专利名称：一种润滑油位测量的方法及传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种润滑油位测量的方法及传感器。是机械设备润滑油位测量装置。
背景技术：
测量润滑油位置的传感器种类较多，大多设备采用间接测量的方式。较常规的都 带有一浮球驱动测量传感器或单点测量，因浮球受安装空间限制或润滑油粘度大等因素测 量不可靠，单点测量无法形成连续的在线监测。安装简便可连续测量的润滑油位置传感器 具有广泛的市场前景。
发明内容
本发明的目的是提出一种润滑油位测量的方法及检测机械设备润滑油油位装置， 即润滑油油位传感器，可以实现小量程高精度连续测量，结构简单体积小，可应用于小型设 备和复杂的润滑油液位测量环境。本发明的技术解决方案是润滑油位测量的方法，其特征是通过一直线状的电热 丝的阻抗变化测量油位，即通过一交流电流或直流电流激励电热丝发热，电热丝在空气和 润滑油两种介质中的温度存在差异，因此电热丝的电阻也随着油的位置而变化，根据电阻 的变化规律来确定润滑油位。润滑油位传感器，在一骨架上设有直线状电热丝，由功率放大器提供交流电流或 直流电流(如IOOmA交流电流)对电热丝加热，使用交流电流时采用稳幅交流电流时频率固 定在某一频率，频率范围不限(如1Hz)，功率放大器前端由一正弦波发生器输出某一频率如 IHz频率的稳幅信号，设有测量电热丝的电阻的电路，电热丝的电阻大小对应润滑油位的高 低，加热后根据油和空气两种介质散热差改变了电热丝的电阻，因此电热丝两端的压降随 着油位的高低线性或准线性变化，根据相应的电热丝两端的压降大小，直线状电热丝的电 阻亦相应有大小，通过测量电热丝的电阻，在交流测量时通过整流滤波转换成直流电压信 号来测量电阻，根据需要也可以变换成电流信号。本发明还可以用于其它绝缘且安全的油 品的油位传感器。电热丝两端的压降随着油位的高低线性或准线性变化(可以经过CPU校 准)，因电热丝在空气中散热要比在油中散热差，如散热差则电热丝的热阻大，相应的电热 丝两端的压降大，通过测量电热丝的电阻，在交流测量时通过整流滤波转换成直流电压信 号来测量电阻，根据需要也可以变换成电流信号。本发明还可以用于其它绝缘且安全的油 品的油位传感器。电热丝均为电阻丝，常用的如康铜丝、铬铜丝；相应的电阻与润滑油位结果的对应 关系是电阻愈小，润滑油油位愈低。所述直线状电热丝是一根直线状电热丝或平行固定一对直线电热丝，平行固定一 对直线电热丝是一根电热丝，绕制在一骨架上。绕制在一骨架上，直线状电热丝采用平行固 定一对直线电热丝较好，单根电热丝还需要导线构成回路，也可以采取N根平行绕制的电 热丝，当然，采用偶数根在接线上更加方便。
本发明的有益效果是本发明提出的润滑油位置传感器，通过精度高且最容易实 现的的电阻测量可连续测量润滑油位置(只需要在输出端口不断取出信号即可)，相比传统 单点测量方法更直观，实时信号可远传到终端仪表或管理系统。较小体积和先进的测量方 式可应用在复杂的环境。本发明其结构简单，可靠性高，对终端仪表电路的要求低，现场安 装维护容易，使用方便。
图1是本发明结构示意图。图2是本发明测量电路框图(原理图)。
具体实施例方式本发明的具体实施方式
如下
传感器原理是(图1)通过骨架上固定一电热丝1，连接到金属防护外壳内功能电路，外 壳上有电缆引出装置，安装固定传感器采用螺纹螺钉均可，电热丝部分根据油箱深度制定 长度。
图2是传感器测量电路原理图，在一骨架上平行固定一电热丝，由功率放大器提供 IOOmA交流电流对电热丝加热，频率固定在1HZ，功率放大器前端由一正弦波发生器输出 IHZ的稳幅信号，加热后根据油和空气两种介质散热差改变了电热丝的电阻，因此电热丝两 端的压降随着油位的高低线性变化，再通过整流滤波转换成直流信号，根据需要也可以变 换成电流信号。本发明的润滑油传感器采取新颖的设计，把电热丝的热阻变化变换成液位测量信 号，变送后输出工业标准的(Γ20πιΑ)交流电流信号，本发明解决了润滑油连续测量的技术 空白，小体积简单结构应用范围较广。
1、取合金电阻丝IOOmm固定在绝缘骨架上，两端用电阻脚焊接后拉直，悬空在骨架 体上，骨架上刻有标尺，试验传感器直流电阻18. 2欧姆，输入电压10VDC，恒定电流100mA， 润滑油sae30装入透明量杯中，环境温度25C°，在暴露在空气中测量传感器两端电压为 2.45VDC，完全插入装有润滑油中侧得为1. 87 VDC，按每IOmm插入润滑油中分别测得传感 器两端电压(表1)。2、由功率放大器提供IOOmA交流电流对电热丝加热，频率固定在1HZ，功率放大器 前端由一正弦波发生器输出IHZ的稳幅信号，交流电压峰峰值20VAC，按每IOmm插入润滑 油中分别测得传感器两端电压(表1)。3、本发明的润滑油位传感器，电热丝置于需要测量的油的容器内，设有正弦波发 生电路和功率发生器或恒流发生器，功率发生器或恒流发生器的输出连接电热丝，电阻的 测量电路是整流电路经信号放大电路和电压测量电路即(图中的变送电路)至测量的输入 输出端口。4、所述正弦波发生电路是常规电路，可以是常规的阻容振荡电路，也可以采用微处 理器产生的正弦波发生电路。功率发生器或恒流发生器是恒电流放大电路(如共基极放大 电路)，功率发生器或恒流发生器的输出连接电热丝，电阻的测量电路是对电阻丝两端的电 压测量来实现的，通过二级管桥式整流电路和经信号放大电路对电阻二端电压进行测量，图中的变送电路至测量的输入输出端口，输入输出端口接一微处理器，可根据电压的测量 值可由微处理器进行定标(确定一定温度下电阻与电压的对应曲线)。5、如采用直流电源，对电热丝上的电阻测量取样可通过一电桥来实现。通过 常规的电桥可以高精度的测量电阻。表1
插入深度匪测量电压VDC测量电压VAC02. 4511. 733102. 4071. 702202. 3471. 659302. 2871. 617402. 2201. 570502. 1631. 529602. 1011. 485702. 0411. 443801. 9771. 398901. 9221. 3591001. 8711. 323
根据测量结果，电热丝两端略有线性误差，通过分析后发现是固定电热丝的金属焊脚 引起的，实际应用中两端预留5mm可避免测量误差。 图中所述直线状电热丝1是平行固定一对直线电热丝，偶数根均是可取的方案， 平行固定一对直线电热丝是一根电热丝，绕制在一长条状骨架上。绕制在一骨架的直线状 电热丝可以置于一套管2内，图中其它标志传感器外壳3、引出线4、润滑油5。
权利要求
1.润滑油位测量的方法，其特征是通过一直线状的电热丝的阻抗变化测量油位，即通 过一交流电流或直流电流激励电热丝发热，电热丝在空气和润滑油两种介质中的温度存在 差异，因此电热丝的电阻也随着油的位置而变化，根据电阻的变化规律来确定润滑油位。
2.润滑油位传感器，其特征是在一骨架上设有直线状电热丝，设有功率放大器提供交 流电流或直流电流对电热丝加热，使用交流电流时采用稳幅交流电流，功率放大器前端由 一正弦波发生器输出某一频率的稳幅信号，设有测量电热丝的电阻的电路，电热丝的电阻 大小对应润滑油位的高低，加热后根据油和空气两种介质散热差改变了电热丝的电阻，因 此电热丝两端的压降随着油位的高低线性或准线性变化，根据相应的电热丝两端的压降大 小，直线状电热丝的电阻亦相应有大小，通过测量电热丝的电阻。
3.根据权利要求2所述的润滑油位传感器，其特征是在交流测量时通过整流滤波转换 成直流电压信号来测量电阻。
4.根据权利要求2所述的润滑油位传感器，其特征是所述直线状电热丝是一根直线状 至N根电热丝，N是整数，平行绕制在一骨架上。
5.根据权利要求2所述的润滑油位传感器，其特征是所述一对直线电热丝绕制在一骨
6.根据权利要求2所述的润滑油位测量传感器，其特征是电热丝置于需要测量的油的 容器内，设有正弦波发生电路和功率发生器或恒流发生器，功率发生器或恒流发生器的输 出连接电热丝，电阻的测量电路是整流电路经信号放大电路和电压测量电路即至测量的输 入输出端口。
全文摘要
润滑油位测量的方法，通过一直线状的电热丝的阻抗变化测量油位，即通过一交流电流或直流电流激励电热丝发热，电热丝在空气和润滑油两种介质中的温度存在差异，因此电热丝的电阻也随着油的位置而变化，根据电阻的变化规律来确定润滑油位。润滑油位传感器，在一骨架上设有直线状电热丝，设有功率放大器提供交流电流或直流电流对电热丝加热，使用交流电流时采用稳幅交流电流，功率放大器前端由一正弦波发生器输出某一频率的稳幅信号，因此电热丝两端的压降随着油位的高低线性或准线性变化，根据相应的电热丝两端的压降大小，直线状电热丝的电阻亦相应有大小，通过测量电热丝的电阻。
文档编号F01M11/12GK102003248SQ201010529788
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者刘桂兴, 沈刚 申请人:江阴众和电力仪表有限公司