集成变磁通式速度传感器的活塞式动态流量计制造技术

本发明专利技术提供了一种集成变磁通式速度传感器的活塞式动态流量计，其内形成有计量腔，计量腔内设有计量单元，计量单元包括沿轴向设置的活塞轴以及活动套设在活塞轴上的活塞；还包括速度传感器单元，其包括设置在计量腔内形成磁场的永磁体和用于获取感应电动势的线圈，当计量腔进行吸液和排液时，活塞在活塞轴上沿轴向往复移动，可改变计量腔内磁通量的大小，线圈对应获取磁场的感应电动势，基于感应电动势获取活塞的移动速度，再结合活塞的有效横截面面积即可获取流量，由于移动速度为连续信号，实现了瞬时测量，且活塞移动速度与线圈的输出电压成正比，输出电压与流量信号成正比，线性度高

【技术实现步骤摘要】
集成变磁通式速度传感器的活塞式动态流量计


[0001]本专利技术涉及流量计
，尤其涉及一种集成变磁通式速度传感器的活塞式动态流量计
。

技术介绍

[0002]流量计与国民经济
、
国防建设
、
科学研究有密切的关系
。
在能源危机
、
工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显
。
[0003]容积式流量计计量精度高，受流体粘度
、
流动状态影响小，在航天船舶
、
机电一体化
、
化学工程等领域得到了广泛应用
。
活塞式流量计作为一种高精度的容积式流量计，根据活塞的运动方式可分为旋转活塞式流量计和往复活塞式流量计
。
往复活塞式流量计结构复杂，常用在加油站的加油机构中
。
旋转活塞式流量计结构略简单，允许一定的泄漏流量以减小磨损和提升抗污染能力，但牺牲了测量精度，可用于水
、
液体食品等液体的测量
。
[0004]现有技术中容积式流量计通过在转动部件
(
例如活塞
)
上沿周向等间隔设置几个磁钢，在固定部件
(
壳体
)
上设置霍尔元件，磁钢与霍尔元件相互作用发出脉冲信号
。
磁钢在周向转动过程中，每转动一定角度会与霍尔元件对准，霍尔元件会对应发出电压脉冲信号，以标记单位体积液体流量的个数，从而计量液体流量
。
但磁钢设置个数有限，使得流量计测量得到的数据是离散数据，测量精度较差
。
[0005]因此，上述现有技术至少存在如下技术问题：现有技术中的容积式流量计测得的流量数据是离散的，且测量精度较差
。

技术实现思路

[0006]本申请实施例通过提供一种集成变磁通式速度传感器的活塞式动态流量计，解决了现有技术中的容积式流量计测得的流量数据是离散的，且测量精度较差的技术问题
。
[0007]为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种集成变磁通式速度传感器的活塞式动态流量计，包括缸体，所述缸体内部形成有计量腔，定义沿所述计量腔的中心轴方向或平行于所述计量腔的中心轴方向为轴向，以围绕所述计量腔的中心轴方向为周向；
[0008]所述计量腔内设有计量单元，所述计量腔通过所述计量单元进行进液和排液，所述计量单元包括沿所述轴向延伸的活塞轴以及活动套设在所述活塞轴上的活塞；
[0009]所述活塞将所述计量腔分隔成两个容积腔，所述缸体的两端分别设有进液通道和出液通道，所述活塞在所述计量腔内沿所述轴向往复移动和沿周向转动的过程中，两个容积腔交替连通进液通道和出液通道，从而两个容积腔交替进液和排液；
[0010]所述流量计还包括用于获取所述活塞沿轴向移动的移动速度的速度传感器单元，所述速度传感器单元包括设置在所述计量腔内且位于所述活塞轴沿所述轴向两端的永磁体，所述永磁体在所述活塞轴周围形成磁场，所述活塞轴内沿还绕设有沿所述轴向延伸的线圈，所述线圈用于感应所述磁场的电动势；
[0011]当所述计量腔进行吸液和排液时，所述活塞在所述活塞轴上沿所述轴向往复移
动，可改变所述计量腔内磁通量的大小，所述线圈对应获取所述磁场的感应电动势，以基于所述感应电动势获取所述活塞的移动速度，从而可根据所述活塞的移动速度和所述活塞的有效横截面面积获取流量
。
[0012]进一步的，定义沿所述轴向的一端为左端，另一端为右端，且以所述缸体的横截面的直径所在的方向为径向；
[0013]所述计量腔的左端设有左滚轮支架座，所述计量腔的右端设有右滚轮支架座，所述活塞轴的左右两端分别固定在所述左滚轮支架座和所述右滚轮支架座上；
[0014]所述左滚轮支架座
、
所述活塞在所述缸体内围隔形成左容积腔，所述右滚轮支架座
、
所述活塞在所述缸体内围隔形成右容积腔；
[0015]所述左滚轮支架座和所述右滚轮支架座面向所述活塞的一端上均设有沿径向延伸的滚轮轴，所述滚轮轴的两端均可转动地设有滚轮，且所述左滚轮支架座和所述右滚轮支架座上的滚轮关于所述活塞的横截面对称设置；
[0016]所述活塞的左右两端上分别设有与所述滚轮相配合的导轨面，所述导轨面均呈轴向的环状曲面，所述曲面带有轴向的起伏，所述导轨面在所述中心轴方向的投影呈圆环状，且所述的曲面有2个最高点和2个最低点，所述的最高点和最低点分别位于所述的圆环的相互垂直的两条直径上，所述的曲面分别依照所述的两条直径对称；
[0017]位于所述活塞两端的导轨面的曲面起伏的波形错开
90
°
设置，所述滚轮在对应的所述导轨面上抵触滚动时，可同步带动所述活塞沿周向转动且沿所述轴向移动；
[0018]所述活塞的外表面上开设有两个轴对称的左轴向沟槽和两个轴对称的右轴向沟槽，所述左轴向沟槽和所述右轴向沟槽在所述活塞的外表面上沿所述周向等角度交替设置，其中，所述左轴向沟槽与所述左容积腔连通，所述右轴向沟槽与所述右容积腔连通；
[0019]所述缸体的左端设有左环形槽，所述缸体左端的壁面上还设有两个轴对称的左轴向盲孔，所述左轴向盲孔上开设有沿所述径向贯通的左窗口，所述左窗口用于与所述左轴向沟槽或所述右轴向沟槽连通；
[0020]所述缸体的右端设有右环形槽，所述缸体右端的壁面上还设有两个轴对称的右轴向盲孔，所述右轴向盲孔上开设有沿所述径向贯通的右窗口，所述右窗口用于与所述左轴向沟槽或所述右轴向沟槽连通；
[0021]所述左轴向盲孔和所述右轴向盲孔在所述缸体横截面上的投影沿所述周向等角度交替设置；
[0022]所述缸体的左右两端上分别设有进液口和出液口；所述进液口
、
所述左环形槽
、
左轴向盲孔
、
所述左窗口依次连通，形成进液通道；所述右窗口
、
所述右环形槽
、
所述右轴向盲孔和所述出液口依次连通，形成出液通道；
[0023]在所述活塞沿轴向往复移动和沿轴向转动的过程中，所述左容积腔
、
所述右容积腔
、
所述左轴向沟槽
、
所述右轴向沟槽
、
所述进液通道和所述出液通道具有如下对应关系：
[0024]第一状态下：
[0025]被测液体驱动所述活塞沿所述轴向向右移动，所述活塞在所述滚轮的迫使下沿周向转动；所述左轴向沟槽对准所述左窗口，所述右轴向沟槽对准所述右窗口，所述左容积腔经相连通的所述左轴向沟槽和所述进液通道进液，所述右容积腔经相连通的右轴向沟槽和所述出液通道排液；
[0026]第二状态下：
[0027]所述活塞在所述滚轮与所述导轨面的配合下沿所述轴向向左移动并转动；所述左轴向沟槽与所述左窗口
、
所述右窗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种集成变磁通式速度传感器的活塞式动态流量计，其特征在于，包括缸体
(8)
，所述缸体
(8)
内部形成有计量腔，定义沿所述计量腔的中心轴方向或平行于所述计量腔的中心轴方向为轴向，以围绕所述计量腔的中心轴方向为周向；所述计量腔内设有计量单元，所述计量腔通过所述计量单元进行进液和排液，所述计量单元包括沿所述轴向延伸的活塞轴
(6)
以及活动套设在所述活塞轴
(6)
上的活塞
(7)
；所述活塞
(7)
将所述计量腔分隔成两个容积腔，所述缸体
(8)
的两端分别设有进液通道和出液通道，所述活塞
(7)
在所述计量腔内沿所述轴向往复移动和沿周向转动的过程中，两个容积腔交替连通进液通道和出液通道，从而两个容积腔交替进液和排液；所述流量计还包括用于获取所述活塞
(7)
沿轴向移动的移动速度的速度传感器单元，所述速度传感器单元包括设置在所述计量腔内且位于所述活塞轴
(6)
沿所述轴向两端的永磁体，所述永磁体在所述活塞轴
(6)
周围形成磁场，所述活塞轴
(6)
内沿还绕设有沿所述轴向延伸的线圈
(17)
，所述线圈
(17)
用于感应所述磁场的电动势；当所述计量腔进行吸液和排液时，所述活塞
(7)
在所述活塞轴
(6)
上沿所述轴向往复移动，可改变所述计量腔内磁通量的大小，所述线圈
(17)
对应获取所述磁场的感应电动势，以基于所述感应电动势获取所述活塞
(7)
的移动速度，从而可根据所述活塞
(7)
的移动速度和所述活塞
(7)
的有效横截面面积获取流量
。2.
如权利要求1所述的一种集成变磁通式速度传感器的活塞式动态流量计，其特征在于，定义沿所述轴向的一端为左端，另一端为右端，且以所述缸体
(8)
的横截面的直径所在的方向为径向；所述计量腔的左端设有左滚轮支架座
(4)
，所述计量腔的右端设有右滚轮支架座
(10)
，所述活塞轴
(6)
的左右两端分别固定在所述左滚轮支架座
(4)
和所述右滚轮支架座
(10)
上；所述左滚轮支架座
(4)、
所述活塞
(7)
在所述缸体
(8)
内围隔形成左容积腔
(D)
，所述右滚轮支架座
(10)、
所述活塞
(7)
在所述缸体
(8)
内围隔形成右容积腔
(I)
；所述左滚轮支架座
(4)
和所述右滚轮支架座
(10)
面向所述活塞
(7)
的一端上均设有沿径向延伸的滚轮轴
(24)
，所述滚轮轴
(24)
的两端均可转动地设有滚轮
(22
，
23)
，且所述左滚轮支架座
(4)
和所述右滚轮支架座
(10)
上的滚轮
(22
，
23)
关于所述活塞
(7)
的横截面对称设置；所述活塞
(7)
的左右两端上分别设有与所述滚轮
(22
，
23)
相配合的导轨面
(M
，
N)
，所述导轨面
(M
，
N)
均呈轴向的环状曲面，所述曲面带有轴向的起伏，所述导轨面
(M
，
N)
在所述中心轴方向的投影呈圆环状，且所述的曲面有2个最高点
(T1)
和2个最低点
(T2)
，所述的最高点
(T1)
和最低点
(T2)
分别位于所述的圆环的相互垂直的两条直径上，所述的曲面分别依照所述的两条直径对称；位于所述活塞
(7)
两端的导轨面
(M
，
N)
的曲面起伏的波形错开
90
°
设置，所述滚轮
(22
，
23)
在对应的所述导轨面
(M
，
N)
上抵触滚动时，可同步带动所述活塞
(7)
沿周向转动且沿所述轴向移动；所述活塞
(7)
的外表面上开设有两个轴对称的左轴向沟槽
(E)
和两个轴对称的右轴向沟槽
(H)
，所述左轴向沟槽
(E)
和所述右轴向沟槽
(H)
在所述活塞
(7)
的外表面上沿所述周向等角度交替设置，其中，所述左轴向沟槽
(E)
与所述左容积腔
(D)
连通，所述右轴向沟槽
(H)
与所述右容积腔
(I)
连通；
所述缸体
(8)
的左端设有左环形槽
(A)
，所述缸体
(8)
左端的壁面上还设有两个轴对称的左轴向盲孔
(C)
，所述左轴向盲孔
(C)
上开设有沿所述径向贯通的左窗口
(F)
，所述左窗口
(F)
用于与所述左轴向沟槽
(E)
或所述右轴向沟槽
(H)
连通；所述缸体
(8)
的右端设有右环形槽
(K)
，所述缸体
(8)
右端的壁面上还设有两个轴对称的右轴向盲孔
(J)
，所述右轴向盲孔
(J)
上开设有沿所述径向贯通的右窗口
(G)
，所述右窗口
(G)
用于与所述左轴向沟槽
(E)
或所述右轴向沟槽
(H)
连通；所述左轴向盲孔
(C)
和所述右轴向盲孔
(J)
在所述缸体
(8)
横截面上的投影沿所述周向等角度交替设置；所述缸体
(8)
的左右两端上分别设有进液口
(B)
和出液口
(L)
；所述进液口
(B)、
所述左环形槽
(A)、
左轴向盲孔
(C)、
所述左窗口
(F)
依次连通，形成进液通道；所述右窗口
(G)、
所述右环形槽
(K)、
所述右轴向盲孔
(J)
和所述出液口
(L)
依次连通，形成出液通道；在所述活塞
(7)
沿轴向往复移动和沿轴向转动的过程中，所述左容积腔
(D)、
所述右容积腔
(I)、
所述左轴向沟槽
(E)、
所述右轴向沟槽
(H)、
所述进液通道和所述出液通道具有如下对应关系：第一状态下：被测液体驱动所述活塞
(7)
沿所述轴向向右移动，所述活塞
(7)
在所述滚轮
(22
，
23)
的迫使下沿周向转动；所述左轴向沟槽
(E)
对准所述左窗口
(F)
，所述右轴向沟槽
(H)
对准所述右窗口
(G)
，所述左容积腔
(D)
经相连通的所述左轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁川，张东东，高鹏辉，裴升祥，夏宁，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：