防爆液體流量流速的檢測裝置的制作方法

專利名稱：防爆液體流量流速的檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液體流量流速的檢測裝置，特別是涉及一種在防爆環(huán)境下檢 測流量或流速的無觸點的裝置。
背景技術：
在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中對特定流體的流量和流速進行測量非常普遍，但現(xiàn)有的 測量方法和技術相當繁雜，而且均存在著密封效果和測量精度不理想的問題。特別是在具 有防爆要求的場合上述缺陷更為突出，而且對現(xiàn)場信號發(fā)訊及控制裝置的要求更為嚴格， 使得此類裝置的生產(chǎn)成本十分昂貴，由于被測介質(zhì)是一個流動體而且具有易燃、易爆的特 性，對檢測裝置傳動體的密封要求就顯得尤為重要，否則不僅直接影響被測介質(zhì)的測量精 度，而且在空氣中產(chǎn)生一定濃度的可燃氣體，存在點燃的可能。雖然點燃與否取決于多種因 素，但最主要的因素是現(xiàn)場信號發(fā)訊及控制裝置的工作電源，因為高能量的放電火花將導 致點燃，而低能量的火花則不能，這種數(shù)量上的差異使結果有了質(zhì)的區(qū)別，所以合理選擇裝 置的電路參數(shù)、提高裝置的密封效果是保證安全的基礎。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種結構簡單、運行穩(wěn)定、本質(zhì)安全、密 封效果好的用于防爆環(huán)境下的流量或流速的檢測裝置。為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是一種防爆液體流量流速 的檢測裝置，檢測裝置安裝在被測液體容器的外殼上；該檢測裝置包括，防護盒，在防護盒 內(nèi)安裝有旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)碼盤、推力軸承、機械密封裝置和霍爾開關；在防護盒的底部，旋轉(zhuǎn)軸 的周面上依序安裝有機械密封裝置、推力軸承和旋轉(zhuǎn)碼盤；旋轉(zhuǎn)碼盤徑向端面上鑲嵌有信 號感應體；霍爾開關固定安裝在防護盒上與旋轉(zhuǎn)碼盤在同一個徑向端面。信號感應體為高磁性軟磁鐵，霍爾開關的感應距離為4mm士 10%。推力軸承為推力球軸承包括底圈、套圈和骨架，底圈與旋轉(zhuǎn)軸緊密配合，套圈與旋 轉(zhuǎn)軸滑動配合；機械密封裝置包括靜止環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)，靜止環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間接觸端面光潔； 靜止環(huán)與容器殼體(1)緊密貼合，旋轉(zhuǎn)環(huán)與旋轉(zhuǎn)軸緊密配合，旋轉(zhuǎn)環(huán)隨旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)。在防護盒的前端部安裝鑲有橡膠密封圈的前端蓋。信號感應體為十八個。霍爾開關選用型號為CS3144，其工作電源選用+5v供電，工作電流為9mA。防護盒、前端蓋和旋轉(zhuǎn)碼盤為鋁質(zhì)金屬材料。本實用新型的有益效果是由于在容器殼體與檢測裝置的旋轉(zhuǎn)軸連接部位安裝推 力球軸承和高強度機械密封，實現(xiàn)了良好的密封效果。旋轉(zhuǎn)碼盤安裝部位與霍爾開關形成 觸碰位置，可確保正常采集脈沖信號，完成被測介質(zhì)流量或流速的檢測和控制。該檢測裝置 結構簡單、安裝方便、運行穩(wěn)定。


[0012]圖1本實用新型檢測裝置剖面示意圖；[0013]圖2本實用新型旋轉(zhuǎn)碼盤和感應體的示意圖[0014]圖3本實用新型霍爾開關及運放原理示意圖。[0015]圖中[0016]1 容器外殼2 防護盒3 前端蓋[0017]4 橡膠密封圈5 旋轉(zhuǎn)軸7 旋轉(zhuǎn)碼盤[0018]8 感應體9 底圈10 套圈[0019]11 骨架12 靜止環(huán)13 旋轉(zhuǎn)環(huán)[0020]14 螺釘15 螺釘16 霍爾開關[0021]17 上鎖母18 下鎖母19 擋圈
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明圖1本實用新型檢測裝置剖面示意圖；圖2本實用新型旋轉(zhuǎn)碼盤和感應體的示意 圖。如圖1和圖2所示，本實用新型防爆液體流量流速的檢測裝置，檢測裝置安裝在被測液 體容器的外殼1上；該檢測裝置包括，防護盒2，在防護盒2的前端部安裝鑲有橡膠密封圈4 的前端蓋3，使裝置在防護盒內(nèi)保證其整體效果，并防止外部的觸碰和干擾。在防護盒內(nèi)安 裝有旋轉(zhuǎn)軸5、旋轉(zhuǎn)碼盤7、推力軸承、機械密封裝置和霍爾開關16 ；被測介質(zhì)測量容器與旋 轉(zhuǎn)軸5連接，當被測介質(zhì)在測量容器內(nèi)流動時，其流動力使旋轉(zhuǎn)軸5做旋轉(zhuǎn)運動，推力軸承 為推力球軸承包括底圈9、套圈10和骨架11 ；機械密封裝置包括靜止環(huán)12和旋轉(zhuǎn)環(huán)13，在 防護盒2的底部，旋轉(zhuǎn)軸5的周面上依次安裝有機械密封靜止環(huán)12和旋轉(zhuǎn)環(huán)13、推力球軸 承的底圈9和推力球軸承的套圈10及推力球軸承的骨架11。當旋轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)時機械密封 靜止環(huán)12保持靜止狀態(tài)并且與容器外殼1緊密貼合，保證了容器外殼1與裝置的旋轉(zhuǎn)軸5 連接部位的滲陋問題。機械密封旋轉(zhuǎn)環(huán)13與旋轉(zhuǎn)軸5緊密配合，隨旋轉(zhuǎn)軸5 —起旋轉(zhuǎn)以杜 絕旋轉(zhuǎn)軸5軸側(cè)滲陋問題，由于機械密封靜止環(huán)12和旋轉(zhuǎn)環(huán)13之間接觸端面光潔度極高 使其在旋轉(zhuǎn)過程中既保證了端面密封又消除端面之間的相對摩擦阻力。推力球軸承的底圈 9與旋轉(zhuǎn)軸5緊密配合，以保證機械密封靜止環(huán)12和旋轉(zhuǎn)環(huán)13的密封效果，由于推力球軸 承的套圈10與旋轉(zhuǎn)軸5為滑動配合，當旋轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)時其保持自由狀態(tài)并對旋轉(zhuǎn)軸5起到 支撐作用，推力球軸承的骨架11保證了底圈9和套圈10之間的運轉(zhuǎn)靈活。霍爾開關16利用其上鎖母17和下鎖母18將其固定在裝置防護盒上，其固定位置 與鑲有磁芯的旋轉(zhuǎn)碼盤在同一個徑向端面，其感應距離為4mm士 10%，為確保該信號發(fā)訊裝 置正常采集脈沖信號，通過旋轉(zhuǎn)碼盤固定螺釘15將旋轉(zhuǎn)碼盤7安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上，旋轉(zhuǎn)碼 盤7徑向端面上鑲嵌有信號感應體，信號感應體為高磁性軟磁鐵，信號感應體為十八個。霍爾開關16選用型號為CS3144，其工作電源選用+5v供電，工作電流為9mA。下面就本實用新型的工作過程加以說明安裝在被測介質(zhì)容器外殼上的該信號發(fā)訊裝置的旋轉(zhuǎn)軸隨著被測介質(zhì)的流動而 一起旋轉(zhuǎn)。并且該旋轉(zhuǎn)軸帶動旋轉(zhuǎn)碼盤同步運轉(zhuǎn)，由于鑲嵌在旋轉(zhuǎn)碼盤徑向端面上的信號 感應體為高磁性軟磁鐵，并且N/S極交替安裝，，利用其N/S極的基本特性與安裝在裝置上
4的霍爾開關交替感應，使其產(chǎn)生正負脈沖，如圖3所示Cl (CS3144)是線性霍爾開關，具有 三個引腳，①腳Vcc、②腳GND為電源端，③腳Vout為輸出端，其工作電源選用+5v供電， 工作電流為9mA，裝置在初始狀態(tài)既無外加磁場時，ICl的③腳輸出電壓是電源電壓的一半 (VC/2)，當旋轉(zhuǎn)碼盤在外力作用下開始旋轉(zhuǎn)時，外加磁場(N/S極)接近霍爾開關，使ICl的 ③腳輸出電壓發(fā)生變化，其變化規(guī)律是從2. 5v上升或下降，上升或下降的電壓值與磁場極 性(N/S極)有關。當磁體北極接近霍爾開關時，其輸出電壓以VC/2為基準電壓而下降，當 磁體南極接近霍爾開關時，其輸出電壓以VCV2為基準電壓而上升。隨之這個正負交替的 脈沖信號通過傳輸電纜送入控制裝置。該裝置選用的運算放大器ad8532是一種雙運放， CMOS結構高阻抗輸入器件，采用+5v電源供電，輸出電流可達250mA。第一級運放IC2a和 外部電阻R1-R4組成放大器，其增益為20，電阻R3從R5、R6的分壓器中取出W電壓加 在IC2a的反相端②腳，這就有效避免了霍爾器件可能引起的輸出電壓漂移問題，同時也使 該級放大器在低頻磁場變化時正常工作。運放的IC2b以及外圍電阻R5-R8組成滯后比較 器，其滯后電壓由R7與R8的阻值決定，這就保證了比較器的快速工作特性。若調(diào)節(jié)第一級 運放IC2a的增益或運放IC2b的電壓滯后量，實現(xiàn)對整體電路靈敏度的有效調(diào)整，獲得快速 響應的效果。檢測裝置的防護盒、防護盒前端蓋、旋轉(zhuǎn)碼盤均采用鋁質(zhì)金屬材料，這樣有效 解決現(xiàn)場隔磁問題，磁體以緊密配合的形式嵌入旋轉(zhuǎn)碼盤，以防止在旋轉(zhuǎn)過程中磁體掉落， 裝置的密封器件依次與旋轉(zhuǎn)軸裝配，最后將防護盒前端蓋與裝置防護盒固定，此外做好裝 置的接地保護，并確認準確無誤后裝置通電等待運行。 檢測裝置的旋轉(zhuǎn)軸以鍵連接的形式將被測介質(zhì)的流動力傳遞給旋轉(zhuǎn)碼盤并使其 旋轉(zhuǎn)，由于鑲嵌在旋轉(zhuǎn)碼盤徑向端面上的十八個信號感應體為高磁性軟磁鐵，利用其N/S 極的基本特性與安裝在裝置上的霍爾開關交替感應，當外加磁場的南極(S)接近霍爾開關 時，作用到霍爾電路上的磁場方向為正并產(chǎn)生正脈沖，當外加磁場的北極(N)接近霍爾開 關時，作用到霍爾電路上的磁場方向為負并產(chǎn)生負脈沖，利用正負脈沖完成對控制電路的 導通或關斷的控制。由于被測介質(zhì)容器與裝置的旋轉(zhuǎn)軸之間產(chǎn)生相對運動，被測介質(zhì)很容 易沿旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生軸向滲陋，所以在容器殼體與裝置的旋轉(zhuǎn)軸連接部位安裝推力球軸承和高 強度機械密封，利用機械密封的靜止環(huán)完成該裝置與容器殼體連接部位的密封功能，利用 機械密封旋轉(zhuǎn)環(huán)完成旋轉(zhuǎn)軸軸向密封功能，推力球軸承的底圈與套圈起到旋轉(zhuǎn)軸的支撐作 用，其中間骨架使旋轉(zhuǎn)軸運轉(zhuǎn)靈活，用螺釘將旋轉(zhuǎn)碼盤固定在旋轉(zhuǎn)軸上，安裝部位與霍爾開 關形成觸碰位置，并產(chǎn)生相應的脈沖信號輸入至控制裝置，實現(xiàn)對被測介質(zhì)的流速或流量 的檢測和控制。
權利要求一種防爆液體流量流速的檢測裝置，檢測裝置安裝在被測液體容器的外殼(1)上；其特征在于該檢測裝置包括，防護盒(2)，在防護盒內(nèi)安裝有旋轉(zhuǎn)軸(5)、旋轉(zhuǎn)碼盤(7)、推力軸承、機械密封裝置和霍爾開關(16)；在防護盒(2)的底部，旋轉(zhuǎn)軸(5)的周面上依序安裝有機械密封裝置、推力軸承和旋轉(zhuǎn)碼盤(7)；旋轉(zhuǎn)碼盤(7)徑向端面上鑲嵌有信號感應體；霍爾開關(16)固定安裝在防護盒上與旋轉(zhuǎn)碼盤(7)在同一個徑向端面。
2.根據(jù)權利要求1的防爆液體流量流速的檢測裝置，其特征在于信號感應體為高磁 性軟磁鐵，霍爾開關(16)的感應距離為4mm士 10%。
3.根據(jù)權利要求1的防爆液體流量流速的檢測裝置，其特征在于推力軸承為推力球 軸承包括底圈(9)、套圈(10)和骨架(11)，底圈(9)與旋轉(zhuǎn)軸(5)緊密配合，套圈(10)與 旋轉(zhuǎn)軸(5)滑動配合；機械密封裝置包括靜止環(huán)(12)和旋轉(zhuǎn)環(huán)(13)，靜止環(huán)(12)和旋轉(zhuǎn) 環(huán)(13)之間接觸端面光潔；靜止環(huán)(12)與容器殼體(1)緊密貼合，旋轉(zhuǎn)環(huán)(13)與旋轉(zhuǎn)軸 (5)緊密配合，旋轉(zhuǎn)環(huán)(13)隨旋轉(zhuǎn)軸(5) —起旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權利要求1的防爆液體流量流速的檢測裝置，其特征在于在防護盒(2)的前 端部安裝鑲有橡膠密封圈(4)的前端蓋(3)。
5.根據(jù)權利要求1或2的防爆液體流量流速的檢測裝置，其特征在于信號感應體為 十八個。
6.根據(jù)權利要求1的防爆液體流量流速的檢測裝置，其特征在于霍爾開關(16)選用 型號為CS3144，其工作電源選用+5v供電，工作電流為9mA。
7.根據(jù)權利要求4的防爆液體流量流速的檢測裝置，其特征在于防護盒(2)、前端蓋 (3)和旋轉(zhuǎn)碼盤(7)為鋁質(zhì)金屬材料。
專利摘要本實用新型公開了一種防爆液體流量流速的檢測裝置，檢測裝置安裝在被測液體容器的外殼上；該檢測裝置包括，防護盒，在防護盒內(nèi)安裝有旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)碼盤、推力軸承、機械密封裝置和霍爾開關；在防護盒的底部，旋轉(zhuǎn)軸的周面上依序安裝有機械密封裝置、推力軸承和旋轉(zhuǎn)碼盤；旋轉(zhuǎn)碼盤徑向端面上鑲嵌有信號感應體；霍爾開關固定安裝在防護盒上與旋轉(zhuǎn)碼盤在同一個徑向端面。有益效果是由于在容器殼體與檢測裝置的旋轉(zhuǎn)軸連接部位安裝推力球軸承和高強度機械密封，實現(xiàn)了良好的密封效果。旋轉(zhuǎn)碼盤安裝部位與霍爾開關形成觸碰位置，可確保正常采集脈沖信號，完成被測介質(zhì)流量或流速的檢測和控制。該檢測裝置結構簡單、安裝方便、運行穩(wěn)定。
文檔編號G01P5/08GK201662409SQ20102015933
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權日2010年4月15日
發(fā)明者魯金明 申請人:天津海鷗表業(yè)集團有限公司