CN116202597A - 一种12筋高精度双路输出传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及重力传感器技术领域，且公开了一种12筋高精度双路输出传感器，包括12筋高精度双路输出传感器，所述12筋高精度双路输出传感器安装在由卡扣和球面压头组成的集装箱龙门吊锁头上，所述12筋高精度双路输出传感器包括由内外环组成的传感器壳体，所述传感器壳体之间固定连接有传感器筋板，所述传感器壳体的顶部开设有传感器安装孔。该12筋高精度双路输出传感器，采用不等高的内外双环结构，在使用中，对防范承载机械部件与传感器之间的擦碰保持了安全距离，根据传感器的量程不同，12条等高等宽等间距的传感器筋板在与内环体、外环体连接处，全部采用R3—R5圆角相切的过渡设计，消除应力传递过程中的突变。

Description

一种12筋高精度双路输出传感器

技术领域

本发明涉及重力传感器技术领域，具体为一种12筋高精度双路输出传感器。

背景技术

随着我国铁路货运与专用线的中转物流集装箱装载量的不断提升，尽管轮式正面吊的应运而生，由于投资一台轮式正面吊的价格需二百万元以上，众多铁路货运与中转物流的集装箱装载，仍需继续使用原有的大型龙门吊起重方式进行装载。

为了确保铁路货运安全运行，根据铁总安全装载要求，对采用龙门吊(具)起重装载集装箱的设备，必须加装或改造成为具有称量与超偏载检测功能的铁专计量器具。

而要解决龙门吊(具)起重装载集装箱的称量与超偏载检测，关键点在于对龙门吊架四角的传力机构进行创新改造，在不破坏原龙门吊(具)结构，又要在狭小空间里，设计出具有满足计量与超偏载功能的抗偏载、抗侧向能力强、高度低、承载面稳固、更换便捷、准确度高的铁路集装箱龙门吊(具)相匹配的专用传感器及组件。

本专利就是为了专门解决货场大型龙门吊(具)起重装载集装箱过程中，实现计量与四角超偏载、重心偏移自动化检测的核心部件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种12筋高精度双路输出传感器，以解决上述背景技术中提出的计量问题。

为了解决上述计量技术问题，本发明提供如下技术方案：一种12筋高精度双路输出传感器，包括12筋高精度双路输出传感器，所述12筋高精度双路输出传感器安装在由卡扣和实现自动导向矫正传力方向的球面压头组成的集装箱龙门吊锁头上；

所述12筋高精度双路输出传感器包括由内外环组成的传感器壳体，所述传感器壳体之间固定连接有传感器筋板，所述传感器壳体的顶部开设有传感器安装孔，所述传感器壳体的轴心开设有拉压加载孔，所述传感器壳体的外表面安装有双路切换接头，所述传感器筋板上分别安装有拉向电阻应变片、压向电阻应变片，所述传感器壳体的内外环之间的上下两侧均安装有不锈钢密封盖板，底部所述不锈钢密封盖板上粘贴有线路板，所述传感器壳体的内部还安装有补偿电阻、填充胶和惰性气体和八芯橡胶信号屏蔽电缆，所述八芯橡胶信号屏蔽电缆为单路和双路任选其一。

优选的，所述传感器壳体的内外环等高或内环高于外环。

优选的，所述传感器筋板的数量为12条，12条所述传感器筋板等高等宽等间距固定在传感器壳体内环体、外环体连接处，且采用R3—R5圆角相切过渡。

优选的，所述传感器壳体内环中心为贯通的全螺纹孔。

优选的，所述传感器壳体内采用填充胶和惰性气体灌封，且传感器壳体的内部被不锈钢密封盖板密封。

优选的，所述传感器安装孔的数量为八个，八个所述传感器安装孔为通孔或贯穿螺纹孔。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

本发明采用不等高的内外双环结构，在使用中，对防范承载机械部件与传感器之间的擦碰保持了安全距离；

根据传感器的量程不同，12条等高等宽等间距的传感器筋板在与内环体、外环体连接处，全部采用R3—R5圆角相切的过渡设计，消除应力传递过程中的突变；

内环中心采用贯通的全螺纹设计，以便捷的满足拉向或压向承载机构的正向或反向力值检测；

传感器内采用填充胶和惰性气体灌封，保持计量性能的长期稳定；

传感器的高阻抗输入、输出电阻设计，提升了传感器在野外环境下使用的抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明集装箱龙门吊具四个角的锁头双环12筋高精度双输出传感组件总装示意图；

图2为本发明传感器壳体示意图；

图3为本发明传感器壳体俯视图；

图4为本发明传感器壳体剖视图；

图5为本发明筋板P＝0时受力形变示意图；

图6为本发明筋板P>0时正面应变片朝向形变示意图；

图7为本发明筋板P>0时背面应变片朝向形变示意图；

图8为本发明电阻应变片分布图；

图9为本发明电阻应变在筋板正面贴片角度示意图；

图10为本发明电阻应变在筋板背面贴片角度示意图；

图11为本发明双路输出的组桥电原理示意图；

图12为本发明单路输出的组桥电原理；

图13为本发明双环12筋高精度双路输出传感器补偿电路示意图；

图14为本发明双环12筋高精度单路输出补偿电路示意图。

其中：1、卡扣；2、球面压头；3、12筋高精度双路输出传感器；301、传感器壳体；302、传感器筋板；303、传感器安装孔；304、拉压加载孔；305、双路切换接头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式一

本实施方式为一种12筋高精度双路输出传感器的实施方式。

请参阅图1-14，一种12筋高精度双路输出传感器，包括12筋高精度双路输出传感器3，12筋高精度双路输出传感器3安装在由卡扣1和实现自动导向矫正传力方向的球面压头2组成的集装箱龙门吊锁头上；

12筋高精度双路输出传感器3包括由内外环组成的传感器壳体301，传感器壳体301之间固定连接有传感器筋板302，传感器壳体301的顶部开设有传感器安装孔303，传感器壳体301的轴心开设有拉压加载孔304，传感器壳体301的外表面安装有双路切换接头305，双路切换接头305为八芯航空防水密封接头，传感器筋板302上分别安装有拉向电阻应变片、压向电阻应变片，传感器壳体301的内外环之间的上下两侧均安装有不锈钢密封盖板，底部不锈钢密封盖板上粘贴有线路板，传感器壳体301的内部还安装有补偿电阻、填充胶和惰性气体和八芯橡胶信号屏蔽电缆，八芯橡胶信号屏蔽电缆为单路和双路任选其一，传感器的高阻抗输入、输出电阻设计，提升了传感器在野外环境下使用的抗干扰能力。

具体的，传感器壳体301的内外环等高或内环高于外环，采用不等高的内外双环结构，在使用中，对防范承载机械部件与传感器之间的擦碰保持了安全距离。

具体的，传感器筋板302的数量为12条，12条传感器筋板302等高等宽等间距固定在传感器壳体301内环体、外环体连接处，且采用R3—R5圆角相切过渡，全部采用R3—R5圆角相切的过渡设计，消除应力传递过程中的突变。

具体的，传感器壳体301内环中心为贯通的全螺纹孔，内环中心采用贯通的全螺纹设计，以便捷的满足拉向或压向承载机构或者是反向加载机构的正向或反向力值检测。

具体的，传感器壳体301内采用填充胶和惰性气体灌封，且传感器壳体301的内部被不锈钢密封盖板密封，从而保持计量性能的长期稳定。

具体的，传感器安装孔303的数量为八个，八个传感器安装孔303为通孔或贯穿螺纹孔，根据工况需要，以方便进行安装。

具体实施方式二

本实施方式为双环12筋高精度双输出传感器的贴片及受力形变的实施方式

如图5所示，当双环12筋高精度双输出传感器，12筋未受力(P＝0时)的筋板形变情况。

如图6-7所示，当双环12筋高精度双输出传感器，12筋受力(P>0时)的筋板形变情况。

电阻应变片的分布图与贴片角度

如图8-10所示，环12筋高精度双路输出(含单路输出)的电阻应变片的分布图、贴片角度，与12筋高精度双路输出(含单路输出)的电阻应变片的分布图、贴片角度，同理。

本发明采用45度双剪切电阻应变片，以满足12条筋板在当传感器受力后形变的需要。

当P>0时，粘贴于弹性体筋板正面A、C应变片受拉应力图6所示，当P>0时，粘贴于弹性体筋板正面B、D应变片受压应力图6所示。

当P>0时，粘贴于弹性体筋板背面F、H应变片受拉应力图7所示，当P>0时，粘贴于弹性体筋板背面E、G应变片受压应力图7所示。

在每条筋板应力最佳位置的正面与背面均贴有有一张拉向电阻应变片和一张拉压电阻应变片如图8所示。

在12条筋板正面的粘贴的电阻应变如图9所示，在12筋背面粘贴的电阻应变如图10所示。

具体实施方式三

本实施方式为双路输出的组桥电原理的实施方式

将每隔一条筋板上的正面和背面的拉片、压片，按照图11中的双路电原理接线方式组成A路传感器；将其余筋板上的正面和背面的拉片、压片，按照图11中的双路电原理接线方式组成B路传感器，可以减少与防止由于偏载引入的误差；

其中，

双路输出的拉片：

R1.R4.R5.R8.R9.R12.R13.R16.R17.R20.R21.R24.R25.R28.R29.R32.R33.R36.R37.R40.R41.R44.R45.R48。

双路输出的压片：

R2.R3.R6.R7.R10.R11.R14.R15.R18.R19.R22.R23.R26.R27.R30.R31.R34.R35.R38.R39.R42.R43.R46.R47。

具体实施方式四

本实施方式为单路输出的组桥电原理的实施方式

本发明的12条筋板单路输出的传感器贴片布置，可以将每一条筋板正面和背面上的所有拉片、所有压片按照图13单路输出的组桥电原理接线方式组成一个单路传感器图13所示；

其中：

单路输出的拉片：

R1.R4.R5.R8.R9.R12.R13.R16.R17.R20.R21.R24.R25.R28.R29.R32.R33.R36.R37.R40.R41.R44.R45.R48。

单路输出的压片：

R2.R3.R6.R7.R10.R11.R14.R15.R18.R19.R22.R23.R26.R27.R30.R31.R34.R35.R38.R39.R42.R43.R46.R47。

具体实施方式五

本实施方式为双环12筋高精度双路输出传感器补偿电路的实施方式

12筋高精度双路输出传感器补偿电路

如图13所示，要将双环12筋双输出传感器，制造成一台高精度、高稳定性、可互换性的传感器，除了按照本发明中图8电阻应变片分布图、图9电阻应变在筋板正面贴片角度、图10电阻应变在筋板背面贴片角度、图11双路输出的组桥，还需要根据应用环境的要求，在制作工艺上增加R0:输出标准化补偿；Rz:零点输出补偿；Rs:灵敏度系数补偿；Ri:输入电阻标准化补偿；Rmt:灵敏度温度(弹性模量)补偿；Rp:灵敏度温度补偿的线性补偿；RL:非线性补偿电阻Rt:零点温度补偿等工艺。

其中，

R0:输出电阻标准化补偿电阻

Rz:零点输出补偿电阻

Rs:灵敏度系数补偿电阻

Ri:输入电阻标准化补偿电阻

Rmt:灵敏度温度(弹性模量)补偿电阻

Rp:灵敏度温度补偿的线性补偿电阻

RL:非线性补偿电阻

Rt:零点温度补偿电阻

双环12筋高精度单路输出传感器补偿电路

如图14所示，要将双环12筋单路输出传感器，制造成一台高精度、高稳定性、可互换性的传感器，除了按照本发明中图8电阻应变片分布图、图9电阻应变在筋板正面贴片角度、图10电阻应变在筋板背面贴片角度、图12单路输出的组桥以外，还需要根据应用环境的要求，在制作工艺上增加R0:输出标准化补偿；Rz:零点输出补偿；Rs:灵敏度系数补偿；Ri:输入电阻标准化补偿；Rmt:灵敏度温度(弹性模量)补偿；Rp:灵敏度温度补偿的线性补偿；RL:非线性补偿电阻Rt:零点温度补偿等工艺.

其中：

R0:输出电阻标准化补偿电阻

Rz:零点输出补偿电阻

Rs:灵敏度系数补偿电阻

Ri:输入电阻标准化补偿电阻

Rmt:灵敏度温度(弹性模量)补偿电阻

Rp:灵敏度温度补偿的线性补偿电阻

RL:非线性补偿电阻

Rt:零点温度补偿电阻

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术

人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这

些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权

利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种12筋高精度双路输出传感器，包括12筋高精度双路输出传感器(3)，其特征在于：所述12筋高精度双路输出传感器(3)安装在由卡扣(1)和实现自动导向矫正传力方向的球面压头(2)组成的集装箱龙门吊锁头上；

所述12筋高精度双路输出传感器(3)包括由内外环组成的传感器壳体(301)，所述传感器壳体(301)之间固定连接有传感器筋板(302)，所述传感器壳体(301)的顶部开设有传感器安装孔(303)，所述传感器壳体(301)的轴心开设有拉压加载孔(304)，所述传感器壳体(301)的外表面安装有双路切换接头(305)，所述传感器筋板(302)上分别安装有拉向电阻应变片、压向电阻应变片。

2.根据权利要求1所述的一种12筋高精度双路输出传感器，其特征在于：所述传感器壳体(301)的内外环等高或内环高于外环。

3.根据权利要求1所述的一种12筋高精度双路输出传感器，其特征在于：所述传感器筋板(302)的数量为12条，12条所述传感器筋板(302)等高等宽等间距固定在传感器壳体(301)内环体、外环体连接处，且采用R3—R5圆角相切过渡。

4.根据权利要求2所述的一种12筋高精度双路输出传感器，其特征在于：所述传感器壳体(301)内环中心为贯通的全螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的一种12筋高精度双路输出传感器，其特征在于：所述传感器壳体(301)内采用填充胶和惰性气体灌封，且传感器壳体(301)的内部被不锈钢密封盖板密封。

6.根据权利要求1所述的一种12筋高精度双路输出传感器，其特征在于：所述传感器安装孔(303)的数量为八个，八个所述传感器安装孔(303)为通孔或贯穿螺纹孔。

7.根据权利要求1所述的一种12筋高精度双路输出传感器，其特征在于：所述传感器壳体(301)的内外环之间的上下两侧均安装有不锈钢密封盖板，底部所述不锈钢密封盖板上粘贴有线路板。

8.根据权利要求1所述的一种12筋高精度双路输出传感器，其特征在于：所述传感器壳体(301)的内部还安装有补偿电阻和八芯橡胶信号屏蔽电缆。

9.根据权利要求8所述的一种12筋高精度双路输出传感器，其特征在于：所述八芯橡胶信号屏蔽电缆的型号为单路输出或双路输出任选其一。

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