CN107024313B - 一种机械电子双显示的流体监测开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机械电子双显示的流体监测开关装置，包括装置本体和触发机构，所述装置本体内设有左顶杆、应变梁、右顶杆、第一触杆、应变电阻和与微动开关，所述左顶杆的一端与触发机构相接触，另一端与右顶杆的一端连接，所述右顶杆的另一端上设有第一触杆，所述第一触杆插入微动开关内且能够与微动开关上触点相接触，所述左顶杆或右顶杆垂直穿过应变梁，所述应变电阻与设于装置本体上的电子显示器电连接。本发明通过应变梁支点、应变电阻以及微动开关的组合，形成新型流体压力或流速开关监测装置，本装置可实现流体压力或流速开关，电子式和机械式压力或流速监测功能，使其工作可靠，功能强大，满足各种场合的需求。

Description

一种机械电子双显示的流体监测开关装置

技术领域

本发明涉及流体监测开关装置技术领域，具体涉及一种机械电子双显示的流体压力或流速监测开关装置。

背景技术

现如今，流体的压力开关和流速监测一直是行业中测量的重点。

目前的流体压力开关大体可以分成电子式压力开关和机械式压力开关。其中，机械式压力开关靠的是感压元件的弹性形变和行程，把压力转换成开关信号，不要供电，就能完成开关动作。常用的弹性元件为螺旋弹簧，通过压力差推动活塞产生位移，完成开关动作。电子式压力开关需要供电，通过压力传感器获得压力对应的mv信号，经过电路的转换，得到的开关量信号。因为控制电路获得传感器的连续的值，可以实时显示出容器内的压力，与设定值做比较输出开关量信号，功能较机械式强大不少。机械式压力开关虽然结构牢固，抗强磁、强辐射等能力强，但是一般的机械式压力开关只能起到开关作用，无法做到流体压力监测与实时显示。而电子式压力开关小巧，功能强大，但一般的电子式压力开关都会受到强磁和强辐射等环境的影响，使得使用场合受限。

目前的流体流速监测在工作原理上可分为机械式叶轮编码器形式监测、超声波监测、光学监测及散热率法等。其中机械方法测量流速是根据置于流体中的叶轮的旋转角速度与流体的流速成正比的原理来进行流速测量的，通过编码器测量叶轮的转速，通过单片机电路进行数据处理和修正。传统机械式中叶轮结构复杂，难于制造，制造误差直接影响叶轮旋转速度的输出，影响测量精度。超声波检测流体流速时，仪器发射的超声波在水中传播时，将产生与水流速度相关的多普勒频率信号。传感器感应发射器发出的超声波频率信号及测试点悬浮微粒的反射与散射波信号，并把它们送至接收器混频。然后由解调器检出多普勒频率信号，并进行放大整形。再由单片机控制并进行数据处理。一维流速测量时，传感器必须正对流向。若偏离某个角度，所测流速值则是实际流速在此方向上的垂直分量。测出两个相互垂直的流速分量，则可以合成为一个新的流速矢量。这就是二维流速测量原理。此方式测量范围宽，使用范围广，但是成本较高。光学监测流速也是利用激光多普勒效应测得流速，成本也是很高。散热率法测量流速的原理是将发热的测速传感器置于被测流体中，利用发热的测速传感器的散热率与流体流速成比例的特点，通过测定传感器的散热率来获得流体的流速。此外，目前主要集中在流体流速监测，而针对流速开关的装置较少。

为了提高压力开关或流速监测装置在不同环境下，特别是恶劣、特殊环境下，确保其工作可靠性和适应性，以及可增加装置的压力检测或流速开关的功能，我们提供一种新型的机械电子双显示的流体压力或流速监测开关装置。

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是克服机械式检测开关和电子式检测开关各自的缺陷，通过机械电子双显示使得流体监测开关装置兼具流体的机械式和电子式的双重优点，提高流体监测开关的使用效果以及扩宽其使用场合。

技术方案：一种机械电子双显示的流体监测开关装置，包括装置本体和设置于所述装置本体上的触发机构，所述装置本体内设有左顶杆、应变梁、右顶杆、第一触杆、设于所述应变梁上的应变电阻和设置在所述装置本体上的微动开关，所述左顶杆的一端与所述触发机构相接触，另一端与所述右顶杆的一端连接，所述右顶杆的另一端上设有第一触杆，所述第一触杆能够与所述微动开关上左右触点相接触，所述左顶杆或所述右顶杆垂直穿过所述应变梁，所述应变电阻与设于所述装置本体上的电子显示器电连接，所述左顶杆上近所述应变梁端设有圆弧面压头。

上述的监测开关装置中，所述装置本体内还设有丝杆和移动支架，所述移动支架设有两个且一端分别滑动连接在所述应变梁两端，另一端分别与所述丝杆两端螺纹连接，任一所述移动支架与设于所述装置本体外的显示针固定连接，所述丝杆与设于所述装置本体外的手轮固定连接。

上述的监测开关装置中，所述丝杆两端的螺纹方向相互反向，所述丝杆通过支撑座与所述装置本体固定连接。

上述的监测开关装置中，所述装置本体包括外壳、与所述外壳固定连接的缸套和装配于所述缸套上连接头，所述外壳、缸套和触发机构构成一个腔体；所述第一触杆插入所述微动开关内且能够与所述微动开关上左右触点相接触。所述外壳与所述缸套螺纹连接，所述连接头内设有内螺纹。

上述的监测开关装置中，所述装置本体包括外壳、与所述外壳固定连接的套筒和装配于所述套筒上连接头，所述触发机构装配于所述连接头上，所述外壳和套筒构成一个腔体，所述左顶杆穿过所述套筒并伸入所述腔体内。所述外壳与所述套筒螺纹连接，所述连接头内设有内螺纹。

上述的监测开关装置中，所述触发机构包括能够沿所述缸套内壁滑动的活塞，所述左顶杆的一端垂直设置在所述活塞上。

上述的监测开关装置中，所述触发机构还包括弹性隔膜，所述弹性隔膜密封设置在所述活塞的外侧。

上述的监测开关装置中，所述右顶杆上近所述应变梁端设有圆弧面压头。

上述的监测开关装置中，所述右顶杆的另一端还设有与所述第一触杆背向设置的第二触杆，所述第二触杆上的触点与固定设置于所述外壳上的闭合开关相接触。

上述的监测开关装置中，所述触发机构包括拨片、转轴和凸轮，所述凸轮设置在所述连接头和所述套筒构成的另一腔体内，所述转轴能够转动且一端上垂直设有拨片，另一端穿过所述连接头且与所述凸轮连接，所述凸轮的端面为曲面且所述凸轮的端面与所述左顶杆相抵。

上述的监测开关装置中，所述凸轮为圆柱凸轮。

上述的监测开关装置可应用于流体压力或流体流速领域以作为流体压力或流体流速的监测开关装置。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过触发机构推动左顶杆，并推动应变梁变形，并通过右顶杆和微动开关的配合实现流体压力或流速开关功能；

（2）本发明通过应变梁上的应变电阻，并根据对应的应变电阻测量电路实现电子式流体压力或流速监测功能；

（3）本发明通过丝杆带动移动支架移动，使得应变梁支点发生变化，可测量应变压力值发生变化，同时显示针跟随移动支架也在移动，实现机械式压力或流速监测、压力值或流速值的标定和显示功能；

（4）本发明通过增加弹性隔膜使得所测流体和测量装置隔开，避免出现流体泄露问题；

（5）本发明通过流体的流速变化为转轴的转动，通过凸轮曲面推动顶杆，实现流速开关功能；

（6）本发明通过应变梁支点的可变化和其上的应变电阻以及微动开关的组合，形成新型流体压力或流速开关和监测装置，本装置可以实现流体压力或流速开关，电子式压力或流速监测，机械式压力或流速监测功能，使其工作可靠，功能强大，满足各种场合的需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的一种机械电子双显示的流体监测开关装置的结构示意图；

图2为本发明的实施方式一的流体压力监测开关装置的结构示意图；

图3为本发明的实施方式二的流体流速监测开关装置的结构示意图。

图中标号说明：

1a、缸套，1b、套筒，2a、弹性隔膜，2b、拨片，3a、活塞，3b、转轴，4a、第二触杆，4b、凸轮，5、左顶杆，6、连接头，7、手轮，8、电子显示器，9、移动支架，10、应变梁，11、应变电阻，12、右顶杆，13、微动开关，14、丝杆，15、显示针，16、支撑座，17、外壳。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施方式对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

参见图1-3所示，一种机械电子双显示的流体监测开关装置，包括装置本体和设置于所述装置本体上的触发机构，所述装置本体内设有左顶杆5、应变梁10、右顶杆12、第一触杆、设于所述应变梁10上的应变电阻11和设置在所述装置本体上的微动开关13，所述左顶杆5的一端与所述触发机构相接触，另一端与所述右顶杆12的一端连接，所述右顶杆12的另一端上设有第一触杆，所述第一触杆插入所述微动开关13内且能够与所述微动开关13上左右触点相接触，所述左顶杆5或所述右顶杆12垂直穿过所述应变梁10，所述应变电阻11与设于所述装置本体上的电子显示器8电连接，所述左顶杆5上近所述应变梁10端设有圆弧面压头。

其中，所述装置本体内还设有丝杆14和移动支架9，所述移动支架9设有两个且一端分别滑动连接在所述应变梁10两端，另一端分别与所述丝杆14两端螺纹连接，任一所述移动支架9与设于所述装置本体外的显示针固定连接，所述丝杆14与设于所述装置本体外的手轮7固定连接。

其中，所述丝杆14两端的螺纹方向相互反向，所述丝杆14通过支撑座16与所述装置本体固定连接。

在一实施方式中，所述装置本体包括外壳17、与所述外壳17固定连接的缸套1a和装配于所述缸套1a上连接头6，所述外壳17、缸套1a和触发机构构成一个腔体。所述外壳17可与所述缸套1a螺纹连接；所述连接头6内设有内螺纹。所述触发机构包括能够沿所述缸套1a内壁滑动的活塞3a，所述左顶杆5的一端垂直设置在所述活塞3a上。

在另一实施方式中，所述装置本体包括外壳17、与所述外壳17固定连接的套筒1b和装配于所述套筒1b上连接头6，所述触发机构装配于所述连接头6上，所述外壳17和套筒1b构成一个腔体，所述左顶杆5穿过所述套筒1b并伸入所述腔体内。所述外壳17与所述套筒1b螺纹连接，所述连接头6内设有内螺纹。所述触发机构包括拨片2b、转轴3b和凸轮4b，所述凸轮4b设置在所述连接头6和所述套筒1b构成的另一腔体内，所述转轴3b能够转动且一端上垂直设有拨片2b，另一端穿过所述连接头6且与所述凸轮4b连接，所述凸轮4b的端面为曲面且所述凸轮4b的端面与所述左顶杆5相抵。

下面具体结合附图详细介绍各实施方式：

实施方式一

参见图2所示，一种机械电子双显示的流体监测开关装置，包括外壳17、与所述外壳17螺栓连接的缸套1a、装配于所述缸套1a上连接头6和触发机构，所述外壳17、缸套1a和触发机构构成一个腔体，所述腔体内设有左顶杆5、应变梁10、右顶杆12、第一触杆、设于所述应变梁10上的应变电阻11和与所述外壳17固定连接的微动开关13，所述左顶杆5的一端与所述触发机构相接触，另一端与所述右顶杆12的一端连接，所述右顶杆12的另一端上设有第一触杆，所述第一触杆插入所述微动开关13内且能够与所述微动开关13上左右触点相接触，所述左顶杆5或所述右顶杆12垂直穿过所述应变梁10，所述应变电阻11与设于所述外壳17上的电子显示器8电连接，所述左顶杆5上近所述应变梁10端设有圆弧面压头。

在本实施方式中，所述触发机构包括能够沿所述缸套1a内壁滑动的活塞3a，所述左顶杆5的一端垂直设置在所述活塞3a上。所述触发机构还包括弹性隔膜2a，所述弹性隔膜2a密封设置在所述活塞3a的外侧。如此，通过增加弹性隔膜2a可使得所测流体和测量装置隔开，避免流体出现泄露问题。

在本实施方式中，所述腔体内还设有丝杆14和移动支架9，所述移动支架9设有两个且一端分别滑动连接在所述应变梁10两端，另一端分别与所述丝杆14两端螺纹连接，任一所述移动支架9与设于所述外壳17外的显示针15固定连接，所述丝杆14与设于所述外壳17外的手轮7固定连接。其中，所述丝杆14两端的螺纹方向相互反向，如此可实现移动支架9同时向内或向外移动。

在本实施方式中，所述丝杆14通过支撑座16与所述外壳17固定连接，所述外壳17与所述缸套1a螺纹连接；所述连接头6内设有内螺纹。如此通过增加螺纹，不仅可通过螺纹与所述缸套1a连接，还可通过螺纹与流体容器连接，方便快速装卸，使用方便。

在本实施方式中，所述右顶杆12上近所述应变梁10端设有圆弧面压头。如此，当流体压力小于外界大气压时，右顶杆12可通过圆弧面压头推动应变梁10向左变形，从而实现压力监测。

在本实施方式中，为了解决应变梁10不变形时，第一触杆与微动开关13不接触而出现盲点的不足，所述右顶杆12的另一端还设有与所述第一触杆可背向设置的第二触杆4a，所述第二触杆4a上的触点可与固定设置于所述外壳17上的闭合开关相接触。这里的第二触杆4a和闭合开关相接触构成一个临界大气触点，该临界大气触点为常闭状态，当应变梁10不变形时，常闭触点不变化；而当应变梁10变形时，常闭触点脱开，为此通过第一触杆与微动开关13接触以实现压力信号的判别。具体在流体压力与外界压力相等，当内外压力差不等时，压力开关信号由上面的微动开关13判别，此时下面的临界大气压触点是脱开的，一旦内外压力相等，微动开关13没信号变化，此时临界大气触点是闭合的，以此进行信号的判别。

本实施方式的工作原理为：

该发明装置在工作时，通过连接头6的螺纹和流体容器等连接，流体压力推动弹性隔膜2a和活塞3a，左顶杆5推动应变梁10向右变形，贴在应变梁10上的应变电阻11发生变形，使用常规的应变电阻11测量电路实现在电子显示器8上显示流体压力。当流体压力小于大气压时，通过右顶杆12使得应变梁10向左变形，实现压力测量。在右顶杆12的末端上第一触杆上有触点与微动开关13配合，实现压力信号的开关功能。此外，通过手轮7旋转丝杠，使得两端移动支架9同时向内或向外移动，使得应变梁10两端支点发生变化，弯曲强度变化，从而实现不同压力的测量和压力开关。当移动支架9移动时，显示针15跟随移动，可以在外壳17上通过显示针15的位置来标定压力，从而实现机械式压力显示和监测。

实施方式二

参见图3所示，一种机械电子双显示的流体监测开关装置，包括外壳17、与所述外壳17螺栓连接的套筒1b、装配于所述套筒1b上连接头6和装配于所述连接头6上的触发机构，所述外壳17和套筒1b构成一个腔体，所述腔体内设有应变梁10、右顶杆12、第一触杆、设于所述应变梁10上的应变电阻11和与所述外壳17固定连接的微动开关13，所述触发机构与左顶杆5的一端与相接触，所述左顶杆5的另一端穿过所述套筒1b并伸入所述腔体内且与所述右顶杆12的一端连接，所述右顶杆12的另一端上设有第一触杆，所述第一触杆插入所述微动开关13内且能够与所述微动开关13上右触点相接触，所述左顶杆5或所述右顶杆12垂直穿过所述应变梁10，所述应变电阻11与设于所述外壳17上的电子显示器8电连接，所述左顶杆5上近所述应变梁10端设有圆弧面压头。

所述触发机构包括拨片2b、转轴3b和凸轮4b，所述凸轮4b设置在所述连接头6和所述套筒1b构成的另一腔体内，所述转轴3b能够转动且一端上垂直设有拨片2b，另一端穿过所述连接头6且与所述凸轮4b连接，所述凸轮4b的端面为曲面且所述凸轮4b的端面与所述左顶杆5相抵。在本实施方式中，所述凸轮4b为圆柱凸轮4b。

在本实施方式中，所述腔体内还设有丝杆14和移动支架9，所述移动支架9设有两个且一端分别滑动连接在所述应变梁10两端，另一端分别与所述丝杆14两端螺纹连接，任一所述移动支架9与设于所述外壳17外的显示针15固定连接，所述丝杆14与设于所述外壳17外的手轮7固定连接。其中，所述丝杆14两端的螺纹方向相互反向，如此可实现移动支架9同时向内或向外移动。

在本实施方式中，所述丝杆14通过支撑座16与所述外壳17固定连接，所述外壳17与所述缸套1a螺纹连接；所述连接头6内设有内螺纹。如此通过增加螺纹，不仅可通过螺纹与所述缸套1a连接，还可通过螺纹与流体容器连接，方便快速装卸，使用方便。

本实施方式的工作原理为：

该发明装置在工作时，通过连接头6的螺纹和流体容器等连接，流体流通推动拨片2b，从而使得转轴3b和凸轮4b转动，凸轮4b推动左顶杆5推动应变梁10变形，贴在应变梁10上的应变电阻11发生变形，使用常规应变电阻11测量电路实现在电子显示器8上显示流体流速。当流体流向反向时时，通过凸轮4b两边对称曲面使得应变梁10变形，实现流速测量。在右顶杆12的末端上第一触杆上有触点与微动开关13配合，实现流速信号的开关功能。通过手轮7旋转丝杠，使得两端移动支架9同时向内或向外移动，使得应变梁10两端支点发生变化，弯曲强度变化，从而实现不同流速的测量和流速开关。当移动支架9移动时，显示针15跟随移动，可以在外壳17上通过显示针15的位置来标定流体流速，从而实现机械式流速显示和监测。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机械电子双显示的流体监测开关装置，其特征在于，包括装置本体和设置于所述装置本体上的触发机构，所述装置本体内设有左顶杆、应变梁、右顶杆、第一触杆、设于所述应变梁上的应变电阻和设置在所述装置本体上的微动开关，所述左顶杆的一端与所述触发机构相接触，另一端与所述右顶杆的一端连接，所述右顶杆的另一端上设有第一触杆，所述第一触杆能够与所述微动开关上触点相接触，所述左顶杆或所述右顶杆垂直穿过所述应变梁，所述应变电阻与设于所述装置本体上的电子显示器电连接，所述左顶杆上近所述应变梁端设有圆弧面压头；所述装置本体内还设有丝杆和移动支架，所述移动支架设有两个且一端分别滑动连接在所述应变梁两端，另一端分别与所述丝杆两端螺纹连接，任一所述移动支架与设于所述装置本体外的显示针固定连接，所述丝杆与设于所述装置本体外的手轮固定连接；所述装置本体包括外壳、与所述外壳固定连接的缸套和装配于所述缸套上连接头，所述外壳、缸套和触发机构构成一个腔体；所述第一触杆插入所述微动开关内且能够与所述微动开关上左右触点相接触；所述触发机构包括能够沿所述缸套内壁滑动的活塞，所述左顶杆的一端垂直设置在所述活塞上；所述触发机构还包括弹性隔膜，所述弹性隔膜密封设置在所述活塞的外侧。

2.根据权利要求1所述的体监测开关装置，其特征在于，所述丝杆两端的螺纹方向相互反向，所述丝杆通过支撑座与所述装置本体固定连接。

3.根据权利要求1-2任一所述的流体监测开关装置，其特征在于，所述装置本体包括外壳、与所述外壳固定连接的套筒和装配于所述套筒上连接头，所述触发机构装配于所述连接头上，所述外壳和套筒构成一个腔体，所述左顶杆穿过所述套筒并伸入所述腔体内。

4.根据权利要求1所述的流体监测开关装置，其特征在于，所述右顶杆上近所述应变梁端设有圆弧面压头。

5.根据权利要求1或4所述的流体监测开关装置，其特征在于，所述右顶杆的另一端还设有与所述第一触杆背向设置的第二触杆，所述第二触杆上的触点与固定设置于所述外壳上的闭合开关相接触。

6.根据权利要求3所述的流体监测开关装置，其特征在于，所述触发机构包括拨片、转轴和凸轮，所述凸轮设置在所述连接头和所述套筒构成的另一腔体内，所述转轴能够转动且一端上垂直设有拨片，另一端穿过所述连接头且与所述凸轮连接，所述凸轮的端面为曲面且所述凸轮的端面与所述左顶杆相抵。

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