一种光栅明渠流体流速测量传感装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于石油、水利、水电、环保等行业承载特殊流体的光栅明渠流体测量传感装置，由支架、滚筒外筒、滚筒内筒、叶片、轴承组、光栅编码盘、电力及信号线缆、空心轴杆、光电传感装置、密封件组成，滚筒外筒与内筒相连，腔内中央设有空心轴杆，空心轴杆腔内设有电力及信号线缆，中部设有光电传感装置，两端分别设有轴承组，滚筒内筒中部凸起与光栅编码盘相连接，光栅编码盘两侧分别与光电传感装置的光源和光接收元件相对，滚筒外筒表面均布有叶片，支架两分叉端分别与伸出浮筒的空心轴杆两端相连接。该装置结构简单，工作可靠，适应性强，其本身兼有漂浮和旋转功能，在流体作用下能够对泥饼、干泥和喷溅附着物进行冲洗，保证在粘稠的泥浆、污水等环境下仍能长期正常工作，有利于流体流速的准确测量。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于石油、水利、水电、环保等行业承载特殊流体(如 泥浆、腐蚀性流体)流速测量的传感装置。
技术介绍
测量明渠的流速和截面积可以获得明渠的流量。长期以来，诸如石油钻井 泥浆等特殊流体由于粘稠并具有腐蚀性，且出口流界面高度不确定，给流量测 量带来很大难度。对此，现场通常采用接触式漂浮在泥浆等流体表面、带有涡 轮的巴掌式流量测量装置进行流速测量，然而，由于泥浆粘稠及断流时的日照 干枯，会使该装置被泥浆糊死而无法漂浮或者涡轮被泥浆糊死，因而使用具有 局限性。另外一种是通过超声波测量明渠和槽体的液位，计算明渠的界面截面 积，通过与人工测量的流速配合，估算出明渠的流量，这种方法，由于流速不 是实时的测量数据，准确性受到影响。此外还有电磁流速测量、通过测量泥浆 颗粒反射超声波流速测量等方法，由于石油钻井环境恶劣和工作场地的局限性， 难以推广应用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结构简单、适应性强、工作可靠、有利于 准确测量的光栅明渠流体流速测量传感装置。本技术的技术方案如下此种流体流速测量传感装置由浮动滚筒、叶片、 支架、光栅编码盘、光电传感装置、空心轴杆、轴承组、电力及信号线缆组成， 浮动滚筒外筒腔内设有内筒，二者之间通过端盖相连接，内筒中央设有空心轴 杆，空心轴杆腔内设有电力及信号线缆，中部连接有光电传感装置，两端分别 设有轴承组，滚筒内筒与光栅编码盘相连接，光栅编码盘位于光电传感装置的 光源和光接收元件之间；浮动滚筒表面均布有叶片，支架两分叉端分别与伸出 浮筒的空心轴杆两端相连接，支架腔内的电力及信号线缆分别与空心轴杆内的 电力及信号线缆两端相连接。使用时，将本技术通过支架固定安装在明渠 (槽架)的上方。安装时，整个支架通过一个转动支点垂直悬挂固定，使浮动 滚筒的叶片底端与明渠的底部刚好离开。实际使用时，如果明渠中的液量较少， 流体冲击底端叶片使滚筒转动；如果明渠中的液量足够大时，可以靠中空滚筒 自身的浮力作用漂浮在流体的表面，由于支架的牵引，由垂直悬挂状态变成向流体流动的方向倾斜，同时流体冲击叶片，中空的浮动滚筒随流体冲击而绕轴 杆转动。工作时，首先通过电力及信号线缆给光源和光接收元件供电，流体冲 击滚筒底端的叶片，使滚筒绕着轴杆转动，这样与滚筒内筒相连接的光栅编码 盘也绕轴上的光源及光接收元件转动，滚筒每旋转一定角度，光源发出的光就 透过光栅编码盘的光栅，照射到光接收元件一次，光接收元件就产生一个脉冲 信号，这个信号通过电力及信号线缆传出，光栅编码盘的光栅栅格数是一定的， 通过统计累计的光栅脉冲数，可获得浮筒旋转圈数，通过计算浮筒的周长与单 位时间旋转的圈数的乘积，就可获得明渠内流体的流速。本技术结构新颖，设计合理，工作可靠，适应性强，其本身兼有漂浮和 旋转功能，在流体作用下能够对泥饼、干泥和喷溅附着物进行冲洗，保证在粘 稠的泥浆、污水等环境下仍能长期正常工作，具有故障率低、使用寿命长等优 点，有利于流体流速的准确测量。附图说明图1为本技术浮筒型结构示意图。 图2为技术浮筒型结构侧视图。 图3为技术浮筒型结构的局部剖视立体图。 图4为技术浮球型结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施作进一步说明。如图所示，本技术由支架l、滚筒外筒2、滚筒内筒3、叶片4、轴承组5、光栅编码盘6、电力及信号线缆7、空心轴杆8、光电传感装置9、密封件IO 组成，其结构组装关系如下滚筒外筒2腔内连接内筒3， 二者之间通过端盖相 连接，内筒3中央设有空心轴杆8，轴杆8腔内设有电力及信号线缆7，中部连 接有光电传感装置9，两端分别设有轴承组5，滚筒内筒3中间凸起部与光栅编 码盘6相连接，光栅编码盘6位于光电传感装置9的光源和光接收元件之间； 浮动滚筒表面均布有叶片4，支架1两分叉端分别与伸出浮筒的空心轴杆8两端 相连接，支架1腔内的电力及信号线缆7分别与空心轴杆8内的电力及信号线 缆7两端相连接。其中，支架l中间为竖直管体，两侧为分叉圆管，腔内可设 置电力及信号线缆7,滚筒外筒2为圆柱形空心筒体(见图3)，亦可为空心球 形体(见图4)，外表面焊接或铆接有叶片4，亦可制成一体。支架l，滚筒外筒 2可采用金属或高强度硬质塑料制作。滚筒内筒3为一中部凸起的空心圆筒体。 起。光栅编码盘6为圆环体，其周边均布有多个长方形栅格。光电传感装置9 呈U形状，其U形两端分别为光源和光接收元件，亦可采用光电二极管发射及 接收组。本技术亦可采用另一种结构方式，将成型的光栅编码器产品直接接在 滚筒的内外筒之间。权利要求1、一种光栅流体流速测量传感装置，由支架(1)、滚筒外筒(2)、滚筒内筒(3)、叶片(4)、轴承组(5)、光栅编码盘(6)、电力及信号线缆(7)、空心轴杆(8)、光电接收装置(9)、密封件(10)组成，其特征在于，滚筒外筒(2)腔内连接内筒(3)，二者之间通过端盖相连接，内筒(3)中央设有空心轴杆(8)，轴杆(8)腔内设有电力及信号线缆(7)，中部连接有光电传感装置(9)，两端分别设有轴承组(5)，滚筒内筒(3)中间凸起部与光栅编码盘(6)相连接，光栅编码盘(6)位于光电传感装置(9)的光源和光接收元件之间；浮动滚筒表面均布有叶片(4)，支架(1)两分叉端分别与伸出浮筒的空心轴杆(8)两端相连接，支架(1)腔内的电力及信号线缆(7)分别与空心轴杆(8)内的电力及信号线缆(7)两端相连接。2、 根据权利要求1所述的光栅明渠流体流速测量传感装置，其特征在于， 支架(1)中间为竖直管体，两端为分叉圆管，腔内可设置电力及信号 线缆(7)。3、 根据权利要求1所述的光栅明渠流体流速测量传感装置，其特征在于， 滚筒外筒(2)为圆柱形空心筒体，亦可为空心球形体，外筒表面焊接 或铆接有叶片(4)，亦可制成一体。4、 根据权利要求1所述的光栅明渠流体流速测量传感装置，其特征在于， 光栅编码盘(6)为一圆环体，其周边均布有多个长方形栅格。5、 根据权利要求1所述的光栅明渠流体流速测量传感装置，其特征在于， 滚筒内筒(3)为一中部凸起的空心圆筒体。6、 根据权利要求1所述的光栅明渠流体流速测量传感装置，其特征在于， 光电传感装置(9)呈U形状，其U形两端分别为光源和光接收元件，亦 可采用光电二极管发射及接收组。7、根据权利要求1所述的光栅明渠流体流速测量传感装置，其特征在于， 本技术亦可采用另一种结构方式，将成型的光栅编码器产品直接 接在滚筒的内外筒之间。专利摘要本技术涉及一种用于石油、水利、水电、环保等行业承载特殊流体的光栅明渠流体测量传感装置，由支架、滚筒外筒、滚筒内筒、叶片、轴承组、光栅编码盘、电力及信号线缆、空心轴杆、光电传感装置、密封件组成，滚筒外筒与内筒相连，腔内中央设有空心轴杆，空心轴杆腔内设有电力及信号线缆，中部设有光电传感装置，两端分别设有轴承组，滚筒内筒中部凸起与光栅编码盘相连接，光栅编码盘两侧分别与光电传感装置的光源和光接收元件相对，滚筒外筒表面均布有叶片，支架两分叉端分别与伸出浮筒的空心轴杆两端相连接。该装置结构简单，工作可靠，适应性强，其本身兼有漂浮和旋转功能，在流体作用下能够对泥饼、干泥和喷溅附着物进行冲洗，保证在粘稠的泥浆、污水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光栅流体流速测量传感装置，由支架（１）、滚筒外筒（２）、滚筒内筒（３）、叶片（４）、轴承组（５）、光栅编码盘（６）、电力及信号线缆（７）、空心轴杆（８）、光电接收装置（９）、密封件（１０）组成，其特征在于，滚筒外筒（２）腔内连接内筒（３），二者之间通过端盖相连接，内筒（３）中央设有空心轴杆（８），轴杆（８）腔内设有电力及信号线缆（７），中部连接有光电传感装置（９），两端分别设有轴承组（５），滚筒内筒（３）中间凸起部与光栅编码盘（６）相连接，光栅编码盘（６）位于光电传感装置（９）的光源和光接收元件之间；浮动滚筒表面均布有叶片（４），支架（１）两分叉端分别与伸出浮筒的空心轴杆（８）两端相连接，支架（１）腔内的电力及信号线缆（７）分别与空心轴杆（８）内的电力及信号线缆（７）两端相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪新，
申请(专利权)人：张洪新，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]