一种液体感应装置及磁致伸缩位移传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种液体感应装置及磁致伸缩位移传感器，属于传感设备领域，包括第一浮子、第二浮子、磁性元件以及用于连接磁性元件与第一浮子、第二浮子的第一连接件，第一连接件包括左连接部和右连接部，左连接部的一端连接第一浮子，另一端连接磁性元件，右连接部的一端连接第二浮子，另一端连接磁性元件，左连接部与右连接部中的至少一个还设有用于使液体感应装置套设于磁致伸缩位移传感器的磁致伸缩杆上的第一导向孔。通过上述设计得到的液体感应装置，结构设计合理、性能可靠稳定且易安装，可以应用于不同密度的液体介质中。
【专利说明】
一种液体感应装置及磁致伸缩位移传感器
技术领域
[0001]本实用新型涉及传感设备领域，具体而言，涉及一种液体感应装置及磁致伸缩位移传感器。【背景技术】
[0002]传统的磁致伸缩位移传感器中的用于与波导管外所产生的圆周磁场相互作用以产生应变机械波脉冲信号的感应元件的结构设计复杂，安装不便，性能可靠性及稳定性欠佳。【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种液体感应装置及磁致伸缩位移传感器，以改善传统液体密度测量方法精度低且无法在线实时测量的问题。
[0004]本实用新型是这样实现的:
[0005]—种液体感应装置，应用于磁致伸缩位移传感器，包括第一浮子、第二浮子、磁性元件以及用于连接所述磁性元件与所述第一浮子、所述第二浮子的第一连接件，
[0006]所述第一连接件包括左连接部和右连接部，[〇〇〇7]所述左连接部的一端连接所述第一浮子，另一端连接所述磁性元件，所述右连接部的一端连接所述第二浮子，另一端连接所述磁性元件，
[0008]所述左连接部与所述右连接部中的至少一个还设有用于使所述液体感应装置套设于所述磁致伸缩位移传感器的磁致伸缩杆上的第一导向孔。
[0009]这种液体感应装置的结构设计合理、性能可靠稳定且易安装，可以应用于不同密度的液体介质中。
[0010]进一步地，所述第一浮子的顶端与所述第二浮子的顶端还分别设置有用于防止液体杂质在所述顶端堆积的锥形结构。
[0011]在第一浮子和第二浮子的顶端上设置锥形结构，可以防止待测液体中的杂质堆积在第一浮子和第二浮子的顶端，从而避免由于杂质堆积所造成的测量结果失准。
[0012]进一步地，所述第一浮子、所述第二浮子为相同形状的圆柱体或椭圆柱体，所述第一浮子、所述第二浮子相对于所述第一连接件对称设置。
[0013]将第一浮子和第二浮子设计成形状相同的圆柱体或椭圆柱体的好处在于，一是可以减小液体密度变化时浮子上升或下降所受到的阻力，二是方便生产设计。
[0014]进一步地，所述锥形结构的底面与所述圆柱体或所述椭圆柱体的顶端的横向截面的形状及大小相同。
[0015]将锥形结构的底面设计成与第一浮子和第二浮子的顶端的横向截面完全相同的形状，可以使得浮子顶端完全不会有杂质堆积，更有效的保证了测量结果的精准度。
[0016]进一步地，所述液体感应装置还包括第二连接件，
[0017]所述左连接部的一端连接所述第一浮子的顶端，所述右连接部的一端连接所述第二浮子的顶端，
[0018]所述第二连接件的一端连接所述第一浮子的底端，另一端连接所述第二浮子的底端，
[0019]所述第二连接件还设有与所述第一导向孔相对应的第二导向孔，
[0020]安装时，所述磁致伸缩杆依次穿过所述第一导向孔和所述第二导向孔。
[0021]设置第二连接件的好处在于，可以通过第一连接件与第二连接件的配合，使得第一浮子与第二浮子之间的连接更加紧固，同时第一导向孔与第二导向孔对浮子沿磁致伸缩杆的浮动进行导向，这两者保证了磁性元件与波导管外圆周磁场之间相互作用所产生的应变机械波脉冲信号的稳定性，也保证了测量结果的精准度。
[0022]进一步地，所述液体感应装置还包括用于密封所述磁性元件的密封装置，
[0023]所述磁性元件设置于所述密封装置内，
[0024]所述左连接部的一端连接所述密封装置，另一端连接所述第一浮子，所述右连接部的一端连接所述密封装置，另一端连接所述第二浮子。
[0025]对磁性元件进行密封处理，延长磁性元件的使用寿命，保证测量结果的精准度。
[0026]进一步地，所述磁铁为铷铁硼。铷铁硼俗称为“磁王”，是一种强力磁铁，是铷、铁、硼三种金属元素的合金，具有体积小、重量轻、磁力强的特点，可加工性能好。
[0027]进一步地，所述磁性元件为环形中空结构，所述密封装置为与所述磁性元件形状适配的环形密封舱。
[0028]一种磁致伸缩位移传感器，包括所述的液体感应装置、波导管、电子仓以及变送器，
[0029]所述电子仓分别与所述波导管、所述变送器连接。
[0030]本实用新型提供的液体感应装置，结构设计合理、性能可靠稳定且易安装，可以应用于不同密度的液体介质中。应用该液体感应装置的磁致伸缩位移传感器，通过电子仓产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，进而在波导管外产生圆周磁场，该圆周磁场与液体感应装置中的磁性元件所产生的磁场相交时，由于磁致伸缩作用，波导管内将产生应变机械波脉冲信号，根据该应变机械波脉冲信号传输回电子仓的时间，即可计算出待测量液体的密度，测量结果精准度高，且可实现工业应用中的在线实时测量。
【附图说明】
[0031]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0032]图1为本实用新型实施例提供的一种液体感应装置的结构示意图；
[0033]图2为本实用新型实施例提供的另一种液体感应装置的结构示意图；
[0034]图3为本实用新型实施例提供的另一种液体感应装置的结构示意图；
[0035]图4为本实用新型实施例提供的另一种液体感应装置的结构示意图；
[0036]图5为本实用新型实施例提供的另一种液体感应装置的结构示意图。
[0037]附图标记:
[0038]第一浮子100;第二浮子200;磁性元件300;第一连接件400;左连接部401;右连接部402;第一导向孔403;锥形结构500;第二连接件600;第二导向孔601;密封装置700。【具体实施方式】
[0039]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0040]因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0041 ]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0042]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0043]在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接， 或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0044]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之 “下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0045]如图1所示，本实施例提供的液体感应装置，应用于磁致伸缩传感器，包括第一浮子100、第二浮子200、磁性元件300以及第一连接件400。第一浮子100和第二浮子200用于感应液体液位或密度的变化以带动整个液体感应装置上升或下降。磁性元件300用于与磁致伸缩位移传感器的波导管外所产生的圆周磁场相互作用，以产生应变机械波脉冲信号。第一连接件400用于连接磁性元件300与第一浮子100和第二浮子200,具体地，第一连接件400 包括有左连接部401和右连接部402，左连接部401的一端连接第一浮子100，另一端连接磁性元件300，右连接部402的一端连接第二浮子200，另一端连接磁性元件300。左连接部401 与右连接部402中的至少一个还设置有第一导向孔403。第一导向孔403的作用在于，可以使整个液体感应装置套设于磁致伸缩位移传感器的磁致伸缩杆上，以为第一浮子100和第二浮子200沿磁致伸缩杆的上下浮动进行导向，同时也保持第一浮子100和第二浮子200在水中的平衡。
[0046]这种液体感应装置，采用双浮子结构，并在第一连接件400上设置第一导向孔403，使得整个装置的设计更加合理，安装更加方便，适用于测量不同密度的液体介质。
[0047]对于第一浮子100和第二浮子200，其形状及大小相同，相对于第一连接件400的中轴线成轴对称设置。具体地，可以是粗细均匀的圆柱体或椭圆柱体形状。第一浮子100和第二浮子200采用高强度材料制成，具有耐磨、耐腐蚀以及低粘附的特性，如聚苯硫乙醚。
[0048]如图2所示，可选地，第一浮子100的顶端和第二浮子200的顶端还设有锥形结构500 ο锥形结构500的作用在于，可以有效防止液体中的杂质在第一浮子100的顶端或第二浮子200的顶端堆积。
[0049]如果液体中的杂质堆积于第一浮子100的顶端或第二浮子200的顶端，将造成浮子相对于磁致伸缩杆的浮动距离失准，进而导致密度测量结果的精确度降低。所以，在第一浮子100的顶端和第二浮子200的顶端设置锥形结构500，防止杂质在顶端堆积。
[0050]锥形结构500可以与第一浮子100和第二浮子200为可拆卸连接，也可以是一体成型结构。
[0051]当第一浮子100和第二浮子200的形状为所述圆柱体或所述椭圆柱体时，锥形结构500的底面优选与圆柱体或椭圆柱体顶端的横向截面的形状及大小完全相同，如此完全契合的设计，可以使浮子顶端完全不会有杂质堆积。
[0052]需要说明的是，第一，除了锥形结构500外，还可以是其他任意可以防止杂质堆积的几何结构，例如，四棱锥、六棱锥等;第二，无论是锥形结构500还是其他几何结构，其材质应与第一浮子100和第二浮子200的材质相同。
[0053]如图3所示，为了使第一浮子100和第二浮子200之间的连接更加紧固，同时也为了使磁致伸缩位移传感器所产生的应变机械波脉冲信号更加稳定，可选地，液体感应装置还设有第二连接件600。具体地，第一连接件400的左连接部401的一端连接的为第一浮子100的顶端，右连接部402连接的为第二浮子200的顶端，第二连接件600的一端连接第一浮子100的底端，另一端连接第二浮子200的底端。第二连接件600上还设有与第一导向孔403相对应的第二导向孔601，即第一导向孔403和第二导向孔601的中心连线平行于第一连接件400和第二连接件600的中心轴线。安装于磁致伸缩位移传感器上时，磁致伸缩杆依次穿过第一导向孔403和第二导向孔601，使得整个液体感应装置套设于磁致伸缩杆上。
[0054]设置两个连接件，即第一连接件400和第二连接件600，可以使第一浮子100和第二浮子200之间的连接比只设置一个连接件更加的稳定牢靠。并且，第一导向孔403、第二导向孔601共同为第一浮子100和第二浮子200沿磁致伸缩杆的浮动进行导向，使得产生的应变机械波脉冲信号更加稳定，进而测得的液体密度更加的准确。
[0055]可选地，第一导向孔403和第二导向孔601的形状相同，且与磁致伸缩杆的形状相适配，以使整个液体感应装置套设在磁致伸缩杆上时，稳定不晃动。
[0056]如图4和图5所示，为了使磁性元件300更加耐用，液体感应装置还可以设有密封装置700。磁性元件300设置于密封装置700内。此时，第一连接件400的左连接部401的一端连接的为密封装置700，另一端连接第一浮子100，右连接部402的一端连接的为密封装置700，另一端连接第二浮子200。
[0057]密封装置700可以是，例如，图4所示的设有密封盖的盒体或者图5所示的环形密封舱。密封装置700本身的材质需要耐磨、耐腐蚀、低粘附性，密封装置700的顶端优选设计为尖形，以避免液体杂志在其顶端堆积，使测量结果失准。安装时，将磁性元件300设置在密封装置700内，以使得磁性元件300与液体隔离，避免被腐蚀等。[〇〇58]对于磁性元件300,可以是磁铁，如具有“磁王”之称的铷铁硼。铷铁硼是一种强力磁铁，是铷、铁、硼三种金属元素的合金，具有体积小、重量轻、磁力强的特点，可加工性能好。本实施例中，磁性元件为环形中空结构，可放置于图5所示的环形密封舱内。
[0059]本实施例中，还提供一种应用上述液体感应装置的磁致伸缩位移传感器。具体地， 包括有液体感应装置、波导管、电子仓以及变送器。电子仓分别与波导管和变送器连接。
[0060]磁致伸缩位移传感器的工作原理为，测量时，电子仓内产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当圆周磁场与套设于磁致伸缩杆上的液体感应装置中的磁性元件300所产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作用，波导管内将产生一个应变机械波脉冲信号，所述应变机械波波脉冲信号以声速传输，并被电子仓检测至IJ。电子仓根据检测到的感应信号，根据阿基米德原理，进行相应的数学建模和数据分析、 容错及误差补偿处理，得出液体的密度测量值，并将该测量值通过变送器发送至上位机。变送器可以支持支持RS485总线和网络无线信号的输出，支持仪表在线相关参数的实时输出， 满足控制中心实时监控的目的，变送器还可同时完成对相关参数的实时存储和数据分析报表输出、系统相关参数的设置功能等。
[0061]需要说明的是，应用该液体感应装置的磁致伸缩位移传感器，除了可以测量液体密度外，还可以用于测量液体的液位、温度等。
[0062]综上所述，本实用新型提供的液体感应装置，结构设计合理、性能可靠稳定且易安装，可以应用于不同密度的液体介质中。应用该液体感应装置的磁致伸缩位移传感器，测量结果精准度高，可实现工业应用中的在线实时测量。
[0063]为了更好的说明本实用新型，本实施例列举一些具体的实施方式，如下所示:[〇〇64]实施方式1
[0065] —种液体感应装置，应用于磁致伸缩位移传感器，包括第一浮子100、第二浮子 200、磁性元件300以及用于连接所述磁性元件300与所述第一浮子100、所述第二浮子200的第一连接件400，所述第一连接件400包括左连接部401和右连接部402，所述左连接部401的一端连接所述第一浮子100,另一端连接所述磁性元件300,所述右连接部402的一端连接所述第二浮子200,另一端连接所述磁性元件300,所述左连接部401与所述右连接部402中的至少一个还设有用于使所述液体感应装置套设于所述磁致伸缩位移传感器的磁致伸缩杆上的第一导向孔403。[〇〇66]所述第一浮子100的顶端与所述第二浮子200的顶端还分别设置有用于防止液体杂质在所述顶端堆积的锥形结构500。
[0067]所述第一浮子100、所述第二浮子200为相同形状的圆柱体或椭圆柱体，所述第一浮子1〇〇、所述第二浮子200相对于所述第一连接件400对称设置。
[0068]所述锥形结构500的底面与所述圆柱体或所述椭圆柱体的顶端的横向截面的形状及大小相同。
[0069]实施方式2
[0070]—种液体感应装置，应用于磁致伸缩位移传感器，包括第一浮子100、第二浮子 200、磁性元件300以及用于连接所述磁性元件300与所述第一浮子100、所述第二浮子200的第一连接件400，所述第一连接件400包括左连接部401和右连接部402，所述左连接部401的一端连接所述第一浮子100,另一端连接所述磁性元件300,所述右连接部402的一端连接所述第二浮子200,另一端连接所述磁性元件300,所述左连接部401与所述右连接部402中的至少一个还设有用于使所述液体感应装置套设于所述磁致伸缩位移传感器的磁致伸缩杆上的第一导向孔403。[〇〇71]所述液体感应装置还包括第二连接件600,所述左连接部401的一端连接所述第一浮子100的顶端，所述右连接部402的一端连接所述第二浮子200的顶端，所述第二连接件 600的一端连接所述第一浮子100的底端，另一端连接所述第二浮子200的底端，所述第二连接件600还设有与所述第一导向孔403相对应的第二导向孔601，安装时，所述磁致伸缩杆依次穿过所述第一导向孔403和所述第二导向孔601。[〇〇72]实施方式3
[0073]—种液体感应装置，应用于磁致伸缩位移传感器，包括第一浮子100、第二浮子200、磁性元件300以及用于连接所述磁性元件300与所述第一浮子100、所述第二浮子200的第一连接件400，所述第一连接件400包括左连接部401和右连接部402，所述左连接部401的一端连接所述第一浮子100,另一端连接所述磁性元件300,所述右连接部402的一端连接所述第二浮子200,另一端连接所述磁性元件300,所述左连接部401与所述右连接部402中的至少一个还设有用于使所述液体感应装置套设于所述磁致伸缩位移传感器的磁致伸缩杆上的第一导向孔403。[〇〇74]所述磁性元件300为铷铁硼。[〇〇75]所述液体感应装置还包括用于密封所述磁性元件300的密封装置700，所述磁性元件300设置于所述密封装置700内，所述左连接部401的一端连接所述密封装置700,另一端连接所述第一浮子100,所述右连接部402的一端连接所述密封装置700,另一端连接所述第二浮子200。
[0076]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种液体感应装置，应用于磁致伸缩位移传感器，其特征在于，包括第一浮子、第二浮子、磁性元件以及用于连接所述磁性元件与所述第一浮子、所述第二浮子的第一连接件， 所述第一连接件包括左连接部和右连接部， 所述左连接部的一端连接所述第一浮子，另一端连接所述磁性元件，所述右连接部的一端连接所述第二浮子，另一端连接所述磁性元件， 所述左连接部与所述右连接部中的至少一个还设有用于使所述液体感应装置套设于所述磁致伸缩位移传感器的磁致伸缩杆上的第一导向孔。2.根据权利要求1所述的液体感应装置，其特征在于，所述第一浮子的顶端与所述第二浮子的顶端还分别设置有用于防止液体杂质在所述顶端堆积的锥形结构。3.根据权利要求2所述的液体感应装置，其特征在于，所述第一浮子、所述第二浮子为相同形状的圆柱体或椭圆柱体， 所述第一浮子、所述第二浮子相对于所述第一连接件对称设置。4.根据权利要求3所述的液体感应装置，其特征在于，所述锥形结构的底面与所述圆柱体或所述椭圆柱体的顶端的横向截面的形状及大小相同。5.根据权利要求1所述的液体感应装置，其特征在于，所述液体感应装置还包括第二连接件， 所述左连接部的一端连接所述第一浮子的顶端，所述右连接部的一端连接所述第二浮子的顶端， 所述第二连接件的一端连接所述第一浮子的底端，另一端连接所述第二浮子的底端， 所述第二连接件还设有与所述第一导向孔相对应的第二导向孔， 安装时，所述磁致伸缩杆依次穿过所述第一导向孔和所述第二导向孔。6.根据权利要求1所述的液体感应装置，其特征在于，所述液体感应装置还包括用于密封所述磁性元件的密封装置，所述磁性元件设置于所述密封装置内， 所述左连接部的一端连接所述密封装置，另一端连接所述第一浮子， 所述右连接部的一端连接所述密封装置，另一端连接所述第二浮子。7.根据权利要求6所述的液体感应装置，其特征在于，所述磁性元件为磁铁。8.根据权利要求7所述的液体感应装置，其特征在于，所述磁铁为铷铁硼。9.根据权利要求8所述的液体感应装置，其特征在于，所述磁性元件为环形中空结构，所述密封装置为与所述磁性元件形状适配的环形密封舱。10.—种磁致伸缩位移传感器，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的液体感应装置、波导管、电子仓以及变送器， 所述电子仓分别与所述波导管、所述变送器连接。
【文档编号】G01F23/72GK205607500SQ201620293234
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】孙益晖, 雍兴海, 文继, 孙朝辉, 李建兴, 胥成林
【申请人】成都中核鑫星应用技术研究所