对开结构的一体化流量测量和调节装置的制作方法

1.本发明所述的一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，涉及电磁式流量传感器、控制阀、流量精准测量、流量精准控制、定量控制、表阀一体、热计量等技术领域，特别涉及集中供热系统和水系统空调的精准测量、热计量、流量和热量平衡，以及城市给排水、农业灌溉、生产过程的流量计量、定量控制等领域。本发明适用于平衡热量表、内置控制阀的热计量装置、流量传感器和控制阀一体的供热测控终端、电磁流量计、水表、平衡阀、调节阀、控制阀等产品。


背景技术：

2.电磁流量计是一种基于法拉第电磁感应原理的流量测量仪表，其基本原理是：当带有导电介质的流体通过磁场时，流体切割磁力线，在磁场的垂直方向上产生感应电势，感应电势的幅度和流体的流速成正比，从而获得流体的流速，以及流体的流量。为了产生磁场，在测量腔的周围，安装有励磁线圈，所产生的磁场穿过流体，从而在流体中产生感应电势，在感应电势的正负极位置安装电极，即可测量感应电势的大小。电磁流量计在流量测量中有广泛的应用，具有测量精度高、线性度好、测量腔内无构造件、抗污染物等优势。
3.控制阀是用于控制流体流速的装置，根据结构形式的不同有单座调节阀、双座调节阀、球阀、半球阀、蝶阀、闸阀等。控制阀的主要部件包括阀芯和阀体，阀芯位于阀体内，可相对阀体旋转或移动，从而实现控制阀的开度调节。为了实现等百分比、线性等不同流量控制特性曲线，阀芯被设计成各种曲线形状，如v形或w形，以满足不同流量调节的要求。对应水平旋转的阀，其阀芯的v形或w形通孔，均采用水平方向设置。
4.将电磁流量计和控制阀组合在一起，成为内置电磁式流量传感器的控制阀，从而同时实现流量的测量和调节。现有技术在阀体内设置有圆柱形阀芯，阀芯设置通孔，连接阀体的出入口。阀芯内设置有电极，用于流量传感器电势信号的采集。阀芯旋转可调整控制阀的流道流通面积，以达到流速调节的目的。
5.现有技术的电磁式流量传感器和阀的一体化装置，专利zl201210301767.9“电磁式流量测量和控制一体化装置”公开了一种布置结构，包括阀体、阀芯和阀杆；阀体包括进水管、腔体、出水管、腔体盖、线圈，腔体位于进水管和出水管之间，腔体和腔体盖组成一个顶部开口的腔体，阀芯安装在腔体内；阀芯设有连接进水管和出水管的通孔，阀芯包括第二磁芯、第一电极、第二电极、引线；第二磁芯位于阀芯通孔的上方，第一电极、第二电极对称分布于通孔的两侧内壁，引线为倒叉形，引线的叉头两端分别与第一电极、第二电极相连，引线的叉杆从阀杆伸出；阀杆位于阀芯顶部，从腔体和腔体盖组成一个顶部开口的腔体伸出，阀杆与腔体盖之间设有密封圈连接。专利zl201210301750.3“一种流量测量和控制一体化装置”公开了另一种布置结构，包括阀体、阀芯和阀杆；阀体包括进水管、腔体体、出水管、腔体盖，腔体位于进水管和出水管之间，腔体和腔体盖组成一个顶部开口的腔体，阀芯安装在腔体内；阀芯设有连接进水管和出水管的通孔，阀芯包括线圈、第一电极、第二电极、引线；第一电极、第二电极对称设置在通孔两端，引线为倒叉形，引线的叉头两端分别与第一
电极、第二电极相连，引线的叉杆从阀杆伸出；阀杆位于阀芯顶部，从腔体和腔体盖组成一个顶部开口的腔体伸出，阀杆与腔体盖之间设有密封圈。专利zl201310196992.5“阀门和电磁流量计一体化装置及其应用”公开了另一种布置结构，包括阀芯、导磁板、第一电极、第二电极、第一引线、第二引线、电路板、阀体、阀盖、线圈、磁芯、骨架、u形钢套。阀体和阀盖形成一个顶部和水平开口的腔体，阀芯位于腔体内。阀芯包含有连接腔体水平开口的通孔，并由导磁板分割为上通孔和下通孔，第一电极和第二电极分别位于下通孔的左右两侧，第一电极通过第一引线连接电路板，第二电极通过第二引线连接电路板。线圈环绕磁芯，位于阀芯的下方，并置于u形钢套中。导磁板、磁芯和u形钢套均为磁导体。本发明将电磁流量计测量的传感器置于阀芯内，并由导磁板将阀芯的通孔分为上通孔和下通孔，磁场集中在下通孔中，电极布置在下通孔的两侧，线圈位于阀芯下方，从而实现阀门和电磁流量计一体化。专利zl201910471279.4“一种电磁流量传感器和阀的一体化装置”公开了一种布置结构，包括阀芯、阀体、线圈、w形钢套、第一导磁柱和第二导磁柱；阀体形成顶部和前后开口的腔体，阀芯位于腔体内并可作水平旋转移动；阀芯设有连接阀体前后开口的水平通孔；阀芯包括相对放置的u形第一电极、第二电极，并通过第一导电塑料和第二导电塑料和印刷电路板电连接；线圈置于w形钢套的w形腔体内，位于阀体的下方，之间设有导磁板；第一导磁柱、第二导磁柱分别位于阀体的左右两侧，下部分别和w形钢套的左右两侧连接,上部和阀体上方的导磁盖左右两侧连接。
6.以上现有技术，电极均布置在阀芯内，并且和阀芯一体化。当阀芯做旋转移动时，电极亦跟着旋转。现有技术的阀芯均为圆柱形，当阀芯旋转一定角度时，阀芯通孔和阀体的流道入口和流道出口是错位的，形成不规则的s形流道，导致流体介质的流形产生较大的变化，从而造成测量误差，因此现有技术，需要在不同阀芯位置下对流形的影响进行修正，这种修正并不能完全消除流形的影响，导致无法实现精确测量。
7.现有技术内置电磁流量传感器的控制阀，导磁体无法沿阀芯旋转的圆周作均匀分布，当阀芯做旋转移动时，阀芯通孔内的分布磁场发生变化，由于电极上的感应电势和磁场强度呈正比关系，阀芯通孔内磁场强度的变化，会引起电极信号的变化，因此现有技术，需要根据不同阀芯位置下的磁场强度修正测量到的流速，由于阀芯位置并不精准，导致阀芯通孔内的磁场强度具有一定的不确定性，从而影响流量的精确测量。
8.现有技术内置电磁流量传感器的控制阀，阀芯做旋转移动时，阀芯和阀体之间存在摩擦力，需要较大的力矩才能旋转阀芯。现有技术，阀芯旋转移动是由阀杆驱动的，当阀芯的直径较大，如大口径控制阀的力矩较大，阀杆需要提供较大的驱动力矩才能带动阀芯，从而使得流量调节不精准。
9.现有技术内置电磁流量传感器的控制阀，电极采用金属材料，电极和流体介质的接触区域为点状，接触面积小、电阻大，且随机噪声大，需要对电极表面做钝化处理，且电极和阀芯的塑料材料无法紧密结合，需要额外的防水密封，如采用导电塑料做二次注塑密封，制造工艺和装配工艺均复杂。
10.现有技术内置电磁流量传感器的控制阀，电极布置在阀芯内，导致阀芯在转动时流场和磁场的发生变化，无法精准测量流体介质的流速。因此，现有技术的流量调节无法实现在阀芯转动时，同步测量流速，并根据测量到的流速调整阀芯的移动。从而使得现有技术的流量调节精度差、且调节速度慢、调整次数多、动作频繁。
11.现有技术内置电磁流量传感器的控制阀，其阀芯的流量调节特征曲线接近线性，在微小流量调节时，其灵敏度较低，无法实现高精度微小流量的调节。而普通的旋转结构阀门，其阀芯的v形或w形开口，为水平方向设置，和流量传感器结合将严重影响流量的测量精度，因此无法集成在一起使用。
12.随着智慧供热系统的发展，以及能源管理的需要，热能的计量、数字管理以及热能的精准调度成为节能的关键。亟需一种既能实现高精度流量和热量测量，又能实现高精度的流量和热量调节，以满足智慧供热系统对供热计量、数字化管理和调度的需求，但现有技术还未见能实现高精度流量测量和调控的一体化方案。
13.综上所述，现有技术的内置电磁流量传感器的调节阀存在以下问题：1）电极随阀芯旋转，导致流形产生变化，影响流量测量精度；2）电极随阀芯旋转，分布磁场发生变化，影响流量测量精度；3）阀芯旋转由阀杆驱动，力矩大，导致阀芯动作不精准；4）采用点电极，信号噪声大、不容易密封；5）流速调节时无法高精度同步采集流速，导致调节精度差、速度慢、动作频繁；6）阀芯的流量调节特征曲线接近线性，微小流量调节时，灵敏度较低。


技术实现要素：

14.本发明的目的在于提供对开结构的一体化流量测量和调节装置，解决现有技术阀芯旋转后流形变化和磁场变化导致的测量精度低、驱动力矩大导致的阀芯动作不精准、点电极导致的噪声大、流速调节精度差、调节速度慢和动作频繁、小流量调节灵敏度低等问题，特别是解决平衡热量表、供热测控终端设备、智能平衡阀的高精度流量测量和阀门精准快速控制等技术问题。
15.一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，包括外壳、测量腔左壁、测量腔右壁、第一电极、第二电极、第一挡板、第二挡板、流道入口、流道出口；外壳形成连接流道入口和流道出口的腔体，测量腔左壁位于腔体的一侧且固定，测量腔右壁位于腔体的另一侧且固定；测量腔左壁和测量腔右壁之间的空间形成测量腔，测量腔连接外壳的流道入口和流道出口，从而形成流体介质通过的流道；测量腔左壁设置第一电极，测量腔右壁设置第二电极，第一电极和第二电极与测量腔内的流体介质接触，用于测量流体介质产生的感应电势；在靠近流道出口的一侧设置可移动的第一挡板，在靠近流道出口的另一侧设置可移动的第二挡板。
16.所述测量腔左壁和测量腔右壁、第一电极和第二电极、第一挡板和第二挡板，均按流道的中轴线对称分布，以利于流量的高精度测量。
17.所述第一挡板和第二挡板的一端可向流道的中轴线移动，另一端可移动或转动，从而调节流道的流通面积。
18.所述第一挡板和第二挡板的移动轨迹为对称的圆弧。
19.所述测量腔和外壳之间设置第一驱动轴和第二驱动轴，第一驱动轴旋转时推动第一挡板移动，第二驱动轴旋转时推动第二挡板移动。
20.所述第一驱动轴和第一挡板设置有相互拟合的齿轮，第二驱动轴和第二挡板设置有相互拟合的齿轮。
21.所述外壳的流道出口设置有环形的密封垫片，密封垫片与第一挡板和第二挡板的接触面，布置有弹性密封材料，如聚四氟乙烯、橡胶、硅胶、热塑性弹性体等材料，以便加强第一挡板和第二挡板相对于外壳的密封性。
22.所述外壳1的流道出口11中部进一步设置垂直的立柱，立柱与第一挡板和第二挡板的接触面，布置有弹性密封材料，如聚四氟乙烯、橡胶、硅胶、热塑性弹性体等材料,以加强第一挡板和第二挡板之间的密封性。
23.所述第一挡板在靠近流道出口的一侧表面设置有第一弹性体；第二挡板在靠近流道出口的一侧表面设置有第二弹性体。第一弹性体和第二弹性体采用弹性密封材料，如:聚四氟乙烯、橡胶、硅胶、热塑性弹性体等材料，以利于挡板闭合后密封。
24.所述第一弹性体采用二次注塑工艺，附着在第一挡板表面；第二弹性体采用二次注塑工艺，附着在第二挡板表面。
25.所述第一挡板和第二挡板相互接触的端面，其横截面设置有w形或v形等形状特征的第一曲线和第二曲线，形成垂直方向的v形或w形开口，以利于提高小开度下的流量调节特性。
26.所述外壳的腔体一侧表面设置突起的第一止块，第一挡板的外侧设置第一u形槽，第一止块位于第一u形槽内，用于第一挡板移动时的限位；外壳的腔体另一侧表面设置突起的第二止块，第二挡板的外侧设置第二u形槽，第二止块位于第二u形槽内，用于第二挡板移动时的限位。
27.所述外壳的腔体，在靠近流道入口的一侧表面设置突起的第一止块，用于第一挡板移动时的限位；在靠近流道入口的另一侧表面设置突起的第二止块，用于第二挡板移动时的限位。
28.所述测量腔左壁，在靠近流道入口的外侧设置突起的第一止块，用于第一挡板移动时的限位。测量腔右壁，在靠近流道入口的外侧设置突起的第二止块，用于第二挡板移动时的限位。
29.所述外壳采用导电材料，如金属、导电塑料等。
30.所述测量腔左壁和测量腔右壁采用绝缘塑料,第一电极和第二电极采用导电塑料，绝缘塑料和导电塑料采用二次注塑工艺紧密结合。
31.所述第一电极和第二电极，与流体介质的接触面，其垂直高度大于水平宽度，以降低电极噪声，以利于流量的高精度测量。
32.所述第一挡板和第二挡板移动的同时，测量第一电极和第二电极的电势，获得流体介质的流速，以利于流量的高精度调节。
33.本发明提供了一种在流速调节时降低流形对流量测量精度影响的方法。本发明阀体的腔体内设置固定的测量腔，内置电磁流量传感器的电极，用于测量流体的速度。阀体的流道入口对接测量腔，作为流体介质的入口。流体调节时，测量腔是固定，从而不存在流道的变化，测量腔不会引起流形的变化。同时，本发明在测量腔和外壳之间设置对称的第一挡板和第二挡板，由第一驱动轴和第二驱动轴同时驱动，实现流速的调节。由于第一挡板和第二挡板对称移动，在流量调节时，测量腔出口为对称缩进结构，流体的流形变化较小。根据电磁流量传感器的特性，测量腔出口采用对称锥度缩进设计，对测量精度的影响可以忽略，因此本发明在流量调节时，流形的变化极小，提高了流量测量的精度。
34.本发明提供了一种在流速调节时降低磁场对流量测量精度影响的方法。本发明阀体的腔体内设置固定的测量腔，内置电磁流量传感器的电极，用于测量流体的速度。同时，本发明在测量腔和外壳之间设置对称的第一挡板和第二挡板，由第一驱动轴和第二驱动轴同时驱动，实现流速的调节。由于第一挡板和第二挡板移动时，不会影响测量腔的磁场分布，因此流速调节时，对流量测量精度无影响。
35.本发明提供了一种在低扭矩高精度阀门驱动方法。本发明在测量腔和外壳之间分别设置第一挡板和第二挡板，以及第一驱动轴和第二驱动轴。第一驱动轴和第一挡板设置有相互拟合的齿轮，第二驱动轴和第二挡板设置有相互拟合的齿轮，第一驱动轴和第二驱动轴转动时，驱动第一挡板和第二挡板移动，实现流速的调节。挡板和驱动轴形成减速齿轮结构，和阀杆驱动比较，具有更小的驱动力矩。本发明驱动轴和挡板之间的拟合齿轮，布置在挡板的中心线附近，挡板只会受到移动方向的推力，和阀杆驱动比较，不会受到扭力的影响，从而移动更稳定，可实现高精度流速调节。
36.本发明提供了一种电磁流量传感器的低噪声电极结构和电极密封方法。本发明测量腔左壁和右壁各设置电极，测量腔壁采用绝缘塑料，电极采用导电塑料，绝缘塑料和导电塑料采用二次注塑工艺紧密结合。二次注塑是塑料件生产的一种常用工艺，选择两种容易结合的塑料，通过二次注塑可保证两种塑料的紧密结合。采用二次注塑，可直接提供电极的水密性，以便采集电极的电势信号。本发明的第一电极和第二电极与流体介质的接触面，延伸至测量腔的顶部和底部，且左右对称，具有较大的接触面积，使得电极上的噪声有所降低。由于导电塑料的电导率较低，因此这种较大接触面积的电极，能保证导电塑料材料的电极具有良好的低噪声特性。
37.本发明提供了一种同步采集流速的高精度流速调节方法。本发明阀体的腔体内设置固定的测量腔，内置电磁流量传感器的电极，用于测量流体的速度。同时本发明在测量腔和外壳之间分别设置可移动第一挡板和第二挡板，实现流速的调节。由于本发明在流速调节时，对流形和磁场影响小，可以实现高精度流量测量，因此，本发明还提供了通过高精度同步流速采样作为在流量调节的反馈信号，实现流速的高精度调节。
38.本发明提供了一种在垂直方向设置v形或w形槽的方式，提高微小流量控制精度的方法。本发明在第一挡板和第二挡板相对的端面，设置垂直方向的v形或w形曲线且相互咬合的开口，当第一挡板和第二挡板的端面接近时，流道的流通面积变化率，因开口的存在而降低，从而在同样的挡板移动速度下，阀具有更高灵敏度。
39.所以与现有技术相比，本发明具有以下优点：1）在挡板移动调节流速时，测量腔和电极固定，测量腔入口流道固定，不会产生流形变化，测量腔出口为对称锥度缩进设计，流形变化对测量精度的影响可忽略，可实现高精度流量测量。
40.2）在挡板移动调节流速时，测量腔和电极固定，测量腔内的磁场分布不会变化，可实现高精度流量测量；3）挡板和驱动轴形成减速齿轮结构，和阀杆驱动比较，具有更小的驱动力矩，且挡板只会受到移动方向的推力，移动更稳定，可实现高精度阀门调节；4）电极采样导电塑料，具有较大的接触面积，和测量腔采用二次注塑实现密封，电极信号噪声低、密封工艺简单；
5）通过高精度同步流速采样作为在流量调节的反馈信号，实现流速的高精度调节。
41.6）垂直方向设置的v形或w形槽，提高了小开度下的调节精度。
42.当然，本发明的任一技术方案不一定能全部实现以上有益效果。
附图说明
43.图1是构成本发明对开结构的一体化流量测量和调节装置第一种实施例的剖面图。
44.图中，外壳1、测量腔左壁2a、测量腔右壁2b、第一电极3a、第二电极3b、第一挡板4a、第二挡板4b、第一驱动轴5a、第二驱动轴5b、第一弹性体8a、第二弹性体8b、流道入口10、流道出口11、第一曲线12a、第二曲线12b、第一止块13a、第二止块13b、第一u形槽14a、第二u形槽14b、绝缘垫片16。
45.图2是构成本发明对开结构的一体化流量测量和调节装置第二种实施例的剖面图。
46.图中，外壳1、测量腔左壁2a、测量腔右壁2b、第一电极3a、第二电极3b、第一挡板4a、第二挡板4b、第一驱动轴5a、第二驱动轴5b、密封垫片6、密封支架7、流道入口10、流道出口11、第一止块13a、第二止块13b、密封圈15、绝缘垫片16。
47.图3是构成本发明对开结构的一体化流量测量和调节装置第三种实施例的剖面图。
48.图中，外壳1、测量腔左壁2a、测量腔右壁2b、第一电极3a、第二电极3b、第一挡板4a、第二挡板4b、第一驱动轴5a、第二驱动轴5b、第一弹性体8a、第二弹性体8b、第一滑轮9a、第二滑轮9b、流道入口10、流道出口11、第一止块13a、第二止块13b、绝缘垫片16。
49.图4是构成本发明对开结构的一体化流量测量和调节装置第四种实施例的剖面图。
50.图中，外壳1、测量腔左壁2a、测量腔右壁2b、第一电极3a、第二电极3b、第一挡板4a、第二挡板4b、流道入口10、流道出口11、绝缘垫片16。
具体实施方式
51.以下结合附图对本发明做进一步的说明。
52.参见图1，为本发明对开结构的一体化流量测量和调节装置第一种实施例的剖面图。
53.本实施例包括外壳1、测量腔左壁2a、测量腔右壁2b、第一电极3a、第二电极3b、第一挡板4a、第二挡板4b、第一驱动轴5a、第二驱动轴5b、第一弹性体8a、第二弹性体8b、流道入口10、流道出口11、第一曲线12a、第二曲线12b、第一止块13a、第二止块13b、第一u形槽14a、第二u形槽14b、绝缘垫片16。
54.外壳1的内部，形成一个连接流道入口10和流道出口11的圆柱形腔体，其中流体介质依次通过流道入口10、圆柱形腔体、流道出口11，流道入口10和流道出口11的截面为圆角矩形。圆柱形腔体内的测量腔壁、电极、挡板、驱动轴等，均按流道的中心轴左右对称布置。测量腔左壁2a位于圆柱形腔体的左侧，测量腔右壁2b位于圆柱形腔体的右侧，测量腔左壁
2a和测量腔右壁2b之间的空间形成截面为圆角矩形的测量腔，用于测量流体介质的流量。流道入口10、测量腔、流道出口11之间依次平滑对接，使得流体介质的流形保持稳定。第一电极3a垂直方向布置在测量腔左壁2a上，第二电极3b垂直方向布置在测量腔右壁2b上，电极与流体介质的接触面为垂直方向的矩形，并形成较大的接触面积，以降低流体介质冲击造成的噪声。第一电极3a和第二电极3b用导电塑料注塑成形，测量腔左壁2a和测量腔右壁2b采用绝缘塑料和电极进行二次注塑成形，使得电极和测量腔壁紧密结合，以避免渗水。外壳1采用导电材料制造，如不锈钢、导电塑料等，以实现电磁屏蔽。本实施例的测量腔底部设置绝缘垫片16，以防止电极感应电势被衰减，绝缘垫片16与测量腔壁一体，可简化制造工艺。
55.外壳1和测量腔左壁2a之间设置圆弧形的第一挡板4a，同时设置第一驱动轴5a，第一挡板4a的外侧弧面和外壳1的圆柱形腔体的内侧弧面保持一致，并沿弧线移动。第一挡板4a内侧弧面的部分区域设置内齿轮，和第一驱动轴5a的外齿轮拟合。第一挡板4a的外侧弧面部分区域设置第一u形槽14a，同时在外壳1的圆柱形腔体，第一u形槽14a的对应位置设置第一止块13a，用于限制第一挡板4a的移动位置。外壳1和测量腔右壁2b之间设置圆弧形的第二挡板4b，同时设置第二驱动轴5b，第二挡板4b的外侧弧面和外壳1的圆柱形腔体的内侧弧面保持一致，并沿弧线移动。第二挡板4b内侧弧面的部分区域设置内齿轮，和第二驱动轴5b的外齿轮拟合。第二挡板4b的外侧弧面部分区域设置第二u形槽14b，同时在外壳1的圆柱形腔体，第二u形槽14b的对应位置设置第二止块13b，用于限制第二挡板4b的移动位置。以流道的中心轴为对称轴，第一挡板4a和第二挡板4b采用对称布置，第一驱动轴5a和第二驱动轴5b也采用对称布置，并且齿轮的模数一致，当第一驱动轴5a和第二驱动轴5b以相同转速、相反方向转动时，驱动第一挡板4a和第二挡板4b移动，并保持第一挡板4a和第二挡板4b对称状态，使得挡板移动时，流形的变化对流量测量的影响达到最小。当第一挡板4a和第二挡板4b向流道出口11方向移动至相互接触时，则阀门处于关闭状态，当第一挡板4a和第二挡板4b向流道入口10方向移动至和测量腔齐平时，则阀门处于开启状态。
56.第一挡板4a靠近流道出口11的外侧弧面和端面设置第一弹性体8a，端面的横截面设置为w形的第一曲线12a；第二挡板4b靠近流道出口11的外侧弧面和端面设置第二弹性体8b，端面的横截面设置为w形的第二曲线12b，第一曲线12a和第二曲线12b为互补的曲线，以保证阀门关闭时，第一挡板4a和第二挡板4b之间密封。第一弹性体8a和第二弹性体8b采用热塑性弹性体材料，并且采用二次注塑工艺复合到挡板上。当阀门处于关闭状态时，第一挡板4a和第二挡板4b的端面接触，且外侧面和外壳1的腔体内壁接触，将流道出口11覆盖且密封，从而切断流道。由于流道入口压力高于出口压力，可提供挡板对外壳的额外压力，从而获得更好的密封性。由于第一曲线12a和第二曲线12b为互补的w形曲线，使得挡板移到接近贴合时，流道呈现出逐步减少的s形，类似等百分比调节阀的流量特性，从而提高了阀门调整的灵敏度。w形曲线可以根据所需要的流量调整特性要求，设计不同的曲线形状。
57.第一驱动轴5a和第二驱动轴5b采用步进马达或减速马达驱动，工作在低速运行状态，以减少第一挡板4a和第二挡板4b移动时，流形变化对测量的干扰，使得挡板在移动时，流量依然可实现高精度测量。在第一挡板4a和第二挡板4b移动时，同时测量流体的流速，作为第一驱动轴5a和第二驱动轴5b转动速度调节的反馈信号，使得流速可以实现高精度调节。图1所示的第一挡板4a和第二挡板4b，为阀门处于一定开度的位置，仅仅是阀门位置的
一个示例。
58.参见图2，为本发明对开结构的一体化流量测量和调节装置第二种实施例的剖面图。
59.本实施例包括外壳1、测量腔左壁2a、测量腔右壁2b、第一电极3a、第二电极3b、第一挡板4a、第二挡板4b、第一驱动轴5a、第二驱动轴5b、密封垫片6、密封支架7、流道入口10、流道出口11、第一止块13a、第二止块13b、密封圈15、绝缘垫片16。
60.外壳1的内部，形成一个连接流道入口10和流道出口11的近似圆柱形的腔体，其中流体介质依次通过流道入口10、腔体、流道出口11，流道入口10和流道出口11的截面为矩形。腔体内的测量腔壁、电极、挡板、驱动轴等，均按流道的中心轴左右对称布置。测量腔左壁2a位于腔体的一侧，测量腔右壁2b位于腔体的另一侧，测量腔左壁2a和测量腔右壁2b形成截面矩形的测量腔，用于流体介质的流量测量。流道入口10、测量腔、流道出口11之间依次平滑对接，使得流体介质的流形保持稳定。第一电极3a垂直方向布置在测量腔左壁2a上，第二电极3b垂直方向布置在测量腔右壁2b上，第一电极3a和第二电极3b与流体介质的接触面为垂直方向的矩形，具有较大的接触面积，以降低电极噪声。测量腔左壁2a和测量腔右壁2b采用绝缘塑料材料制造，第一电极3a和第二电极3b采用金属制造。外壳1采用金属制造，如不锈钢等，同时，本实施例的测量腔底部设置绝缘垫片16，以防止电极的感应电势被衰减。
61.外壳1和测量腔左壁2a之间设置圆弧形的第一挡板4a，同时设置第一驱动轴5a。第一挡板4a内侧弧面设置内齿轮，和第一驱动轴5a的外齿轮拟合。外壳1和测量腔右壁2b之间设置圆弧形的第二挡板4b，同时设置第二驱动轴5b。第二挡板4b内侧弧面设置内齿轮，和第二驱动轴5b的外齿轮拟合。第一挡板4a和第二挡板4b采用对称布置，可以在驱动轴的驱动下向流道中心移动，从而实现阀门的开闭。第一驱动轴5a和第二驱动轴5b以相同的转速、相反的方向转动，以保证第一挡板4a和第二挡板4b的对称移动，使得流形的变化对流量测量的影响达到最小。测量腔左壁2a靠近流道入口10处包含第一止块13a，用于限制第一挡板4a的移动位置，测量腔右壁2b靠近流道入口10处设置第二止块13b，用于限制第二挡板4b的移动位置。
62.外壳1的流道出口11设置带中间立柱的环形密封垫片6和密封支架7，密封支架7采用刚度较高的材料，以提供密封垫片6的支撑。密封垫片6采用热塑性弹性体材料制造，并且采用注塑工艺复合到密封支架7上，形成刚柔复合的密封元件。第一挡板4a和第二挡板4b的外侧面和密封垫片6接触，依靠密封垫片6材料的弹性特性，提供第一挡板4a和第二挡板4b与外壳1的密封，以及第一挡板4a和第二挡板4b，与测量腔左壁2a和测量腔右壁2b之间的密封。当第一挡板4a和第二挡板4b接近流道中心时，和环形密封垫片6的中间立柱贴合，同时利用流体介质入口压力大于出口压力的特性，将第一挡板4a和第二挡板4b向环形密封垫片6进一步压紧，实现阀门的完全闭合。外壳1的流道入口10设置环形的密封圈15，提供外壳1与测量腔壁之间的密封，以防止流体介质在测量腔之外形成流道，影响流量测量精度。同时，依托密封垫片6和密封圈15，提供第一驱动轴5a和第二驱动轴5b转动空间的密封，有利于防止异物进入转动空间，提高阀门运动的可靠性。
63.第一驱动轴5a和第二驱动轴5b采用步进马达或减速马达，工作在低速运行状态，以减少第一挡板4a和第二挡板4b移动时的流形对测量的干扰，使得流量可以实现高精度测
量。在第一挡板4a和第二挡板4b移动时，同时测量流体的流速，作为第一驱动轴5a和第二驱动轴5b转动速度调节的反馈信号，使得流速可以实现高精度调节。图2所示的第一挡板4a和第二挡板4b，为阀门处于一定开度的位置，仅仅是阀门位置的一个示例。
64.参见图3，为本发明对开结构的一体化流量测量和调节装置第三种实施例的剖面图。
65.本实施例包括外壳1、测量腔左壁2a、测量腔右壁2b、第一电极3a、第二电极3b、第一挡板4a、第二挡板4b、第一驱动轴5a、第二驱动轴5b、第一弹性体8a、第二弹性体8b、第一滑轮9a、第二滑轮9b、流道入口10、流道出口11、第一止块13a、第二止块13b、绝缘垫片16。
66.外壳1的内部，形成一个连接流道入口10和流道出口11的圆柱形腔体，其中流体介质依次通过流道入口10、圆柱形腔体、流道出口11，流道入口10和流道出口11的截面为圆角矩形。圆柱形腔体内的测量腔壁、电极、挡板、驱动轴、滑轮等均按流道的中心轴左右对称布置。测量腔左壁2a位于圆柱形腔体的左侧，测量腔右壁2b位于圆柱形腔体的右侧，测量腔左壁2a和测量腔右壁2b之间的空间形成截面为圆角矩形的测量腔，用于测量流体介质的流量。流道入口10、测量腔、流道出口11之间依次平滑对接，使得流体介质的流形保持稳定。第一电极3a垂直方向布置在测量腔左壁2a，第二电极3b垂直方向布置在测量腔右壁2b，且为对称布置，第一电极3a和第二电极3b与流体介质的接触面为垂直方向的矩形，具有较大的接触面积，以降低流体冲击造成的电极噪声。测量腔壁采用绝缘塑料制造，第一电极3a和第二电极3b采用导电塑料制造，本实施例的绝缘塑料和导电塑料使用相同的基材，并采用二次注塑工艺制造，以保证两者之间的密封性，以方便电极信号的传输。二次注塑是一种常用的注塑工艺，本实施例首先用常规的注塑工艺成形电极零件，然后将电极零件作为镶件进行第二次注塑，成形整个测量腔。采用相同的基材，有利于增加两个零件的结合度。本实施例为了降低外界电磁信号对电极信号的干扰，同时简化制造工艺，外壳1采用导电塑料制造。本实施例的测量腔底部设置绝缘垫片16，以防止电极感应电势被衰减，绝缘垫片16与测量腔壁一体，可简化制造工艺。
67.外壳1和测量腔左壁2a之间设置圆弧形的第一挡板4a，同时在第一挡板4a的外侧设置第一驱动轴5a，内侧设置第一滑轮9a。第一挡板4a的外侧弧面,靠近流道出口11处设置第一弹性体8a，靠近流道入口10处设置外齿轮，外齿轮和第一驱动轴5a的齿轮拟合；外壳1和测量腔右壁2b之间设置圆弧形的第二挡板4b，同时在第二挡板4b的外侧设置第二驱动轴5b，内侧设置第二滑轮9b，第二挡板4b的外侧弧面，靠近流道出口11处设置第二弹性体8b，靠近流道入口10处设置外齿轮，外齿轮和第二驱动轴5b的齿轮拟合。第一挡板4a和第二挡板4b的外侧弧线，和外壳1圆柱形腔体的弧线保持一致，可以沿弧线移动。外壳1在靠近流道入口10处，两侧各设置一个凸出的限位块，第一止块13a和第二止块13b，用于第一挡板4a和第二挡板4b的移动限位。第一挡板4a和第二挡板4b采用对称布置，可以在驱动轴的驱动下对称移动，从而实现阀门的开闭。第一驱动轴5a和第二驱动轴5b的模数相同，当转轴以相同的转速、相反的方向转动时，可保证第一挡板4a和第二挡板4b的对称移动，使得流形的变化对流量测量的影响达到最小。为了保证第一挡板4a和第二挡板4b沿弧线移动，且保证第一驱动轴5a和第二驱动轴5b的稳定拟合，本实施例设置第一滑轮9a和第二滑轮9b，用于第一挡板4a和第二挡板4b移动时的限位。第一滑轮9a和第二滑轮9b可以转动，以降低挡板移动时的摩擦力。
68.第一弹性体8a和第二弹性体8b采用热塑性弹性体材料制造，并且采用注塑工艺分别复合到第一挡板4a和第二挡板4b上，形成刚柔复合的密封元件。第一弹性体8a和第二弹性体8b与壳体1接触，依靠材料的弹性特性，提供第一挡板4a和第二挡板4b与外壳1的密封，以及第一挡板4a和第二挡板4b之间的密封。
69.第一驱动轴5a和第二驱动轴5b采用步进马达或减速马达，工作在低速运行状态，以减少第一挡板4a和第二挡板4b移动时的流形对测量的干扰，使得流量可以实现高精度测量。在第一挡板4a和第二挡板4b移动时，同时测量流体的流速，作为第一驱动轴5a和第二驱动轴5b转动速度调节的反馈信号，使得流速可以实现高精度调节。图3所示的第一挡板4a和第二挡板4b，为阀门处于一定开度的位置，仅仅是阀门位置的一个示例。
70.参见图4，为本发明对开结构的一体化流量测量和调节装置第四种实施例的剖面图。
71.本实施例包括外壳1、测量腔左壁2a、测量腔右壁2b、第一电极3a、第二电极3b、第一挡板4a、第二挡板4b、流道入口10、流道出口11、绝缘垫片16。
72.外壳1的内部，形成一个连接流道入口10和流道出口11的近似立方体腔体，其中流体介质依次通过流道入口10、腔体、流道出口11，流道入口10和流道出口11的截面为圆角矩形。腔体内的测量腔壁、电极、挡板等，均按流道的中心轴左右对称布置。测量腔左壁2a位于腔体的左侧，测量腔右壁2b位于腔体的右侧，测量腔左壁2a和测量腔右壁2b之间的空间形成截面为圆角矩形的测量腔，用于测量流体介质的流量。流道入口10、测量腔、流道出口11之间依次平滑对接，使得流体介质的流形保持稳定。第一电极3a垂直方向布置在测量腔左壁2a上，第二电极3b垂直方向布置在测量腔右壁2b上，电极与流体介质的接触面为垂直方向的矩形，并形成较大的接触面积，以降低流体介质冲击造成的噪声。第一电极3a和第二电极3b采用导电塑料注塑成形，测量腔左壁2a和测量腔右壁2b采用绝缘塑料，和电极进行二次注塑，使得电极和测量腔壁紧密结合，以避免电极位置向外渗水。外壳1采用导电材料制造，如不锈钢、导电塑料等，以实现电磁屏蔽。本实施例的测量腔底部设置绝缘垫片16，以防止电极感应电势被衰减，绝缘垫片16与测量腔壁一体，可简化制造工艺。
73.外壳1的流道出口11处的左侧设置第一挡板4a，第一挡板4a靠近测量腔左壁2a的一端可转动，从而带动另一端移动。外壳1的流道出口11处的右侧设置第二挡板4b，第二挡板4b靠近测量腔右壁2b的一端可转动，从而带动另一端移动。第一挡板4a和第二挡板4b采用对称布置，转动时可向流道中心移动，从而实现阀门的开闭。如第一挡板4a和第二挡板4b的移动速度相同，能保持挡板的对称状态，使得阀门开关时的流形变化对流量测量的影响达到最小。
74.第一挡板4a和第二挡板4b采用步进马达或减速马达，工作在低速运行状态，以减少第一挡板4a和第二挡板4b移动时的流形对测量的干扰，使得流量可以实现高精度测量。在第一挡板4a和第二挡板4b移动时，同时测量流体的流速，作为转动速度调节的反馈信号，使得流速可以实现高精度调节。图4所示的第一挡板4a和第二挡板4b，为阀门处于一定开度的位置，仅仅是阀门位置的一个示例。
75.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，外壳的内腔为圆柱体或近似圆柱形，挡板采用和圆柱体弧面一致或近似的圆弧形，以降低阀体的尺寸，只是一种优化的布置方式。本实施例外壳的内腔为近似立方体，挡板采用楔形，虽然增大了阀门的体积，
但可以进一步减少流形变化的影响，是另一种优化布置方式。而采用近似直线的弧线，也是一种减少流形影响、降低体积的方法，并不影响本装置的特性，这种为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
76.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，外壳的内腔为圆柱体、近似圆柱形和近似立方形，也可以设计成圆锥形和立方锥形，以利于密封和装配，这些形状的改变，并不影响本装置的特性，这种为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
77.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，为了保证挡板的移动，设置了滑轮机构，也可以进一步设置导轨、滑块等限位机构，这些限位机构的设置，并不影响本装置的实质性能，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
78.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，采用齿轮拟合方式驱动挡板的移动，也可以采用推杆、连杆、摇臂等其他驱动方式，这些机构的设置，并不影响本装置的实质性能，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
79.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，挡板的一端向流道的中轴线沿弧线移动，另一端也沿同样的弧线移动或转动。挡板的移动也可以设计为按其他路径向流道的中轴线移动，并且挡板的一端和另一端可以沿不同的路径移动，这些机构的设置，并不影响本装置的流量测量和调节特性，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
80.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，腔体内采用对称布置，只是为了达到最佳的流量测量精度，也可以采用非对称布置，同样可以满足一定精度的流量测量要求，这种非对称流道的设计，只是对流量测量精度产生了一定的影响，但并不影响本装置对提升流量测量精度的能力，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
81.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，电极采用金属材料或导电塑料制造，也可以采用金属和导电塑料复合的方式，即流体介质的接触部分为金属材料，以降低电极噪声，而电极信号引出采用导电塑料，以实现电极的密封，此技术为公开技术，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
82.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，挡板接触的端面采用w形曲线，也可以为其他类型的曲线，以实现各种不同的流量调节特性，此技术为公开技术，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
83.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，未包含励磁装置部分的技术，有关励磁装置可以采用目前公开的通用技术，并不影响本装置的特性，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
84.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，未包含电极信号引出部分的技术，有关电极信号引出可以采用目前公开的通用技术，并不影响本装置的特性，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
85.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，未包含测量腔上盖部分的结构，有关测量腔上盖部分的机构可以采用目前公开的通用技术，并不影响本装置的特性，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
86.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，未包含挡板马达驱动机构的技术，有关挡板马达驱动机构可以采用目前公开的通用技术，并不影响本装置的特性，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
87.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，挡板以水平方向移动或转动，挡板也可以垂直方向移动或转动，这种将挡板镜像和/或旋转任何角度，只是挡板的一种布置方式，针对不同的励磁方式，均可以选择最佳的挡板布置，这些并不影响本装置的实质特性，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
88.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，以更多数量的挡板、密封零件、驱动零件等组合的方式，形成组合挡板，但这种简单组合形式的变化，并不影响本装置的实质特性，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
89.本实施例一种对开结构的一体化流量测量和调节装置，将本装置镜像和/或旋转任何角度，并不影响本装置的特性，为本领域技术人员所熟知的技术，此类情况亦在本发明的保护范围内。
90.以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围。