用于润滑系统的流量测量装置的制作方法

文档序号:13290867阅读:145来源:国知局
技术领域本发明涉及流量测量装置,特别是用于高粘度润滑剂的流量测量装置。

背景技术:
流量检测或测量装置对于润滑剂系统是特别重要的,因为这样的装置确保足够的润滑剂实际上已经扩散到重要的系统部件。这样的流量测量装置典型地包括壳体和检测/测量部件或组件,壳体包含通道用于承载测量流量的一部分,检测/测量部件或组件用于检测或实际测量通过通道的流量。前述测量装置已经使用诸如热敏电阻器、变换器、感应传感器或其它复杂电子装置的部件以检测或测量流量,并且通常要求特定的设备,例如定制的控制器,以接收和评估来自特定测量单元的信息。这些已知的测量装置通常相对昂贵,并且通常不适当的耐用性以在很多润滑系统通常经历的极端温度下运行以测量很小量的润滑剂流量。此外,前述的流量检测或测量装置典型地利用两个椭圆状的齿轮,设置为在要测量的介质从其通过的腔体中旋转。流速通过齿轮的转数计算。由于壁和齿轮之间的腔体的渐进形状,当齿轮旋转时,齿轮的一个旋转运动与流速不成比例。这些已知的装置要求几个旋转来适当地配置该装置,并且最终的流速输出必须根据配置的结果推断而不是直接确定。

技术实现要素:
在一个方面中,本发明是用于测量流体流量的装置,该装置包括壳体,壳体具有进口、出口和在进口和出口之间延伸的通道。轴设置在壳体内且关于中心轴线可旋转。流量检测器安装在轴上且设置为至少部分地在通道内,使流体以线性流速流过通道,线性速度与流量检测器关于中心轴线的角旋转成正比。此外,流量检测器包括可旋转的通常圆柱体,随着流体流动关于中心轴线旋转。磁铁安装在旋转体上或者在轴上,并且配置为关于中心轴线与旋转体同时旋转。传感器设置在壳体内且配置为随着流量检测器关于中心轴线角位移而感应磁铁的旋转,从而检测流量检测器的角位移。在另一个方面中,本发明也是用于测量流体流量的装置,该流量测量装置包括壳体,壳体具有进口、出口和在进口和出口之间延伸的通道。轴设置在壳体内且关于中心轴线可旋转。流量检测器安装在轴上且设置为至少部分地在通道内,使流体以线性流速流过通道,线性流速与流量检测器关于中心轴线的角旋转成正比。流过通道的流体关于中心轴线旋转流量检测器,并且流量检测器包括可旋转的通常圆柱体,随着流体流动而关于中心轴线旋转。具有磁场、安装在可旋转体上的极磁铁配置为与可旋转体同时关于中心轴线旋转。磁编码器设置在壳体内且配置为随着流量检测器关于中心轴线角位移而感应极磁铁的旋转,从而检测流量检测器的角位移。此外,处理器与传感器电连接且配置为连续读取磁编码器上出现的角度值,配置为确定极磁铁的角位置,配置为决定流体通过通道的流速和流体通过通道的总流量中的至少一个。在再一个方面中,本发明也是用于测量粘性流体流量的装置,该流量测量装置包括壳体,具有进口、出口和在进口和出口之间延伸的通道。轴设置在壳体内且关于中心轴线可旋转,该轴线延伸为大致垂直于通道的至少一个部分。通常圆柱的流量检测器盘安装在轴上。流量检测器盘具有关于中心轴线在圆周上分隔开的多个腔体,并且设置为至少部分地在通道内,从而基本上阻挡通道的部分。流过通道的流体接触盘,至少部分地填充至少一个腔体且使盘关于中心轴线旋转,同时盘传输流体通过流动通道部分,使流体以线性流速流过通道,线性流速与流量检测器关于中心轴线的角旋转成正比。传感器设置在壳体内且配置为感应轴或流量检测器盘关于中心轴线的旋转。处理器与传感器电连接且配置为确定流体通过通道的流速、流动状态的指示和流体通过通道的总流量中的至少一个。附图说明前面的发明内容以及本发明优选实施例的详细描述通过结合附图来阅读将得到更好的理解。为了说明本发明的目的,图中示意性地示出了当前优选的实施例。然而,应理解,本发明不限于如所示的精确设置和结构。附图中:图1是根据本发明第一优选结构的流量测量装置的分解图;图2是测量装置的后部、底部透视图,示出了处理器的更多示意图;图3是沿着图1的线3-3剖取的透视截面图;图4是沿着图1的线4-4剖取的截面图;图5是图4的中心部分的局部放大图;图6是沿着图2的线6-6剖取的透视图截面图;图7A-7D,合称图7,每一个为图6的中心部分的局部截面图,每一个示出了测量装置的磁铁的不同角位置;图8是流量测量装置的传感器和检测器组件的透视图;图9是图8的检测器组件的轴、流量检测器和磁铁分解图;图10是沿着图1的线3-3剖取的截面图,示出了流量测量装置的壳体;图11是沿着图1的线4-4剖取的截面图,示出了流量检测装置的壳体;图12是沿着图2的线6-6剖取的截面图,示出了流量检测装置的壳体;图13是沿着图1的线3-3剖取的另一个截面图,示出了与润滑系统连接的测量装置且指示通过装置的流量;图14是图13的中心部分的局部放大图;图15是沿着图1的线15-15剖取的截面图;图16是图15的中心部分的局部放大图;图17是根据本发明第二优选结构的流量检测装置的分解图;图18是沿着图17的线18-18剖取的截面图;图19是沿着图18的线19-19剖取的截面图;图20是图19一部分的放大图;图21是第二优选结构的壳体底座的俯视平面图;图22是沿着图21的线22-22剖取的截面图;图23是沿着图17的线23-23剖取的截面图;图24是沿着图18的线24-24剖取的截面图;图25是检测器组件的放大分解图;图26是根据本发明第三优选结构的流量检测装置的分解图,其极磁铁安装在正齿轮上;图27是图26的流量检测装置一部分的截面图;图28是第三优选结构的测量装置的截面图;图29是示出第三优选结构的旋转磁流量传感器PCB的功能方面的模块图;图30是示出本发明第三优选结构的控制系统运行的流程图;图31A是图28的磁编码器所用圆坐标系的示意图;图31B是示出图31A的坐标系的线性推导的图线;以及图32示出了执行图31B的本机传感器值转化的转换功能的示意图。具体实施方式下面的描述中所用的某些术语仅为了方便起见而不是限制。词语“右”、“左”、“下”、“上”、“向上”、“下面”和“向下”表示附图中要参考的方向。词语“内”、“向内”、“外”和“向外”是指所描述元件分别从设计中线或几何中心朝向或远离的方向,特定的含义从描述的上下文容易理解。此外,如本文所用,词语“连接”旨在包括两个构件之间的直接连接,而在其间没有任何其它插入构件,以及构件之间的间接连接,其中一个或多个其它构件插设在其间。此外,如本文所用的术语“流体”旨在包括能通过通道、渠道、管子或类似结构传输的液体和半固体,并且术语“流动”旨在表示“流体”的任何这样的运动、运输或传输。术语包括上面具体涉及的词语、其派生物和类似含义的词语。现在详细参考附图,其中类似的附图标记用于通篇表示类似的元件,图1-25示出了用于测量流体F流量的装置10,流体F优选为高粘度流体,例如润滑脂或其它相对“粘稠”的润滑剂。流量检测装置10主要包括壳体12、设置在壳体12内且关于中心轴线15可旋转的轴14、安装在轴14上的流量检测器16以及配置为感应轴14关于轴线15旋转的传感器18。壳体12具有与润滑线路1(图13)的第一部分1a可连接的进口20、与润滑线路1的第二部分1b可连接的出口22、以及延伸在进口20和出口22之间的流道24。流量检测器16至少部分地设置在通道24的“测量”部分25中,使流体F通过通道24的流动使检测器16关于中心轴线15旋转。此外,流量检测装置10优选地还包括处理器26,处理器26与传感器18电连接且配置为确定流体F通过通道24的流速和/或流体F通过通道24的总流量,如下面进一步详细的讨论。优选地,磁铁30安装在轴14上且与检测器16轴向地分隔开,从而轴14、流量检测器16和磁铁30形成检测器组件17,如图5、8和18的最佳所示。传感器18配置为随着轴14关于中心轴线15角位移而感应磁铁30的旋转,以因此检测流量检测器16的角位移。可替代地,传感器18可直接感应轴14的旋转,或者感应安装在轴14上或与轴14一起形成的另一个部件,例如,在轴14上的传感光学标记或安装在轴14上的齿形轮子(都没有示出)。在优选结构中,磁铁30包括通常圆柱形的杆32,具有两个相对端34A、34B和延伸在两端34A、34B之间的中心线35。杆的一个端部34A提供北磁极N,而杆的另一个端部34B提供南磁极S。此外,杆32总体上关于轴线15居中设置,使中心线35延伸为与中心轴线15大致垂直于且大致相交,并且杆的两个端部34A、34B设置为距轴线15大致相等。这样,随着轴14关于轴线15旋转,杆的两端34A、34B大致沿着关于中心轴线15延伸的圆形路径CP位移(图7)。对于这样的设置,南极S和北极N的每一个角位移分别通过圆形路径CP上的第一、第二、第三和第四角位置A1、A2、A3和A4,如图7所示,第一、第二、第三和第四角位置A1、A2、A3和A4关于轴线15圆周地分隔大约九十度(90°)。此外,传感器18相对于轴14和磁杆32设置,从而第一角位置A1通常接近于传感器18,第三位置A3距传感器18最远,而第二和第四位置A2、A4大致距传感器18相等。对于优选的磁铁30,传感器18优选包括开关40,最优选为簧片开关,设置在壳体12内且可在第一和第二配置C1、C2之间调整。第一和第二配置C1、C2中的一个是关闭状态(图7B和7A),而第一和第二配置C1、C2中的另一个是打开状态(图7A和7B)。如图7A和7C所示,当南极S和北极N中的任何一个接近圆形路径CP上的第一角位置A1,即最接近开关40的位置时,同时另一个南极S或北极N因此接近最远位置A3,开关40配置为从第一配置C1调整到第二配置C2。如图7B和7D所示,当南极S和北极N的每一个接近于圆形路径CP上大致距开关40等距离设置的第二和第四角位置A2、A4的单独一个时,开关40还配置为从第二配置C2调整到第一配置C1。因此,第二和第四角位置A2、A4设置为距开关40足够的距离,从而两个磁极N和S的每一个的磁场很弱而不能产生足够的力来影响开关40。此外,如果开关40为“常闭开关”,则第一配置C1是关闭状态,而第二配置C2是打开状态,如图7所示,可替代地,如果开关40是“常开开关”,则第一配置C1为打开状态,而第二配置C2为关闭状态(未示出)。在任一情况下,随着流动在通道24内的流体使检测器16旋转,角位移磁铁30导致开关40对于检测器关于轴线16的每次旋转打开两次且关闭两次。此外,处理器26配置为检测何时开关40调整到打开状态C2或/和何时开关40调整到关闭状态C1,并且采用开关的所检测的打开和关闭确定检测器16关于轴中心线15的角位移和/或检测器16关于轴线15的角速度。更具体而言,开关40的每次打开或关闭的发生都产生电脉冲,从而处理器26在接收到脉冲时检测到检测器16已经关于轴线15旋转接近“四分之一转”或九十度(90°)。通过计算由开关40产生的脉冲数,处理器26可计算流量检测器16的总角位移,并且通过同时跟踪脉冲的接收之间所经过的时间,也可计算旋转检测器16的角速度。由于流量检测器16的角位移可与流过通道测量部分25的流体F的体积相关联,处理器26配置为(即编程或硬件连接)以确定通过通道24的总流量和/或流速。上面已经描述了基本的元件和功能,当前流体测量装置10的这些和其它元件将在下面更加详细描述。现在参见图1、8、9、15-17、19和20,流量检测器16优选包括圆柱体或盘50,圆柱体或盘50具有中心开口51和关于中心轴线15圆周分隔的多个腔体52,中心开口51的尺寸为能容纳轴16。最优选地,检测器盘50通常形成为传统的齿轮(例如,正齿轮),但是可替代地可形成为桨轮或者能够如本文所述的一般功能的任何其它合适的结构。如图16和20的最佳所示,每个腔体52可至少部分地填充有流体F的一部分fP,从而在盘50关于中心轴线15旋转期间,检测器16传输流体部分fP通过流动通道测量部分25。更具体而言,流体F在流过通道24期间在任何特定的瞬间进入位于通道测量部分25的上游侧U内的特定腔体52,并且因此在盘/齿轮50上作用压力以关于中心轴线15产生扭矩,导致检测器16和轴14关于轴线15旋转。腔体52内的流体部分fp由盘50支撑,直至达到通道部分25的下游侧D,在这一点上流体部分借助于由旋转盘50产生的离心力流出腔体52并进入通道部分25中。在如图1、8、9和15所示的流量监测装置10的第一结构中,流量检测器16是单一盘或齿轮50,独立于没有同轴安装在轴14上的任何部件旋转,并且基本上传递了流过通道部分25的全部流体F的体积。更具体而言,盘/齿轮50基本上阻挡了通道测量部分25,如下文详细描述,从而流过通道14的流体F的基本上全部体积由轮50输送通过通道部分25。换言之,基本上全部的通过通道测量部分25的流体F输送在盘腔体52内,与围绕轮50的圆周的流动相对。因此,流量检测器16的角位移与流过通道24的流体F的实际体积更密切相关。这样的设置比“桨轮”设置更加精确,在桨轮中可旋转的检测器(未示出)仅部分地设置在流道中,从而流体的主要部分流过检测器而没有接触。特别是高粘度流体(例如润滑脂),流体跨通道的径向横截面的流速可能变化,例如,一部分流动可能剪切并以比其他部分流动更大或更小的速度运动,这将无法通过仅部分插入通道的检测器来探知。第二,如图17-25所示的流量检测装置10的当前优选结构,流量检测装置10还包括第二“空转”齿轮54,齿轮54具有多个腔体55且设置在与轴14分隔的旋转轴56上,轴56关于大致平行于轴线15的轴线57可旋转。空转轮54至少部分地设置在流动测量部分25内且与检测器齿轮50啮合。对于这样的结构,流入测量通道部分25的流体F被分开以围绕每个齿轮50和54的圆周的一部分流动,尽管仅检测轴14的旋转被如上所述检测和监视。同时,盘/齿轮50和空转齿轮54基本上阻挡通道测量部分25,下面将进一步描述,从而流过通道14的流体F的几乎总量由两个轮子50、54传输通过通道部分25。因此,与上述的第一结构一样,几乎全部流过通道测量部分25的流体F传输在两个盘/轮50、54的腔体52、55内,与围绕每个盘/轮50或54的圆周的流动相对,从而流量检测器角位移更精确地与通过通道24的实际流体流量相关。此外,在流量检测装置10的运行前,两个盘/轮50、54的流速通过直接测量通过轮50、54的流量,然后将测量的流动与轴14的旋转关联来确定。参见图1-3、10、13和14,在第一流量检测装置结构中,壳体12优选包括通常矩形的模块60,模块60分别具有在前后表面61A、61B之间延伸并提供流动通道24的第一通孔62、在顶表面和底表面61C、61D之间延伸用于安装流量检测器组件17的第二通孔64、以及在左侧和右侧表面62E、62F之间延伸用于安装传感器18的第三通孔66。更具体而言,第一孔或“流道”孔63包括从模块前表面61A向内延伸的前、径向较大外孔部分68、从模块后表面62B向内延伸的后、径向较大外孔部分69、在前后外孔部分68、69之间延伸、连接前后外孔部分68、69且提供通道测量部分25的径向较小内孔部分70、以及在前后表面61A、61B之间延伸的中心线71。优选地,前孔部分68适合于容纳润滑线路第一部分1a的阳性连接器2(图13中的虚线),并且模块60具有通常圆柱凸起72,从后表面61A延伸且提供阳性连接器,用于与润滑线路第二部分1b的阴性连接器3(图13中的虚线)流体相通地连接,后外孔部分69延伸通过凸起72。参见图4、5、11和15,第二孔或“检测器安装”孔64包括从模块顶部表面61C向内延伸的上、径向较大外孔部分74、从底表面61D向内延伸的下、径向较大外孔部分75、以及延伸在上下孔部分74、75之间并连接上下孔部分74、75的中、径向较小“台阶”内孔部分76。检测器安装通孔64具有中心线77,当轴14安装在模块60内时中心线77基本上与轴线15共线。安装孔中心线74延伸为基本上垂直于流道中心线67,但是与其分隔距离AS,如图15所示。间隔距离AS小于上孔部分74的半径RB,从而上孔部分74的下部横切或“切过”流道孔62的中心内孔部分70。这样,当检测器组件17安装在孔64内时,检测器本体50的一部分设置在流道24内且基本上阻挡通道测量部分25。更具体而言,上孔部分74为通常圆形的且直径尺寸为容纳检测器本体50,在本体50的外周和孔部分74的内圆周表面74a(图11)之间具有最小的环形间隙。孔下端提供环形径向表面74b(图11),检测器本体50大致设置为抵靠径向表面74b以最小化流量检测器16和孔部分74之间的轴向间隙。优选地,上孔内表面74a至少在流量检测器16之上的部分具有螺纹以容纳第一螺纹插塞80,如下所述。此外,下孔部分75为通常圆形且直径尺寸为以足够的间隙容纳磁铁杆32,以允许磁铁30的自由旋转。下孔部分75具有内圆周表面75a,其至少下部具有螺纹以容纳第二螺纹插塞82,如下所描述。此外,台阶的中心孔部分76具有上部76a、环形肩部76b和下部76c,上部76a的尺寸为容纳环形密封构件84,密封构件84优选为O型环,以防止到下孔部分75中的泄露,环形肩部76b的尺寸为可旋转地支撑轴14,下部76c的尺寸为容纳优选轴杆78的上端,如下所述。参见图6和10-12,第三孔或“传感器”孔66优选地基本上为圆形且设置为定位传感器开关40接近于磁铁30的第一角位置A1。更具体而言,传感器孔66具有中心线67,中心线67在左右侧表面61E、61F之间基本上垂直延伸,传感器孔66还具有沿着中心线67的所有点具有基本上不变的内径(未示出)。此外,传感器孔66在流道孔62的前孔部分68之下通常分隔开,并且大致延伸为相邻于安装孔64的下孔部分75,如图10的最佳示出。这样,当传感器18安装在孔66内时,传感器开关40,其优选中心地位于传感器本体100内,设置为使磁铁杆端部34A或34B(即北极N和南极S)任何一个的磁场产生足够的力以在杆端部34A、34B位于或接近于第一角位置A1时影响或调整开关40,但是当两个端部34A、34B都接近于第二或第四角位置A2、A4时却不然。现在参见图17-24,在流量检测装置10的第二、当前的优选结构中,壳体12优选包括底座100、传感器模块102和盖板104,底座100提供流道24且包含流量检测器16,传感器模块102安装在底座100的下侧且容纳传感器18和检测器组件17的至少一部分,盖板104安装在底座100的上侧且提供通路至流量检测器16。底座100包括通孔106和上下、通常矩形容器108A、108B,通孔106在前后表面101A、101B之间延伸且提供流道24,上下、通常矩形容器108A、108B分别从顶和底表面101C、101D向内延伸且在侧表面101E、101F之间横向延伸。双叶状通孔110和四个连接器通孔112在上下容器表面109A、109B之间延伸,叶状孔110与流道通孔106相交且提供流动测量部分25。更具体而言,“流道”孔106包括从模块前表面101A向内延伸的前、径向较大外孔部分107、从模块后表面101B向内延伸的后、径向较大外孔部分109、两个中间、径向较小内孔部分111A、111B,其每一个在单独的外孔部分101A、101B和叶状孔110之间延伸、以及在前后表面101A、101B之间延伸的中心线113。优选地,前孔部分107适合于容纳润滑线路第一部分1a的阳性连接器(未示出),并且后孔部分109适合于容纳润滑线路第二部分1b的阳性连接器(未示出)。此外,叶状检测器孔110具有容纳检测器本体/轮50的第一部分圆部分114和容纳空转轮54的第二部分圆部分116,每个部分114、116的直径大小为使得在每个轮子50、54的周边与每个孔114、116的每个部分115、117的部分圆形内表面之间分别具有最小的环状间隙。参见图17、18、23和24,传感器模块102具有台阶“轴”通孔118、“传感器”通孔120和四个螺纹固定孔122,台阶“轴”通孔118在顶和底表面103A、103B之间延伸用于安装检测器组件17的部分,“传感器”通孔120在左右侧表面103C、103D之间延伸用于安装传感器18,四个螺纹固定孔122(图17,仅示出三个)从顶表面103A向内延伸。轴孔118设置在传感器模块102上,从而当传感器模块102与底座100连接时,孔118与检测器孔110的第一圆形叶部分114基本上共线,如下所述。此外,轴孔118具有上通常圆形轴环部分118a、下通常圆形部分118b和中通常圆形部分118c,上通常圆形轴环部分118a用于可旋转地支撑轴14的上部,下通常圆形部分118b用于容纳优选传感器组件17的轴承132,如下所述,中通常圆形部分118c内可旋转地设置磁铁30。此外,传感器孔120优选为基本上圆形且设置为定位传感器开关40接近于磁铁30的第一角位置A1。更具体而言,传感器孔120具有在左右侧表面103C、103D之间大致垂直延伸的中心线121,以及沿着中心线121的所有点基本上不变的内径(未示出),并且大致延伸为相邻于轴孔118的中间部分118c。因此,当传感器18安装在孔120内时,传感器开关40,优选中心地设置在传感器本体140内,设置为使磁铁杆端部34A或34B(即北极N和南极S)的任何一个的磁场产生足够的力以在杆端部34A、34B位于或接近于第一角位置A1时影响或调整开关40,但是当两端34A、34B都接近于第二或第四角位置A2、A4(见图7)时则不然。具体参见图17,盖板104优选包括通常矩形模块124,矩形模块124具有在顶和底表面125A、125B之间延伸的四个间隙孔126。盖板模块124可设置在底座100的上容器108A内,从而盖板间隙孔126的每一个与底座连接器孔112的单独一个对齐。此外,传感器模块102的上端102a的尺寸可配合在下容器108B内,从而模块固定孔122的每一个可与底座连接器孔112的单独一个对齐。当盖板104和传感器模块102如此定位在底座100上时,螺纹固定件126插入通过四套对准孔126、112、122的每一个以将盖板104和传感器模块102连接到底座100,因此将优选的两个圆盘/轮50、54封闭在底座100的流动测量部分25内。现在参见图1、4、5、8、9、17、18和25,如上所述,检测器组件17的轴14优选包括“台阶”圆柱杆78,“台阶”圆柱杆78具有上径向较小部分78a和下径向较大部分78b。轴上部78a的尺寸为配合在检测器本体50的中心开口51内,以将流量检测器16安装在轴14上。轴下部78b具有通孔79,其尺寸为容纳磁铁杆30,以因此将磁铁30安装在轴14上。如图1、4、5、8和9所示,在流量检测装置10的第一结构中,检测器组件17优选包括上下轴支撑86、88,其每一个配置为可旋转地支撑轴端14a、14b的单独一个。优选地,上轴支撑86由中心密闭孔90提供,中心密闭孔90轴向地延伸进入第一螺纹插塞80中且尺寸为以滑动配合容纳轴上端14a。此外,下轴支撑88由金属球92提供,金属球92设置在密闭的中心孔93内,密闭的中心孔93轴向地延伸进入第二螺纹插塞82中,轴第二端14b就位在球92的上端以对其可旋转。此外,第一和第二插塞构件80、82,除了支撑检测器组件轴14的功能外,其每一个还用于围绕安装通孔64的单独端部64a、64b。每个插塞构件80、82包括通常圆柱本体94,通常圆柱本体94分别具有相对的内外端94a、94b,螺纹外圆周表面95和在圆柱本体94的外端94b处的六边形头部95,每个插塞孔90、93(如上所述)从本体内端94a向内延伸。当检测器组件17安装在壳体12中时,第一插塞构件80与安装孔64的上孔部分74螺纹配合,并且圆形密封构件96(例如,O形环)优选设置在第一插塞头95和壳体上表面61C之间,最优选在头95中的环形槽97内。在第一插塞80完全就位在孔部分74内后,检测器本体50宽松地夹设在插塞内端94a和孔端径向表面74b之间,这减小了检测器本体50周围的空间以保证流体由检测器16传输且避免泄漏到本体50周围。此外,第二插塞构件82与安装孔60的下孔部分75螺纹配合,从而头95就位抵靠壳体下表面61D。当第二插塞82就位在孔部分75内时,球92接触轴第二端14b以可旋转支撑轴14。现在参见图17、18和25,在流量检测装置10的第二结构中,轴圆柱杆78的下部分78b具有中间肩部130和底螺纹部分131。轴承132可设置在杆下部78b上,在肩部130和螺纹部分131之间,并且可旋转支撑轴14。此外,圆形夹具或“C-夹具”134设置在环形凹槽135内,环形凹槽135从轴孔下部分118c向外延伸,并且就位成抵靠轴承132的底表面132a。此外,螺母136螺纹连接在轴螺纹部分131上,直到压到轴承132的底表面132a,因此将检测器组件17固定在传感器模块102内。参见图1、2、6-8、17和24,优选的传感器18包括通常圆柱体140和一对电线142,通常圆柱体140容纳簧片开关40的元件且具有相对的轴向端部140a、140b,一对电线142(例如,金属线)从本体140的一端140a延伸。由于簧片开关是感应技术中熟知的,传感器18的详细描述是不必要的且超过了本公开的范围。此外,传感器18的电线142与处理器26电连接,处理器可为任何适当的类型或结构,例如,安装在壳体12上的嵌入式微型处理器或单独的PLC、计算机等(均未示出)。在任何情况下,处理器26配置为接收来自开关40的电脉冲且编程为由接收的脉冲确定或计算通过流体测量装置10的流体流速和/或流过装置10的流体总量,如下所讨论。在使用前,如图13所示,通过将润滑线路部分1a、1b与流道24的前后孔部分68、69或107、109连接,流量测量装置10流体相通地连接在润滑系统(未示出)中,。在润滑系统运行时,流体/润滑剂进入前孔部分68或107且通入中心孔部分70或第一内孔部分111A,直至达到通道测量部分25。流体/润滑剂流F接触检测器本体/齿轮50或啮合的轮50、54,从而全部填充暴露到流道24的上游侧U的那些腔体52(以及在第二结构中的腔体55)且在检测器16上作用扭矩,因此导致检测器16和轴14关于轴线15旋转。随着检测器16旋转,同时旋转的磁铁30导致开关40周期性地打开和关闭,同时润滑剂/流体被检测器16(在离散部分fP中)输送到中心通道部分25的下游侧D,从而其后流动通过后孔部分69或109且进入润滑线路第二部分1a。随着检测器16旋转,第二结构中检测器本体50和空转轮54的不同部分旋转通过通道测量部分25,从而多个腔体52(和腔体55)顺序地在上游侧U上填充且在下游侧D上空出以提供大致连续的流体/润滑剂流动。随着润滑剂流过流量测量装置10,周期地打开和关闭开关40所产生的脉冲连续地传输到处理器26。由于可容易地预定旋转检测器16九十度(90°)所需要的流体流量,可计算通过通道测量部分25且因此通过流量检测器10的流体F的总量或总体积。此外,采用来自定时电路(未示出)的信息,处理器26可利用旋转轴16的角速度关联流体体积信息,旋转轴16的角速度由每给定单位时间的脉冲数确定,以确定通过通道部分25且因此通过流量检测装置10的流体流速。本流量测量装置10与此前已知的流体检测或测量装置相比具有很多优点。通过采用转轮/齿轮作为流量检测器16以及簧片开关作为传感器18,流量检测装置10的流体测量部件制造上相对简单,并且因此相对低成本,在所有可能的运行温度下都坚固耐用。特别是,簧片开关传感器18是相对便宜且简单的装置,可在很宽的温度范围内运行。此外,通过利用齿轮50作为检测器16且设置轮50以基本上阻挡流道24,流量检测装置10比很多先前的装置更精确,这是因为基本上所有的流体流动必须由检测器16传输。该特征对高粘度润滑剂是特别重要的,否则其可能剪切并在先前已知的检测器周围流动而没有被检测到。图26是根据本发明第三优选结构的流量检测装置148的分解图。图26包括具有进口153的壳体150、设置在壳体150内且具有第一中心轴线151A的第一固定轴156A、设置在壳体150内且具有第二中心轴线151B的第二固定轴156B、以及包括安装在第一固定轴156A上的正齿轮159A的流量检测器159。磁铁165安装在流量检测器159的正齿轮159A上且配置为关于第一中心轴线151A和第二中心轴线151B与流量检测器159同时旋转,导致磁铁165的磁场的可检测旋转。传感器162设置在壳体150内且配置为感应磁铁165的磁场的旋转,随着流体流过流量检测器159,磁铁165与流量检测器159同时旋转。流体流动导致流量检测器159关于第一中心轴线151A和第二中心轴线151B的角位移。传感器162检测磁铁165的磁场的角位移,这对应于且表示流量检测器159的旋转,表示流体通过通道177的流动、流速和流量。仍参见图26,在一个实施例中,非铁分隔物168形成壳体150的至少部分,并且流量检测器159包括正齿轮159A,该正齿轮159A由另外的正齿轮159B互锁且相对。随着流体流过流量检测器159,压力作用在流量检测器159上,并且关于第一中心轴线151A和第二中心轴线151B产生扭矩,导致检测器159以所示的方式关于第一中心轴线151A和第二中心轴线151B旋转,与参考图19和图20所描述的类似。在一个实施例中,正齿轮159A由另外的正齿轮159B互锁且相对,导致由流量检测器159直接测量通过通道的流体流动。可替代地,流量检测器159可仅为一个单一的齿轮,例如类似于图15-16所示。磁铁165包括在正齿轮159A上的极磁铁,并且传感器162包括磁编码器162M,配置为评估极磁铁165的旋转角。磁编码器162M设置在分隔物168上,从而分隔物168位于磁编码器162M和磁铁165之间。分隔物168支撑磁编码器相邻于磁铁162M,使磁铁的磁场通过非铁分隔物168且由磁编码器162M可检测。在一个实施例中,传感器162还包括指示器LED162L,其在下面将进一步描述。盖板163A通过螺丝163C将非铁分隔物168固定到底座163B,螺丝163C固定到螺丝壳体163D。在一个实施例中,盖板163A还包括内部盖板163E。在一个实施例中,内部盖板163E是透明的,以允许指示器162L的运行可见,如下面将进一步描述。在一个实施例中,内部盖板163E由玻璃或类似的透明材料构成。图27是根据本发明第三优选结构的流量检测装置的一部分的透视截面图。图27包括进口153、出口174和在进口153和出口174之间延伸的通道177,从而正齿轮159A关于第一中心轴线151A旋转,并且另外的正齿轮159B关于第二中心轴线151B旋转,随着流体进入特定的腔体180而保持压力平衡。包括正齿轮159A和另外的正齿轮159B的流量检测器159设置为至少部分地在通道177内,从而流体以线性速度流过通道,线性速度与磁场的旋转角直接相关,磁场的旋转角随着流体流过通道与正齿轮的旋转对应。流体以与正齿轮159A关于第一中心轴线151A的旋转角以及另外的正齿轮159B关于第二中心轴线151B的旋转角成正比的方式流过通道,从而流过通道177的流体使流量检测器159关于第一中心轴线151A和第二中心轴线151B旋转。正齿轮159A和另外的正齿轮159B的旋转运动与流体流动成正比,这是因为对于每个腔体180来说,包含在通道177的壁内和每个腔体180的体积是相同的。仍参见图27,在一个实施例中,流量检测器159具有关于中心轴线圆周分隔的多个腔体180A、180B、180C,其中每个腔体180由一部分流体至少部分填充,从而包括正齿轮159A和另外的正齿轮159B的流量检测器159在关于第一中心轴线159A和第二中心轴线159B的旋转期间将流体部分传输通过流道177。最优选地,流量检测器159通常形成为传统的齿轮(例如,正齿轮),但是可替代地可形成为桨轮或任何其它能够通常实现如本文所述功能的适当结构。图28示出了第三优选结构的测量装置189的截面图。测量装置189还包括传感器室192和流动室195。传感器室192提供传感器162设置在壳体150内的区域。非铁分隔物168提供传感器室192和流动室195之间的分隔。流动室195由底座163B和非铁分隔物168之间提供的空间形成。第一固定轴156A和第二固定轴156B延伸通过底座163B以为正齿轮159A和另外的正齿轮159B提供支撑,以在第一中心轴线159A和第二中心轴线159B上随着流体流动而旋转。在一个实施例中,正齿轮159A和另外的正齿轮159B在第一中心轴线159A和第二中心轴线159B上的旋转通过流过流量检测器159的润滑辅助。进一步参见图28,在一个实施例中,第一固定轴156A和第二固定轴156B在流体流动时随着正齿轮159A和另外的正齿轮159B在第一中心轴线159A和第二中心轴线159B上旋转。在一个实施例中,正齿轮159A和另外正齿轮159B在第一中心轴线159A和第二中心轴线159B上旋转。在进一步的实施例中,第一旋转轴156A和第二旋转轴156B的旋转通过利用位于轴(未示出)上的轴承辅助。可替代地,第一旋转轴156A和第二旋转轴156B的旋转由流过流量检测器159的润滑辅助。进一步参见图28,磁铁165安装在流量检测器159的正齿轮159A上。传感器162设置在分隔物168上,从而分隔物168位于传感器162和磁铁165之间。盖板163A将非铁分隔物168固定到底座163B。图29是描述第三优选结构的诸如印刷电路板(PCB)197的旋转磁流传感器电路方面一个实施例的模块图。功率调节器198接收输入电压201且提供调节的功率至PCB197的部件。PCB197的传感器204检测磁铁165(图29中未示出)的磁场。在一个实施例中,传感器204包括磁编码器型号AS5050,由AMS制造。指示器207由来自处理器210的输出激活以表示传感器204正在检测旋转磁场。在一个实施例中,处理器210包括微型控制器,如由Atmel公司制造的诸如型号ATtiny48的微型控制器。在一个实施例中,包括指示器LED的指示器207由处理器210激活并被照明以表示通过传感器162对旋转磁场的检测,该旋转磁场由流量检测器159的正齿轮159A和另外的正齿轮159B的旋转产生,导致磁铁165旋转。指示器207是非激活的的且不被照明来表示静止的磁场,该静止的磁场是由于流量检测器159的正齿轮159A和另外的正齿轮159B保持静止而产生,导致磁铁165保持静止。输出驱动器211接收来自处理器210的数字输出信号以表示通过通道的流体流动、流体流速和/或流体流量。在一个实施例中,输出驱动器211接收来自处理器210的数字输出信号且提供以数字信号212的形式的指示。在一个实施例中,数字信号212表示在接收“低”数字信号时的“不流动”,作为检测由基本上保持静止的流量检测器159的正齿轮159A和另外的正齿轮159B产生的基本上静止的磁场的结果。在一个实施例中,数字信号212表示在接收“高”数字信号时的“流动”,作为传感器204检测流量检测器159的包括磁铁165的正齿轮159A和另外的正齿轮159B的旋转的结果。在一个实施例中,处理器210执行存储在存储器装置(未示出)中的指令,存储器装置连接到或嵌入在处理器210中以与任何其它嵌入系统或成品PLC控制器通讯,以能处理5至30伏特DC范围的数字信号。处理器210用于过滤传感器204的信号来确定磁场的状态,允许系统将传感器204的状态通讯到外部电子系统。在一个实施例中,信号输出212是源数字输出(sourcingdigitaloutput),源数字输出返回等于传感器的输入电压(5至30伏特DC)的信号电压。返回等于传感器的输入电压(5至30伏特DC)的电压允许传感器204自动匹配其内集成的电子系统的输入电压201。在一个实施例中,该系统将传感器204的状态通过采用数字信号212通讯到外部电子系统以表示“旋转”或“不旋转”状况。在一个实施例中,该系统通过保持数字输出212和指示器207在非激活状态来表示静止磁场。在一个实施例中,该系统通过激活数字输出212和指示器207来表示激活的旋转磁场。仍参见图29,在一个实施例中,处理器210与传感器204电连接且配置为执行连接到或嵌入在处理器210中的存储器装置(未示出)上存储的指令,以确定和监测极磁铁的角位置及其变化率。在进一步实施例中,处理器210配置为确定流体通过通道的流速、流动状况的表示以及流体通过通道的总流量中的至少一个。在如下面更加详细描述的进一步实施例中,处理器210进一步配置为执行连接到或嵌入处理器210中的存储器装置(未示出)上存储的指令,以将从传感器204读取数值范围的一部分转化而防止不明确的读数。图30是表示本发明第三优选结构的控制系统运行的流程图。图30示出了处理器210执行的程序,处理器210执行连接到或嵌入在处理器210中的存储器装置(未示出)中存储的指令。程序开始于213,其中测量装置148的处理器210被初始化且执行任务调度。在215,根据时间基数调度任务。在216,执行第一任务(\任务1\),并且在219确定流动状况表示。如果对确定的响应为非,则在222给出表示流动未激活。如果确定的响应为是,则在225给出表示流动激活。无论确定的响应,第一任务216在228终止,并且处理器210在215返回到任务调度。仍参见图30,在231继续程序,其中执行第二任务(\任务2\)。在234,从传感器要求当前的角度值。该值在237被保存,并且通过闪存缓存240,该数值被过滤为在243的最小值和最大值。在246,确定最小值和最大值之间的增量的绝对值计算。在249,过滤增量值以计算不明确的读数。在252,更新状态机以表示流动状态。最终,在255完成第二任务,并且在215处理器210返回到任务调度。图31A-31B,总称为图31,是图28的磁编码器所用坐标系统的示意图。图31A示出了圆形坐标系统。图31B示出了图31A的圆形坐标系统的线性推导。如图31A所示,0°由一个传感器值表示,即\0传感器值\。类似地,90°由\256传感器值\表示,180°由\512传感器值\表示,而270°由\768传感器值\表示。图31A的系统的线性推导表示在图31B中,其中360°由\1024传感器值\表示。图31A和31B所示的模型假设了静止系统,其中一个磁角度位置,例如0°,由一个传感器值表示,即\0传感器值\。虽然这个关系在实验状态下可能是真实的,流量检测器磁铁产生的磁场经受现实世界的条件的影响,导致磁场中的微小变化(称为\抖动效应\),甚至在磁铁静止时。由于这样的实际情况,从传感器读取的数值范围的现实必须过滤且破译以确定是否最小的变化构成静态磁场或旋转磁场。当感应值范围在360°(1024传感器值)和0°(0传感器值)之间时可能引起不确定。传感器逻辑必须能理解的是如果10个数值的场由五个360°传感器值和五个0°传感器值表示,则该场表示旋转值1°,而不是359°。然而,由于传感器的本机数值形式,这可能不是因为在这两个相邻角度值之间的本机数值上的大区别。图32示出了执行图31B的本机传感器数值转化的转换功能的示意图。在一个实施例中,本发明的控制系统执行转换功能以在180°至360°范围上产生负转化半周期。通过以0°和180°范围在本机传感器值上产生符号变化且在负半周期上执行本机传感器值的转换,任何坐标范围的绝对值可通过采用过滤和逻辑指令计算。根据所希望的分辨率,取样频率可根据给定的旋转速度变化。例如,取样频率100Hertz可用于每秒25转的最大旋转速度。提供摘要和发明内容以帮助读者快速确定技术公开的性质。它们为了理解而提出,它们不用于说明或限制权利要求的范围。提供发明内容以介绍简单形式的概念选择,其在说明书中进一步说明。发明内容不意味着识别主题事项要求的关键特征或基本特征,也不意味着用作帮助决定要求的主题事项。为了说明的目的,程序或其它可执行的程序成分,例如操作系统,本文示例为离散的模块。然而,应意识到这样的程序或成分位于不同的时间在不同的计算装置的存储成分中,并且由该装置的数据处理器执行。尽管结合计算系统环境进行了描述,但是本发明各方面的实施例可用很多其他普通目的或特定目的计算系统环境或配置的操作。计算系统环境不意味着建议任何有关适用范围或本发明任何方面功能性的限制。而且,计算系统环境不应解释为对示范性操作环境中示出的部件的任何一个或组合具有任何依赖或要求。对本发明各方面可适合使用的已知计算系统、环境和/或配置的示例包括但不限于个人计算机、服务器计算机、手持或膝上装置、多功能处理器系统、微处理器基系统、机顶盒、可编程消费者电子设备、移动电话、网络PC、微型计算机、主机计算机、包括任何上述系统或装置的分布计算环境等。本发明各方面的实施例可描述在数据和/或处理器可执行指令中,例如程序模式、存储的一个或多个实体中,非瞬时存储介质和由一个或多个处理器或其它装置执行。通常,程序模块包括但不限于程序、目标、成分和数据结构,其实现特定的任务或执行特定的抽象的数据类型。本发明的各方面还可实施在分布的计算环境中,其中任务由遥控处理装置执行,其通过通讯网络连接。在分布计算环境中,程序模块可设置在当地或远处的存储介质中,包括存储器存储装置。在运行中,处理器、计算机和/或服务器可执行处理器可执行指令(例如,软件、固件和/或硬件),例如本文所示的那些以执行本发明的各方面。本发明各方面的实施例可以以处理器可执行指令的方式实现。处理器可执行指令可实现在实际处理器可读的没有信号的存储介质的一个或多个处理器可执行部件或模块中。本发明的各方面可以以这样部件或模块的任何数量或结构实现。例如,本发明的各方面不限于具体的处理器可执行指令或图中所示和本文所描述的具体的部件或模块。本发明各方面的其它实施例可包括不同的处理器可执行的指令或具有比本文所示和所描述更多或更少功能性的部件。本文所示和所描述的本发明各方面的实施例中的操作执行或性能的顺序不是本质的,除非另有规定。就是说,操作可以以任何顺序执行,除非另有规定,并且本发明各方面的实施例可包括另外的或比本文公开更好的操作。例如,期待在另一个操作之前、同时或之后执行或实现特定的操作在本发明各方面的范围内。在介绍本发明各方面的元件或其实施例时,冠词“一个”、“一”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”旨在包含且意味着可有在列表元件外的其它元件。考虑上述,可见本发明各方面的几个优点被实现且其它有利结果可获得。不是所示或所描述的所有部件都是需要的。另外,某些实施和实施例可能包括另外的部件。可进行部件的设置和类型上的变化而不脱离本文阐述权利要求的精神和范围。另外,可提供不同的或更少的部件,并且可结合某些部件。可替代地或额外地,一个部件可由几个部件实现。上面的描述通过示例而不是限制示出了本发明的各方面。该描述能使本领域的技术人员使用本发明的各方面,并且描述几个实施例、适用性、变化、选择方案和本发明各方面的使用,包括当前认为是本发明各方面实施的最佳模式。另外,应理解,本发明的各方面不限于其应用于附图中描述或示例中阐述的部件的结构和设置的细节。本发明的各方面可为其它的实施例或实施或执行为不同的方式。再者,应理解,本文所用的措辞或术语是为了描述的目的,而不应解释为限制。已经详细描述了本发明的各方面,应理解,在不脱离如所附权利要求中限定的本发明各方面的范围的情况下修改和变化是可能的。预期在上述结构、产品和方法中进行各种变化而不脱离本发明各方面的范围。在前述的说明书中,已经参考附图描述了各种优选实施例。然而,显然可对其进行各种修改和变化,并且附加实施例可实施,而不脱离所附权利要求中阐述的本发明各方面的广域的范围。说明书和附图因此与所图示相关而不是限定的意思。
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