專利名稱：流速傳感儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測量流速用的傳感儀，特別是測量明渠水流速度的小型流速傳感儀。
目前國內(nèi)測量明渠水流速度的儀器，絕大部分是轉(zhuǎn)子觸點(diǎn)流速儀。其原理是水的流動(dòng)，推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)觸點(diǎn)開關(guān)動(dòng)作，用導(dǎo)線把觸點(diǎn)開關(guān)信號(hào)引到水面外的二次接收儀表內(nèi)，通過人工或儀器自動(dòng)計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，然后依據(jù)由國家指定的專門檢定機(jī)構(gòu)檢定的相應(yīng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與流速的線性關(guān)系(公式和曲線)算出流速，進(jìn)而計(jì)算流量和用水量。觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)一般有機(jī)械式和電磁式。機(jī)械式是在轉(zhuǎn)子軸上直接或通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)減速或增速之后輸出開關(guān)信號(hào)。電磁式一般是在轉(zhuǎn)子上裝一塊永磁體，而在裝置的基架上適當(dāng)?shù)奈恢醚b上電磁元件如干簧管。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁體接近和離開，電磁元件使其發(fā)出開關(guān)信號(hào)。安裝干簧管，傳統(tǒng)的方法是磁體接近干簧管的側(cè)壁，磁體的一個(gè)極與干簧管的簧片接近時(shí)，由于干簧管的簧片被磁化，從而動(dòng)作，發(fā)出開關(guān)信號(hào)。上述傳統(tǒng)的觸點(diǎn)式流速儀，機(jī)械式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械傳動(dòng)部分要求精度高，加工難度大；干簧管式儀器由于限定安裝是側(cè)壁接近磁體，因此安裝時(shí)需占用較大空間，不便于在葉輪上直接安裝。因此傳統(tǒng)流速傳感儀本身都有體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜(觸點(diǎn)、磁體、干簧管、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都是密封的，與水隔絕的)，成本高，維修困難的缺點(diǎn)?，F(xiàn)在國家要求灌區(qū)農(nóng)田用水必須計(jì)量，以立方收費(fèi)，要求測流量水既要細(xì)化，又要精確。所以小渠道的測量任務(wù)越來越大。小渠道用大型流速儀不合算，用戶承受不了，同時(shí)不適用也不方便。因此急需研制一種適合野外作業(yè)的，既經(jīng)濟(jì)又方便的小型流速傳感儀。本實(shí)用新型就是以解決上述問題為目標(biāo)的。
本發(fā)明人經(jīng)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，磁體的一個(gè)極接近干簧管的一個(gè)極的端點(diǎn)時(shí)，同樣可以使干簧管的簧片動(dòng)作；另外，經(jīng)過長期實(shí)踐證明，由于水的電阻抗遠(yuǎn)大于干簧管的簧片接觸電阻，使用干簧管觸點(diǎn)發(fā)生開關(guān)信號(hào)時(shí)，與干簧管的兩個(gè)極相連的接線柱，可裸露在水中，儀器不必因?yàn)橐乐孤╇姸匾饷芊夥浪?。基于這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明人在現(xiàn)有的干簧管觸點(diǎn)式流速傳感儀基礎(chǔ)上提出本實(shí)用新型流速傳感儀。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的由一個(gè)基座和一個(gè)“匚”形框架構(gòu)成一個(gè)基架，一個(gè)轉(zhuǎn)子裝在基架上。在轉(zhuǎn)子的后端，轉(zhuǎn)子軸的側(cè)邊處，裝有一塊永久磁體，于是在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁體繞轉(zhuǎn)子軸作園周運(yùn)動(dòng)。上述基座、框架、轉(zhuǎn)子都是非磁性材料制作的。在基座上與轉(zhuǎn)子軸平行的裝一個(gè)干簧管，這個(gè)干簧管軸線與轉(zhuǎn)子中心軸線的距離和轉(zhuǎn)子上磁體與轉(zhuǎn)子軸心線的距離相等。干簧管靠近轉(zhuǎn)子的極與轉(zhuǎn)子軸的后端面上所裝磁體的端面間的最近距離應(yīng)能調(diào)節(jié)。這樣，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，磁體就有一次接近干簧管的一個(gè)極，從而干簧片動(dòng)作一次，輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)。干簧管的兩極接有導(dǎo)線與水面外的二次儀表相連。根據(jù)開關(guān)信號(hào)個(gè)數(shù)和測流歷時(shí)，可計(jì)算出水流速度。
本實(shí)用新型提供的流速傳感儀，是現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子式流速傳感儀的改進(jìn)，具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，成本低，容易維修，適于野外作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)，能完全滿足目前灌區(qū)小型明渠測量水流速度的要求，有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明附

圖1．流速傳感儀的一種具體結(jié)構(gòu)的縱向剖面圖附圖2干簧管總成的縱向剖面圖圖中1．基座，2．框架，3．葉輪轉(zhuǎn)子，4．磁體，5．干簧管的一個(gè)極，6．干簧管，7．接線柱，8．葉輪轉(zhuǎn)子軸，9．頂尖，10．頂尖，11．銅螺紋管，12．絕椽套管，13．接線柱，14．導(dǎo)電片，15．安裝(基架)的孔，由非磁性材料制成的基座1上，固定著一個(gè)“匚”形框架2，在基座1和框架2的正中部，各有一個(gè)孔，分別安裝著頂尖9和頂尖10，且二者的中心軸線在同一條直線上。頂尖是由非磁性耐磨的材料制成。它除了有一個(gè)光滑耐磨的頂端外，其余部分均為螺紋。它們在孔中的位置可通過自身的旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)。一個(gè)由非磁性材料制成的螺旋漿式的葉輪轉(zhuǎn)子3，其中心有一個(gè)由非磁性耐磨材料制成的軸8，軸8的兩端有與頂尖9和頂尖10相吻合的頂窩。由頂尖9和頂尖10的支持將葉輪轉(zhuǎn)子3置于基座1和框架2之間適當(dāng)位置，并可靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)。
葉輪轉(zhuǎn)子3緊靠基座的一個(gè)端面上的適當(dāng)位置，安裝一個(gè)小型永久磁體4，其外露端面與轉(zhuǎn)子該端面相平或稍微突出一些。磁體4的外露端面是磁體的一個(gè)磁極，N極或S極。
在基座1上與葉輪轉(zhuǎn)予3的軸中心線平行的安裝一個(gè)干簧管6，干簧管的中心線與葉輪轉(zhuǎn)子3的中心線的距離和磁體4與葉輪轉(zhuǎn)子軸中心線的距離相等。
參照圖2，將干簧管總成的組裝說明如下5是干簧管的一個(gè)電極。6是干簧管的主體，外皮是玻璃管，內(nèi)有簧片觸點(diǎn)。7是銅質(zhì)接線柱，它的一端焊接著干簧管的另一個(gè)電極。11是一端開口，另一端開小孔的銅質(zhì)螺紋管，它的兩端外部都是螺紋，靠近開口的一邊有一法蘭盤。干簧管6從螺紋管11的開口端置入適當(dāng)部分，使電極5穿過螺紋管¨另一端部的小孔后外露少許。螺紋管11和接線柱7的軸線處在同一條直線上，中間通過絕緣套管12將它們固定為一體。電極5的末端是與螺紋管11焊接在一起的。由電極5、干簧管6、接線柱7、螺紋管11、絕緣套管12組成的干簧管總成是依靠螺紋管的螺紋擰緊固定在基座1的螺孔中。且使電極5的末端稍微露出基座1表面外一些。轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)子3，調(diào)節(jié)頂尖9和10可使磁體4和干簧管電極5在靠近時(shí)有一定的間隙。固定在基座上的具有良好導(dǎo)電性能的螺栓13是一導(dǎo)線接線柱。它是通過非磁性材料的導(dǎo)電片14，螺紋管11與電極5接通的。如基座本身是由導(dǎo)電性能良好的非磁性材料如鋁合金制造的，則可以不用導(dǎo)電片14。
使用時(shí)，將該儀器放入水中，使框架2朝向來水的方向，轉(zhuǎn)子的軸線與水的流線保持平行。水流推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)，磁體4隨著做園周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁體4靠近電極5時(shí)，干簧管6的簧片動(dòng)作，當(dāng)磁體4遠(yuǎn)離電極5時(shí)，干簧管6的觸點(diǎn)復(fù)原，這種開關(guān)信號(hào)通過接線柱7和13用導(dǎo)線送到水面外的二次接收儀表中。
本實(shí)用新型提供的流速傳感儀經(jīng)有關(guān)部門檢定，認(rèn)為其完全滿足灌區(qū)測流的要求，其與傳統(tǒng)的流速傳感儀相比，有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，成本低，價(jià)格便宜，維修容易，費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，有推廣的實(shí)用價(jià)值。
權(quán)利要求1一種流速傳感儀，由非磁性材料制造的基座1、框架2、葉輪轉(zhuǎn)子3和磁體4、干簧管6組成，其特征在于磁體4安裝在葉輪轉(zhuǎn)子3接近基座端面的側(cè)邊處，干簧管6安裝在基座上，二者的中心軸線與葉輪轉(zhuǎn)子3的中心軸線平行，且與葉輪轉(zhuǎn)子3中心軸線等距。
2如權(quán)利要求1所述的流速傳感儀，其特征在于由干簧管6、銅螺紋管11、絕緣套管12和接線柱7組成干簧管總成，銅螺紋管11管壁外側(cè)有螺紋，基座上安裝干簧管總成的孔有與之配合的螺紋。
3如權(quán)利要求1所述的流速傳感儀，其特征在于磁體4直接鑲嵌在葉輪轉(zhuǎn)子3靠近基座一端的軸外側(cè)端面上，其外露端面是磁體的一個(gè)極，N極或S極。
專利摘要本實(shí)用新型提供的流速傳感儀是小型流速儀,適用于明渠測量流速使用。屬旋槳流速儀的一種,它雖仍然使用干簧管的觸點(diǎn)開關(guān),但用法有很大的區(qū)別,與眾不同。主要是利用了磁體在干簧管一端的軸線處靠近干簧管也能使其觸點(diǎn)動(dòng)作的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。將磁體直接鑲嵌在螺槳體的端面上,利用干簧管一個(gè)電極縱向接近磁體使觸點(diǎn)動(dòng)作。這樣使儀器結(jié)構(gòu)大大簡化,體積縮小,重量減輕,價(jià)格降低,維修容易,費(fèi)用減少。
文檔編號(hào)G01P5/06GK2335145SQ98205380
公開日1999年8月25日 申請日期1998年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月22日
發(fā)明者武振耀 申請人:武振耀