CN107764372A

CN107764372A - 一种可变量程的级联式油位传感器

Info

Publication number: CN107764372A
Application number: CN201710992099.1A
Authority: CN
Inventors: 顾新建; 孟庆勇; 张亮; 郭会会; 马立国
Original assignee: Xuzhou XCMG Excavator Machinery Co Ltd
Current assignee: Xuzhou XCMG Excavator Machinery Co Ltd
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2018-03-06

Abstract

本发明提供了一种可变量程的级联式油位传感器，包括一个固定量程油位传感器和一个可变量程油位传感器；所述固定量程油位传感器包括法兰安装盘I、杆体I、磁油浮I；所述杆体I包括竖直的直杆体且顶端90°直弯后插入燃油箱侧壁与燃油箱外的法兰安装盘I连接；所述可变量程油位传感器还包括法兰安装盘II、杆体II、磁油浮II、限位块、限位螺钉；所述杆体II包括竖直的直杆体且顶端90°直弯后插入燃油箱侧壁与燃油箱外的法兰安装盘II连接；所述限位块设置于杆体II上。本发明采用多段式级联，克服传统整体式传感器的缺陷，利用两个基本油位传感器模块，根据实际量程需要，级联后组合成满足测量需求的油位传感器。

Description

一种可变量程的级联式油位传感器

技术领域

本发明涉及一种用于矿山机械的可变量程的级联式油位传感器，属于矿山机械领域。

背景技术

矿山机械因作业效率高，使用寿命长，作业工况适应好，被广泛应用在各种矿山开采，矿石装卸，大型基建土方工程等领域。

矿山机械自身机重达几百吨，发动机功率达1300KW以上，故燃油消耗巨大。

为满足正常台班的燃油消耗，燃油箱的容积也可达4500-6000升，但由于燃油箱的安装空间有限，油箱截面积受限制，一般油箱高度较高，可达2000mm以上。为实时显示燃油箱油位，多采用整体式直杆型干簧管油位传感器，即根据油箱的高度量程确定油位传感器的型号，不同的量程不能通用，从而油位传感器的规格型号众多。

由于矿山机械的工作环境恶劣，路况差，车辆震动大，油箱内油液晃动剧烈，造成油位传感器故障率高，突出表现在因直杆杆身过长，油液晃动造成杆体弯折，变形，安装盘焊接处开裂等，油浮因此滑动不畅，严重时发生卡滞，传感器发生物理损坏，无法正常使用，严重影响车辆的使用效率。

发明内容

本发明提供了一种可变量程的级联式油位传感器，采用多段式级联，克服传统整体式传感器的缺陷，利用两个基本油位传感器模块，根据实际量程需要，级联后组合成满足测量需求的油位传感器。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，包括一个固定量程油位传感器和一个可变量程油位传感器；

所述固定量程油位传感器和可变量程油位传感器分别设有测量电路I和测量电路II；所述测量电路I和测量电路II结构相同，其结构为，R0与K1串联，R1与K2串联后与K1并联，R（n-1）与Kn串联后与K（n-1）并联，Rn与Kn并联，其中R1至Rn的电阻值均为R，K1至Kn为干簧管开关；所述测量电路I和测量电路II串联；

所述固定量程油位传感器还包括法兰安装盘I、杆体I、磁油浮I；所述杆体I包括竖直的直杆体且顶端90°直弯后插入燃油箱侧壁与燃油箱外的法兰安装盘I连接，所述测量电路I固定在杆体I直杆体内部，所述测量电路I干簧管开关K1位于杆体I下止点，所述测量电路I干簧管开关Kn位于杆体I上止点，相邻干簧管开关的间距均为a；所述磁油浮I套设于杆体I直杆体上；

所述可变量程油位传感器还包括法兰安装盘II、杆体II、磁油浮II、限位块、限位螺钉；所述杆体II包括竖直的直杆体且顶端90°直弯后插入燃油箱侧壁与燃油箱外的法兰安装盘II连接；所述限位块设置于杆体II上；所述测量电路II固定在杆体II直杆体内部，测量电路II的干簧管开关K1位于杆体II下止点，测量电路II的干簧管开关Kn位于杆体II上止点，相邻干簧管开关的间距均为a；所述磁油浮II套设于杆体II直杆体上；

所述固定量程油位传感器安装在燃油箱下半部，可变量程油位传感器安装在燃油箱上半部，调整限位块的位置，确保固定量程油位传感器的上止点与可变量程油位传感器的限位块顶面处于相同的水平高度。

前述的一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，所述固定量程油位传感器为正敏型。

前述的一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，所述可变量程油位传感器为正敏型。

前述的一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，在杆体II外部印刷刻度线，与内部电路板上各干簧管位置相对应，方便限位块的定位。

前述的一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，所述杆体I和杆体II有效长度小于900mm。

前述的一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，可变量程油位传感器的Com1输出端与固定量程油位传感器的Sign2输出端相连。

本发明的有益效果是：采用多段式级联，克服传统整体式传感器的缺陷，利用两个基本油位传感器模块，根据实际量程需要，级联后组合成满足测量需求的油位传感器。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1是传感器内部测量电路示意图；

图2是传感器级联后内部测量电路示意图；

图3固定量程油位传感器的主要结构框图；

图4可变量程油位传感器的主要结构框图；

图5级联后油位传感器的安装示意图；

图中：11、法兰安装盘I；12、杆体I；13、磁油浮I；14、固定量程油位传感器的下止点；15、固定量程油位传感器的上止点；21、法兰安装盘II；22、杆体II； 23、磁油浮II；24、限位块；25、限位螺钉；26、可变量程油位传感器的下止点；27、可变量程油位传感器的上止点；3、燃油箱；G1为可变量程油位传感器；G2为固定量程油位传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，包括一个固定量程油位传感器（G2）和一个可变量程油位传感器（G1）；

所述固定量程油位传感器还包括法兰安装盘I（11）、杆体I（12）、磁油浮I（13）；所述杆体I（12）包括竖直的直杆体且顶端90°直弯后插入燃油箱（3）侧壁与燃油箱外的法兰安装盘I（11）连接，所述测量电路I固定在杆体I直杆体内部，所述测量电路I干簧管开关K1位于杆体I下止点（14），所述测量电路I干簧管开关Kn位于杆体I上止点（15），相邻干簧管开关的间距均为a；所述磁油浮I套设于杆体I直杆体上；

所述可变量程油位传感器还包括法兰安装盘II（21）、杆体II（22）、磁油浮II（23）、限位块（24）、限位螺钉（25）；所述杆体II（22）包括竖直的直杆体且顶端90°直弯后插入燃油箱侧壁与燃油箱外的法兰安装盘II连接；所述限位块（24）设置于杆体II（22）上；所述测量电路II固定在杆体II直杆体内部，测量电路II的干簧管开关K1位于杆体II下止点（26），测量电路II的干簧管开关Kn位于杆体II上止点（27），相邻干簧管开关的间距均为a；所述磁油浮II（23）套设于杆体II直杆体上；

所述固定量程油位传感器（G2）安装在燃油箱（3）下半部，可变量程油位传感器（G1）安装在燃油箱（3）上半部，调整限位块（24）的位置，确保固定量程油位传感器的上止点（15）与可变量程油位传感器的限位块（24）顶面处于相同的水平高度。

所述固定量程油位传感器为正敏型。所述可变量程油位传感器为正敏型。在杆体II外部印刷刻度线，与内部电路板上各干簧管位置相对应，方便限位块的定位。所述杆体I和杆体II有效长度小于900mm。可变量程油位传感器的Com1输出端与固定量程油位传感器的Sign2输出端相连。

传感器内部测量电路均采用成熟的干簧管式测量电路，如图1。由一组电阻和一组干簧管组成，相邻干簧管的间距相同。当油浮浮动时，相应的干簧管因磁场效应由开路转为闭路，传感器两输出端的电阻发生相应变化，由全部干簧管开路时R₀+n*R,转变为R₀+（m-1）*R。磁油浮随油位上下浮动，干簧管逐次发生作用，传感器两输出端的电阻也相应变化，与油位形成对应关系，即磁油浮在上止点时，电阻为R₀+n*R；磁油浮在下止点时，电阻为R₀。

固定量程油位传感器的主要结构框图如图3。测量电路I干簧管K1靠近下止点，干簧管Kn靠近上止点。固定量程油位传感器为正敏型，相邻干簧管的间距为a，即磁油浮I在上止点时，测量高度为Hmax(=n*a),输出电阻为R₀+n*R；磁油浮浮动时，测量高度为Hm(=（m-1）*a), 输出电阻为R₀+（m-1）*R；磁油浮I在下止点时，测量高度为0，输出电阻为R₀。

可变量程油位传感器的主要结构框图如图4。测量电路II干簧管K1靠近下止点，干簧管Kn靠近上止点。可变量程油位传感器为正敏型，相邻干簧管的间距为a，通过移动限位块的位置，设定新的下止点，形成不同的测量量程。为方便限位块的定位，在杆体II外部印刷刻度线，与内部电路板上各干簧管位置一致。当限位块定位在干簧管Ks位置时，即磁油浮II在上止点时，测量高度为Hmax(=（n-s）*a),输出电阻为R₀+n*R；磁油浮II浮动时，测量高度为Hm(=（m-s）*a), 输出电阻为R₀+（m-1）*R；磁油浮II在限位块止点时，测量高度为0，输出电阻为R₀+（s-1）*R。

将一个固定量程油位传感器和一个可变量程油位传感器级联后的测量电路如图2，把可变量程油位传感器（G1）的Com1输出端与固定量程油位传感器（G2）的Sign2输出端相连，测量G1传感器Sign1输出端与G2传感器Com2输出端之间的电阻，转换为油位高度测量数值。

如图5所示，当燃油箱的高度超过固定量程油位传感器的量程但小于2倍固定量程油位传感器的量程时，可采用1个固定量程油位传感器和1个可变量程油位传感器级联后的测量电路进行油位测量。

将固定量程油位传感器（G2）安装在燃油箱下半部，可变量程油位传感器（G1）安装在燃油箱上半部。调整传感器（G1）的限位块，确保传感器（G2）的上止点与传感器（G1）的下止点处于相同的水平高度。

如图5所示，当燃油箱的油位处在LEVEL1时,测量高度L分割成三部分：

L=H1+H2+a

H1：可变量程油位传感器（G1）的测量高度

H2：固定量程油位传感器（G2）的测量高度

a: 相邻干簧管的间距

固定量程油位传感器（G2）的油浮处在上止点，此时

R _G2=R₀+n*R，并保持不变；H2=H2max= n*a。

可变量程油位传感器（G1）的油浮随油位变化，设定下止点定位在干簧管Ks位置，油浮浮动在干簧管Km位置，此时

R_G1=R₀+（m-1）*R；H1=Hm=（m-s）*a

测量结果为：

L=H1+H2+a=（m-s）*a+ n*a+a

R= R_G2+ R_G1= （R₀+n*R）+（ R₀+（m-1）*R）

当（G1）的油浮在上止点时，Rmax=（R₀+n*R）+(R₀+n*R);

当（G1）的油浮在设定下止点时，Rmin=（R₀+n*R）+(R₀+（s-1）*R)

如图5所示，当燃油箱的油位处在LEVEL2时,燃油箱的测量高度L等同H2。

可变量程油位传感器（G1）的油浮悬空，因重力作用停留在设定下止点，定位在干簧管Ks位置，此时

R_G1=R₀+（s-1）*R, 并保持不变；

固定量程油位传感器（G2）的油浮随油位变化，浮动在干簧管Km位置，此时

R_G2=R₀+（m-1）*R；H2= Hm=（m-1）*a。

测量结果为：

L=H2=（m-1）*a

R= R_G2+ R_G1 = （R₀+（s-1）*R）+（ R₀+（m-1）*R）

当（G2）的油浮在上止点时，Rmax=（R₀+（s-1）*R）+(R₀+n*R);

当（G2）的油浮在下止点时，Rmin=（R₀+（s-1）*R）+R₀

依据燃油箱的油位处在LEVEL1和LEVEL2两种状态的分析，级联后油位传感器的输出电阻R数据随油位高度连续变化，且数值无重复，与油位高度对应。

当燃油箱的高度超过固定量程油位传感器的2倍量程但小于3倍量程时，可采用2个固定量程油位传感器和1个可变量程油位传感器级联后的测量电路进行油位测量。将固定量程油位传感器（G3），（G2）依次安装在燃油箱下半部，可变量程油位传感器（G1）安装在燃油箱上半部。

测量原理与图5表达一致，将测量范围L分为三种状态：

1. 油浮在G1量程内时，L=H3+a+H2+a+H1

2. 油浮在G2量程内时，L=H3+a+H2

3. 油浮在G3量程内时，L=H3

其他测量范围，依此类推。

本发明采用多段式级联，克服传统整体式传感器的缺陷，利用两个基本油位传感器模块，根据实际量程需要，级联后组合成满足测量需求的油位传感器。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，包括一个固定量程油位传感器和一个可变量程油位传感器；

2.根据权利要求1所述的一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，所述固定量程油位传感器为正敏型。

3.根据权利要求1所述的一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，所述可变量程油位传感器为正敏型。

4.根据权利要求1所述的一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，在杆体II外部印刷刻度线，与内部电路板上各干簧管位置相对应，方便限位块的定位。

5.根据权利要求1所述的一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，所述杆体I和杆体II有效长度小于900mm。

6.根据权利要求1所述的一种可变量程的级联式油位传感器，其特征在于，可变量程油位传感器的Com1输出端与固定量程油位传感器的Sign2输出端相连。