CN1563912A

CN1563912A - 复合读数位移传感器

Info

Publication number: CN1563912A
Application number: CN 200410021457
Authority: CN
Inventors: 王福双
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-01-12

Abstract

本发明提供一种将磁、光、电、机融为一体的复合读数位移传感器，包括固定管、导轮—滑线组合、数码盘—信号线组合，机械式计数器、二次仪表和计算机显示测量结果。由于采用齿轮型导轮和与之相配合的滑线齿条型滑线或金属孔带，防止了两者之间的滑移，由于采用了双液位检测装置，既可测量液位，又可测量液体界面。采用光码盘—光纤组合可构成复合读数光纤位移传感器；采用电码盘－电缆线组合可构成电位移传感器。采用具有足够强度的可弯曲软管制成固定管件，可以将固定管件做得很长来满足测量很深的液位的要求，又便于传感器的运输和安装。本复合读数位移传感器，功能齐全，检测精度高，使用效果好，既可测量液位变化量，又可测量机械位移量。

Description

复合读数位移传感器

技术领域

本发明属于位移测量技术领域，特别是一种利用磁、光、机、电的复合读数位移传感器。

背景技术

目前已有许多种位移传感器，有机械型的、有电磁型的，也有光电型的。这些位移传感器有的应用范围较窄，有的结构复杂，有的测量精度不高，使用效果不好，有的功能单一，不能满足要求。实用新型专利ZL223528.6提供了一种位移传感器，由一个位移传感组件和一个旋转编码器所组成，位移传感组件包括一封闭式固定管，一对设置在固定管上、下端的导轮，围绕在下、下导轮间的滑线，固定在一侧滑线上的内磁元件，套在固定管外壁上可上、下滑动的外磁元件所组成，旋转编码器固定在导轮轴上，将直线位移转换成角位移信号，输送到二次仪表上，显示出来，可用于高精度检测、定位和其它位移测量。只是功能较单一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将磁、光、电、机融为一体的可以用多种方式给出检测结果的位移传感器，既可以用机械式计数器显示液位位移量，又可以用二次仪表显示，也可以用计算机来显示、贮存和用于控制液位。

本发明的另一个目的是提供一种能防止导轮和滑线之间产生滑移的导轮—滑线组合。

本发明的再一个目的是提供一种可以检测同一容器内装不同比重并且互不相溶的液体的各自液位的位移传感器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。

按照本发明的复合读数位移传感器，包括封闭式管件，装在此管件外壁上的浮子，浮子内的外磁元件，装在管件内的下导轮和上导轮，绕过导轮的滑线，装在管件顶部外壳内的上导轮轴上的数码盘，信号线接头，其特征在于：

(1)封闭式管件采用刚性管或具有足够强度的可弯曲软管，

(2)上导轮采用齿轮型导轮，滑线可采用与导轮相配合的金属软线或齿条、链条或金属孔带型滑线，

(3)在上导轮上方，管件顶部外壳内设置一齿轮与齿轮型上导轮相啮合，该齿轮通过一组伞齿轮与机械式计数器的传动轴相连接，

(4)用一根软轴将上导轮的轴和下机械式计数器的传动轴相连接，用信号线将信号线接头分别与二次仪表和计算机相连接。

所述的具有足够强度的可弯曲软管可采用金属波纹管、金属螺旋管、橡胶管、尼龙管或塑料管。

按照本发明的复合读数位移传感器，其特征在于所述的数码盘为增量型或绝对型光码盘或电码盘，相应的信号导线接头为光纤头或电信号接头，相应的信号线采用光纤或电缆线，分别形成复合读数光纤液信传感器或复合读数电位移传感器。

按照本发明的复合读数位移传感器，所述的管件的下部设一个下液位浮子，上部设一个上液位浮子，浮子内各设一个外磁元件，在固定管内下端并列设置一个下液位下导轮和一个上液位下导轮，在固定管内的上端并列设置一个下液位上导轮和一个上液位上导轮，两根滑线分别围绕着两组导轮，滑线上固定着内磁元件，在两个上导轮轴上分别设置下液位编码器和上液位编码器，与两个编码器相对应地设置下液位信号线接头和上液位信号线接头，用信号线与二次仪表及计算机相连接，两个机械式计数器分别通过伞齿轮组与两根齿轮式上导轮的轴相配合。

按照本发明的复合读数位移传感器，所述的内、外磁元件采用阵列磁元件，两者处于耦合状态。

按照本发明的复合读数位移传感器，所述的上、下导轮滑道为圆弧形滑道，所述的肖线为金属软线或高度合成纤维软线。

所述的上、下导轮滑道为平齿形齿轮，所述的滑线为与此平齿轮相啮合的齿条型滑线。

所述的上、下导轮滑道为带有尖齿形齿轮，所述的滑线为与尖齿型齿轮相啮合的链条。

所述的上、下导轮滑道为带柱形齿的齿轮，所述的滑线为与此带柱形齿的齿轮相啮合的金属孔带。

采用本发明的复合读数位移传感器，容器内液位波动使磁浮子上下浮动，在内磁元件的带动下，滑线产生移动，带动导轮转动，上导轮转动带动数码盘转动，信号线将数码盘转动所产生的信号送到二次仪表或计算机进行数据处理。齿条式滑线的移动带动机械计数器轴转动，显示出液位信息。

采用两组导轮的实施方案时，可以检测出装在同一容器内的不同比重而又互不相溶的两种液体液面和界面位置。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的另一种实施方案的示意图。

图3为本发明圆弧形滑道导轮组示意。

图4为本发明平齿形齿轮滑道导轮组示意图。

图5为本发明尖齿形齿轮滑道导轮组示意图。

图6为本发明柱形齿齿轮滑道导轮组示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2所示，本发明的复合读数位移传感器，包括封闭式管件3，装在此管件3外壁上的浮子5，浮子5内的外磁元件，装在管件3内的下导轮2和上导轮9，绕过导轮的滑线4，装在管件3顶部外壳内的上导轮9轴上的数码盘8，信号线接头7，其特征在于：

(1)封闭式管件3采用刚性管或具有足够强度的可弯曲软管，

(2)上导轮采用齿轮型导轮，滑线4可采用与导轮相配合的金属软线或齿条、链条或金属孔带型滑线，

(3)在上导轮上方，管件3顶部外壳内设置一齿轮10与齿轮型上导轮相啮合，该齿轮10通过一组伞齿轮与机械式计数器11的传动轴相连接，

(4)用一根软轴(13)将上导轮9的轴和下机械式计数器16的传动轴相连接，用信号线12将信号线接头7分别与二次仪表14和计算机15相连接。

所述的数码盘8为增量型或绝对型光码盘或电码盘，相应的信号线接头为光纤头或电信号接头，相应的信号线采用光纤或电缆线。采用光码盘和光纤头时，构成复合读数光纤位移传感器，采用电码盘时，构成复合读数电位移传感器。

如图2所示，在本发明的另一个实施方式中在所述的复合读数位移传感器，其特征在于所述的管件3的下部设一个下液位浮子5’，上部设一个上液位浮子5，浮子内各设一个外磁元件，在管件内下端并列设置一个下液位下导轮2’和一个上液位下导轮2，在管件3内的上端并列设置一个下液位上导轮9’和一个上液位上导轮9，两根滑线4’、4分别围绕着两组导轮，滑线4’、4上固定着内磁元件6’，6，在两个上导轮轴上分别设置下液位编码器8’和上液位编码器8，与两个编码器相对应地设置下液位信号线接头7’和上液位信号线接头7，用信号线12将信号线接头与二次仪表14和计算机15相连接，两个机械式计数器分别通过伞齿轮组与两根齿轮式上导轮的轴相配合。

本发明的复合读数位移传感器，所述的内、外磁元件采用阵列磁元件，两者处于耦合状态。

如图3所示，所述的上、下导轮滑道为圆弧形滑道，所述的肖线为金属软线或高度合成纤维软线。

如图4所示，所述的上、下导轮滑道为平齿形齿轮，所述的滑线为与此平齿轮相啮合的齿条型滑线。

如图5所示，所述的上、下导轮滑道为带有尖齿形齿轮，所述的滑线为与尖齿型齿轮相啮合的链条。

如图6所示，所述的上、下导轮滑道为带柱形齿的齿轮，所述的滑线为与此带柱形齿的齿轮相啮合的金属孔带。

由上液位下导轮2和上导轮9、上液位滑线4、上液位数码盘8、计数器11等组成上液位传感元件，由下液位导轮2’和上导轮9’、下液位滑线4’、下液位数码盘8’、计数器11’等组成下液位传感元件，组合成双液位复合读数位移传感器。成为最完整的位移传感器，既可以测量液位，又可以测量界面。

图1中的标号1为下导轮轴。

采用本发明的复合读数位移传感器，既可测量单液位，又可测量双液位，既有机械式计数器读数，又有二次仪表和计算机读数，使位移传感器充分发挥其监测、控制液位的作用，既可测量液位变化量，又可测量机械位移量，测量精度高，安全可靠，实用性强。

Claims

1、一种复合读数位移传感器，包括封闭式管件(3)，装在此管件(3)外壁上的浮子(5)，浮子(5)内的外磁元件，装在管件(3)内的下导轮(2)和上导轮(9)，绕过导轮的滑线(4)，装在管件(3)顶部外壳内的上导轮(9)轴上的数码盘(8)，信号线接头(7)，其特征在于：

(1)封闭式管件(3)采用刚性管或具有足够强度的可弯曲软管，

(2)上导轮采用齿轮型导轮，滑线(4)可采用与导轮相配合的金属软线或齿条、链条或金属孔带型滑线，

(3)在上导轮上方，管件(3)顶部外壳内设置一齿轮(10)与齿轮型上导轮相啮合，该齿轮(10)通过一组伞齿轮与机械式计数器(11)的传动轴相连接，

(4)用一根软轴(13)将上导轮(9)的轴和下机械式计数器(16)的传动轴相连接，用信号线(12)将信号线接头(7)分别与二次仪表(14)和计算机(15)相连接。

2、根据权利要求1所述的复合读数位移传感器，其特征在于所述的具有足够强度的可弯曲软管可采用金属波纹管、金属螺旋管、橡胶管、尼龙管或塑料管。

3、根据权利要求1所述的复合读数位移传感器，其特征在于所述的数码盘为增量型或绝对型光码盘或电码盘，相应的信号导线接头为光纤头或电信号接头，相应的信号线采用光纤或电缆线，分别形成复合读数光纤位移传感器或复合读数电位移传感器。

4、根据权利要求1所述的复合读数位移传感器，其特征在于所述的管件(3)的下部设一个下液位浮子(5’)，上部设一个上液位浮子(5)，浮子内各设一个外磁元件，在固定管(3)内下端并列设置一个下液位下导轮(2’)和一个上液位下导轮(2)，在固定管(3)内的上端并列设置一个下液位上导轮(9’)和一个上液位上导轮(9)，两根滑线分别围绕着两组导轮，滑线上固定着内磁元件，在两个上导轮轴上分别设置下液位编码器(8’)和上液位编码器(8)，与两个编码器相对应地设置下液位信号线接头(7’)和上液位信号线接头(7)，用信号线(12)将信号线接头与二次仪表(14)及计算机(15)相连接，两个机械式计数器分别通过伞齿轮组与两根齿轮式上导轮的轴相配合。

5、根据权利要求1所述的复合读数位移传感器，其特征在于所述的内、外磁元件采用阵列磁元件，两者处于耦合状态。

6、根据权利要求1所述的复合读数位移传感器，其特征在于所述的上、下导轮滑道为圆弧形滑道，所述的滑线为金属软线或高强度合成纤维软线。

7、根据权利要求1所述的复合读数位移传感器，其特征在于所述的上、下导轮滑道为平齿形齿轮，所述的滑线为与此平齿轮相啮合的齿条型滑线。

8、根据权利要求1所述的复合读数位移传感器，其特征在于所述的上、下导轮滑道为带有尖齿形齿轮，所述的滑线为与尖齿型齿轮相啮合的链条。

9、根据权利要求1所述的复合读数位移传感器，其特征在于所述的上、下导轮滑道为带柱形齿的齿轮，所述的滑线为与此带柱形齿的齿轮相啮合的金属孔带。