风筒风量传感器及其功能模块的制作方法

本发明涉及一种风筒风量传感器及其功能模块。

背景技术：

风筒风量传感器又名风筒状态传感器（Air duct status sensor），是用来监视煤矿井下掘进工作面的胶质风筒工作状态的传感器。风筒风量传感器通常由磁驱动检测组件（内含干簧管组件或霍尔单元）、永磁组件和风筒卡装机构三部分组成。其中风筒卡装机构的主要构成部分包括互相铰接的第一夹体和第二夹体。使用时组装好的磁驱动检测组件与第一夹体连接，永磁磁铁组件与第二夹体连接，两个夹体夹住风筒。

当局部风机停止运转或其它原因导致风筒内无风时，两个夹体在重力作用下合拢，此时磁驱动检测组件与永磁组件距离变远，永磁组件的磁力使磁驱动检测组件中的干簧管组件的两个触点断开或使磁驱动检测组件中霍尔单元的两端具有电势差变小，磁驱动检测组件向外发出信号。当局部风机工作正常时，两个夹体张开，此时磁驱动检测组件与永磁组件之间距离变近，表示风筒内风量正常。

根据风筒风量传感器的工作原理可知，风筒风量传感器是通过磁驱动检测组件与永磁组件之间的距离来测量胶质风筒工作状态的，而磁驱动检测组件与永磁组件之间的距离又是直接通过互相铰接的两个夹体之间的夹角来体现的，因此在遇到不同筒径的风筒时，就需要配备不同类型的风筒风量传感器；另外，当风筒较长时，因风筒尾端距风机较远，风压较小，不能使风筒完全撑饱满或撑饱满的力度不足，这本是正常的现象，却也会导致永磁组件与磁驱动检测组件距离变大而误判。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种功能模块，用以解决现有的风筒风量传感器无法适用于不同筒径的风筒和不同饱满度的风筒的问题，本发明另外的目的在于提供一种风筒风量传感器，以解决现有的风筒风量传感器无法适用于不同筒径的风筒和不同饱满度的风筒的问题。

为实现上述目的，本发明的风筒风量传感器的功能模块的技术方案是：风筒风量传感器的功能模块为磁驱动检测组件或永磁组件，功能模块包括壳体，壳体上设有铰接结构，铰接结构用于与风筒风量传感器的夹体铰接，以使功能模块能够俯仰摆动的设置在风筒风量传感器的夹体上，并使壳体的铰接轴线与风筒风量传感器的夹体铰接轴线平行或者重合。

本发明的风筒风量传感器的功能模块的有益效果是：在使用时，功能模块铰接设置在对应的风筒风量传感器的夹体上，功能模块在对应夹体上的初始位置可以调整，使永磁组件和磁驱动检测组件之间的初始距离可调，以适用于不同筒径的风筒和不同饱满度的风筒。

进一步的，所述壳体具有伸出部分，铰接结构位于伸出部分上，伸出部分与壳体的底板共同形成角形结构，角形结构在其铰接轴线的径向上整体开口向下。

其有益之处在于：铰接结构位于伸出部分上，可以使壳体的底板在与壳体所在的夹体平行时，功能模块与夹体之间存在可以使功能模块沿朝向夹体的方向继续摆动的空间，功能模块的调节范围大。

进一步的，所述伸出部分由一个耳板或者沿所述壳体的铰接轴线布置的两个以上耳板构成。

其有益之处在于，节省材料，便于加工。

进一步的，所述壳体上设有用于将功能模块锁紧在风筒风量传感器的夹体上的锁紧结构。

其有益之处在于，结构简单，技术成熟。

进一步的，锁紧结构为螺纹锁紧件，通过螺纹锁紧件与风筒风量传感器的夹体之间的摩擦力，将功能模块锁紧在风筒风量传感器的夹体上。

其有益之处在于，通过螺纹锁紧件与立壁之间的摩擦力作用锁紧功能模块，结构简单，可以稳定的锁紧功能模块。

本发明的风筒风量传感器的技术方案是：风筒风量传感器，包括用于与被测风筒配合的两个夹体，两夹体上分别设有功能模块，功能模块分别为磁驱动检测组件和永磁组件，两夹体互相铰接，功能模块包括壳体，至少一个功能模块的壳体上设有铰接结构，铰接结构用于与夹体铰接，以使功能模块能够俯仰摆动的设置在夹体上，并使壳体的铰接轴线与风筒风量传感器的夹体铰接轴线平行或者重合，风筒风量传感器还包括设置在功能模块与其所在的夹体之间的锁定组件。

本发明的风筒风量传感器的有益效果为：功能模块铰接设置在对应的夹体上，功能模块在对应夹体上的初始位置可以调整，使永磁组件和磁驱动检测组件之间的初始距离可调，以适用于不同筒径的风筒和不同饱满度的风筒。

进一步的，壳体具有伸出部分，铰接结构位于伸出部分上，伸出部分与壳体的底板共同形成角形结构，角形结构在其铰接轴线的径向上整体开口向下。

其有益之处在于：铰接结构位于伸出部分上，可以使壳体的底板在与壳体所在的夹体平行时，功能模块与夹体之间存在可以使功能模块沿朝向夹体的方向继续摆动的空间，功能模块的调节范围大。

进一步的，所述伸出部分由一个耳板或者沿所述壳体的铰接轴线布置的两个以上耳板构成。

其有益之处在于，节省材料，便于加工。

进一步的，所述锁定组件包括设置在壳体上的锁紧结构和设置在夹体外侧面上的立壁，锁紧结构为螺纹锁紧件，立壁上设有弧形孔，螺纹锁紧件延伸至所述弧形孔中，可通过调节螺纹锁紧件使其压紧弧形孔的孔沿来锁紧功能模块。

其有益之处在于，通过螺纹锁紧件与立壁之间的摩擦力作用锁紧功能模块，结构简单，可以稳定的锁紧功能模块。

进一步的，在功能模块的两端处分别设有所述立壁。

其有益之处在于，功能模块的两端均锁紧在夹体上，保证功能模块不会与立壁产生相对滑动。

进一步的，所述立壁为长条形立壁。

其有益之处在于，长条形立壁可以节省材料，降低生产成本。

进一步的，所述夹体上设有减重孔。

其有益之处在于，能够减轻风筒卡装机构的整体重量，在风筒内风量正常时，便于风筒将两夹体相对撑开。

附图说明

图1为本发明的风筒风量传感器的具体实施例的三维视图；

图2为本发明的风筒风量传感器的具体实施例的主视图；

图3为本发明的风筒风量传感器的具体实施例的永磁组件的三维视图；

图4为本发明的风筒风量传感器的具体实施例的磁驱动检测组件的三维视图；

图5为本发明的风筒风量传感器的具体实施例的第二夹体的三维视图；

图6为本发明的风筒风量传感器的具体实施例的第一夹体的三维视图；

图7为本发明的风筒风量传感器的使用状态图；

图8为风筒内风量正常时风筒风量传感器的状态示意图；

图9为风筒内风量不足时风筒风量传感器的状态示意图；

图中：1、永磁组件，2、磁驱动检测组件，3、第二夹体，4、第一夹体，5、铰接销轴，6、耳板，61、铰接孔，7、长条形立壁，8、螺纹锁紧件，9、立板，10、减重孔，11、提手，12、箍带穿孔，13、辅助箍带，14、风筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的风筒风量传感器的具体实施例，如图1和图2所示，风筒风量传感器包括两个功能模块和两个夹体，两个功能模块分别为永磁组件1和磁驱动检测组件2，两个夹体分别为用于安装磁驱动检测组件2的第一夹体4和用于安装永磁组件1的第二夹体3。第二夹体3、第一夹体4、永磁组件1和磁驱动检测组件2通过铰接销轴5连接。如图3和图4所示，功能模块包括壳体，壳体包括顶板、底板和四块侧板，壳体的两端还设有沿铰接销轴5的轴向布置的两个耳板6，耳板6与底板共同形成沿铰接销轴5的径向整体开口向下的角形结构，供铰接销轴5穿过的铰接孔61设置在耳板上。

通过调节磁驱动检测组件2与第一夹体4之间的相对位置或永磁组件1与第二夹体3之间的相对位置，可以调节永磁组件1和磁驱动检测组件2之间的初始间距，从而适应不同筒径及不同饱满度的风筒14。当仅调节一个功能模块与其对应的夹体之间的相对位置无法满足使用要求时，可以同时调节磁驱动检测组件2与第一夹体4之间的相对位置以及永磁组件1与第二夹体3之间的相对位置。使永磁组件1和磁驱动检测组件2之间的初始距离能够满足使用要求。

如图3和图4所示，耳板6与底板形成角形结构且铰接孔61设置在耳板6上，可以使壳体的底板与壳体所在的夹体平行时，功能模块与夹体之间存在能使功能模块沿朝向该功能模块所在夹体的方向继续摆动的空间，增大了功能模块的调节范围。在其他实施例中，每个功能模块上也可以只设置一个耳板。在其他实施例中，调节座也可以是其他结构，例如，具有一定厚度的直板结构，直板结构上设有与铰接销轴配合的通孔。

本实施例中，两个功能模块与其对应的夹体之间均为铰接连接，其他实施例中，磁驱动检测组件或永磁组件可以与其对应的夹体之间固定连接。

本实施例中，两个功能模块的位置均位于铰接销轴5的下方。这种设置有效的利用了铰接销轴5的下方的空间，使风筒风量传感器的尺寸较小，便于风筒风量传感器的收纳和安装。在其他实施例中，夹体上用于供铰接销轴穿过的铰接孔也可以设置在夹体的中部，功能模块的位置设置在铰接销轴的上方。

如图3至图6所示，风筒风量传感器还包括用于将功能模块锁紧在功能模块所在夹体上的锁定组件，锁定组件包括设置在夹体外侧面上的长条形立壁7和设置在功能模块上的螺纹锁紧件8，长条形立壁7具有两个且分别设置在对应功能模块的两侧，长条形立壁7上具有弧形孔。功能模块的底板的两侧分别设有立板9，两块立板9向下延伸且垂直于铰接销轴5，螺纹锁紧件8包括螺栓和与螺栓螺纹配合的螺母。螺栓穿过弧形孔和立板9与固连在立板9上的螺母螺纹连接。旋紧螺栓使螺栓的头部压紧弧形孔的孔沿，在螺栓与弧形孔的孔沿之间的摩擦力作用下，可以防止螺栓与长条形立壁7之间产生相对滑动，从而保证功能模块的位置。长条形立壁7能够节省设置立壁所需的材料，降低生产成本。长条形立壁7为与螺栓的弧形摆动轨迹适配的弧形，所需材料最少，重量最轻。

在其他实施例中，也可以不设置立板，在底板上加工出与螺栓螺纹配合的内螺纹孔。

如图5和图6所示，第二夹体3和第一夹体4上均设有减重孔10，减重孔10能够减轻风筒卡装机构的整体重量，在风筒14内风量正常时，便于风筒14将第二夹体3与第一夹体4相对撑开。在其他实施例中，第二夹体和第一夹体也可以均不设置减重孔，或仅在一个夹体上设置减重孔。

在其他实施例中，每个夹体上也可以只设置一个长条形立壁，此时功能模块只有一侧与夹体锁紧配合。

在其他实施例中，立壁也可以为其他形状，例如，设有弧形孔的长方形直板或圆形直板等。

本实施例中，两个功能组件和两个夹体共用一个铰接销轴5，其他实施例中，第二夹体上可以设置第二铰接销轴，第二铰接销轴仅用于铰接永磁组件与第二夹体，第二铰接销轴上具有螺纹段，在第二铰接销轴的尾端设置与第二铰接销轴配合的锁紧螺母，在永磁组件与第二夹体具有合适的相对位置时，旋紧锁紧螺母，依靠耳板与第二夹体之间的摩擦力实现永磁组件与第二夹体之间的锁定。磁驱动检测组件也可以通过这种方式设置在第一夹体上。

其他实施例中，长条形立壁上也可以不设孔，螺栓从功能模块下方沿平行铰接销轴的方向旋入，依次穿过螺母和立板，螺栓的尾端顶抵在长条形立壁上，通过螺栓尾端与长条形立壁之间的摩擦力保证功能模块与夹体的相对位置。

在其他实施例中，也可以通过设置其他形式的锁定组件来保证功能模块与夹体之间的相对位置，例如，在功能模块上设置调节连杆，调节连杆的一端与功能模块铰接，在夹体上设置夹体连杆，夹体连杆的一端与夹体铰接，另一端与调节连杆铰接。调节连杆与夹体连杆的铰接处上设有用于固定调节连杆与夹体连杆相对位置的紧固螺栓和与紧固螺栓适配的螺母。将功能模块调整到合适的位置时，调节连杆与夹体连杆具有一定的角度，旋紧紧固螺栓，使螺母和紧固螺栓的螺栓头夹紧调节连杆与夹体连杆，调节连杆与夹体连杆之间的摩擦力保证调节连杆与夹体连杆之间的角度不会发生改变。

在其他实施例中，锁定组件也可以采用丝杠和丝套的结构，在夹体上铰接设置丝杠，在功能模块上设置与丝杠配合的可旋转丝套，丝套可以绕丝套的轴线旋转，还可以绕铰接销轴进行摆动。在调节功能模块与夹体的相对位置时，绕丝套轴线为旋转轴线旋转丝套，丝套在丝杆上上下移动，带动功能模块在夹体上俯仰摆动，当功能模块与夹体之间具有合适的相对位置时，停止旋转丝套，依靠丝套与丝杆之间的螺纹配合保证功能模块与夹体之间的相对位置不会发生改变。

风筒风量传感器还包括提手11，提手11铰接在铰接销轴5上，巷道顶部垂设有两根传感器吊装绳，在检测风通风量时，通过传感器吊装绳与提手11的配合将风筒风量传感器悬吊在风筒14上方的合适位置。为了防止受到外部环境影响时，风筒风量传感器与风筒14之间的位置发生偏移，风筒风量传感器还包括辅助箍带13。在第二夹体3和第一夹体4上分别设置用于穿过辅助箍带13的箍带穿孔12，辅助箍带13环绕风筒14设置并穿过箍带穿孔12，将风筒风量传感器固定在风筒14上。

在其他实施例中，提手与铰接销轴也可以通过焊接的方式固定。

在其他实施例中，也可以不设置提手，传感器吊装绳通过与铰接销轴的配合将风筒风量传感器悬挂在风筒14的上方。此时需要对称调节永磁组件与磁驱动检测组件，使风筒风量传感器的重心对中，以防止风筒风量传感器从风筒14的上方滑落。

本实施例的风筒风量传感器的工作原理：

风筒14上间隔一定距离均匀设有风筒吊扣，风筒吊扣一端与风筒14固定连接，另一端与从巷道顶部垂设的钢丝绳固连，风筒14通过这种方式悬空设置在巷道内。

在巷道顶部垂设两根传感器吊装绳，将传感器吊装绳与风筒风量传感器上的提手11配合，防止风筒传感器沿风筒14的外壁滑落。如图7所示，辅助箍带13环绕风筒14设置并穿过风筒风量传感器上的箍带穿孔12，将风筒风量传感器固定在风筒14上。

根据风筒14的筒径以及风机在正常工作时的风筒风量传感器对应的风筒14处的饱满度，调节永磁组件1与第二夹体3的相对位置。调节时先悬松螺纹锁紧件8中的螺栓，使永磁组件1可以以铰接销轴5为轴线俯仰摆动，将永磁组件1调节至目标位置后，大力旋紧螺栓，防止螺纹锁紧件8在弧形孔中滑动，使永磁组件1与第二夹体3之间位置固定（也可以调节磁驱动检测组件2与第一夹体4之间的相对位置；或者在仅调节一个功能模块无法满足使用需求时，可以同时调节两个功能模块）。

永磁组件1的中心与磁驱动检测组件2的中心之间的距离具有分界值D,当永磁组件1的中心与磁驱动检测组件2的中心之间的距离小于D时，磁驱动检测组件2输出风筒14内风量正常的信号，当永磁组件1的中心与磁驱动检测组件2的中心之间的距离大于D时，磁驱动检测组件2输出风筒14内风量低于正常值的信号。如图8所示，风筒14内风量正常时，风筒14被撑开，永磁组件1的中心与磁驱动检测组件2的中心之间的距离为D1,D1小于D,此时磁驱动检测组件2输出风筒14内风量正常的信号。如图9所示，风筒14内风量小于正常值时，风筒14在重力作用下横截面呈水滴型，风筒风量传感器在辅助箍带13及重力的作用下整体呈八字形。此时永磁组件1的中心与磁驱动检测组件2的中心之间的距离为D2,D2大于D,此时磁驱动检测组件2输出风筒14内风量小于正常值的信号。

本发明的功能模块的具体实施例，在本实施例中的功能模块的具体结构与上述风筒风量传感器的具体实施例中所述的功能模块的结构相同，不再赘述。