一种旋腔式液体流量传感器的制作方法

本发明属于计量领域，涉及一种流量传感器，尤其涉及一种旋腔式液体流量传感器。

背景技术：

雨量传感器通常用来测量树干径流和地面降雨量。传统的雨量传感器采用承水口配合翻斗式结构。承水口收集雨水，翻斗是用中间隔板分成两个等容积的三角斗室。液体经过承水口下的漏斗，注入计量翻斗，翻斗是一个机械双稳态结构，当一个斗室接水时，另一个斗室处于等待状态。当所接雨水容积达到预定值时，由于重力作用使自己翻倒，处于等待状态，另一个斗室处于接水工作状态。当其接水量达到预定值时，又自己翻倒，处于等待状态。在翻斗侧壁上装有磁钢，它随翻斗翻动时从干式舌簧管旁扫描，使干式舌簧管通断。即翻斗每翻倒一次，干式舌簧管便接通一次送出一个开关信号(脉冲信号)。通过脉冲信号从而实现液体流量的计数。翻斗式雨量传感器简单易行，但在承接漏斗注入的液体时，经常因为液体流量过快，产生冲击流，造成一个斗室未满即翻转的现象，引起计量误差。特别是在雨量较大的环境，这种误翻转累计引起的误差非常大。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可有效避免流量过大造成误翻转、采样信号灵活以及可适用于不同场合的旋腔式液体流量传感器。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种旋腔式液体流量传感器，其特征在于：所述旋腔式液体流量传感器包括h型支架、旋转轴、液体盛放装置、触发装置以及脉冲信号产生装置；所述旋转轴设置在h型支架上；所述液体盛放装置套装在旋转轴上并可绕旋转轴的轴向自如转动；所述触发装置设置在液体盛放装置上并触发液体盛放装置转动；所述脉冲信号产生装置置于液体盛放装置上并在触发液体盛放装置转动时产生脉冲信号。

作为优选，本发明所采用的液体盛放装置包括第一挡板、第二挡板以及隔板；所述第一挡板以及第二挡板的结构完全相同且相对设置；所述第一挡板以及第二挡板分别套装在旋转轴上；所述第一挡板以及第二挡板之间是非贴合的；所述隔板置于第一挡板以及第二挡板之间并将第一挡板以及第二挡板之间的空腔分割成至少两个容量均等的独立的盛液腔；所述触发装置设置在盛液腔中并触发第一挡板以及第二挡板转动。

作为优选，本发明所采用的隔板的结构整体呈弧形。

作为优选，本发明所采用的触发装置包括浮球、多级联动杆、锁钩以及锁舌；所述多级联动杆设置在h型支架上；所述锁舌是多个，多个锁舌均布设置在第一挡板和/或第二挡板的外边缘；所述浮球设置在盛液腔中；所述浮球通过多级联动杆与锁钩相连并驱动锁钩与锁舌扣合或分离。

作为优选，本发明所采用的多级联动杆包括第一连杆、转轴a、转轴b、第二连杆以及触头；所述第二连杆套装在转轴b上并绕转轴b的轴向转动；所述转轴b设置在h型支架上；所述第二连杆的一端通过转轴a与第一连杆相连，所述第二连杆的另一端与触头相连；所述第一连杆与浮球相连；所述触头触发锁钩与锁舌扣合或分离。

作为优选，本发明所采用的多级联动杆还包括连接杆；所述第二连杆通过连接杆与触头相连。

作为优选，本发明所采用的多级联动杆还包括转轴c以及第三连杆；所述第三连杆套装在转轴c外部并可绕转轴c的轴向自如转动；所述触头触发第三连杆并驱动锁钩与锁舌扣合或分离。

作为优选，本发明所采用的第三连杆整体呈镰刀型。

作为优选，本发明所采用的脉冲信号产生装置包括感应线圈以及磁铁；所述感应线圈设置在h型支架上；所述磁铁是多个，多个磁铁均布设置在第一挡板和/或第二挡板的外边缘；所述磁铁的数量与盛液腔的数量是相同的。

本发明的优点是：

本发明提供了一种旋腔式液体流量传感器，首先将旋转轴设置在h型支架上，液体盛放装置套装在旋转轴上并可绕旋转轴的轴向自如转动；触发装置设置在液体盛放装置上并触发液体盛放装置转动；脉冲信号产生装置置于液体盛放装置上并在触发液体盛放装置转动时产生脉冲信号。当有液体流量产生时，液体流量逐渐被回收至液体盛放装置中，当液体盛放装置中的液体达到一定量时，通过浮球上行触动触发装置，释放锁钩，液体盛放装置在液体重力下带动液体盛放装置绕转轴转动，当液体盛放装置开启转动后触发脉冲信号产生装置产生脉冲信号，作为一个计量周期，液体倾流之后，浮球转入下一个盛液腔，同时下行，带动触发装置锁住锁钩，液体盛放装置停止转动，重新接受新的液体流量，依次循环，周而复始的进行计量。本发明所提供的旋腔式液体流量传感器用旋腔取代翻斗，旋腔的旋转采用锁钩结构，锁钩的开合由液体注入腔体的高度控制，从而避免的流量过大造成误翻转的现象。该结构没有沿用传统经典翻斗式流量传感器结构，从结构上进行了创新；通过锁钩，稳定了盛液腔，克服了翻斗式在流量较大时，容易误翻动的缺陷；旋腔直径尺寸可以根据需要设定，液体计量容量改变灵活，应用不同场合；制作简单，不需要复杂设备，采样信号灵活，可以是脉冲电信号，也可以是感应模拟电信号。

附图说明

图1是本发明所提供的旋腔式液体流量传感器的结构示意图；

图2是本发明所提供的旋腔式液体流量传感器的原理结构示意图；

图3是本发明所提供的旋腔式液体流量传感器在工作状态的原理结构示意图；

图4是本发明所提供的旋腔式液体流量传感器在计量状态的原理结构示意图；

其中：

1-感应线圈；2-盛液腔；3-浮球；4-磁铁；5-第一连杆；6-转轴a；7-转轴b；8-连接杆；9-触头；10-锁钩；11-锁舌；12-转轴c；13-第二连杆；14-第三连杆；15-旋转轴；16-h型支架；17-第一挡板；18-第二挡板；19-隔板。

具体实施方式

参见图1，本发明提供了一种旋腔式液体流量传感器，该旋腔式液体流量传感器包括h型支架16、旋转轴15、液体盛放装置、触发装置以及脉冲信号产生装置；旋转轴15设置在h型支架16上；液体盛放装置套装在旋转轴15上并可绕旋转轴15的轴向自如转动；触发装置设置在液体盛放装置上并触发液体盛放装置转动；脉冲信号产生装置置于液体盛放装置上并在触发液体盛放装置转动时产生脉冲信号。

其中，本发明所采用的液体盛放装置包括第一挡板17、第二挡板18以及隔板19；第一挡板17以及第二挡板18的结构完全相同且相对设置；第一挡板17以及第二挡板18分别套装在旋转轴15上；第一挡板17以及第二挡板18之间是非贴合的；隔板19置于第一挡板17以及第二挡板18之间并将第一挡板17以及第二挡板18之间的空腔分割成至少两个容量均等的独立的盛液腔2；触发装置设置在盛液腔2中并触发第一挡板17以及第二挡板18转动；隔板19的结构整体呈弧形。由于第一挡板17以及第二挡板18之间是非贴合的，同时加上隔板19的作用，第一挡板17以及第二挡板18之间被等分为多个容量均等的盛液腔2，并且，根据现有技术就可以计算得到盛液腔2的容量。参见图2、图3以及图4，作为实施例，本发明所采用的盛液腔2的个数是4个。待计量的液体直接被收集在已知容量的盛液腔2中，当盛液腔2装填完成后，开启触发装置驱动第一挡板17以及第二挡板18绕旋转轴15开始转动，同时触发脉冲信号产生装置产生一个脉冲信号，脉冲信号以及盛液腔2的容量直接作为计量依据，例如第一挡板17以及第二挡板18在转动产生一个计量脉冲时，能够接受定量体积的液体，起到直接、准确的计量效果，当完成一个周期(如图2中，产生4次计量脉冲信号)时，就可以轻松计算得到收集得到的液体的体积，避免的流量过大造成误翻转的现象。

请参见图2以及图3，本发明所采用的触发装置包括浮球3、多级联动杆、锁钩10以及锁舌11；多级联动杆设置在h型支架16上；锁舌11是多个，多个锁舌11均布设置在第一挡板17和/或第二挡板18的外边缘；浮球3设置在盛液腔2中；浮球3通过多级联动杆与锁钩10相连并驱动锁钩10与锁舌11扣合或分离。本发明采用浮力原理，当盛液腔2中的液体逐渐上升时，液体浮力推动浮球3往上运动，浮球3通过多级联动杆驱动锁钩10与锁舌11分离，当锁钩10与锁舌11分离时，由于盛液腔2中有液体，自身有一定的重量，盛液腔2开始逆时针转动(即触发第一挡板17以及第二挡板18转动)，此时，脉冲信号产生装置感应到第一挡板17以及第二挡板18转动进而产生脉冲信号，完成一次精准计量过程。

参见图2以及图3，本发明所采用的多级联动杆包括第一连杆5、转轴a6、转轴b7、第二连杆13以及触头9；第二连杆13套装在转轴b7上并绕转轴b7的轴向转动；转轴b7设置在h型支架16上；第二连杆13的一端通过转轴a6与第一连杆5相连，第二连杆13的另一端与触头9相连；第一连杆5与浮球3相连；触头9触发锁钩10与锁舌11扣合或分离。由于转轴b7是固定在h型支架16上，而转轴a6并没有固定，仅起到转动的作用，因此，当浮球3往上运动时，第一连杆5随即上升，转轴a6带动第二连杆13的一端也紧跟第一连杆5的步调继续上升，由于转轴b7是固定，因此，第二连杆13的另一端带动触头9往下运动，触头9触及锁钩10后，促使锁钩10与锁舌11分离。

另外的，多级联动杆还包括连接杆8；第二连杆13通过连接杆8与触头9相连。多级联动杆还包括转轴c12以及第三连杆14；第三连杆14套装在转轴c12外部并可绕转轴c12的轴向自如转动；触头9触发第三连杆14并驱动锁钩10与锁舌11扣合或分离；第三连杆14整体呈镰刀型。

当产生一次脉冲信号时，锁钩10以及锁舌11再次扣合，进而会使第一挡板17以及第二挡板18停止转动，浮球3继续落位在盛液腔2中，等待完成新一轮的计量工作。

参见图2、图3以及图4，本发明所采用的脉冲信号产生装置包括感应线圈1以及磁铁4；感应线圈1设置在h型支架16上；磁铁4是多个，多个磁铁4均布设置在第一挡板17和/或第二挡板18的外边缘；磁铁4的数量与盛液腔2的数量是相同的。

本发明所提供的旋腔式液体流量传感器的工作过程是：

1、参见图2，初始状态，旋腔被锁钩勾住，整体处于稳定状态。从漏斗注入的液体，进入盛液腔，浮球未到指定高度，旋腔保持稳定；

2、参见图3，液体继续注入，引起浮球上浮，当浮球达到溢出指定高度时，浮球带动连杆绕b轴转动，引起触头向下，顶到锁钩斜块，斜块带动锁钩释放；

3、参见图4，旋腔在液体的重力下，失去平衡，逆时针旋转，将盛液腔的液体倾倒出，同时腔壁上的磁块扫过感应线圈，产生一个脉冲信号。

4、盛液腔内的液体倾倒过程中，由于浮球连杆可以绕a轴旋转，故浮球将被腔隔推到腔外。待液体完全倾倒完毕，下一个腔体进入准备位置，浮球落入腔底部，带动连杆和触头上移，锁钩自动复位，锁住旋腔，保持稳定状态。完成下一个循环。

本发明提供的旋腔式液体流量传感器，首先将旋转轴15设置在h型支架16上，液体盛放装置套装在旋转轴15上并可绕旋转轴15的轴向自如转动；触发装置设置在液体盛放装置上并触发液体盛放装置转动；脉冲信号产生装置置于液体盛放装置上并在触发液体盛放装置转动时产生脉冲信号。当有液体流量产生时，液体流量逐渐被回收至液体盛放装置中，当液体盛放装置中的液体达到一定量时，通过浮球上行触动触发装置，释放锁钩，液体盛放装置在液体重力下带动液体盛放装置绕转轴15转动，当液体盛放装置开启转动后触发脉冲信号产生装置产生脉冲信号，作为一个计量周期，液体倾流之后，浮球转入下一个盛液腔，同时下行，带动触发装置锁住锁钩，液体盛放装置停止转动，重新接受新的液体流量，依次循环，周而复始的进行计量。本发明所提供的旋腔式液体流量传感器没有沿用传统经典翻斗式流量传感器结构，从结构上进行了创新；通过锁钩，稳定了盛液腔，克服了翻斗式在流量较大时，容易误翻动的缺陷；旋腔直径尺寸可以根据需要设定，液体计量容量改变灵活，应用不同场合；制作简单，不需要复杂设备，采样信号灵活，可以是脉冲电信号，也可以是感应模拟电信号。