磁懸浮旋槳式流速儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種磁懸浮旋槳式流速儀，包括旋槳部、身架部、轉(zhuǎn)軸套、尾翼部、流速傳感器、接線螺栓、信號處理電路與電池，所述流速傳感器包括軸套與軸芯，所述軸芯的另一端設(shè)有位于該軸芯中心線上的頂尖，所述頂尖頂靠在所述軸套底部的中心，在所述軸芯的外壁上并排設(shè)置有第一內(nèi)磁環(huán)、第二內(nèi)磁環(huán)，所述軸套的內(nèi)壁并排設(shè)有第一外磁環(huán)、第二外磁環(huán)；在所述軸芯的外端連接有傳感器室，在傳感器室內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，在所述軸套的開口處連接有感應(yīng)磁鋼支架，該感應(yīng)磁鋼支架上固定有至少一組第一感應(yīng)磁鋼與第二感應(yīng)磁鋼。其顯著效果是：測量精度高，測量范圍大，對環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可長時(shí)間連續(xù)使用。
【專利說明】
磁懸浮旋槳式流速儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及到開放式液體或氣體流速測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種磁懸浮旋槳式流速儀。
【背景技術(shù)】
[0002]在開放式流體測量中(如江河水文流速測量)，現(xiàn)有的同類流速測量儀器均為機(jī)械式傳感器，由旋漿，滾珠軸承機(jī)構(gòu)，渦輪轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，和接觸開關(guān)組成。在使用時(shí)，把傳感器置于一定流速的液體或氣體中，流動(dòng)的液體或氣體帶動(dòng)旋漿旋轉(zhuǎn)，旋漿帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)觸動(dòng)接觸開關(guān)發(fā)出信號。
[0003]然而，傳統(tǒng)的機(jī)械式傳感器存在如下問題:機(jī)械傳動(dòng)摩擦力大，在低流速環(huán)境中不能測量;傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中必須用到滾動(dòng)軸承，在高污染高含沙量環(huán)境中測量不準(zhǔn)確或出現(xiàn)軸承卡死不能發(fā)出信號；由于采用接觸式開關(guān)，在超過每秒100次的高速信號傳遞中容易產(chǎn)生機(jī)械故障或漏發(fā)信號，固高速也不能測量;另外，機(jī)械傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，脆弱，每次使用后必須完全拆卸做保養(yǎng)，否則傳感器就會(huì)損壞不能使用，日常維護(hù)相當(dāng)不便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種磁懸浮旋槳式流速儀，該傳感器可以在極低和極高的流速環(huán)境中進(jìn)行測量，測量精度高，不懼泥沙和污水，維護(hù)方便。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種磁懸浮旋槳式流速儀，其關(guān)鍵在于:包括依次連接的旋槳部、身架部、轉(zhuǎn)軸套以及尾翼部，在所述旋槳部內(nèi)設(shè)置有流速傳感器，在所述身架部的外壁上連接有接線螺栓，在所述身架部內(nèi)裝設(shè)有信號處理電路，且所述流速傳感器、信號處理電路以及接線螺栓依次電連接，
[0007]其關(guān)鍵在于:所述流速傳感器包括軸套與軸芯，所述軸芯裝設(shè)在軸套內(nèi)且其一端伸出軸套，所述軸芯的另一端設(shè)有位于該軸芯中心線上的頂尖，所述頂尖頂靠在所述軸套底部的中心，在所述軸芯的外壁上并排設(shè)置有第一內(nèi)磁環(huán)、第二內(nèi)磁環(huán)，所述軸套的內(nèi)壁并排設(shè)有與所述第一內(nèi)磁環(huán)、第二內(nèi)磁環(huán)分別對應(yīng)的第一外磁環(huán)、第二外磁環(huán)；
[0008]在所述軸芯的外端連接有傳感器室，在傳感器室內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，在所述軸套的開口處連接有感應(yīng)磁鋼支架，該感應(yīng)磁鋼支架上固定有至少一組第一感應(yīng)磁鋼與第二感應(yīng)磁鋼，所述第一感應(yīng)磁鋼與第二感應(yīng)磁鋼分別設(shè)置在所述軸芯外端的兩側(cè)。
[0009]本方案中，第一內(nèi)磁環(huán)、第二內(nèi)磁環(huán)的同側(cè)為同級且存在間距，形成兩個(gè)磁極方向相同且磁力線呈內(nèi)外輻射狀的磁環(huán)，當(dāng)內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)的磁力中心線重合時(shí)，軸芯上的內(nèi)磁環(huán)旋停在軸套上的外磁環(huán)中。因此，當(dāng)流體流過螺旋槳時(shí)螺旋槳帶動(dòng)磁懸浮轉(zhuǎn)速傳感器旋轉(zhuǎn)發(fā)出開關(guān)信號；在旋槳部受力旋轉(zhuǎn)的作用下，軸芯切割第一感應(yīng)磁鋼和第二感應(yīng)磁鋼之間形成的磁場旋轉(zhuǎn)，由此帶來一組或多組南北交替的切割磁場，并磁懸浮旋槳式流速儀內(nèi)安裝一個(gè)單片機(jī)，對磁懸浮轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號做處理，根據(jù)型號的不同可設(shè)定每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)信號或多轉(zhuǎn)輸出一個(gè)信號，也可以根據(jù)傳感器每轉(zhuǎn)輸出多個(gè)信號。
[0010]本方案中，整個(gè)機(jī)械接觸面只有頂尖一個(gè)點(diǎn)，其余部位無接觸，內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)之間不存在因接觸產(chǎn)生的摩擦力，因此相比于現(xiàn)有的流速傳感器，其靈敏度明顯提高，并且克服了機(jī)械式傳感器需要潤滑的缺陷，內(nèi)部環(huán)境的清潔度要求明顯低于滾珠軸承，無需潤滑和清潔，因此可以在極低和極高的流速環(huán)境中進(jìn)行測量，測量精度高，不懼泥沙和污水，長時(shí)間使用也無需維護(hù)，明顯降低維護(hù)成本。
[0011]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述軸套頂靠所述頂尖的一端設(shè)有可調(diào)整所述軸芯軸向位置的調(diào)節(jié)件，且該調(diào)節(jié)件可繞所述軸芯的中心線為軸旋轉(zhuǎn)，所述頂尖頂靠在該調(diào)節(jié)件的中心。
[0012]采用上述結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)軸芯的軸向位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)磁力中心線之間的距離，調(diào)節(jié)至合適距離時(shí)，軸芯上的內(nèi)磁環(huán)旋停在軸套上的外磁環(huán)中?？朔藱C(jī)械式傳感器需要潤滑的缺陷長時(shí)間使用也無需維護(hù)，明顯降低維護(hù)成本。
[0013]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述調(diào)節(jié)件上設(shè)有與所述頂尖相匹配的頂尖座，所述調(diào)節(jié)件的外側(cè)設(shè)有插口。
[0014]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述頂尖的中心嵌設(shè)有可自由轉(zhuǎn)動(dòng)且頂靠在所述調(diào)節(jié)件中心的滾珠。頂尖上嵌設(shè)滾珠，頂靠在底座上的滾珠與軸套之間的摩擦力極小，接近于零。
[0015]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一內(nèi)磁環(huán)、第二內(nèi)磁環(huán)、第一外磁環(huán)以及第二外磁環(huán)的同側(cè)均為S級或N級。
[0016]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述第一內(nèi)磁環(huán)與第二內(nèi)磁環(huán)之間設(shè)有第一軟鐵環(huán)，在所述第一外磁環(huán)與第二外磁環(huán)之間設(shè)有第二軟鐵環(huán)。
[0017]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一感應(yīng)磁鋼與第二感應(yīng)磁鋼之間為磁極交替式排列。
[0018]本實(shí)用新型的顯著效果是:整個(gè)機(jī)械接觸面只有頂尖一個(gè)點(diǎn)，其余部位無接觸，內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)之間不存在因接觸產(chǎn)生的摩擦力，頂尖上嵌設(shè)滾珠，頂靠在底座上的滾珠與軸套之間的摩擦力極小，接近于零，相比于現(xiàn)有的流速傳感器，其靈敏度明顯提高，并且克服了機(jī)械式傳感器需要潤滑的缺陷，內(nèi)部環(huán)境的清潔度要求明顯低于滾珠軸承，無需潤滑和清潔，因此可以在極低和極高的流速環(huán)境中進(jìn)行測量，測量精度高，不懼泥沙和污水，長時(shí)間使用也無需維護(hù)，明顯降低維護(hù)成本。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖2是所述流速傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是圖2中的A-A截面不意圖；
[0022]圖4是圖2中調(diào)節(jié)件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】以及工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0024]如圖1?4所示，一種磁懸浮旋槳式流速儀，包括依次連接的旋槳部1、身架部2、轉(zhuǎn)軸套3以及尾翼部4，在所述旋槳部I內(nèi)設(shè)置有流速傳感器5，在所述身架部2的外壁上連接有接線螺栓6，在所述身架部2內(nèi)裝設(shè)有信號處理電路7以及電池8，且所述流速傳感器5、信號處理電路7以及接線螺栓6依次電連接，所述流速傳感器5包括軸套9與軸芯10，所述軸芯裝設(shè)在軸套9內(nèi)且其一端伸出軸套9，所述軸芯10的另一端設(shè)有位于該軸芯10中心線上的頂尖11，所述頂尖11頂靠在所述軸套9底部的中心，在所述軸芯10的外壁上并排設(shè)置有第一內(nèi)磁環(huán)12、第二內(nèi)磁環(huán)13，所述軸套9的內(nèi)壁并排設(shè)有與所述第一內(nèi)磁環(huán)12、第二內(nèi)磁環(huán)13分別對應(yīng)的第一外磁環(huán)14、第二外磁環(huán)15;
[0025]在所述軸芯10的外端連接有傳感器室16，在傳感器室16內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器17，在所述軸套9上連接有感應(yīng)磁鋼支架18，該感應(yīng)磁鋼支架18上固定有至少一組第一感應(yīng)磁鋼19與第二感應(yīng)磁鋼20，所述第一感應(yīng)磁鋼19與第二感應(yīng)磁鋼20分別設(shè)置在所述軸芯10外端的兩側(cè)。
[0026]如圖4所示，為了實(shí)現(xiàn)，所述軸套9頂靠所述頂尖11的一端設(shè)有可調(diào)整所述軸芯10軸向位置的調(diào)節(jié)件21，且該調(diào)節(jié)件21可繞所述軸芯10的中心線為軸旋轉(zhuǎn)，所述頂尖11頂靠在該調(diào)節(jié)件21的中心，所述調(diào)節(jié)件21上設(shè)有與所述頂尖11相匹配的頂尖座22，所述調(diào)節(jié)件21的外側(cè)設(shè)有插口 23。
[0027]作為優(yōu)選，在所述第一內(nèi)磁環(huán)12與第二內(nèi)磁環(huán)13之間設(shè)有第一軟鐵環(huán)24，在所述第一外磁環(huán)14與第二外磁環(huán)15之間設(shè)有第二軟鐵環(huán)25。
[0028]作為優(yōu)選，為了進(jìn)一步減小機(jī)械摩擦，所述頂尖11的中心嵌設(shè)有可自由轉(zhuǎn)動(dòng)且頂靠在所述調(diào)節(jié)件21中心的滾珠26。
[0029 ]作為優(yōu)選，所述第一內(nèi)磁環(huán)12、第二內(nèi)磁環(huán)17、第一外磁環(huán)14以及第二外磁環(huán)15的同側(cè)均為S級或N級。
[0030]作為優(yōu)選，所述第一感應(yīng)磁鋼19與第二感應(yīng)磁鋼20之間為磁極交替式排列。
[0031]在本例中，第一內(nèi)磁環(huán)12、第二內(nèi)磁環(huán)13的同側(cè)為同級且存在間距，形成兩個(gè)磁極方向相同且磁力線呈內(nèi)外輻射狀的磁環(huán)，當(dāng)內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)的磁力中心線重合時(shí)，因此通過調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)軸芯10的軸向位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)磁力中心線之間的距離，調(diào)節(jié)至合適距離時(shí)，軸芯10上的內(nèi)磁環(huán)旋停在軸套上的外磁環(huán)中。
[0032]因此，當(dāng)流體流過螺旋槳時(shí)螺旋槳帶動(dòng)磁懸浮轉(zhuǎn)速傳感器17旋轉(zhuǎn)發(fā)出開關(guān)信號；在旋槳部I受力旋轉(zhuǎn)的作用下，軸芯10切割第一感應(yīng)磁鋼19和第二感應(yīng)磁鋼20之間形成的磁場旋轉(zhuǎn)，由此帶來一組或多組南北交替的切割磁場，并磁懸浮旋槳式流速儀內(nèi)安裝一個(gè)單片機(jī)，對磁懸浮流速傳感器5發(fā)出的信號做處理，根據(jù)型號的不同可設(shè)定每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)信號或多轉(zhuǎn)輸出一個(gè)信號，也可以根據(jù)傳感器每轉(zhuǎn)輸出多個(gè)信號。例如，設(shè)定單片機(jī)10秒內(nèi)收到傳感器3個(gè)信號自動(dòng)開機(jī)，10秒內(nèi)收到傳感器信號不足3個(gè)進(jìn)入休眠狀態(tài)。測量精度高，測量范圍大，對環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可長時(shí)間連續(xù)使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁懸浮旋槳式流速儀，包括依次連接的旋槳部(I)、身架部(2)、轉(zhuǎn)軸套(3)以及尾翼部(4)，在所述旋槳部(I)內(nèi)設(shè)置有流速傳感器(5)，在所述身架部(2)的外壁上連接有接線螺栓(6)，在所述身架部(2)內(nèi)裝設(shè)有信號處理電路(7)，且所述流速傳感器(5)、信號處理電路(7)以及接線螺栓(6)依次電連接， 其特征在于:所述流速傳感器(5)包括軸套(9)與軸芯(10)，所述軸芯(I O)裝設(shè)在軸套(9)內(nèi)，所述軸芯(10)伸入軸套(9)的一端設(shè)有位于該軸芯(10)中心線上的頂尖(11)，所述頂尖(11)頂靠在所述軸套(9)底部的中心，在所述軸芯(10)的外壁上并排設(shè)置有第一內(nèi)磁環(huán)(12)、第二內(nèi)磁環(huán)(13)，所述軸套(9)的內(nèi)壁并排設(shè)有與所述第一內(nèi)磁環(huán)(12)、第二內(nèi)磁環(huán)(13)分別對應(yīng)的第一外磁環(huán)(14)、第二外磁環(huán)(15); 所述軸芯(10)伸出軸套(9)的一端連接有傳感器室(16)，在傳感器室(I6)內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器(17)，在所述軸套(9)開口處連接有感應(yīng)磁鋼支架(18)，該感應(yīng)磁鋼支架(18)上固定有至少一組第一感應(yīng)磁鋼(19)與第二感應(yīng)磁鋼(20)，所述第一感應(yīng)磁鋼(19)與第二感應(yīng)磁鋼(20)分別設(shè)置在所述軸芯(10)外端的兩側(cè)。2.如權(quán)利要求1所述的磁懸浮旋槳式流速儀，其特征在于:所述軸套(9)頂靠所述頂尖(11)的一端設(shè)有可調(diào)整所述軸芯(10)軸向位置的調(diào)節(jié)件(21)，且該調(diào)節(jié)件(21)可繞所述軸芯(10)的中心線為軸旋轉(zhuǎn)，所述頂尖(11)頂靠在該調(diào)節(jié)件(21)的中心。3.如權(quán)利要求2所述的磁懸浮旋槳式流速儀，其特征在于:所述調(diào)節(jié)件(21)上設(shè)有與所述頂尖(11)相匹配的頂尖座(22)，所述調(diào)節(jié)件(21)的外側(cè)設(shè)有插口(23)。4.如權(quán)利要求3所述的磁懸浮旋槳式流速儀，其特征在于:所述頂尖(11)的中心嵌設(shè)有可自由轉(zhuǎn)動(dòng)且頂靠在所述調(diào)節(jié)件(21)中心的滾珠(24)。5.如權(quán)利要求1所述的磁懸浮旋槳式流速儀，其特征在于:所述第一內(nèi)磁環(huán)(12)、第二內(nèi)磁環(huán)(13 )、第一外磁環(huán)(14)以及第二外磁環(huán)(15)的同側(cè)均為S級或N級。6.如權(quán)利要求1或5所述的磁懸浮旋槳式流速儀，其特征在于:在所述第一內(nèi)磁環(huán)(12)與第二內(nèi)磁環(huán)(14)之間設(shè)有第一軟鐵環(huán)(25)，在所述第一外磁環(huán)(14)與第二外磁環(huán)(15)之間設(shè)有第二軟鐵環(huán)(26)。7.如權(quán)利要求1所述的磁懸浮旋槳式流速儀，其特征在于:所述第一感應(yīng)磁鋼(19)與第二感應(yīng)磁鋼(20)之間為磁極交替式排列。
【文檔編號】G01P5/00GK205539042SQ201620032594
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月14日
【發(fā)明人】張建勇, 王清川, 李金建, 唐岷峰, 汪正福, 羅勇
【申請人】重慶華正水文儀器有限公司, 重慶北碚區(qū)德宇儀表元件有限公司