專利名稱：一種光柵明渠流體流速測量傳感裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種用于石油、水利、水電、環(huán)保等行業(yè)承載特殊流體(如 泥漿、腐蝕性流體)流速測量的傳感裝置。
背景技術(shù)：
測量明渠的流速和截面積可以獲得明渠的流量。長期以來，諸如石油鉆井 泥漿等特殊流體由于粘稠并具有腐蝕性，且出口流界面高度不確定，給流量測 量帶來很大難度。對此，現(xiàn)場通常采用接觸式漂浮在泥漿等流體表面、帶有渦 輪的巴掌式流量測量裝置進行流速測量，然而，由于泥漿粘稠及斷流時的日照 干枯，會使該裝置被泥漿糊死而無法漂浮或者渦輪被泥漿糊死，因而使用具有 局限性。另外一種是通過超聲波測量明渠和槽體的液位，計算明渠的界面截面 積，通過與人工測量的流速配合，估算出明渠的流量，這種方法，由于流速不 是實時的測量數(shù)據(jù)，準確性受到影響。此外還有電磁流速測量、通過測量泥漿 顆粒反射超聲波流速測量等方法，由于石油鉆井環(huán)境惡劣和工作場地的局限性， 難以推廣應用。 實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、適應性強、工作可靠、有利于 準確測量的光柵明渠流體流速測量傳感裝置。
本實用新型的技術(shù)方案如下此種流體流速測量傳感裝置由浮動滾筒、葉片、 支架、光柵編碼盤、光電傳感裝置、空心軸桿、軸承組、電力及信號線纜組成， 浮動滾筒外筒腔內(nèi)設有內(nèi)筒，二者之間通過端蓋相連接，內(nèi)筒中央設有空心軸 桿，空心軸桿腔內(nèi)設有電力及信號線纜，中部連接有光電傳感裝置，兩端分別 設有軸承組，滾筒內(nèi)筒與光柵編碼盤相連接，光柵編碼盤位于光電傳感裝置的 光源和光接收元件之間；浮動滾筒表面均布有葉片，支架兩分叉端分別與伸出 浮筒的空心軸桿兩端相連接，支架腔內(nèi)的電力及信號線纜分別與空心軸桿內(nèi)的 電力及信號線纜兩端相連接。使用時，將本實用新型通過支架固定安裝在明渠 (槽架)的上方。安裝時，整個支架通過一個轉(zhuǎn)動支點垂直懸掛固定，使浮動 滾筒的葉片底端與明渠的底部剛好離開。實際使用時，如果明渠中的液量較少， 流體沖擊底端葉片使?jié)L筒轉(zhuǎn)動；如果明渠中的液量足夠大時，可以靠中空滾筒 自身的浮力作用漂浮在流體的表面，由于支架的牽引，由垂直懸掛狀態(tài)變成向流體流動的方向傾斜，同時流體沖擊葉片，中空的浮動滾筒隨流體沖擊而繞軸 桿轉(zhuǎn)動。工作時，首先通過電力及信號線纜給光源和光接收元件供電，流體沖 擊滾筒底端的葉片，使?jié)L筒繞著軸桿轉(zhuǎn)動，這樣與滾筒內(nèi)筒相連接的光柵編碼 盤也繞軸上的光源及光接收元件轉(zhuǎn)動，滾筒每旋轉(zhuǎn)一定角度，光源發(fā)出的光就 透過光柵編碼盤的光柵，照射到光接收元件一次，光接收元件就產(chǎn)生一個脈沖 信號，這個信號通過電力及信號線纜傳出，光柵編碼盤的光柵柵格數(shù)是一定的， 通過統(tǒng)計累計的光柵脈沖數(shù)，可獲得浮筒旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，通過計算浮筒的周長與單 位時間旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)的乘積，就可獲得明渠內(nèi)流體的流速。
本實用新型結(jié)構(gòu)新穎，設計合理，工作可靠，適應性強，其本身兼有漂浮和 旋轉(zhuǎn)功能，在流體作用下能夠?qū)δ囡?、干泥和噴濺附著物進行沖洗，保證在粘 稠的泥漿、污水等環(huán)境下仍能長期正常工作，具有故障率低、使用壽命長等優(yōu) 點，有利于流體流速的準確測量。


圖1為本實用新型浮筒型結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為實用新型浮筒型結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。 圖3為實用新型浮筒型結(jié)構(gòu)的局部剖視立體圖。 圖4為實用新型浮球型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施作進一步說明。
如圖所示，本實用新型由支架l、滾筒外筒2、滾筒內(nèi)筒3、葉片4、軸承組
5、光柵編碼盤6、電力及信號線纜7、空心軸桿8、光電傳感裝置9、密封件IO 組成，其結(jié)構(gòu)組裝關系如下滾筒外筒2腔內(nèi)連接內(nèi)筒3， 二者之間通過端蓋相 連接，內(nèi)筒3中央設有空心軸桿8，軸桿8腔內(nèi)設有電力及信號線纜7，中部連 接有光電傳感裝置9，兩端分別設有軸承組5，滾筒內(nèi)筒3中間凸起部與光柵編 碼盤6相連接，光柵編碼盤6位于光電傳感裝置9的光源和光接收元件之間； 浮動滾筒表面均布有葉片4，支架1兩分叉端分別與伸出浮筒的空心軸桿8兩端 相連接，支架1腔內(nèi)的電力及信號線纜7分別與空心軸桿8內(nèi)的電力及信號線 纜7兩端相連接。其中，支架l中間為豎直管體，兩側(cè)為分叉圓管，腔內(nèi)可設 置電力及信號線纜7,滾筒外筒2為圓柱形空心筒體(見圖3)，亦可為空心球 形體(見圖4)，外表面焊接或鉚接有葉片4，亦可制成一體。支架l，滾筒外筒 2可采用金屬或高強度硬質(zhì)塑料制作。滾筒內(nèi)筒3為一中部凸起的空心圓筒體。 起。光柵編碼盤6為圓環(huán)體，其周邊均布有多個長方形柵格。光電傳感裝置9 呈U形狀，其U形兩端分別為光源和光接收元件，亦可采用光電二極管發(fā)射及 接收組。
本實用新型亦可采用另一種結(jié)構(gòu)方式，將成型的光柵編碼器產(chǎn)品直接接在 滾筒的內(nèi)外筒之間。
權(quán)利要求1、一種光柵流體流速測量傳感裝置，由支架(1)、滾筒外筒(2)、滾筒內(nèi)筒(3)、葉片(4)、軸承組(5)、光柵編碼盤(6)、電力及信號線纜(7)、空心軸桿(8)、光電接收裝置(9)、密封件(10)組成，其特征在于，滾筒外筒(2)腔內(nèi)連接內(nèi)筒(3)，二者之間通過端蓋相連接，內(nèi)筒(3)中央設有空心軸桿(8)，軸桿(8)腔內(nèi)設有電力及信號線纜(7)，中部連接有光電傳感裝置(9)，兩端分別設有軸承組(5)，滾筒內(nèi)筒(3)中間凸起部與光柵編碼盤(6)相連接，光柵編碼盤(6)位于光電傳感裝置(9)的光源和光接收元件之間；浮動滾筒表面均布有葉片(4)，支架(1)兩分叉端分別與伸出浮筒的空心軸桿(8)兩端相連接，支架(1)腔內(nèi)的電力及信號線纜(7)分別與空心軸桿(8)內(nèi)的電力及信號線纜(7)兩端相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光柵明渠流體流速測量傳感裝置，其特征在于， 支架(1)中間為豎直管體，兩端為分叉圓管，腔內(nèi)可設置電力及信號 線纜(7)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光柵明渠流體流速測量傳感裝置，其特征在于， 滾筒外筒(2)為圓柱形空心筒體，亦可為空心球形體，外筒表面焊接 或鉚接有葉片(4)，亦可制成一體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光柵明渠流體流速測量傳感裝置，其特征在于， 光柵編碼盤(6)為一圓環(huán)體，其周邊均布有多個長方形柵格。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光柵明渠流體流速測量傳感裝置，其特征在于， 滾筒內(nèi)筒(3)為一中部凸起的空心圓筒體。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光柵明渠流體流速測量傳感裝置，其特征在于， 光電傳感裝置(9)呈U形狀，其U形兩端分別為光源和光接收元件，亦 可采用光電二極管發(fā)射及接收組。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的光柵明渠流體流速測量傳感裝置，其特征在于， 本實用新型亦可采用另一種結(jié)構(gòu)方式，將成型的光柵編碼器產(chǎn)品直接 接在滾筒的內(nèi)外筒之間。
專利摘要本實用新型涉及一種用于石油、水利、水電、環(huán)保等行業(yè)承載特殊流體的光柵明渠流體測量傳感裝置，由支架、滾筒外筒、滾筒內(nèi)筒、葉片、軸承組、光柵編碼盤、電力及信號線纜、空心軸桿、光電傳感裝置、密封件組成，滾筒外筒與內(nèi)筒相連，腔內(nèi)中央設有空心軸桿，空心軸桿腔內(nèi)設有電力及信號線纜，中部設有光電傳感裝置，兩端分別設有軸承組，滾筒內(nèi)筒中部凸起與光柵編碼盤相連接，光柵編碼盤兩側(cè)分別與光電傳感裝置的光源和光接收元件相對，滾筒外筒表面均布有葉片，支架兩分叉端分別與伸出浮筒的空心軸桿兩端相連接。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，適應性強，其本身兼有漂浮和旋轉(zhuǎn)功能，在流體作用下能夠?qū)δ囡?、干泥和噴濺附著物進行沖洗，保證在粘稠的泥漿、污水等環(huán)境下仍能長期正常工作，有利于流體流速的準確測量。
文檔編號G01D5/12GK201145701SQ20072018480
公開日2008年11月5日 申請日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者張洪新 申請人:張洪新