专利名称：防爆液体流量流速的检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液体流量流速的检测装置，特别是涉及一种在防爆环境下检 测流量或流速的无触点的装置。
背景技术：
在工业生产和日常生活中对特定流体的流量和流速进行测量非常普遍，但现有的 测量方法和技术相当繁杂，而且均存在着密封效果和测量精度不理想的问题。特别是在具 有防爆要求的场合上述缺陷更为突出，而且对现场信号发讯及控制装置的要求更为严格， 使得此类装置的生产成本十分昂贵，由于被测介质是一个流动体而且具有易燃、易爆的特 性，对检测装置传动体的密封要求就显得尤为重要，否则不仅直接影响被测介质的测量精 度，而且在空气中产生一定浓度的可燃气体，存在点燃的可能。虽然点燃与否取决于多种因 素，但最主要的因素是现场信号发讯及控制装置的工作电源，因为高能量的放电火花将导 致点燃，而低能量的火花则不能，这种数量上的差异使结果有了质的区别，所以合理选择装 置的电路参数、提高装置的密封效果是保证安全的基础。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、运行稳定、本质安全、密 封效果好的用于防爆环境下的流量或流速的检测装置。为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种防爆液体流量流速 的检测装置，检测装置安装在被测液体容器的外壳上；该检测装置包括，防护盒，在防护盒 内安装有旋转轴、旋转码盘、推力轴承、机械密封装置和霍尔开关；在防护盒的底部，旋转轴 的周面上依序安装有机械密封装置、推力轴承和旋转码盘；旋转码盘径向端面上镶嵌有信 号感应体；霍尔开关固定安装在防护盒上与旋转码盘在同一个径向端面。信号感应体为高磁性软磁铁，霍尔开关的感应距离为4mm士 10%。推力轴承为推力球轴承包括底圈、套圈和骨架，底圈与旋转轴紧密配合，套圈与旋 转轴滑动配合；机械密封装置包括静止环和旋转环，静止环和旋转环之间接触端面光洁； 静止环与容器壳体(1)紧密贴合，旋转环与旋转轴紧密配合，旋转环随旋转轴一起旋转。在防护盒的前端部安装镶有橡胶密封圈的前端盖。信号感应体为十八个。霍尔开关选用型号为CS3144，其工作电源选用+5v供电，工作电流为9mA。防护盒、前端盖和旋转码盘为铝质金属材料。本实用新型的有益效果是由于在容器壳体与检测装置的旋转轴连接部位安装推 力球轴承和高强度机械密封，实现了良好的密封效果。旋转码盘安装部位与霍尔开关形成 触碰位置，可确保正常采集脉冲信号，完成被测介质流量或流速的检测和控制。该检测装置 结构简单、安装方便、运行稳定。
[0012]图1本实用新型检测装置剖面示意图；[0013]图2本实用新型旋转码盘和感应体的示意图[0014]图3本实用新型霍尔开关及运放原理示意图。[0015]图中[0016]1 容器外壳2 防护盒3 前端盖[0017]4 橡胶密封圈5 旋转轴7 旋转码盘[0018]8 感应体9 底圈10 套圈[0019]11 骨架12 静止环13 旋转环[0020]14 螺钉15 螺钉16 霍尔开关[0021]17 上锁母18 下锁母19 挡圈
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明图1本实用新型检测装置剖面示意图；图2本实用新型旋转码盘和感应体的示意 图。如图1和图2所示，本实用新型防爆液体流量流速的检测装置，检测装置安装在被测液 体容器的外壳1上；该检测装置包括，防护盒2，在防护盒2的前端部安装镶有橡胶密封圈4 的前端盖3，使装置在防护盒内保证其整体效果，并防止外部的触碰和干扰。在防护盒内安 装有旋转轴5、旋转码盘7、推力轴承、机械密封装置和霍尔开关16 ；被测介质测量容器与旋 转轴5连接，当被测介质在测量容器内流动时，其流动力使旋转轴5做旋转运动，推力轴承 为推力球轴承包括底圈9、套圈10和骨架11 ；机械密封装置包括静止环12和旋转环13，在 防护盒2的底部，旋转轴5的周面上依次安装有机械密封静止环12和旋转环13、推力球轴 承的底圈9和推力球轴承的套圈10及推力球轴承的骨架11。当旋转轴5旋转时机械密封 静止环12保持静止状态并且与容器外壳1紧密贴合，保证了容器外壳1与装置的旋转轴5 连接部位的渗陋问题。机械密封旋转环13与旋转轴5紧密配合，随旋转轴5 —起旋转以杜 绝旋转轴5轴侧渗陋问题，由于机械密封静止环12和旋转环13之间接触端面光洁度极高 使其在旋转过程中既保证了端面密封又消除端面之间的相对摩擦阻力。推力球轴承的底圈 9与旋转轴5紧密配合，以保证机械密封静止环12和旋转环13的密封效果，由于推力球轴 承的套圈10与旋转轴5为滑动配合，当旋转轴5旋转时其保持自由状态并对旋转轴5起到 支撑作用，推力球轴承的骨架11保证了底圈9和套圈10之间的运转灵活。霍尔开关16利用其上锁母17和下锁母18将其固定在装置防护盒上，其固定位置 与镶有磁芯的旋转码盘在同一个径向端面，其感应距离为4mm士 10%，为确保该信号发讯装 置正常采集脉冲信号，通过旋转码盘固定螺钉15将旋转码盘7安装在旋转轴5上，旋转码 盘7径向端面上镶嵌有信号感应体，信号感应体为高磁性软磁铁，信号感应体为十八个。霍尔开关16选用型号为CS3144，其工作电源选用+5v供电，工作电流为9mA。下面就本实用新型的工作过程加以说明安装在被测介质容器外壳上的该信号发讯装置的旋转轴随着被测介质的流动而 一起旋转。并且该旋转轴带动旋转码盘同步运转，由于镶嵌在旋转码盘径向端面上的信号 感应体为高磁性软磁铁，并且N/S极交替安装，，利用其N/S极的基本特性与安装在装置上
4的霍尔开关交替感应，使其产生正负脉冲，如图3所示Cl (CS3144)是线性霍尔开关，具有 三个引脚，①脚Vcc、②脚GND为电源端，③脚Vout为输出端，其工作电源选用+5v供电， 工作电流为9mA，装置在初始状态既无外加磁场时，ICl的③脚输出电压是电源电压的一半 (VC/2)，当旋转码盘在外力作用下开始旋转时，外加磁场(N/S极)接近霍尔开关，使ICl的 ③脚输出电压发生变化，其变化规律是从2. 5v上升或下降，上升或下降的电压值与磁场极 性(N/S极)有关。当磁体北极接近霍尔开关时，其输出电压以VC/2为基准电压而下降，当 磁体南极接近霍尔开关时，其输出电压以VCV2为基准电压而上升。随之这个正负交替的 脉冲信号通过传输电缆送入控制装置。该装置选用的运算放大器ad8532是一种双运放， CMOS结构高阻抗输入器件，采用+5v电源供电，输出电流可达250mA。第一级运放IC2a和 外部电阻R1-R4组成放大器，其增益为20，电阻R3从R5、R6的分压器中取出W电压加 在IC2a的反相端②脚，这就有效避免了霍尔器件可能引起的输出电压漂移问题，同时也使 该级放大器在低频磁场变化时正常工作。运放的IC2b以及外围电阻R5-R8组成滞后比较 器，其滞后电压由R7与R8的阻值决定，这就保证了比较器的快速工作特性。若调节第一级 运放IC2a的增益或运放IC2b的电压滞后量，实现对整体电路灵敏度的有效调整，获得快速 响应的效果。检测装置的防护盒、防护盒前端盖、旋转码盘均采用铝质金属材料，这样有效 解决现场隔磁问题，磁体以紧密配合的形式嵌入旋转码盘，以防止在旋转过程中磁体掉落， 装置的密封器件依次与旋转轴装配，最后将防护盒前端盖与装置防护盒固定，此外做好装 置的接地保护，并确认准确无误后装置通电等待运行。 检测装置的旋转轴以键连接的形式将被测介质的流动力传递给旋转码盘并使其 旋转，由于镶嵌在旋转码盘径向端面上的十八个信号感应体为高磁性软磁铁，利用其N/S 极的基本特性与安装在装置上的霍尔开关交替感应，当外加磁场的南极(S)接近霍尔开关 时，作用到霍尔电路上的磁场方向为正并产生正脉冲，当外加磁场的北极(N)接近霍尔开 关时，作用到霍尔电路上的磁场方向为负并产生负脉冲，利用正负脉冲完成对控制电路的 导通或关断的控制。由于被测介质容器与装置的旋转轴之间产生相对运动，被测介质很容 易沿旋转轴产生轴向渗陋，所以在容器壳体与装置的旋转轴连接部位安装推力球轴承和高 强度机械密封，利用机械密封的静止环完成该装置与容器壳体连接部位的密封功能，利用 机械密封旋转环完成旋转轴轴向密封功能，推力球轴承的底圈与套圈起到旋转轴的支撑作 用，其中间骨架使旋转轴运转灵活，用螺钉将旋转码盘固定在旋转轴上，安装部位与霍尔开 关形成触碰位置，并产生相应的脉冲信号输入至控制装置，实现对被测介质的流速或流量 的检测和控制。
权利要求一种防爆液体流量流速的检测装置，检测装置安装在被测液体容器的外壳(1)上；其特征在于该检测装置包括，防护盒(2)，在防护盒内安装有旋转轴(5)、旋转码盘(7)、推力轴承、机械密封装置和霍尔开关(16)；在防护盒(2)的底部，旋转轴(5)的周面上依序安装有机械密封装置、推力轴承和旋转码盘(7)；旋转码盘(7)径向端面上镶嵌有信号感应体；霍尔开关(16)固定安装在防护盒上与旋转码盘(7)在同一个径向端面。
2.根据权利要求1的防爆液体流量流速的检测装置，其特征在于信号感应体为高磁 性软磁铁，霍尔开关(16)的感应距离为4mm士 10%。
3.根据权利要求1的防爆液体流量流速的检测装置，其特征在于推力轴承为推力球 轴承包括底圈(9)、套圈(10)和骨架(11)，底圈(9)与旋转轴(5)紧密配合，套圈(10)与 旋转轴(5)滑动配合；机械密封装置包括静止环(12)和旋转环(13)，静止环(12)和旋转 环(13)之间接触端面光洁；静止环(12)与容器壳体(1)紧密贴合，旋转环(13)与旋转轴 (5)紧密配合，旋转环(13)随旋转轴(5) —起旋转。
4.根据权利要求1的防爆液体流量流速的检测装置，其特征在于在防护盒(2)的前 端部安装镶有橡胶密封圈(4)的前端盖(3)。
5.根据权利要求1或2的防爆液体流量流速的检测装置，其特征在于信号感应体为 十八个。
6.根据权利要求1的防爆液体流量流速的检测装置，其特征在于霍尔开关(16)选用 型号为CS3144，其工作电源选用+5v供电，工作电流为9mA。
7.根据权利要求4的防爆液体流量流速的检测装置，其特征在于防护盒(2)、前端盖 (3)和旋转码盘(7)为铝质金属材料。
专利摘要本实用新型公开了一种防爆液体流量流速的检测装置，检测装置安装在被测液体容器的外壳上；该检测装置包括，防护盒，在防护盒内安装有旋转轴、旋转码盘、推力轴承、机械密封装置和霍尔开关；在防护盒的底部，旋转轴的周面上依序安装有机械密封装置、推力轴承和旋转码盘；旋转码盘径向端面上镶嵌有信号感应体；霍尔开关固定安装在防护盒上与旋转码盘在同一个径向端面。有益效果是由于在容器壳体与检测装置的旋转轴连接部位安装推力球轴承和高强度机械密封，实现了良好的密封效果。旋转码盘安装部位与霍尔开关形成触碰位置，可确保正常采集脉冲信号，完成被测介质流量或流速的检测和控制。该检测装置结构简单、安装方便、运行稳定。
文档编号G01P5/08GK201662409SQ20102015933
公开日2010年12月1日 申请日期2010年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者鲁金明 申请人:天津海鸥表业集团有限公司