流量计制造技术

本发明专利技术的实施例提供用于测量流体体积的装置和方法。根据某些实施例的装置包括腔室，该腔室具有可转动地安装在其内的一对齿轮。通过腔室的流体流动引起齿轮的转动，使得每转和／或部分旋转动导致已知体积的流体通过腔室。在腔室外部定位的光学传感器，可通过大体透明的腔室壁观测转动的齿轮。光学传感器可观测齿轮中的一个或两个齿轮的光学特性，并且基于这种数据，可确定流体体积、流量和／或流动方向。这里公开的装置和方法可提供流体流量计测量的改进精度。另外，这里使用的装置和方法比已知容积式流量计更耐用和容易制作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种容积式流体流量计。更明确地说，本专利技术涉及一种包括光学传感器的齿轮式流量计、和这样的装置的使用方法。
技术介绍
容积式流体测量系统可用于测量流体流量或体积。例如，分配系统可使用来自容积式流体流量计的反馈来控制分配的流体的体积。这样的控制系统可用于代替时间控制， 以更准确地分配精确量的流体。一种类型的容积式流体测量系统是齿轮式流量计，例如椭圆齿轮式或瓣轮式流量计。传统椭圆齿轮式流量计提供定位在椭圆齿轮腔室内的一对椭圆齿轮，使得齿轮一致地转动。瓣轮式流量计在腔室内提供一对瓣轮元件，这对瓣轮元件互锁并且绕相应轴线转动。 在每一种情况下，流体通过流体进口进入腔室，并且使齿轮转动，允许流体绕过齿轮通到在精确测量袋仓(pockets)内的流体出口。在椭圆齿轮式流量计中，将袋仓限定在转动的椭圆齿轮与腔室内壁之间。在瓣轮式流量计中，在瓣轮之间的空间提供袋仓。理想地，在每一种情况下，被计量的流体不直接在齿轮本身之间通过，使得在每转期间离开腔室的流体体积是已知的。因而通过测量齿轮的转数，可测量通过齿轮式流量计的流体流的体积。同样由齿轮转动的速度可确定流量。为了测量齿轮转动，齿轮式流量计常常包括附加的齿轮。例如，椭圆齿轮式流量计可包括计时齿轮系统，这些计时齿轮系统布置在腔室的外部，以将椭圆齿轮的转数转化成适当信号。利用计时齿轮系统的椭圆齿轮式和其它容积式流量计具有如下缺点齿轮腔室的盖必须包括用于轴的一个或多个轴孔，这些轴将齿轮联接到外部计时齿轮上。流体泄漏可通过这些轴孔发生，这会降低测量精度和浪费流体产品。共同拥有的美国专利申请公报No. 2008/0202255A1描述了一种包括磁性传感器的椭圆齿轮式流量计，该磁性传感器用于根据在椭圆齿轮中的至少一个椭圆齿轮内安装的永久磁体来测量椭圆齿轮的转动。这样一种系统通过提供穿过大体密封腔的磁性转动检测，解决了在椭圆齿轮腔室内的开口或孔的问题。然而，情况常常是，磁体必须与流体隔离， 例如当流量计以侵蚀性液体方式使用时。为了将磁体密封在齿轮内要求复杂的机构，这使这样的齿轮昂贵，并且难以小规模地实施。而且，随着计量分辨率提高，磁性齿轮式流量计的强度、尺寸、及使用受到限制。对于非常小的计量分辨率(例如，小于0. 5ml)，由于磁场干扰、磁体尺寸及传感器位置，可妨碍磁性齿轮式流量计的使用。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供用于测量流体体积的装置和方法。根据某些实施例的装置包括腔室，该腔室具有可转动地安装在其内的一对齿轮。通过腔室的流体流动引起齿轮的转动，使得每转和/或部分转动导致流体的已知体积通过腔室。在腔室外定位的光学传感器，可通过大体透明的腔室壁观测转动的齿轮。光学传感器可观测一个或两个齿轮的光学特性，并且基于这种数据，可确定流体体积、流量、和/或流动方向。在第一方面，本专利技术的特征在于一种用于测量流体体积和/或流量的流量计。该装置包括壳体，该壳体限定具有流体进口和流体出口的腔室。另外，壳体包括大体透明壁。 一对齿轮安装在该腔室内，使得齿轮可响应通过腔室的流体流动而转动。在某些实施例中， 齿轮可以是椭圆齿轮。一个或多个齿轮在表面上可以具有区别光学特性，通过大体透明壁观测该表面。该装置还包括光学传感器，该光学传感器位于腔室外，并且配置成通过大体透明壁检测区别光学特性。在另一个方面，本专利技术的特征在于一种用于测量流体体积的方法。该方法可包括提供腔室，该腔室具有流体进口、流体出口、一对齿轮、及大体透明壁。流体进口可与流体源流体连通。光学传感器可以提供在腔室外。流体可以通过腔室分配，使齿轮随着流体从流体进口到流体出口通过腔室而转动。齿轮的转动可以用光学传感器通过腔室的大体透明壁观测。由齿轮进行的转动可以用光学传感器计数。然后基于由齿轮进行转动的数量、和代表每转通过腔室分配的流体体积的已知腔室体积，可计算流体体积。在某些实施例中，这里公开的装置和方法可以提供流体流动体积、流量、和/或方向的精确确定。这里公开的装置和方法还可以允许在优于机械或磁性测量方法的改进精度水平下进行这样的确定。而且，实施例可包括密封腔室，使得大体没有流体泄漏或逸出装置的流体流动路径。而且，某些实施例借助于比其它这样的测量装置少的运动部分而操作，因而降低机械破坏的可能性。另外，供这里公开的实施例和方法使用的齿轮可比在以前装置中使用的齿轮更容易制作。附图说明如下附图说明本专利技术的具体实施例，并因此不限制本专利技术的范围。附图没有按比例(除非这样指出)，并且打算与在如下详细描述中的解释一道使用。下文联系附图将描述本专利技术的实施例，其中，类似附图标记指示类似元件。图1是根据某些实施例的椭圆齿轮式流量计的俯视平面图。图2是根据某些实施例的椭圆齿轮式流量计的侧视剖视图。图3A是根据某些实施例的椭圆齿轮式流量计的示意图，该椭圆齿轮式流量计包括具有不同反射率的齿轮。图:3B是根据某些实施例的代表光学传感器读数的反射率相对于时间的曲线图， 其包括诸如图3A的不同反射率之类的区别光学特性。图4A是根据某些实施例的椭圆齿轮式流量计的示意图，该椭圆齿轮式流量计包括区别标记。图4B是根据某些实施例的代表光学传感器读数的反射率相对于时间的曲线图， 其包括诸如图4A的区别标记之类的区别光学特性。图5A是根据某些实施例的椭圆齿轮式流量计的示意图，该椭圆齿轮式流量计包括指示转动方向的区别标记。图5B是根据某些实施例的代表光学传感器读数的反射率相对于时间的曲线图， 其包括在第一方向上转动的诸如图5A的区别标记之类的区别光学特性。图5C是根据某些实施例的代表光学传感器读数的反射率相对于时间的曲线图， 其包括在第二方向上转动的诸如图5A的区别标记之类的区别光学特性。图6是用于根据某些实施例的齿轮式流量计的读出电路的示意图。图7用于根据某些实施例的齿轮式流量计的读出电路的示意图。具体实施例方式如下详细描述在本质上是示范性的，并且不打算以任何方式限制本专利技术的范围、 适用性或配置。而是，如下描述提供用于实施本专利技术的示范实施例的实用说明。结构、材料、尺寸、及制造过程的例子为选中元件而提供，并且全部其它元件采用对于本领域的技术人员已知的那些。本领域的技术人员将认识到，提供的例子中的多个例子具有可利用的适当选择例。术语“流体”这里用于标识往往流动或者与其容器的轮廓相符的任何连续物质。所以术语流体包括液体和气体。本专利技术的特别感兴趣用途是对于液体，特别是在清洗、洗涤、 消毒、冲洗等中使用的液体产品和化学制品。图1和2表示根据某些实施例的椭圆齿轮式流量计100的视图。实施例包括壳体 105，该壳体105限定具有流体进口 115和流体出口 120的腔室110。一对椭圆齿轮125、130 安装在该腔室内，使得它们响应沿着从流体进口 115到流体出口 120的容积式流体路径的流体流动135，绕固定转动轴线1沈、131是可转动的。光学传感器140定位在腔室110夕卜， 并且配置成穿过壳体105的大体透明壁145观测到腔室110中。随着椭圆齿轮125、130在腔室110内转动，光学传感器140检测一个或两个齿轮上的区别光学特性150的交替出现和消失。在某些实施例中，椭圆齿轮式流量计包括评估电子装置155，该评估电子装置155 用于计算齿轮的旋转数量和度数，并且基于这种数值确定通本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于测量流体体积的流量计，包括：壳体，限定具有流体进口和流体出口的腔室，壳体包括大体透明壁；第一和第二齿轮，安装在腔室内，第一和第二齿轮响应通过腔室的流体流动，绕相应的第一和第二转动轴线是可转动的，齿轮中的一个或更多个齿轮在与大体透明壁相邻的顶部表面上包括区别光学特性；及光学传感器，位于腔室外部，并且配置成通过大体透明壁检测齿轮的顶部表面的光学性质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：E·托克图夫，
申请(专利权)人：埃科莱布有限公司，
类型：发明
国别省市：US