一種光掃描式氣體流量計的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種光掃描式氣體流量計，主要由錐度管(1)、浮子(2)、光引導(dǎo)窗口組(3)、光發(fā)射組(4)、光接收管組(5)組成。本實用新型的優(yōu)點是：可以使光束更加集中發(fā)射或接收、減少散光、折射光或光束扇形放大引起的光信號干擾，提高光掃描方式檢測氣體流量時的準(zhǔn)確性。
【專利說明】一種光掃描式氣體流量計
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光掃描式氣體流量計，屬于氣體流量計量器具中的主要部件。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體流量計目前普遍采用浮子流量計(也稱“浮標(biāo)式流量計”，下同)，其工作原理是利用流經(jīng)錐度管內(nèi)的氣流吹起管內(nèi)的浮子(也稱“浮標(biāo)”，下同)，目測浮子的位置所對應(yīng)的流量刻度計算氣體流量。但這類產(chǎn)品的缺陷是誤差大、讀數(shù)不方便。本發(fā)明人提出了采用光掃描浮子位移方式測量氣體流量的技術(shù)方案(專利受理號:2012)，即:在錐度管外周分成兩列分布排列光掃描/接收兀件，一列為發(fā)光二極管光組成的光發(fā)射組，另一列為光敏二極管/或光敏三極管組成的光接收組；發(fā)光二極管與光敏二極管/或光敏三極管最好是一一對應(yīng)排列，其工作時產(chǎn)生的光輻射掃描和接收區(qū)域能覆蓋錐度管內(nèi)浮子的有效移動范圍(注:浮子的有效移動范圍是指工作流量產(chǎn)生時浮子在錐度管內(nèi)的位移距離或漂移范圍)。發(fā)光二極管組、光敏二極管/或光敏三極管組采用導(dǎo)線與單片機或集成電路連接，集成電路對光信號進行預(yù)處理，獲取清晰的信號，輸送到單片機計算出流量值并予以讀出。在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)由于光發(fā)射組發(fā)出的光柱容易呈扇形放大、或經(jīng)錐度管折射，在密集分布的光接收組中可能有一個或者幾個光敏二極管/或光敏三極管同時接收到光信號，因此容易引起光掃描信息被干擾，導(dǎo)致計量不準(zhǔn)。
[0003]為此,本發(fā)明提出一種光掃描式氣體流量計的技術(shù)方案，可有效避免光掃描干擾、精度高、造價低，有利于在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要由錐度管、浮子、光引導(dǎo)窗口組、光發(fā)射組、光接收管組。
[0005]所述的錐度管是透明或半透明的、內(nèi)徑帶有錐度的空心管子；錐度自上而下內(nèi)徑逐步由大變小，一般可采用玻璃或PE、PC等硬質(zhì)透明材料制成圓柱形管子。
[0006]所述的錐度管內(nèi)設(shè)有浮子，浮子能在錐度管上下兩端自由順滑移動。錐度管下端有氣流輸入時，浮子能在氣流作用下在錐度管內(nèi)向上漂浮，而且氣流強度越大浮子、浮子漂浮越高，氣流強度減弱時浮子緩慢回落，氣流關(guān)閉后浮子回到起始點。
[0007]錐度管外周的一側(cè)設(shè)有光發(fā)射組，所述的光發(fā)射組由5個或5個以上的發(fā)光二極管排列而成的組合體，發(fā)光二極管一般應(yīng)成直線排列分布，光發(fā)射組應(yīng)與錐度管平行排列。
[0008]錐度管外周的另一側(cè)設(shè)有光接收管組，所述的光接收管組是由5個或5個以上的光敏二極管/或光敏三極管組排列而成的組合體，光敏二極管/或光敏三極管一般應(yīng)成直線排列，光接收管組應(yīng)與錐度管平行排列。
[0009]所述的光發(fā)射組與光接收管組分布在錐度管外周，光發(fā)射組、光接收管組均應(yīng)與錐度管平行排列，且光接收管組與光發(fā)射組應(yīng)以錐度管為中心面對面分布設(shè)置，從而使光發(fā)射組的發(fā)光二極管與光接收管組的光敏二極管/或光敏三極管一一對應(yīng)并呈面對面排列。[0010]所述的光引導(dǎo)窗口組是由3個或3個以上光引導(dǎo)窗口排列組成的組合體。光引導(dǎo)窗口是指用于屏蔽散光、折射光干擾，使光束發(fā)射出或者光束接收時能引導(dǎo)光束集中到一個點上的狹小通道。光引導(dǎo)窗口組可以設(shè)置于光發(fā)射組的發(fā)光二極管發(fā)出的光束方向的正前方位置、且位于光發(fā)射組與錐度管之間。光引導(dǎo)窗口可以使發(fā)光二極管發(fā)出的光束更加集中發(fā)射、減少散光或光束扇形放大；光引導(dǎo)窗口的設(shè)置數(shù)量與發(fā)光二極管的數(shù)量成正比關(guān)系，以能達到減少散光、集中發(fā)射光束的效果為光引導(dǎo)窗口的大小、設(shè)置數(shù)量和分布位置的主要依據(jù)，一般是要求每一個發(fā)光二極管的發(fā)出的光束方向的正前方對應(yīng)設(shè)有一個光引導(dǎo)窗口，若干個光引導(dǎo)窗口排列組合成為光引導(dǎo)窗口組，光引導(dǎo)窗口組與光發(fā)射組并行排列。同樣光引導(dǎo)窗口組也可以設(shè)置于光接收管組的光敏二極管/或光敏三極管的接收光束的正前方位置、且位于光接收組與錐度管之間。光引導(dǎo)窗口組可以屏蔽散光、折射光干擾，集中而有效接收光發(fā)射組發(fā)射過來的光信號。光引導(dǎo)窗口的設(shè)置數(shù)量與光敏二極管/或光敏三極管的數(shù)量成正比關(guān)系，以能達到屏蔽散光、折射光干擾效果為光引導(dǎo)窗口的大小、設(shè)置數(shù)量和分布位置的主要依據(jù)，一般是要求每一個光敏二極管/或光敏三極管的接收光束的正前方對應(yīng)設(shè)有一個光引導(dǎo)窗口，若干個光引導(dǎo)窗口排列組合成為光引導(dǎo)窗口組，光引導(dǎo)窗口組與光接收組并行排列。
[0011]光發(fā)射組與光接收管組其中至少應(yīng)有一組設(shè)有光引導(dǎo)窗口組，優(yōu)選的是光發(fā)射組與光接收管組均設(shè)有光引導(dǎo)窗口組。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點是:可以使光束更加集中發(fā)射或接收、減少散光、折射光或光束扇形放大引起的光信號干擾，提高光掃描方式檢測氣體流量時的準(zhǔn)確性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中所示:錐度管(I)、浮子(2)、光引導(dǎo)窗口組(3)、光發(fā)射組(4)、光接收管組
(5)
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例具體地說明本發(fā)明。
[0016]實施例一:本發(fā)明的制作。主要技術(shù)參數(shù):錐度管⑴高度80mm,內(nèi)徑6mm?4mm自上而下變徑；光發(fā)射組(4)、光接收管組(5)均設(shè)有光引導(dǎo)窗口(3)
[0017]本發(fā)明可以采用預(yù)先單獨生產(chǎn)各部件，然后采用模塊組裝方式生產(chǎn):
[0018]1、開錐度管(I)注塑模具,采用PC材料生產(chǎn)出長度為80mm、上端內(nèi)徑6mm、下端內(nèi)徑4mm錐度管(I);用不銹鋼材料制備圓球形浮子(2)，浮子(2)的直徑為3.8mm。
[0019]2、將10只發(fā)光二極管等距離排列制成貼片式的光掃描組(4)，將10只光敏三極管等距離排列制成貼片式的光接收管組(5)，并使發(fā)光二極管與光敏三極管一一對稱排列。
[0020]3、開出光引導(dǎo)窗口組(3)的注塑模具，用黑色不透明塑膠材料注塑生產(chǎn)出光引導(dǎo)窗口組(3);光引導(dǎo)窗口組⑶的大小、窗口數(shù)量、布局分別與光發(fā)射組(4)、光接收管組
(5)的發(fā)光二極管或光敏三極管對應(yīng)并保持一致。
[0021]4、根據(jù)附圖1的結(jié)構(gòu)示意圖，進行模塊式安裝，以豎立的錐度管(I)為中心，將光引導(dǎo)窗口組(3)與光發(fā)射組(4)并行排列，光引導(dǎo)窗口設(shè)置于發(fā)光二極管發(fā)出的光束方向的正前方；將光引導(dǎo)窗口組(3)與光接收組(5)并行排列，光引導(dǎo)窗口設(shè)置與光敏三極管的接收光束的正前方位置。
[0022]實施例二:本發(fā)明是通過以下方式與單片機聯(lián)合工作的:
[0023]光發(fā)射組(4)與光接收管組(4)采用導(dǎo)線與單片機或集成電路連接，集成電路對光信號進行預(yù)處理，輸送到單片機進行“浮子位置一對應(yīng)流量”數(shù)據(jù)模型分析計算，得出流量值。
[0024]上述附圖及實施例僅用于說明本發(fā)明，對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種光掃描式氣體流量計，主要由錐度管(I)、浮子(2)、光引導(dǎo)窗口組(3)、光發(fā)射組(4)、光接收管組(5)組成，其中: 所述的錐度管(I)是透明或半透明的、內(nèi)徑帶有錐度的空心管子，錐度管(I)內(nèi)設(shè)有浮子⑵； 所述的光發(fā)射組(4)由5個或5個以上的發(fā)光二極管排列而成的組合體； 所述的光接收管組(5)是由5個或5個以上的光敏二極管/或光敏三極管組排列而成的組合體； 所述的錐度管(I)外周的一側(cè)設(shè)有光發(fā)射組(4)、另一側(cè)設(shè)有光接收管組(5)； 所述的光引導(dǎo)窗口組⑶是由3個或3個以上光引導(dǎo)窗口排列組成的組合體。
2.權(quán)利要求1所述的一種光掃描式氣體流量計，其特征在于:光發(fā)射組(4)與光接收管組(5)分布在錐度管(I)外周，光發(fā)射組(4)、光接收管(5)組均應(yīng)與錐度管(I)平行排列，且光接收管組(4)與光發(fā)射組(5)應(yīng)以錐度管(I)為中心面對面分布設(shè)置。
3.權(quán)利要求1所述的一種光掃描式氣體流量計，其特征在于:光發(fā)射組(4)與光接收管組(5)其中至少應(yīng)有一組設(shè)有光引導(dǎo)窗口組(3)。
4.權(quán)利要求1所述的一種光掃描式氣體流量計，其特征在于:所述的光引導(dǎo)窗口組(3)是由3個或3個以上光引導(dǎo)窗口排列組成的組合體。
5.權(quán)利要求1所述的一種光掃描式氣體流量計，其特征在于:光引導(dǎo)窗口組(3)可以設(shè)置于光發(fā)射組(4)的發(fā)光二極管發(fā)出的光束方向的正前方位置、且位于光發(fā)射組(4)與錐度管⑴之間。
6.權(quán)利要求1所述的一種光掃描式氣體流量計，其特征在于:光引導(dǎo)窗口組(3)也可以設(shè)置于光接收管組(5)的光敏二極管/或光敏三極管的接收光束的正前方位置、且位于光接收組(5)與錐度管⑴之間。
【文檔編號】G01F1/52GK203443621SQ201320487169
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】劉曉曼 申請人:杭州萊克思大醫(yī)療用品有限公司