一種單色光流量?jī)x表的傳感器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種單色光流量?jī)x表的傳感器裝置。壓緊蓋置于葉輪壓緊蓋孔中，探頭嵌入在殼體的探頭孔中，單色光發(fā)生器、單色光粒子信號(hào)接收裝置固定在殼體上，單色光發(fā)生器與探頭孔連接，單色光粒子信號(hào)接收裝置與單色光粒子信號(hào)處理器連接，轉(zhuǎn)子置于殼體內(nèi)，前導(dǎo)向件、后導(dǎo)向件分別置于殼體兩端內(nèi)，轉(zhuǎn)子軸兩端分別置于前導(dǎo)向件、后導(dǎo)向件軸孔內(nèi)，前導(dǎo)向件、后導(dǎo)向件通過漲圈、壓緊圈固定在殼體上，單色光發(fā)生器產(chǎn)生的單色光粒子由單色光粒子信號(hào)接收裝置接收，經(jīng)單色光粒子信號(hào)處理器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出流體流量。它采用了單色光粒子計(jì)數(shù)技術(shù)，主要針對(duì)流體流量的測(cè)量，提高了測(cè)量微小流量的性能，使測(cè)量精度提升到更高的高度。
【專利說明】
一種單色光流量?jī)x表的傳感器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器，特別涉及的是對(duì)流體介質(zhì)進(jìn)行測(cè)量的一種單色光流量?jī)x表的傳感器裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前已有的流量計(jì)如電磁流量計(jì)，潤(rùn)輪流量計(jì)以通過對(duì)磁場(chǎng)磁通量的改變，或如渦街流量計(jì)通過旋渦壓力等方式產(chǎn)生電信號(hào)來計(jì)算流體流量。其存在的問題是:
1、電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律原理，通過流體流速變化，改變電動(dòng)勢(shì)。渦輪流量計(jì)是一種流量測(cè)量?jī)x表，流動(dòng)流體的動(dòng)力驅(qū)使渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，切割放大器產(chǎn)生的定磁通量的磁力線，進(jìn)而測(cè)量流體流量。其旋轉(zhuǎn)速度與體積流量近似成比例。通過流量計(jì)的流體體積示值是以渦輪葉輪轉(zhuǎn)數(shù)為基準(zhǔn)的。這兩種流量計(jì)原理都是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)，渦輪流量計(jì)對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的材質(zhì)和加工精度有一定的要求，測(cè)量精度均在0.5-1級(jí)，精度不高。
[0003]2、渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門渦街原理制造的，用壓電陶瓷制作的探頭來測(cè)量發(fā)生的旋渦的頻率。它的優(yōu)點(diǎn)是抗震、測(cè)量靈敏度好，但是缺點(diǎn)是加裝穩(wěn)壓補(bǔ)償系統(tǒng)導(dǎo)致重量太大，裝配復(fù)雜，給修理帶來一定的麻煩，而且口徑粗細(xì)有限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種單色光流量?jī)x表的傳感器裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。它采用了單色光粒子計(jì)數(shù)技術(shù)，主要針對(duì)流體流量的測(cè)量，提高了測(cè)量微小流量的性能，使測(cè)量精度提升到更高的高度。
[0005]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，是通過如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種單色光流量?jī)x表的傳感器裝置，包括殼體、轉(zhuǎn)子、壓緊圈、漲圈、前導(dǎo)向件、后導(dǎo)向件，其特征在于:還包括單色光發(fā)生器、單色光粒子信號(hào)接收裝置、單色光粒子信號(hào)處理器、探頭，所述殼體的殼壁上對(duì)稱設(shè)有探頭孔、通光孔I;所述轉(zhuǎn)子包括壓緊蓋、設(shè)有數(shù)個(gè)葉片的葉輪、轉(zhuǎn)子軸，所述壓緊蓋置于葉輪壓緊蓋孔中緊配合，所述轉(zhuǎn)子軸置于壓緊蓋軸孔中緊配合，葉輪的通光孔I1、壓緊蓋的數(shù)個(gè)通光孔II1、轉(zhuǎn)子軸的通光孔IV同心；所述探頭嵌入在殼體的探頭孔中，所述單色光發(fā)生器、單色光粒子信號(hào)接收裝置分別固定在殼體的外壁上，單色光發(fā)生器通過導(dǎo)線與探頭孔連接，單色光粒子信號(hào)接收裝置通過導(dǎo)線與單色光粒子信號(hào)處理器連接，所述轉(zhuǎn)子置于殼體內(nèi)，所述前導(dǎo)向件、后導(dǎo)向件分別置于殼體兩端內(nèi)，轉(zhuǎn)子軸兩端分別置于前導(dǎo)向件、后導(dǎo)向件軸孔內(nèi)設(shè)有的軸承中，前導(dǎo)向件、后導(dǎo)向件分別依次通過漲圈、壓緊圈固定在殼體上，單色光發(fā)生器產(chǎn)生的單色光粒子通過通光孔I1、通光孔II1、通光孔IV、通光孔I由單色光粒子信號(hào)接收裝置接收單色光束的光通量，經(jīng)單色光粒子信號(hào)處理器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出流體流量。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:利用光波不受強(qiáng)電磁干擾，也不影響外界的電磁場(chǎng)，具有單色性好、相干性好、方向性好的特性，同時(shí)轉(zhuǎn)子材料的改變，可以使轉(zhuǎn)子在受流體驅(qū)動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不必拘泥于鐵磁性材料，避免機(jī)加工中帶來的誤差，得到更好的線性關(guān)系，從本質(zhì)上提高了渦輪結(jié)構(gòu)測(cè)量流體流量的精確性，可提高精度至0.1級(jí)。采用單光子計(jì)數(shù)技術(shù)為靈敏度提升的核心技術(shù)，大大優(yōu)于傳統(tǒng)的模擬電壓放大。單光子計(jì)數(shù)原理為直接由光電倍增管的光子脈沖經(jīng)過鑒別技術(shù)，讀出相應(yīng)的光電子量，因此可大幅壓低噪聲，提高信噪比。本發(fā)明裝配簡(jiǎn)便，重量輕。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖2為本發(fā)明轉(zhuǎn)子的主視立體圖；
圖3為本發(fā)明轉(zhuǎn)子的后視立體圖；
圖4為本發(fā)明轉(zhuǎn)子的剖視圖；
圖5為本發(fā)明轉(zhuǎn)子葉輪的結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖6為本發(fā)明壓緊蓋的結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖7為本發(fā)明轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖8為本發(fā)明前導(dǎo)向件、后導(dǎo)向件的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008]如圖1至圖8所示，一種單色光流量?jī)x表的傳感器裝置，包括殼體1、轉(zhuǎn)子2、壓緊圈3、漲圈4、前導(dǎo)向件8、后導(dǎo)向件9，還包括單色光發(fā)生器5、單色光粒子信號(hào)接收裝置7、單色光粒子信號(hào)處理器6、探頭10。
[0009]壓緊蓋2-1為圓形，在圓形面一側(cè)設(shè)有內(nèi)環(huán)凸起和外環(huán)凸起，在內(nèi)環(huán)凸起壁和外環(huán)凸起壁上分別對(duì)稱設(shè)有同心的通光孔1112-12，在圓形面中心處設(shè)有與內(nèi)環(huán)凸起相通的軸孔2-11。
[0010]葉輪2-2為環(huán)狀，葉輪2-2的內(nèi)圓孔為壓緊蓋孔2-22，在葉輪2-2的環(huán)狀壁上設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱的通光孔112-23，葉輪2-2上設(shè)有的葉片2-21為六片，六片葉片2-21等距傾斜設(shè)置。
[0011]轉(zhuǎn)子軸2-3的中間位置設(shè)有通光孔^2-31。
[0012]殼體1的殼壁上對(duì)稱設(shè)有探頭孔1-1、通光孔11-2。
[0013]轉(zhuǎn)子2包括壓緊蓋2-1、設(shè)有數(shù)個(gè)葉片2-21的葉輪2-2、轉(zhuǎn)子軸2-3，壓緊蓋2-1置于葉輪2-2壓緊蓋孔2-22中緊配合，轉(zhuǎn)子軸2-3置于壓緊蓋2-1軸孔2-11中緊配合，葉輪2-2的通光孔112-23、壓緊蓋2-1的數(shù)個(gè)通光孔1112-12、轉(zhuǎn)子軸2-3的通光孔^2-31同心，便于有光通過。
[0014]將探頭10嵌入在殼體1的探頭孔1-1中，將單色光發(fā)生器5、單色光粒子信號(hào)處理器6分別通過焊接固定在殼體1的外壁上，單色光發(fā)生器5通過導(dǎo)線與探頭孔1-1連接，單色光粒子信號(hào)處理器6通過導(dǎo)線與單色光粒子信號(hào)接收裝置7連接；將轉(zhuǎn)子2置于殼體1內(nèi)，將前導(dǎo)向件8、后導(dǎo)向件9分別置于殼體1兩端內(nèi)，轉(zhuǎn)子軸2-3的兩端分別置于前導(dǎo)向件8、后導(dǎo)向件9軸孔內(nèi)設(shè)有的軸承中，前導(dǎo)向件8、后導(dǎo)向件9分別依次通過漲圈4、壓緊圈3固定在殼體1上；轉(zhuǎn)子2的葉片2-21葉片旋轉(zhuǎn)，周期性地遮擋單色光發(fā)生器5產(chǎn)生的單色光粒子通過，單色光發(fā)生器5產(chǎn)生的單色光粒子通過通光孔112-23、通光孔1112-12、通光孔172-31、通光孔11-2由單色光粒子信號(hào)接收裝置7接收單色光束的光通量，經(jīng)單色光粒子信號(hào)處理器6轉(zhuǎn)換成電信號(hào)通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出流體流量。
[0015]壓緊蓋2-1、葉輪2-2采用尼龍材質(zhì)，轉(zhuǎn)子軸2-3采用不銹鋼材料。壓緊蓋2_1、葉輪2-2采用的材質(zhì)還可根據(jù)不同流體介質(zhì)進(jìn)行更換。
[0016]單色光發(fā)生器5表面有防腐蝕、防爆以及壓力處理。
[0017]本發(fā)明采用了北京卓立漢光有限公司的DCS200PC單光子計(jì)數(shù)器。
[0018]工作原理:
在原有的渦輪流量計(jì)原理上，通過流體的驅(qū)動(dòng)，使轉(zhuǎn)子2的發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈能夠讓單色光發(fā)生器5發(fā)出的單側(cè)光通過探頭1-1發(fā)射出的單色光通過兩次，周期性地遮擋單色光到達(dá)對(duì)側(cè)的單色光粒子信號(hào)接收裝置7。當(dāng)流體流速穩(wěn)定時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)速相對(duì)穩(wěn)定并呈現(xiàn)出一定的線性關(guān)系，此時(shí)，通過通光孔的單色光的光通量的重復(fù)度會(huì)提高趨于穩(wěn)定，使得光信號(hào)在單色光粒子信號(hào)處理器6轉(zhuǎn)換出的電信號(hào)趨于一穩(wěn)定值，利用轉(zhuǎn)換出的電信號(hào)，將其接入計(jì)算機(jī)電路，可以獲得所需的流量、流速值，從而完成流量的測(cè)量。
【權(quán)利要求】
1.一種單色光流量?jī)x表的傳感器裝置，包括殼體(I)、轉(zhuǎn)子(2)、壓緊圈(3)、漲圈(4)、前導(dǎo)向件(8)、后導(dǎo)向件(9)，其特征在于:還包括單色光發(fā)生器(5)、單色光粒子信號(hào)接收裝置(7)、單色光粒子信號(hào)處理器(6)、探頭(10)，所述殼體(I)的殼壁上對(duì)稱設(shè)有探頭孔(1-1)、通光孔I (1-2);所述轉(zhuǎn)子(2)包括壓緊蓋(2-1)、設(shè)有數(shù)個(gè)葉片(2-21)的葉輪(2-2)、轉(zhuǎn)子軸(2-3)，所述壓緊蓋(2-1)置于葉輪(2-2)壓緊蓋孔(2-22)中緊配合，所述轉(zhuǎn)子軸(2-3)置于壓緊蓋(2-1)軸孔(2-11)中緊配合，葉輪(2-2)的通光孔II (2_23)、壓緊蓋(2-1)的數(shù)個(gè)通光孔III (2-12)、轉(zhuǎn)子軸(2-3)的通光孔IV (2_31)同心；所述探頭(10)嵌入在殼體(I)的探頭孔(1-1)中，所述單色光發(fā)生器(5)、單色光粒子信號(hào)接收裝置(7)分別固定在殼體(I)的外壁上，單色光發(fā)生器(5)通過導(dǎo)線與探頭孔(1-1)連接，單色光粒子信號(hào)接收裝置(7)通過導(dǎo)線與單色光粒子信號(hào)處理器(6)連接，所述轉(zhuǎn)子(2)置于殼體(I)內(nèi)，所述前導(dǎo)向件(8)、后導(dǎo)向件(9)分別置于殼體(I)兩端內(nèi)，轉(zhuǎn)子軸(2-3)兩端分別置于前導(dǎo)向件(8)、后導(dǎo)向件(9)軸孔內(nèi)設(shè)有的軸承中，前導(dǎo)向件(8)、后導(dǎo)向件(9)分別依次通過漲圈(4)、壓緊圈(3)固定在殼體(I)上，單色光發(fā)生器(5)產(chǎn)生的單色光粒子通過通光孔II(2-23)、通光孔III (2-12)、通光孔IV (2_31)、通光孔I (1_2)由單色光粒子信號(hào)接收裝置(7)接收單色光束的光通量，經(jīng)單色光粒子信號(hào)處理器(6)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出流體流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單色光流量?jī)x表的傳感器裝置，其特征在于:所述壓緊蓋(2-1)為圓形，在圓形面一側(cè)設(shè)有內(nèi)環(huán)凸起和外環(huán)凸起，在內(nèi)環(huán)凸起壁和外環(huán)凸起壁上分別對(duì)稱設(shè)有同心的通光孔III (2-12)，在圓形面中心處設(shè)有與內(nèi)環(huán)凸起相通的軸孔(2-11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單色光流量?jī)x表的傳感器裝置，其特征在于:所述葉輪(2-2)為環(huán)狀，葉輪(2-2)的內(nèi)圓孔為壓緊蓋孔(2-22)，在葉輪(2-2)的環(huán)狀壁上設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱的通光孔II (2-23)，葉輪(2-2)上設(shè)有的葉片(2-21)為六片，六片葉片(2_21)等距傾斜設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單色光流量?jī)x表的傳感器裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子軸(2-3)的中間位置設(shè)有通光孔IV (2-31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單色光流量?jī)x表的傳感器裝置，其特征在于:所述壓緊蓋(2_1)、葉輪(2_2)米用尼龍材質(zhì)。
【文檔編號(hào)】G01F1/32GK104374435SQ201410656564
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】張宏, 陳維琨, 楊彬, 梁玉堂, 朱玉蘭, 王質(zhì)琳 申請(qǐng)人:中環(huán)天儀股份有限公司