
授权编号:CN209820564U
授权时间:20191220
主分类号:G01F15/07
专利分类号:G01F15/07;G05B19/042
范畴分类:31H;
申请人:杭州广仪科技有限公司
第一申请人:杭州广仪科技有限公司
申请人地址:310000 浙江省杭州市余杭区仓前街道余杭塘路2636号1幢2层北202室
发明人:王燕;陈向阳;其他发明人请求不公开姓名
第一发明人:王燕
当前权利人:杭州广仪科技有限公司
代理人:王江成;占宇
代理机构:33109
代理机构编号:杭州杭诚专利事务所有限公司 33109
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计