CN104034389B - 霍尔效应粮位开关 - Google Patents

Abstract

霍尔效应粮位开关位于粮箱上部处的粮食填装开口附近。霍尔电压发生器以固定位置联接至外壳。长构件可转动地联接至外壳，其中磁体安装在长构件的近端附近。粮食接触构件联接在长构件的远端附近。在长构件处于静止位置竖直延伸时，霍尔电压发生器和磁体位于彼此附近以提供第一输出信号状态。在长构件响应于粮食移动接触构件而被转动到非竖直的开关位置时，霍尔电压发生器和磁体彼此远离以提供第二输出信号状态。

Description

霍尔效应粮位开关

技术领域

本公开涉及粮位开关，并且涉及具有这种开关的诸如粮食干燥机和贮粮仓之类的粮箱。

背景技术

这一部分提供与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。

一种类型的粮位开关涉及水银电接触开关的使用。这种开关通常联接在水平延伸的可旋转或可转动杆的一端处。桨板从水平杆延伸，以在其被粮食接触时旋转或转动该杆。存在与水银电接触开关的使用和废弃相关的环境问题。这种布置的另一缺点，是该开关仅对粮食流的垂直于桨板移动的分量作出响应。

另一种类型的粮位开关使用经由滑动离合器联接至电机的旋转桨板。在粮食包围了旋转桨板使离合器开始滑动时，检测出对应的粮位。为了探测是否出现粮食，转动电机，然而不必要地使用电力，制造了不同的一些环境问题。其它缺点包括高的元件成本和维护成本，以及粮食到达旋转桨板的粮位与离合器开始滑动之间不期望的时间滞后。

再一种类型的粮位开关使用电容式传感器。当粮食出现在电容器附近时，电容读数改变（与空气在电容式传感器附近时相比），导致相应的信号。这种电容式传感器在温度低或在传感器上出现冷凝时会给出错误的读数。

因此，期望提供一种改善的粮位开关。

发明内容

这一部分提供对本公开的概括，并不是其完整范围或其所有特征的全面公开。

根据本公开的一方面，提供一种霍尔效应粮位开关。外壳内置霍尔电压发生器和磁体。所述霍尔电压发生器和所述磁体之一在所述外壳内以固定位置联接至所述外壳。长构件可转动地联接至所述外壳，所述霍尔电压发生器和所述磁体中的另一个安装在所述长构件的近端附近。粮食接触构件在所述长构件的远端附近联接至所述长构件。所述长构件被配置为具有指示粮食没有冲击所述粮食接触构件的静止位置，且其中所述霍尔电压发生器和所述磁体位于彼此附近，以提供第一输出信号状态。所述长构件被配置为被转动到指示粮位到达所述粮食接触构件的开关位置，且其中所述霍尔电压发生器和所述磁体彼此远离，以提供第二输出信号状态。

根据本公开的另一方面，提供一种粮箱和霍尔效应粮位开关的结合。粮食填装开口位于所述粮箱的上部处。外壳位于所述粮食填装开口附近。所述外壳内置霍尔电压发生器和磁体。所述霍尔电压发生器和所述磁体之一在所述外壳内以固定位置联接至所述外壳。长构件可转动地联接至所述外壳，所述霍尔电压发生器和所述磁体中的另一个安装在所述长构件的近端附近。粮食接触构件在所述长构件的远端附近联接至所述长构件。当所述长构件在粮食不冲击所述粮食接触构件时而处于静止位置时，所述霍尔电压发生器和所述磁体位于彼此附近以提供第一输出信号状态。当所述长构件响应于粮食接触所述接触构件并指示所述粮箱内的粮位到达所述粮食接触构件而被转动到开关位置时，所述霍尔电压发生器和所述磁体彼此远离以提供第二输出信号状态。

根据本公开的再一方面，提供一种粮箱和霍尔效应粮位开关的结合。粮食填装开口位于所述粮箱的上部处。外壳位于所述粮食填装开口附近。所述外壳内置霍尔电压发生器和磁体。所述霍尔电压发生器在所述外壳内以固定位置联接至所述外壳。长构件可转动地联接至外壳，其中磁体安装在长构件的近端附近。粮食接触构件在所述长构件的远端附近联接至所述长构件。当所述长构件在粮食不冲击所述粮食接触构件时处于静止位置而竖直延伸时，所述霍尔电压发生器和所述磁体位于彼此附近以提供第一输出信号状态。当所述长构件响应于粮食接触所述接触构件并指示所述粮箱内的粮位到达所述粮食接触构件而被转动到开关位置时，所述霍尔电压发生器和所述磁体彼此远离以提供第二输出信号状态。

应用的其它方面将从这里提供的描述中变得明显。本发明内容中的描述和具体示例的目的仅在于例示，并不意在限制本公开的范围。

附图说明

这里描述的附图仅用于所选实施例的示例性目的，而不是所有可能的实施方式，并且并不意在限制本公开的范围。

图1是根据本公开的霍尔效应粮位开关的示例的侧视图。

图2是图1的霍尔效应粮位开关的剖视图。

图3是图1的霍尔效应粮位开关的分解图。

图4是图1的开关的霍尔效应粮位开关电路的示例的功能框图。

图5是根据本公开的粮食干燥箱和霍尔效应粮位开关结合的示例的部分示意性侧视图。

图6是根据本公开的粮仓箱和霍尔效应粮位开关结合的示例的示意性侧视图。

图7是联接至根据本公开的霍尔效应粮位开关的粮仓的控制器的逻辑流图。

贯穿这几幅附图，对应的附图标记指示对应的部件。

具体实施方式

现在将参考附图更充分地描述示例实施例。

参见图1－4，霍尔效应粮位开关10通常包括外壳12和长的枢纽（pivot）构件或臂14。粮食接触构件16在长构件14的远端附近联接至长构件14。粮食接触构件16包括从长构件14的中心轴径向且大致平行地延伸的多个叶片18。在此情形下，提供六个等间隔的叶片18。在某些情形下，可以提供至少三个等间隔的叶片18。应当理解，这种多叶片18使粮食接触构件16对各种可能的粮食流冲击方向作出更好的响应。

长构件14经由球形接头联接20联接至外壳12。这种球形接头联接20可以允许枢纽臂以任意方向（360度）转动，这也使得开关10完全响应于各种可能的粮食流方向，而与流方向无关。因此，即使在不可预知的粮食流模式冲击粮食接触构件16的情况下，开关10也能够按预期的那样进行操作。可以提供橡胶密封套22以保护环形接头联接20不受污物和诸如粮食颗粒之类的粒子的影响。

磁体24可以联接在长构件14的近端附近。在此情形下，磁体24是位于长构件14近端处的磁盘，使得磁体24的中心轴与长构件14的中心轴对齐。

霍尔电压发生器26可以在固定位置联接至外壳12。例如，霍尔电压发生器26可以安装在平面构件28的面对磁体24的一侧。霍尔电压发生器26可以是开关电路30的一部分。因此，平面构件28可以是将开关电路30与霍尔电压发生器26合并在一起的电路板。作为另一替代，平面构件28可以是简单的支撑构件，其中集成电路封装将开关电路30与霍尔电压发生器26合并在一起。

开关电路30可以通常包括经由电压调节器34联接至霍尔电压发生器26的供应电压输入线路32。霍尔电压发生器26的输出经由小信号放大器36联接至施密特触发器38。施密特触发器38的输出联接至NMOS输出晶体管40以经由线路42提供输出信号电压。合并这种霍尔效应开关电路的示例性IC封装在商业上可以从马萨诸塞州伍斯特市的AllegroMicrosystems,Inc（急速微系统公司）以集成电路封装的形式获得，并且以商标出售，且以号A1101-A1104和A1106标识。

长构件14具有静止位置，其中磁体24和霍尔电压发生器26紧密地位于彼此附近，以允许磁体24的磁场作用于霍尔电压发生器26。该位置可以是图1所示的位置。在为使用而设置时，静止位置可以使长构件14竖直定向。这样，重力会驱使长构件14偏转到静止位置。在长构件14位于静止位置时，磁体24如此接近于霍尔电压发生器26的存在导致开关电路30经由输出线路42提供第一输出状态的输出信号。

长构件14还可以被转动到开关位置，其中霍尔电压发生器26和磁体24彼此远离，导致开关电路30提供第二输出信号状态的输出信号。第一和第二信号输出状态可以分别是零和电压值。可替代地，第一和第二信号输出状态可以分别是相对低的电压值和相对高的电压值。

一个这种开关位置示于图2中。应当理解，粮食流可能是不可预知的，但是图1的开关会与粮食流的方向无关地对粮食流作出响应。另外，应当理解，长构件14的相对小角度的运动可以将长构件14从静止位置移动到开关位置。例如，在某些情形下，静止位置与开关位置之间会有大约5度与大约15度之间（例如，图2中的角度A）的转动运动。在其它情形下，静止位置与开关位置之间有大约10度的转动运动。因此，减小了粮食第一次冲击粮食接触构件16与到达开关位置之间的任何延迟，同时避免由于例如振动而错误地触发开关10。

另外参考图5，示出粮箱50与霍尔效应粮位开关10的结合。该粮箱50是粮食干燥机。粮食经由料斗喂送到粮食干燥机50。均布搅龙54操作为粮食填装设备。搅龙54操作为在填装粮食干燥机50时水平运输粮食（越过不断增加的水平距离）。可以理解，粮箱50需填装的最后一部分在搅龙54的远端56附近的区域。粮食流填装路径在图5中由箭头示出。

霍尔效应粮位开关10可以位于粮箱50的接近该最后填装区域的上部处。这样，在粮食流进该区域中时，其冲击粮食接触构件16，并将长构件14移动到开关位置（如图5所示）。在这一现象发生时，对应的开关输出信号从开关10经由能够穿过联接43的输出线路42传送至控制器58。该开关输出信号通知控制器58关闭搅龙54。

由于粮食通过粮食干燥机50进行处理，因此粮食干燥机50内的粮位降低。所以，粮食从粮食接触构件16移开，以允许长构件在重力偏转力的作用下移回竖直定向。该竖直定向对应于长构件14的静止位置。在长构件14返回其静止位置之后的某点，搅龙54可以再次被打开，并且开关10会在合适的时间再次向控制器58发送填满指示信号值，使控制器关断搅龙54的电机59。

另外参考图6，示出粮箱150与霍尔效应粮位开关10的另一结合。该粮箱150是贮粮仓。粮食经由开口152被喂送到贮粮仓150。粮食具有导致在充满的粮食流中创建锥形上表面的静止角度，图6中通常由箭头表示。粮食搅龙或其它粮食填装设备（图6中未示出，但有些类似于图5的搅龙）可以用于运输粮食，并通过粮仓150的屋顶155将粮食分发到粮食填装开口152。

霍尔效应粮位开关10也可以在粮仓150的上部分处联接至屋顶155，使得长构件14在静止位置时竖直延伸进粮仓150。由于粮仓150达到全容量时，粮食流接触冲击粮食接触构件16，并将长构件14移动到开关位置（如图6所示）。在这一现象发生时，对应的开关输出信号从开关10经由输出线路142传送至控制器158。该开关输出信号通知控制器158关断粮食填装设备（例如，类似于图5的搅龙54的运输搅龙）。在从粮仓150中移出一定量的粮食之后，该过程可以重复。

另外参考图7，示出为控制器58、158示出的示例逻辑流图。因此，控制器58、158可以被配置为使用图示步骤的一些或全部来操作。在框60，从开关10接收输出信号。在框62，对该信号进行测量，以确定其值或状态是否对应于静止状态值。如果是，则逻辑流返回到框60。如果否，则逻辑前进到框64。

在框64，对开关输出信号进行测量，以确定其值或状态是否对应于开关状态。如果否，则逻辑流返回到框60。如果是，则逻辑前进到框66。

在框66，控制器58、158将控制器中存储的操作状态改变为“关断”，这在框68分立地或同时将填装设备电力开关状态改变为“关断”，或向填装设备发送“关断”信号以使其在框68处关断。可以理解，可提供附加的或更少的步骤。例如，控制器58、158的可用配置可以仅包括框64和68。

提供了示例实施例，使得该公开全面完整，并将范围充分地传送给本领域技术人员。记载了若干具体细节，例如具体元件、装置和方法的示例，以提供对本公开实施例的透彻理解。对本领域技术人员来说显而易见的是，不一定采用具体细节，示例实施例可以以多种不同的形式体现，并且也不应当被解释为限制本公开的范围。作为一个实施例，粮食接触构件16的替代配置可以包括中空球浮置型构件，或弯曲构件，或许可以联想到铲型形状。在某些示例实施例中，对已知的过程、已知的设备结构和已知的技术未进行详细描述。

尽管这里可以使用词语第一、第二、第三等等，但是这些词语仅可用于区分一个部件、状态或部分与另一部件、状态或部分。诸如“第一”、“第二”之类的词语和其它数值词语在这里使用时不暗示顺序或次序，除非上下文作出清晰的指示。因此，这里讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以称为第二部件、状态或部分，而不超出示例实施例的教导。

已为了图示和描述的目的提供了实施例的前述描述。并不意在穷举或限制本公开。特定实施例的单个元件或特征通常不限于该特定实施例，而是即使没有具体示出或描述，在适用的情况下，也可以互换，并且可以在所选的实施例中使用。特定实施例的单个元件或特征也可以以多种方式改变。这种改变不被认为偏离本公开，并且所有的这种修改旨在包括在本公开的范围内。

Claims (17)

1.一种霍尔效应粮位开关包括：

外壳，内置霍尔电压发生器和磁体，所述霍尔电压发生器和所述磁体中的一个在所述外壳内以固定位置联接至所述外壳；

具有一轴的长构件，可转动地联接至所述外壳，以便使所述长构件向任何方向旋转，所述霍尔电压发生器和所述磁体中的另一个安装在所述长构件的近端附近；

粮食接触构件，在所述长构件的远端附近联接至所述长构件，具有从所述长构件向外径向延伸并平行于所述长构件的轴线的多个叶片；

其中所述长构件被配置为具有指示粮食没有冲击所述粮食接触构件的静止位置，且其中所述霍尔电压发生器和所述磁体位于彼此附近，以提供第一输出信号状态；并且

其中所述长构件被配置为转动到指示粮位到达所述粮食接触构件的开关位置，且其中所述霍尔电压发生器和所述磁体彼此远离，以提供第二输出信号状态。

2.根据权利要求1所述的霍尔效应粮位开关，其中所述霍尔电压发生器以所述固定位置联接至所述外壳，并且所述磁体安装在所述长构件的近端附近。

3.根据权利要求1所述的霍尔效应粮位开关，其中所述外壳被配置为以允许所述长构件在静止位置时竖直延伸的定向联接至粮箱。

4.根据权利要求1所述的霍尔效应粮位开关，其中球形接头将所述长构件联接至所述外壳。

5.根据权利要求1所述的霍尔效应粮位开关，其中所述长构件在所述静止位置和所述开关位置之间转动大约10度或更小。

6.一种粮箱，包括：

霍尔效应粮位开关；

粮食填装开口，位于所述粮箱的上部处；

外壳，位于所述粮食填装开口附近，所述外壳内置霍尔电压发生器和磁体，所述霍尔电压发生器和所述磁体中的一个在所述外壳内以固定位置联接至所述外壳；

具有一轴的长构件，通过球形接头可转动地联接至所述外壳，使所述长构件向任何方向旋转，所述霍尔电压发生器和所述磁体中的另一个安装在所述长构件的近端附近；

粮食接触构件，在所述长构件的远端附近联接至所述长构件，具有从所述长构件向外移位并平行于所述长构件的轴线的多个叶片；

其中当所述长构件在粮食不冲击所述粮食接触构件时而处于静止位置时，所述霍尔电压发生器和所述磁体位于彼此附近以提供第一输出信号状态；并且

其中当所述长构件响应于粮食接触所述接触构件并指示所述粮箱内的粮位到达所述粮食接触构件而被转动到开关位置时，所述霍尔电压发生器和所述磁体彼此远离以提供第二输出信号状态。

7.根据权利要求6所述的粮箱，其中所述霍尔电压发生器以所述固定位置联接至所述外壳，并且所述磁体安装在所述长构件的近端附近。

8.根据权利要求6所述的粮箱，其中所述长构件在所述静止位置竖直延伸。

9.根据权利要求6所述的粮箱，其中所述粮食接触构件包括从所述长构件向外径向延伸的至少三个叶片。

10.根据权利要求6所述的粮箱，其中所述长构件在所述静止位置和所述开关位置之间转动大约10度或更小。

11.根据权利要求6所述的粮箱，进一步包括与所述霍尔效应粮位开关通信的控制器和被配置为向所述粮食填装开口传送粮食的粮食填装设备，其中所述控制器被配置为在检测到所述霍尔效应粮位开关的第二输出信号状态时即停止所述粮食填装设备。

12.根据权利要求6所述的粮箱，其中所述粮箱是粮食干燥机。

13.一种粮箱，包括：

霍尔效应粮位开关；

粮食填装开口，位于所述粮箱的上部处；

外壳，位于所述粮食填装开口附近，所述外壳内置霍尔电压发生器和磁体，所述霍尔电压发生器在所述外壳内以固定位置联接至所述外壳；

具有一轴的长构件，所述长构件可转动地联接至所述外壳，其中所述磁体安装在所述长构件的近端附近；

球形接头，设置在所述长构件和外壳之间，以便允许所述长构件相对于外壳向任何方向旋转；

粮食接触构件，在所述长构件的远端附近联接至所述长构件，具有从所述长构件向外移位并平行于所述长构件的轴线的多个叶片；

其中当所述长构件在静止位置竖直延伸时，所述霍尔电压发生器和所述磁体位于彼此附近以提供第一输出信号状态；并且

其中当所述长构件响应于粮食接触所述接触构件并指示所述粮箱内的粮位到达所述粮食接触构件而被转动到开关位置时，所述霍尔电压发生器和所述磁体彼此远离以提供第二输出信号状态。

14.根据权利要求13所述的粮箱，其中所述粮食接触构件包括从所述长构件向外径向延伸的至少三个叶片。

15.根据权利要求13所述的粮箱，其中所述长构件在所述静止位置和所述开关位置之间转动大约10度或更小。

16.根据权利要求13所述的粮箱，进一步包括与所述霍尔效应粮位开关通信的控制器和被配置为向所述粮食填装开口传送粮食的粮食填装设备，其中所述控制器被配置为在检测到所述霍尔效应粮位开关的第二输出信号状态时即停止所述粮食填装设备，并且其中所述粮箱是粮仓。

17.根据权利要求13所述的粮箱，进一步包括与所述霍尔效应粮位开关通信的控制器和被配置为向所述粮食填装开口传送粮食的粮食填装设备，其中所述控制器被配置为在检测到所述霍尔效应粮位开关的第二输出信号状态时即停止所述粮食填装设备，并且其中所述粮箱是粮食干燥机。