微小流量传感器制造技术

微小流量传感器及采用其的模拟式微小流量计和数字式微小流量计，现有流量电动传感器灵敏度和精度均较低，不能满足对微小流量的检测要求，本实用新型专利技术在贮液器外壁设两极片形成以贮存液体为介质的电容器，再把该电容接入自激振荡电路，液体量变化，即使频率发生变化，以此将微小液量变化即流量转换成电频率信号，本传感器灵敏度和精度都很高，采用其制成的模拟式微小流量计和数字式微小流量计灵敏度和精度高，工作可靠，造价低。（*该技术在2004年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属一种流量电动传感器。在各类生产或试验中，经常需要对微小流量进行检测，例如高压容器水压爆破试验时，需要向充满水的容器中高压注水，这时的注水流量是很微小的，又如化工上的溶剂滴定，流量也很小，目前常用的流量电动传感器如蜗轮式、压差式、超声波式、蜗街式、温差式的，灵敏度只能达15ml/秒，误差为1％，而将其用于微小流量时，误差极大，无法进行检测。本技术旨在提供一种结构简单、灵敏度和精度高的微小流量电动传感器。实现上述目的的技术解决方案是本技术微小流量传感器包括传感头1和调制器5两部分，其特征在于所述传感头1结构为在下部带出液口6的贮液器3外壁部位，设有两片用导电材料制成的极片2，这两极片各连一导线形成能以贮液器中液体为介质的电容器，所述调制器5为一自激振荡电路，前述传感头中的两极片2通过导线4作为能改变振荡频率的可变电容元件Cx接入自激振荡电路，形成一频率调制器。本技术采用上述微小流量传感器的模拟式微小流量计包括流量传感器和能将调频信号转换成模拟电压信号的频压转换器两部分，所述流量传感器是采用前述结构的微小流量传感器；所述频压转换器包括(参见图4)——达到特定计数量输出端即翻转的计数器J1；——振荡周期远大于所述流量传感器调制器振荡周期的定时清零脉冲发生器M1；——接在计数器J1输出端的滤波器；——接在上述滤波器输出端的模拟电压输出显示电路；上述流量传感器频率调制器输出端通过计数控制门K1接计数器J1输入端，前述达到特定计数即翻转的计数器输出端作为计数闸门控制端接计数控制门K1输入端，定时清零脉冲发生器输出端接计数器J1清零复位端。本技术采用上述微小流量传感器的数字式微小流量计包括流量传感器和能将频率信号转换成数字信号的频率数字转换电路，其特征在于；所述流量传感器是采用前述结构的微小流量传感器；所述频率数字转换电路包括计数器J2(参见图6)，定时清零脉冲发生器M2，锁存脉冲电路，锁存器，译码器和数码输出显示电路，这其中----定时清零脉冲发生器M2是一振荡周期远大于所述微小流量传感器调制器振荡周期的脉冲振荡电路，其输出端一方面通过清零控制门K2接计数器J2清零复位端，一方面作为计数闸门控制端与微小流量传感器调制频率输出端共同通过计数控制门K3接计数器J2输入端；----锁存脉冲电路是一在定时清零脉冲发生器发生清零脉冲信号的同时能形成一小于清零脉冲宽度的窄脉冲信号形成电路，其输入端接定时清零脉冲发生器输出端，其输出端一方面接锁存器输入端，一方面作为清零控制信号端接清零控制门K2输入端；----计数器输出端接锁存器输入端，锁存器输出端接译码器输入端，译码器输出端接数码输出显示电路。本技术的工作原理为微小流量传感器传感头贮液器3中的液体是包在其外两极片2形成电容的介质，当液体从下部出液口缓慢流出时，贮液器内液量变化，电容量也发生变化，接入该电容的调制器振荡电路振荡频率也随之变化，这样即把液量的变化即流量转换成频率变化的电信号。模拟式微小流量计是将微小流量传感器产生的频率信号经计数控制门K1输入到计数器J1，每计数达一定值，计数器输出端即翻转，同时翻转信号关闭计数控制门K1，停止计数，而定时清零脉冲发生器每隔一定时间就向计数器输入一清零信号，计数器清零复位，又重新计数，这样在每一计数周期内计数量相同，频率越高计数时间越短，计数器输出端翻转电压时间越长，通过滤波器输出的模拟电压也随之变化，达到用模拟电压变化，显示流量的目的，同时此输出模拟电压还可用来作其它控制，监测装置的输入信号。数字式微小流量计工作过程传感器调制器频率信号通过计数控制门K3输入到计数器J2，定时清零脉冲到来时，将计数控制门K3关闭，停止计数，同时通过锁存脉冲电路形成一小于清零脉冲宽度的窄脉冲信号，将锁存器内的计数结果锁存并经译码器和数码输出显示器显示输出，然后计数器清零复位，待清零脉冲过去后，计数器又重新开始计数，本装置是定时计数，频率越高，计数结果越高，达到用数码变化显示流量的目的，其数字输出信号还可作其它数控监测，控制装置的输入信号。本技术微小流量传感器灵敏度可达5ml/秒以下，精度达0.3％，而且结构简单，成本低，抗干扰能力强，可在恶劣条件下可靠地工作。本技术模拟式微小流量计和数字式微小流量计由于采用上述微小流量传感器因而能达到较高的灵敏度和精度，而且在流量传感器后配置的频压转换电路或频率数字转换电路结构简单，所以使这两种流量计不仅灵敏度精度高，抗干扰性能好，而且造价低。 附图说明图1微小流量传感器实施例1结构示意图1.传感头2.极片3.贮液器4.导线 5.调制器 6.出液口 7.进液口图2图1中调制器电路图Cx——感头电容图3微小流量传感器调制器实施例2电路图图4模拟式微小流量计方框原理图图5模拟式微小流量计实施例3电路图图6数字式微小流量计方框原理图图7数字式微小流量计实施例4电路图实施例1微小流量传感器(图1、图2)本实施例传感头贮液器3为一上部带注液口7，下部带出液口6的输液瓶状，两极片2是用两矩形金属箔贴胶纸两侧留有缝隙地紧贴贮液器外壁组成，两金属箔贴胶纸外分别连有导线4，将极片作为电容元件连入调制器5振荡电路。本调制器采用NE555集成块IC1组成RC自激振荡器，Cx作为定时电容连入电路，集成块CD端通过R2与R端、Vcc端接电源，TH端和T端通过R2接CD端、Vc端通过C2接地，Cx接在T端与地之间，当贮液器中液量变化时，Cx变化，RC振荡电路频率变化，从F端通过C1输出调制频率信号fx。实施例2微小流量传感器的调制器部分(图3)本例调制器是采用LC自激振荡电路，晶体管BG1基极与地之间接有由L2和Cx组成的LC谐振回路，集电极通过反馈线圈L1接电源，同时通过C10输出调制频率信号fx，Cx在这里是作为谐振电容接入振荡回路的。实施例3模拟式微小流量计(图5)本例微小流量传感器部分结构同实施例1结构，该部分用集成块IC1组成的调制器输出端F通过C1输出调制频率信号fx。计数器采用IC3集成块CD4040，此计数器计数值达512时输出端即翻转为高电平，其输入端CLK的计数控制门K1采用或非门，输出端Q10与传感器调制信号fx输出端共接或非控制门K1输入端，当输出端Q10翻转为高电平时，即将计数控制门K1关闭，停止计数。计数器输出端Q10接非门F1，然后通过R10C3、C4组成的π型滤波器输出，输出端接一滑动可变电组R11，从其滑动端A取输出信号并联一电压表B，同时该端还可作输出端接其它装置。定时清零脉冲发生器采用IC2集成块NE555，其结构同实施例1传感器部分的自激振荡电路，只是其定时电容C5取0.01μ，远大于传感头电容Cx，这样即可使其振荡周期远大于传感器调频信号fx的振荡周期，以便在此较宽的定时周期里对传感器调制频率进行计数。定时清零脉冲发生器输出端F通过一窄脉冲形成电路与计数器清零端CLR相接，该窄脉冲形成电路结构为在定时清零脉冲发生器输出端F接一非门F2，再通过0.01μ的电容C8接地，非门F2输出端与定时清零脉冲发生器输出端通过或门K4接计数器清零复位端CLR。其工作过程是清零脉冲为1时，或门K4输出为1，非门F2输出为0，清零脉冲为0时，非门F2输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
微小流量传感器，包括传感头（１）和调制器（５）两部分，其特征在于所述传感头１结构为：在下部带出液口（６）的贮液器（３）外壁部位，设有两片用导电材料制成的极片（２），两极片各连一导线（４）组成以贮液器中液体为介质的电容器（Ｃ↓［Ｘ］），所述调制器（５）为一自激振荡电路，前述传感头中两极片组成的电容器（Ｃ↓［Ｘ］）通过导线（４）接入自激振荡电路，组成以电容（Ｃ↓［Ｘ］）变化调制的频率调制器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：萧宝瑾，韩建明，隋龙，付建国，周国启，李书成，袁太生，田希忠，
申请(专利权)人：山西耀华高技术公司，
类型：实用新型
国别省市：14[中国|山西]