專利名稱：水流量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種傳感器，特別是一種水流量傳感器。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)使用的燃?xì)鉄崴髦校?5％以上采用傳統(tǒng)水閥連動(dòng)裝置作水流判斷控制，其為機(jī)械式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，傳統(tǒng)水閥連動(dòng)裝置易誤動(dòng)作產(chǎn)生干燒(軸被卡死、干簧管老化或磁化)，而且啟動(dòng)水壓高，水路系統(tǒng)阻力較大，體積大，不宜用在10L/min以上的大容量熱水器上，而要想降低啟動(dòng)水壓就需要犧牲一定的流量特性(即通過(guò)減小流量來(lái)增加水閥內(nèi)的壓力)，為了能使兩者兼顧，唯有加大水閥片，但這樣隨著水閥體的增大而成本升高，且水流啟動(dòng)壓力指標(biāo)也不能做得太低，再加之該裝置中的橡膠件鼓膜、“O”型密封圈老化損壞而引起的故障率高達(dá)50％，另外，98％以上的熱水器仍然需手動(dòng)調(diào)節(jié)，功能少、智能化程度低、舒適性差，有的甚至還造成人身傷害。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種水流量傳感器，它結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、計(jì)量精確、一致性好，反應(yīng)靈敏、壽命長(zhǎng)、動(dòng)作迅速、工作可靠、連接方便、超低流量啟動(dòng)，適用于需對(duì)水流量進(jìn)行精確計(jì)量和控制的產(chǎn)品或設(shè)備。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)水流量傳感器，它包括殼體、保持架、印制板組件、轉(zhuǎn)子組件和蓋，殼體是帶有轉(zhuǎn)軸嵌件的外殼，與保持架、蓋通過(guò)固定裝置連接在一起，兩端有便于與器具相連接的接口；保持架上固定有印制板組件，密封傳感器的O形圈和密封圈均裝在保持架上；印制板組件包括電路板、霍爾傳感器、電阻及連接線四個(gè)器件；轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)子、干軸承、磁塊、卡圈四個(gè)零件組成，轉(zhuǎn)子組件套在殼體的轉(zhuǎn)軸上，磁塊套在轉(zhuǎn)子上由卡圈固定。
轉(zhuǎn)子組件套在殼體的轉(zhuǎn)軸上，其轉(zhuǎn)動(dòng)的軸向與水流動(dòng)的方向始終為垂直狀態(tài)。轉(zhuǎn)子組件與殼體之間的間隙大于2mm。殼體進(jìn)、出水孔的尺寸和磁塊的磁極數(shù)一起確定水流量傳感器的輸出參數(shù)f(Hz)。磁塊是三對(duì)磁極。
通過(guò)上面的敘述可以看出，本實(shí)用新型(以用在燃?xì)鉄崴魃蠟槔?具有以下優(yōu)點(diǎn)a.水路與氣路完全隔離，無(wú)機(jī)械傳動(dòng)而引起的故障(如傳動(dòng)軸卡住、中孔漏水等)b.水的流量完全可以知道，從而可以更好地控制燃?xì)饬康亩嗌?，?shí)現(xiàn)恒溫。
c.靠水流量傳感器來(lái)控制熱水器的開(kāi)關(guān)機(jī)，(自身壓力降遠(yuǎn)低于水閥體可以真正實(shí)現(xiàn)超低水壓?jiǎn)?dòng))。
d.水路系統(tǒng)連接，采用可靠的端面密封或圓周密封形式，不再有易損件存在。
e.水流量傳感器的工作原理是首先有水的流動(dòng)且達(dá)到一定量后才能啟動(dòng)熱水器，即使自身?yè)p壞也不會(huì)造成干燒熱水器。
f.水流量傳感器體積小，安裝布局方便，可以減小熱水器的體積。


圖1為本實(shí)用新型俯視圖圖2為圖1的A-A剖視圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述如圖1、圖2所示，水流量傳感器，它包括殼體1、保持架2、印制板組件3、轉(zhuǎn)子組件和蓋4，殼體1是帶有轉(zhuǎn)軸嵌件的外殼，與保持架2、蓋4通過(guò)固定裝置連接在一起，固定裝置為四個(gè)螺釘11，具有結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，兩端有便于與器具相連接的接口；保持架2上固定有印制板組件3，密封傳感器的O形圈6和密封圈5均裝在保持架上；印制板組件3包括電路板、霍爾傳感器、電阻及連接線15四個(gè)器件，是水流量傳感器的核心部件，是把轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖電信號(hào)的執(zhí)行器，殼體1內(nèi)連接線15的端頭設(shè)置有密封塊12，連接線15上設(shè)置有扎線扣13和PVC導(dǎo)管14；轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)子9、干軸承10、磁塊7、卡圈8四個(gè)零件組成，轉(zhuǎn)子組件套在殼體的轉(zhuǎn)軸上，磁塊7套在轉(zhuǎn)子9上由卡圈8固定，轉(zhuǎn)子組件套在殼體1的轉(zhuǎn)軸上，把水的流量變成對(duì)應(yīng)(線性)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)，磁塊的磁場(chǎng)交替切割霍爾器件，使其產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號(hào)，其轉(zhuǎn)動(dòng)的軸向與水流動(dòng)的方向始終為垂直狀態(tài)，保證了水流量傳感器輸出參數(shù)的靈敏性以及水流量傳感器的自清潔性，轉(zhuǎn)子組件與殼體1之間的間隙足夠大，大于2mm，確保轉(zhuǎn)子組件不會(huì)被水中的雜物所卡住，殼體1進(jìn)、出水孔的尺寸和磁塊7的磁極數(shù)一起確定了水流量傳感器的輸出參數(shù)f(Hz)，磁塊7套在轉(zhuǎn)子9上由卡圈8固定，磁塊7由塑料磁性材料高壓注塑而成，而且是三對(duì)磁極，其具有很高的抗拉強(qiáng)度(不易損壞)和較高的磁場(chǎng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，其磁極數(shù)直接影響水流量傳感器的參數(shù)，其磁場(chǎng)強(qiáng)度直接影響水流量傳感器的可靠性和穩(wěn)定性，干軸承是水流量傳感器的又一部件，它是裝在轉(zhuǎn)子組件上起軸承作用的，它直接影響水流量傳感器參數(shù)的線性和使用壽命，干軸承10由聚四氟乙稀加石墨的特殊材料精加工而成，其具有很好的耐磨性和自潤(rùn)滑性以及耐高溫(大于250℃)等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型是安裝在器具(以燃?xì)鉄崴鳛槔?的進(jìn)水端用于檢測(cè)進(jìn)水流量的大小及通斷。它采用了霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)水流過(guò)傳感器腔體時(shí)，里面的轉(zhuǎn)子受水的沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子上面的三對(duì)極磁塊也隨之旋轉(zhuǎn)，霍爾器件切割磁力線，輸出脈沖信號(hào)，通過(guò)微電腦所計(jì)出的脈沖數(shù)，計(jì)量出流過(guò)該器件的準(zhǔn)確流量，從而實(shí)現(xiàn)器具的“開(kāi)”、“關(guān)”機(jī)或其它控制調(diào)節(jié)功能，如由控制器判斷水流量的大小進(jìn)行調(diào)控比例閥電流大小，從而通過(guò)比例閥控制氣量大小，避免燃?xì)鉄崴髟谑褂眠^(guò)程中出現(xiàn)夏暖冬涼現(xiàn)象。該器件只有當(dāng)水流過(guò)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號(hào)，不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。
當(dāng)水流通過(guò)殼體，推動(dòng)轉(zhuǎn)子上面的三對(duì)極磁塊旋轉(zhuǎn)，不同磁極靠近霍爾元件時(shí)霍爾元件導(dǎo)通。離開(kāi)時(shí)霍爾元件斷開(kāi)。由此，可測(cè)量出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(水流速度)。根據(jù)實(shí)測(cè)的水流量——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速——輸出信號(hào)(電壓)的曲線，便可確定出熱水器的啟動(dòng)水壓，以及與此啟動(dòng)水壓相對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)水量與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n。由控制電路，便可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速＞設(shè)定轉(zhuǎn)速n時(shí)熱水器啟動(dòng)工作，在轉(zhuǎn)速＜n時(shí)，熱水器停止工作。這樣熱水器啟動(dòng)水壓一般設(shè)定在0.01MPa，啟動(dòng)水量為2.0L～3.5L/min(須滿足熱水器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)最高溫升的限制)。停水時(shí)轉(zhuǎn)子組件快速停止，終止脈沖信號(hào)輸出，控制器接收不到脈沖信號(hào)，立即指令燃?xì)獗壤y關(guān)閥，切斷氣源，有效降低停水溫升。
霍爾傳感器是利用霍爾元件的霍爾效應(yīng)原理來(lái)直接或間接檢測(cè)磁性物理量，當(dāng)它被置于磁場(chǎng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)時(shí)，且給霍爾元件正極串入負(fù)載電阻，同時(shí)通入控制電壓DC2.1～18V，使電流方向與磁場(chǎng)方向正交。這樣，當(dāng)水通過(guò)殼體時(shí)，推動(dòng)轉(zhuǎn)子上面的三對(duì)極磁塊轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生不同磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割磁力線，產(chǎn)生高低脈沖電平。由于霍爾元件的輸出脈沖信號(hào)與磁性轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速又與水流量大小成正比關(guān)系，使燃?xì)鉄崴鞯膯?dòng)與水流量大小有關(guān)。其流量脈沖特性計(jì)算公式為脈沖f(Hz)＝C×流量Q(L/min)(C為常數(shù))。霍爾傳感器反饋信號(hào)給控制器判斷出水流量的大小，并可以根據(jù)燃?xì)鉄崴鳈C(jī)型不同，選擇最佳的啟動(dòng)流量，實(shí)現(xiàn)超低壓(0.02MPa以下)啟動(dòng)。
權(quán)利要求1.水流量傳感器，其特征在于它包括殼體(1)、保持架(2)、印制板組件(3)、轉(zhuǎn)子組件和蓋(4)，殼體(1)是帶有轉(zhuǎn)軸嵌件的外殼，與保持架(2)、蓋(4)通過(guò)固定裝置連接在一起，兩端有便于與器具相連接的接口；保持架(2)上固定有印制板組件(3)，密封傳感器的O形圈(6)和密封圈(5)均裝在保持架上；印制板組件(3)包括電路板、霍爾傳感器、電阻及連接線(15)四個(gè)器件；轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)子(9)、干軸承(10)、磁塊(7)、卡圈(8)四個(gè)零件組成，轉(zhuǎn)子組件套在殼體的轉(zhuǎn)軸上，磁塊(7)套在轉(zhuǎn)子(9)上由卡圈(8)固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流量傳感器，其特征在于轉(zhuǎn)子組件套在殼體(1)的轉(zhuǎn)軸上，其轉(zhuǎn)動(dòng)的軸向與水流動(dòng)的方向始終為垂直狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流量傳感器，其特征在于轉(zhuǎn)子組件與殼體(1)之間的間隙大于2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流量傳感器，其特征在于殼體(1)進(jìn)、出水孔的尺寸和磁塊(7)的磁極數(shù)一起確定水流量傳感器的輸出參數(shù)f(Hz)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流量傳感器，其特征在于磁塊(7)是三對(duì)磁極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流量傳感器，其特征在于殼體(1)與保持架(2)、蓋(4)通過(guò)四個(gè)螺釘(11)連接在一起。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水流量傳感器，它包括殼體1、保持架2、印制板組件3、轉(zhuǎn)子組件和蓋4，殼體1是帶有轉(zhuǎn)軸嵌件的外殼，與保持架2、蓋4通過(guò)固定裝置連接在一起，兩端有便于與器具相連接的接口；保持架2上固定有印制板組件3。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)水路與氣路完全隔離，無(wú)機(jī)械傳動(dòng)如傳動(dòng)軸卡住、中孔漏水等而引起的故障；水的流量完全可知，可更好地控制燃?xì)饬康亩嗌伲瑢?shí)現(xiàn)恒溫；可以真正實(shí)現(xiàn)超低水壓?jiǎn)?dòng)；水路系統(tǒng)連接，采用可靠的端面密封或圓周密封形式，無(wú)傳動(dòng)密封，不再有易損件存在；不會(huì)造成干燒熱水器；體積小，安裝布局方便，可以減小熱水器的體積。
文檔編號(hào)F24H9/20GK2833529SQ200520034159
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者任曉峰 申請(qǐng)人:成都高新區(qū)華匯實(shí)業(yè)有限公司