CN107843296A - 一种涡轮耗量传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮耗量传感器，包括壳体（1）、固定在壳体（1）圆柱形空腔中的叶轮（3）、以及装于壳体（1）外的感应机构（7），其特征在于：还包括蜗杆传动机构，所述的蜗杆传动机构包括蜗杆轴（10）和斜齿圆柱齿轮（9），蜗杆轴（10）与叶轮（3）前端的安装轴同轴相连，蜗杆轴（10）与斜齿圆柱齿轮（9）啮合，斜齿圆柱齿轮（9）连接衔铁（5），衔铁（5）与感应机构（7）的感应线圈（6）对应设置，感应线圈（6）与感应机构（7）的传递载波电压信号的插座（4）连接，由于将信号转换集中在独立的感应机构（7）内，感应机构（7）体积小，便于安装在各样式壳体上，解决了现有涡轮耗量传感器口径小的局限性。

Description

一种涡轮耗量传感器

技术领域

本发明涉及一种涡轮耗量传感器，尤其涉及一种用于飞机燃油系统的测量流过燃油的瞬时耗量及总耗量的涡轮耗量传感器。

背景技术

涡轮耗量传感器是一种精密流量测量仪表，广泛用于石油、化工、冶金、科研等领域的计量、控制系统。涡轮耗量传感器的结构主要由仪表壳体、叶轮(涡轮)和信号检测放大器等组成。流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电脉冲信号，此信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可远传至显示仪表，显示出流体的瞬时流量和累计量。由于仅用一组感应线圈直接固定在壳体外周，使感应线圈产生感应信号的零件（永久磁钢）直接固定在叶轮内，此类现有技术的耗量传感器由于感应线圈与产生感应信号的零件距离限制，耗量传感器直径越大精度越差，无法做到大口径高精度的要求。

发明内容

为解决现有技术存在的由于感应线圈与产生感应信号的零件距离限制，耗量传感器直径越大精度越差，无法做到大口径高精度的要求的问题，本发明提供一种涡轮耗量传感器。本发明的一种涡轮耗量传感器，包括壳体、固定在所述的壳体圆柱形空腔中的叶轮、以及装于壳体外的感应机构，其特征在于：还包括蜗杆传动机构，所述的蜗杆传动机构包括蜗杆轴和斜齿圆柱齿轮，所述的蜗杆轴与叶轮前端的安装轴同轴相连，所述的蜗杆轴与斜齿圆柱齿轮啮合，所述的斜齿圆柱齿轮连接衔铁，所述的衔铁与感应机构的感应线圈对应设置，所述的感应线圈与感应机构的传递载波电压信号的插座连接。

进一步，所述的感应线圈由两组电感串联组成，一组是通过衔铁的转动周期性地改变感生电压的可变电感值电感，另一组是输出电压幅值的固定电感值电感。

进一步，还包括导流器，所述的导流器包括前导流器和后导流器，所述的前导流器设置在叶轮背端安装轴的周向上，所述的后导流器设置在蜗杆轴的周向上，所述的斜齿圆柱齿轮在后导流器内与蜗杆轴啮合。

进一步，所述的感应机构的感应线圈及插座安装在防护壳体内。

进一步，所述的插座制出与电源、信号接收设备之间的电气接口。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

本发明将信号转换集中在独立的感应机构内，感应机构体积小，便于安装在各样式壳体上，解决了现有耗量传感器口径小的局限性。采用轴间交角为90°的蜗杆传动机构传递空间交错的两轴之间的运动和动力，传动平稳，噪声小。当蜗杆的导程角小于轮齿间的当量摩擦角时，具有足够的强度，并耐冲击，承载能力较高，耐高压、体积小、重量轻、压力损失小、抗振能力强，寿命长。

测量精度高。本发明通过蜗杆—斜齿轮传动将转动传递至感应机构内，感应机构内衔铁与感应线圈间距小，且不受外界干扰。通过蜗杆—斜齿轮传动结构，将叶轮转动传递为衔铁转动，传动形式为齿轮传动，可准确的将叶轮的转动按规定比例传递给衔铁，感应线圈所产生的信号与流过流体的体积直接关联，所产生的感应信号精度高，无零点漂移、量程比高，测量下限更低，测量灵敏度更高，动态响应速度更快。感应机构采用金属壳体，插座可选用带屏蔽功能插座，信号输入与输出抗干扰能力强，稳定性高。

本发明不仅可用于飞机燃油系统，还可安装在各种场合对多种流体的流量进行精确测量。

附图说明

图1是本发明的一种涡轮耗量传感器的结构示意图。

图2是本发明的一种涡轮耗量传感器的感应线圈的示意图。

图3是本发明的一种涡轮耗量传感器的前导流器的示意图。

图中：1壳体，2前导流器，3叶轮，4插座，5衔铁，6感应线圈，7感应机构，8后流向器，9斜齿圆柱齿轮，10蜗杆轴，11.管体，12.导向片，13.轴承。

具体实施方式

为进一步说明本发明专利的原理和结构，现结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

参见图1，本发明的一种涡轮耗量传感器，包括壳体1、固定在所述的壳体1圆柱形空腔中的叶轮3、以及装于壳体1外的感应机构7，其特征在于：还包括蜗杆传动机构，所述的蜗杆传动机构包括蜗杆轴10和斜齿圆柱齿轮9，所述的蜗杆轴10与叶轮3前端的安装轴同轴相连，所述的蜗杆轴10与斜齿圆柱齿轮9啮合，所述的斜齿圆柱齿轮9连接衔铁5，所述的衔铁5与感应机构7的感应线圈6对应设置，所述的感应线圈6与感应机构7的传递载波电压信号的插座4连接。

图1中箭头示出了流体流向，流体按流体流向流经前导流器2流体导向槽、叶轮3、后导流器8流体导向槽后从壳体1出口流出，转动角速度与流过的流体体积成正比的叶轮3在流体的作用下受力旋转，与叶轮3同轴相连的蜗杆轴10啮合斜齿圆柱齿轮9，带动衔铁5作圆周运动，使周向上对应衔铁5的感应线圈6周期性地切割衔铁5的磁力线，通过感应线圈6感应出交变电压，输出方波信号经过放大器（放大器在图1中未示出）放大、滤波、整形输出一组通过插座4传递出去的载波电压信号，此信号电压的频率与叶轮3的转速成正比，即与流体的流量(流速)成正比，叶轮3的转动直接或经磁耦合带动机械计数机构，指示积算总量。

壳体1两端用于连接流体的进口管路与出口管路，具体安装方式由管路特征决定。

所述的感应线圈6由两组电感串联组成，一组是通过衔铁5的转动周期性地改变感生电压的可变电感值电感，另一组是输出电压幅值的固定电感值电感。

进一步，所述的感应机构7的感应线圈6及插座4安装在防护壳体内。

进一步，所述的插座4制出与电源、信号接收设备之间的电气接口。

图2示出的实施例中，感应线圈6由两组电感串联组成，一组是固定电感值电感L1、L2，一组是可变电感值电感L3、L4，串联后的两端加载相位差180°的正弦电压A角和B角，叶轮3带动衔铁5周期转动，衔铁5转动周期性地改变可变电感的电感值，B角输出叠加后的电压信号是载波信号，需处理端解调。

进一步，还包括导流器，所述的导流器包括前导流器2和后导流器8，所述的前导流器2设置在叶轮3背端安装轴的周向上，所述的后导流器8设置在蜗杆轴10的周向上，所述的斜齿圆柱齿轮9在后导流器8内与蜗杆轴10啮合。

图3示出了本发明的一种涡轮耗量传感器的前导流器，本发明采用由相对对称叶轮3的前导流器2和后导流器8构成导流器，前导流器2和后导流器8与壳体1圆柱形空腔过赢配合固定，前导流器2和后导流器8内部装轴承，蜗杆轴放置在后导流器8的两轴承之间，前导流体2和后导流体8的入口段和出口端制有同轴度的轴向弧度凸台，并且管体11上制有对称轴向轴线且沿圆周分布的多个导向片12，连接端上的台阶圆柱台制有装配轴承13的轴承孔。前导流体2和后导流体8的导向片12可使通过的流体更平稳，叶轮3转动更稳定，叶轮3在转动时可随时释放流体中悬浮杂物，导向片12使悬浮杂物不缠绕在叶轮3的叶片上，可以降低磨损，甚者恶劣的条件下也可以给出可靠的测量变量。

Claims (6)

1.一种涡轮耗量传感器，包括壳体（1）、固定在所述的壳体（1）圆柱形空腔中的叶轮（3）、以及装于壳体（1）外的感应机构（7），其特征在于：还包括蜗杆传动机构，所述的蜗杆传动机构包括蜗杆轴（10）和斜齿圆柱齿轮（9），所述的蜗杆轴（10）与叶轮（3）前端的安装轴同轴相连，所述的蜗杆轴（10）与斜齿圆柱齿轮（9）啮合，所述的斜齿圆柱齿轮（9）连接衔铁（5），所述的衔铁（5）与感应机构（7）的感应线圈（6）对应设置，所述的感应线圈（6）与感应机构（7）的传递载波电压信号的插座（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮耗量传感器，其特征在于：所述的感应线圈（6）由两组电感串联组成，一组是通过衔铁（5）的转动周期性地改变感生电压的可变电感值电感，另一组是输出电压幅值的固定电感值电感。

3.根据权利要求2所述的一种涡轮耗量传感器，其特征在于：所述的感应机构（7）的感应线圈（6）及插座（4）安装在防护壳体内。

4.根据权利要求3所述的一种涡轮耗量传感器，其特征在于：所述的插座（4）制出与电源、信号接收设备之间的电气接口。

5.根据权利要求1所述的一种涡轮耗量传感器，其特征在于：还包括导流器，所述的导流器包括前导流器（2）和后导流器（8），所述的前导流器（2）设置在叶轮（3）背端安装轴的周向上，所述的后导流器（8）设置在蜗杆轴（10）的周向上，所述的斜齿圆柱齿轮（9）在后导流器（8）内与蜗杆轴（10）啮合。

6.根据权利要求2、3或4任一所述的一种涡轮耗量传感器，其特征在于：还包括导流器，所述的导流器包括前导流器（2）和后导流器（8），所述的前导流器（2）设置在叶轮（3）背端安装轴的周向上，所述的后导流器（8）设置在蜗杆轴（10）的周向上，所述的斜齿圆柱齿轮（9）在后导流器（8）内与蜗杆轴（10）啮合。