[发明专利]一种传感器

说明书

本发明涉及的传感器，是一种用于散粒物料流量测量装置的传感器。本发明中所说的散粒物料是指诸如谷物、粉煤、沙糖、水泥等散粒状物料。本发明人尚未检索到关于适用于散粒物料在满管中流量测量的传感器的相关文献，而生产实践中却需要对散状物料流量进行测量。比如在小麦加工过程中，特别是使用自动化程度较高的成套加工设备时，往往要求对进入磨粉机的小麦流量进行监测控制，因磨粉机的工作技术条件确定后，进给小麦流量直接影响经磨粉机加工后的面粉产出率及质量。而目前国内小麦加工普遍采用肉眼观察和手动控制闸门的方式控制物料进给流量，仅有少数企业引进西蒙和瑞士小麦加工成套设备中带有测量装置，而这些装置测量方式多采用斗式称方式，即在连接磨粉机给料口的给料管路中设置有缓冲仓，斗式称需置放于缓冲仓前，则称得的重量不是进入磨粉机的小麦重量，而是进入缓冲仓的重量，因此只反映一段时间内的平均量，不能测得小麦进给磨粉机的瞬时流量，带来的问题是斗式称本身测量误差较大，另之用平均流量代替实际的瞬时流量再对进给磨粉机物料流量反馈控制显然有原理性误差。

本发明之目的在于提供一种能测得散粒物料瞬时流量的传感器，进一步目的是使这种传感器可直接安装于散粒物料输送管满管中以测得物料流量，再进一步目的是这种传感器能够输出表示物料流量的电量信息以便使其与现代计算技术及装置（如计算机）结合应用组成高自动化、高测量精度的散粒物料满管流量控制计量仪器。

本发明达到上述目的而采用的技术方案为：这种传感器，特别是用于在料管（1）中测量满管中散粒物料流量的传感器，它主要由支承在传感器壳体上的物料流量转换为相应轴转转动量的传感转动机构，将转动量转换成电量的转换细分装置，以及使二者衔接的连接构件（联轴器）构成，其中传感转动机构包括有：动配合支承于传感器壳体（4）（5）内可相对传感器转动的转轴，在转轴探出壳体部分的轴颈上相交固结有交线为螺旋线的螺旋叶片，该叶片为径向平叶片即其展开轮廓呈直线且直线垂直于转轴旋转方向，所说的转换细分装置或由轴角编码器组成，该编码器动轴通过联轴器与转轴相连接，则转轴转动使轴角编码器动作并输出将转轴转数（或轴角位置）转换为相对应的数字代码式电量信息;转换细分装置亦可制成圆光栅式转换细分装置，该装置是由圆光栅、指示光栅、光学照明系统及光电接收元件构成的，其中安装圆光栅的光栅轴通过联轴器与转轴相连接，则转轴转动使圆光栅相对指示光栅转动而产生莫尔条纹，莫尔条纹的明暗变化的光信息照射在光电接收元件上接收转换 并输出反映转轴转动量的电量信号，所说的连接构件的两连接端之间用于传递轴转扭矩的部分可选用挠性钢丝绳索（13）制作。所说的料管（1）的管内径与本传感器壳体（4）（5）外径按比例确定尺寸后，并根据被测散粒物料的不同确定容重后，则本传感器可实现满管内散粒物料流量的测量。

按上述方案制作的用于散粒物料流量测量装置的传感器有如下优点：首先用之能测量物料暖时流量;次之其体积小，能够方便的安装于物料输送管路的管内而实现满管测量;再次由于传感转动机构的螺旋叶片为径向平叶片，以各个垂直于转轴轴线的平面截切叶片时，相应截切处的叶片是垂直于转轴旋转方向的辐射状直线（忽略叶片厚度），这样即不易使转轴丢转（保证传感灵敏度、精度的技术手段之一），当叶片受力时在不同半径上可产生相同的转角，叶片本身亦几乎不占有料管横截面可避免料管出现堵塞现象;再有是转换细分装置或用轴角编码器或用圆光栅元件形式构成（提高灵敏度的主要技术手段），使本传感器可以数字代码形式输出电量信息，便于信号处理、简化处理电路、及便于与计算机结合组成各种用途的流量计量仪器;另外连轴器的传递轴转扭矩部分可用挠性钢丝绳索而使转换细分装置工作平稳、降低了被联接元件的同轴、平行装配条件;总之本发明提供的传感器是一种灵敏度高、精度高、成本低、抗干扰能力强的用于满管中散粒物料流量测量的传感器。本方案解决了在工业技术中人们普遍认为难以解决的满管内、低流速、散粒物料流量、特别是瞬时流量的测量问题。

图1为本发明所说的传感器结构示意图。图2为本传感器传感转动机构的转轴及相交固结螺旋叶片构造的结构示意图（仅画出了一个叶片）。图3为图2的俯视图（三个叶片）。图4为物料作用在螺旋叶片上作用力（矢量）沿叶片半径分布的示意图。图5为物料作用在螺旋叶片上而产生的转轴轴转速度沿半径分布的示意图，图6为连接构件（亦可称为联轴器）的结构示意图。图7为图6的A-A向剖面图，图8为光电轴角编码器式转换细分装置的结构示意图，图9为圆光栅式转换细分装置的原理及构造示意图，图10为图9的左视图（仅给出部分视图）。下面将结合附图给出的实施例对本发明详细描述。