[发明专利]一种内嵌LVDT位移传感器的波纹管泵

说明书

本发明提供了一种内嵌LVDT位移传感器的波纹管泵。利用LVDT位移传感器检测波纹管的位置，具有精度较高、性能稳定、响应速度快、线性范围大、输出大、使用方便等优点；将LVDT位移传感器整合入泵体中，有效避免外装LVDT由于振动、安装不同心所造成的磨损、测量杆脱落或断裂等问题，有效提升传感器工作稳定性，延长传感器的使用寿命；同时该发明综合现有波纹管泵结构以及LVDT测量原理，实现了位移检测模块与泵体的高度集成，使整泵结构更加紧凑。

技术领域

本发明涉及波纹管泵技术领域，具体涉及一种内嵌LVDT位移传感器的波纹管泵。

背景技术

在半导体制造、高纯化工以及生物医药等领域中，有很多场合需要使用高纯度流体。作为一种流体动力源，波纹管泵由于其产生污染少的特点，在高纯流体系统中具有广泛应用。波纹管泵的基本原理是通过改变柔性泵腔的容积的办法将流体从管道中吸入泵腔或者从泵腔中挤入管道，从而产生周期性的流体驱动力。由于产生动力的方式来自于泵腔的形变，不会产生滑动摩擦，所以不会因为摩擦产生污染颗粒物，也不会因为滑动运动副的存在导致污染物从滑动间隙中迁移进入泵腔中，显著减少了污染物的来源，是一种特别适用于高纯流体系统中的流体部件。

最基本的波纹管泵具有一个设置在泵头上的波纹管，波纹管内部形成泵腔；泵头上具有流体流入流道和流出流道，流入流道和流出流道分别通过单向阀与泵腔连通；当波纹管被拉伸或者压缩时，流体分别被吸入和排出泵腔，形成向外泵送的流体流。为了监测和调节波纹管泵的输出特性，需要设置传感器对波纹管的位置进行监测。为了获得较高的测量精度和较紧凑的尺寸，现有波纹管泵会采用激光位移传感器检测波纹管泵运动部件的位移。但激光位移传感器的成本较高，响应速度不够快。LVDT(Linear VariableDifferential Transformer，线性差动变压器)位移传感器是另一种位置检测传感器，但现有的笔式LVDT位移传感器安装在波纹管泵后会导致波纹管泵尺寸过大，并且波纹管泵运行过程中存在一定的振动，外置安装的LVDT难以保证测量杆与线圈完全同心，在测量杆长时间的往复动作之后，LVDT会产生松动或磨损，这将直接导致LVDT线圈被磨损甚至损坏，严重时LVDT测量杆会发生脱落或断裂等故障，造成设备损坏。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种内嵌LVDT位移传感器的波纹管泵。将LVDT位移传感器整合入泵体对波纹管的位移进行监测，改善对波纹管位移监测的准确性、响应速度和可靠性，同时保持波纹管泵的紧凑体积。

本发明包括泵头、波纹管、泵轴以及位移传感器；一对波纹管对称设置于泵头两侧，在波纹管内部形成泵腔；一对泵壳对称设置于泵头两侧且分别设置于一对波纹管外部，在波纹管外部和泵壳内部形成气室；波纹管远离泵头的一端与泵轴连接，泵轴穿过气室和泵壳伸出至泵壳外部，两侧波纹管的泵轴通过连接杆连接；泵壳与泵轴的结合处设置导向套和密封圈，分别用于泵轴的径向定位和运动密封；在泵壳内部的轴向空间内，靠近泵轴沿轴向依次设置第一LVDT二次绕组、LVDT一次绕组和第二LVDT二次绕组；泵轴内部设置LVDT铁芯；第一LVDT二次绕组和第二LVDT二次绕组在电路上反向串联。

进一步的，所述LVDT铁芯在轴向位置上与第一LVDT二次绕组、LVDT一次绕组或第二LVDT二次绕组保持部分或全部重合。

进一步的，所述LVDT一次绕组和LVDT二次绕组的径向外侧用具有高导磁率材料制成的端盖遮蔽以起到磁屏蔽效果。

作为优选，通过注塑的方式将所述LVDT铁芯包裹在泵轴内部。

进一步的，在泵轴靠近波纹管的一侧加工螺纹孔，将LVDT铁芯置入螺纹孔，并使用紧定螺钉固定LVDT铁芯。

进一步的，所述连接杆包括左连接杆和右连接杆，左连接杆和右连接杆之间通过柔性联动机构连接。

作为优选，所述柔性联动机构包含弹簧或压缩空气弹簧。