一种流体推力传感器的制造方法_2

文档序号:8428974阅读:来源:国知局
a是容器形封装外壳,3b是安装连接部件。
[0040] 其中防护网架4分为;4a是盆形防护骨架,4b压紧圈,4c是防护网罩。
[0041] 附图字母代号说明;E1是被检测的流体环境,E2是非被检测的流体环境,Fa是流 体运动产生的推力,Fb是流体介质对推力感应装置1的浮力,化是推力感应装置1的重力, Fd是非被检测的流体环境的压力,Fal是风作用在实验物体前方表面上的力,Fa2是风作用 在实验物体上表面上的力,Fa3是风作用在实验物体下表面上的力,巧是风对实验物体产 生的举升力,M是实验物体的外表面或差压环境E1与E2的分隔界面,T1~T3是带环波纹 形柔性边的流体推力传感器1~3,V是风在其运动方向上的速度即风速。
【具体实施方式】
[0042] 见图1-图6, 一种流体推力传感器,本发明特征是,由推力感应装置1、设置在推力 感应装置1上部的推力检测信号处理器2、设在推力检测信号处理器2顶部的壳体3、罩在 推力感应装置1及推力检测信号处理器2下部的防护网架4四大部件构成;其结构为:
[0043] 推力感应装置1由横向设置的推力感应板la、垂直连接在推力感应板la上并与推 力检测信号处理器2相连接的推力传递杆化组成;其中,推力感应板la的两个工作面的面 积均分别大于推力传递杆化的径向面积;
[0044] 推力检测信号处理器2由设在下部的推力检测体2a、中部的信号放大电路2b、上 部的ADC模数转换器2c等电器组件组成;
[0045] 壳体3由容器形封装外壳3a和安装连接部件3b组成;
[0046] 防护网架4由上部的盆形防护骨架4a、底部的防护网罩4c组成;
[0047] 本发明在位于推力感应板la的外缘设置有环形波纹柔性边Ic,采用压紧环4b压 紧。本发明推力感应装置1带有环形波纹柔性边Ic的流体推力传感器,具有在差压环境中 进行流体推力检测的特性;其中,推力感应装置1没有环形波纹柔性边Ic的流体推力传感 器,具有在等压强环境内进行流体推力检测的特性。
[0048] 本发明推力传递杆化,设为一段圆柱形的金属杆或者陶瓷杆,一端垂直地与推力 感应板la工作面的几何中屯、点刚性连接,另一端伸入容器形封装外壳3a内部垂直地与推 力检测体2a的工作面的受力敏感点刚性连接。
[0049] 本发明信号放大电路化,为共模抑制比高的差动放大电路,采用相应的集成运算 放大器元件,装配在容器形封装外壳3a内部;信号放大电路化将推力检测体2a输出的推 力电信号放大为0~lOv的电压信号或者4~20mA的电流信号,W提供给流体控制系统模 拟量模块实现自动控制或监控应用。
[0050] 本发明固定于推力传递杆化端头并与推力传递杆化垂直的推力感应板la两个 大的表面都是工作面,其作用是感受待测环境中流体运动时作用在推力感应板la两个工 作面上的压力差即流体推力,(是该传感器的关键部件之一);推力传递杆化是推力感应板 la与推力检测体2a的连接器件,其作用是将推力感应板la上接受到的流体推力传递给推 力检测体2a;其中,环形波纹柔性边Ic是推力感应板la与盆形防护骨架4a之间的软连接 器件,其主要作用是可W将推力感应板la的两个工作面分隔开来,W便实现流体推力传感 器用于差压环境中进行流体推力检测的功能,同时具有稳定推力感应板la不会侧向偏移 的辅助作用;其中,带有环形波纹柔性边Ic的流体推力传感器,可W应用于推力感应板la 的两个工作面应当或必须分隔开来的可能存在压差的环境El与E2中检测流体推力,譬如 用于气态与液态相隔的环境或者气态与气态相隔离的环境的流体推力检测(见图5),图5 中当所测环境的流体处于静止即静态时对应用系统调零使得化+讯-Fc-Fd= 0后,应用系 统运行时就能够检测到作用于推力感应板la上的流体推力化;不设环形波纹柔性边Ic的 流体推力传感器,则可W应用于推力感应板la的两个工作面不需要分隔开来并处于同一 个等压强环境E1中检测流体推力,譬如用于将传感器整体置于一种气态环境中或者一种 液态环境中检测流体推力(见图4),图4W推力感应板la分别检测来自下方、上方和水平 方向的流体推力化为例进行分析,当所测环境的流体处于静止即静态时对应用系统调零 使得化+讯-Fc= 0(左图)或化+Fc-讯=0(中图)或化=0(右图)后,应用系统运行 时就能够检测到作用于推力感应板la上的流体推力Fa。
[0化1] 推力检测信号处理器2由设在下部的推力检测体2a、中部的信号放大电路化、上 部的ADC模数转换器2c等电器组件组成;其中;推力检测体2a的作用是将推力感应板la 感受到的流体推力转换成与其成正比的电信号;信号放大电路化的作用是将推力检测体 2a生成的电信号放大并转换为模拟量电信号;ADC模数转换器2c的作用是将推力检测模拟 量电信号转换为数字信号,该ADC模数转换器2c可作为不同型号传感器一个选装器件,未 选装的流体推力传感器仅输出模拟信号。
[0化2] 壳体3由容器形封装外壳3a和安装连接部件3b组成;其作用是装载与防护推力 检测信号处理器2W及支承传感器总成且能引出导线,是流体推力传感器总成的壳体型支 架,其中,容器形封装外壳3a通过推力检测体2a和推力传递杆化间接支承推力感应板la; 其中,小型及微型的流体推力传感器的壳体3可W是一个非封闭的支承骨架,该支承骨架 W及防护网架4均可W替代安装连接部件3b。
[0化3] 防护网架4由上部的盆形防护骨架4a、下方的压紧环4b和底部的防护网罩4c组 成;防护网架4的作用有=个,一是可W与推力感应板la边缘的环形波纹柔性边Ic无缝连 接用于实现对差压环境流体推力的检测,二是可W阻挡被测环境中可能会有的物料落在推 力检测板上影响检测精度;=是保护推力感应装置1及壳体3内部的推力检测体2a等器件 免受意外损坏。
[0化4] 流体推力传感器主要的应用领域范围和效果:
[0055] 流体推力传感器可W安装于处于流体中的物体上用于直接检测物体受到的流体 作用力:在风洞环境中通过安装在被测物体上的流体推力传感器可直接检测风作用在被测 物体表面上的作用力,W更直接的帮助改善被测物体的气动布局(见图6),图6中当实验物 体所在环境的流体处于静止即静态时对应用系统调零,分别使得传感器T1的化1-Fd= 0、 T2的化2-讯2+Fc2-Fd= 0W及T3的化3+讯1-Fc3-Fd= 0后,应用系统运行时就能够检测 到传感器T1、T2和T3的推力感应板la所感受的实际流体推力分别为化1、Fa2和化3,并 有特例:当T3传感器的推力感应板la的板面平行且垂直于地屯、时,风速V对实验物体产生 的举升力巧=化3,仅当T2和T3两传感器的推力感应板la的板面装配平行且垂直于地 屯、时,风速V对实验物体产生的净举升力巧净=Fa3-Fa2,(分析中忽略了压差环境E1、E2 中流体的浮力Fbl及Fb2间可能存在的差值,在应用系统实际调零时是可W受控的);在船 舶的关键部位安装流体推力传感器可W检测船体受到的风力作用或者海浪的横向推力,W 修正航向和航速,提高船舶的航行安全性;在车辆的侧面安装流体推力传感器,可在遇到高 强度的横风时警示司机减速行驶或暂时停驶,W提高驾驶的安全性;在航空器的关键部位 安装流体推力传感器,当遇到空气乱流时,可W及时检测气流作用在航空器上的部位及其 作用力数值的变化情况,早于其他检测手段分析出安全威胁趋势,W实现对空气乱流的实 时智能报警并进一步研发智能应急辅助纠偏操纵控制系统;用于制造专用的流体推力检测 仪器等便携式设备实现对流体推力的快速检测与测量。
[0化6] 流体推力传感器也可W整体安装于相对密闭的环境内完全与流体直接接触,直接 检测流体自身在运动方向上产生的推力W及由流体输送的物料受到的推力;在输水、输油 管路中直接检测液体推力提高输送效率;在通过流体输送物料的管路中检测物料受到的流 体推力,精确控制物料输送的效率和流量,保证输送过程中的物料品质;在风分系统内直接 检测空气气流对物料的推力W提高和稳定分选质量;在布袋式除尘器内直接检测含尘粒气 体的推力W调控反吹周期和压缩空气气量,提高除尘效率和滤袋使用寿命。
[0057]本发明得到的流体推力精确数据也可W由智能设备迅速转换成为通常的流体运 动(或相对运动)速度精确数据加W利用,譬如集成到手机、手持卫星定位仪W及电子测绘 仪器等便携式设备中可方便地满足人们实现及时检测与测量流体推力的愿望。
[0化引本发明部件的功能:
[0059]推力感应板la;
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