流體傳感器的製作方法

2023-04-26 00:34:51 1

專利名稱：流體傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對流體的流動狀態進行檢測的流體傳感器。
背景技術：
流體傳感器要求將流體的流動狀態或靜止狀態以電信號的形式輸出，從而可以通過儀器檢識該信號，並通過儀表顯示出來，以達到自動檢測、或在故障時自動報警的目的。在流體檢測領域，目前缺乏結構簡單、並且可以有效地檢測流體的流動狀態的傳感器。傳統的流量計用於測量流體的流量，儘管可用於檢測流體的流動狀態，但有明顯的缺陷。其一，由於通常採用葉輪等轉動部件作為檢測器件，對於流速慢、粘度高的流體 (例如潤滑系統中油脂)的測量可靠性將大大降低；其二，此類傳感器體積較龐大，對於狹小空間的應用場合，並不適合；其三，製造精度要求高，導致造價偏高，不適合低成本、大批量的應用。另有一些流體傳感器採用了柱塞式檢測機構，一定程度地提高了檢測靈敏度，但在應用中也存在著一些問題。比如存在被動復位結構(靠間隙溢流或靠小孔溢流)，對於流速慢、粘度大的流體，無法可靠檢測，從而出現檢測結果不可靠等問題。另外，為適應狹小的工作環境，也需要嚴格控制器件的體積。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種流體傳感器，可以適用於任何流體 (包括流速慢、粘度高的流體)，並能適應頻繁的流動和靜止切換，信號輸出可靠。為解決上述技術問題，本實用新型流體傳感器包括殼體，其側面具有一凹槽；其一端具有流體入口 ；其另一端具有流體出口 ；在殼體內部具有連接流體入口和流體出口的流道；所述流道包括連通的第一腔體和第二腔體，後者的截面積更大；溢流閥，可滑動地固定於第二腔體中，包括溢流閥芯、溢流閥座及固定在兩者之間的溢流彈簧；所述溢流閥芯和溢流閥座相接觸；所述溢流閥芯的一部分的截面積大於第一腔體且小於第二腔體，溢流閥芯的該部分緊挨著第一腔體；所述溢流閥芯的另一部分穿過溢流閥座且突出在磁鐵之外，該部分比磁鐵更靠近限位螺栓；磁鐵，可滑動地固定於第二腔體中，且緊挨著溢流閥；限位螺栓，設置在殼體具有流體出口的那一端；復位彈簧，固定在磁鐵和限位螺栓之間；霍爾傳感器，設置在殼體側面的凹槽中。進一步地，所述溢流閥芯包括相連的底部、中間部和頂杆，這三部分的截面積依次減小。進一步地，所述溢流閥芯底部的截面積大於第一腔體且小於第二腔體，溢流閥芯的底部緊挨著第一腔體。進一步地，所述溢流閥芯頂杆突出在磁鐵之外，比磁鐵更靠近限位螺栓。進一步地，所述溢流閥座呈環狀；所述溢流閥座的外側面和第二腔體的內壁之間相互密封。進一步地，所述溢流閥芯上具有倒角部位，所述溢流閥座上也具有倒角部位，所述溢流閥芯和溢流閥座通過各自的倒角部位相互配合且接觸。進一步地，所述溢流閥座的外側面上加工有一道或多道均壓槽，所述均壓槽呈環狀。進一步地，所述限位螺栓上設有一個或多個通孔，這些通孔作為流體出口。本實用新型流體傳感器通過溢流閥這一結構使流體從流動狀態到靜止狀態後，整個系統可以儘快恢復到初始狀態，從而使傳感器可靠地迎接下一次檢測。該流體傳感器可以適應任何種類的流體，尤其適用於流速慢、粘度高的液體。其還具有體積小、易安裝、成本低廉等特點。

圖I是本實用新型流體傳感器的一個實施例的剖面示意圖；圖2是圖I中溢流閥芯的放大示意圖；圖3是圖I中溢流閥座的放大示意圖。圖中附圖標記說明10為流體傳感器；11為殼體；20為流道；20a為第一腔體；20b為第二腔體；21為流體入口 ；22為流體出口 ；30為溢流閥；31為溢流閥芯；311為溢流閥芯底部；312為溢流閥芯中間部；312a為倒角部位；313為溢流閥芯頂杆；32為溢流閥座；32a為倒角部位；32b 為均壓槽；33為溢流彈簧；41為磁鐵；42為限位螺栓；43為復位彈簧；50為霍爾傳感器。
具體實施方式
請參閱圖1，這是本實用新型流體傳感器的一個實施例。該流體傳感器10具有殼體11，在殼體11的一端具有流體入口 21，另一端具有流體出口 22。流體入口 21和流體出口 22之間、且在殼體11內部具有容納流體經過的流道20。流道20至少包括有相互連通的第一腔體20a和第二腔體20b，後者的截面積較大，因此第二腔體20b在與第一腔體20a相連通處仍具有部分底面。優選地，第一腔體20a和第二腔體20b均呈圓柱體，且兩個圓柱體的軸在同一條直線上，此時第二腔體20b在與第一腔體20a相連通處具有一個圓環形的底面。在第二腔體20b中具有溢流閥30，其包括溢流閥芯31、溢流閥座32及固定在兩者之間的溢流彈簧33。當溢流閥芯31和溢流閥座32相接觸時，溢流彈簧33呈被壓縮的狀態。請參閱圖2，溢流閥芯31包括依次相連接的截面積最大的底部311、截面積中等的中間部312和截面積最小的頂杆313。優選地，溢流閥芯31的底部311、中間部312和頂杆 313均呈圓柱體，且三個圓柱體的軸在同一條直線上，與圓柱形的第一腔體20a和第二腔體 20b的軸也在同一條直線上。溢流閥芯底部311的截面積大於第一腔體20a，但略小於第二腔體20b。溢流閥芯底部311位於第二腔體20b中，但緊挨著第一腔體20a，即緊壓著第二腔體20b與第一腔體20a相連通處的圓環形底面上。溢流閥芯中間部312上加工有倒角部位312a。優選地，當溢流閥芯中間部312為圓柱體時，該倒角部位312呈圓臺的側面。請參閱圖I和圖3，與溢流閥芯中間部312的倒角部位312a相接觸的為溢流閥座 32，它也在第二腔體20b中。優選地，溢流閥座32大致呈圓環狀。在溢流閥座32上也加工有倒角部位32a。優選地，該倒角部位32a呈圓臺的側面。溢流閥座32的倒角部位32a恰與溢流閥芯中間部312的倒角部位312a相配合併接觸。溢流閥座32的外側面與第二腔體 20b的內壁之間保持密封，該外側面上還具有均壓槽32b。優選地，當溢流閥座32大致為圓環狀時，該均壓槽32b呈圓環形狀。溢流閥芯頂杆313穿過環形的溢流閥座32的內孔，兩者之間具有間隙。在第二腔體20b中還具有磁鐵41。優選地，磁鐵41呈長方體。在殼體11的另一端處具有限位螺栓42。優選地，限位螺栓42呈圓柱體。在該限位螺栓42上開設有一個或多個通孔作為流體出口 22。復位彈簧43固定在磁鐵41和限位螺栓42之間。當磁鐵41與溢流閥座32相接觸、且溢流閥座32與溢流閥芯31相接觸、且溢流閥芯31緊挨著第一腔體 20a時，復位彈簧43呈未壓縮也未拉伸的正常狀態。該正常狀態的復位彈簧43的彈性力大於溢流閥座32與溢流閥芯31相接觸時被壓縮的溢流彈簧33的彈性力，因而該復位彈簧 43迫使溢流閥芯31和溢流閥座32相接觸並緊壓。溢流閥芯頂杆313穿出在磁鐵41之外，比磁鐵41更接近限位螺栓42。溢流閥芯31、溢流閥座32、磁鐵41均可滑動地限定在第二腔體20b中。在殼體11的側面還具有一個凹槽，其中設有霍爾傳感器50，用來檢測磁鐵41的磁性信號並轉換為電信號輸出。上述流體傳感器的工作原理如下。初始狀態下，溢流閥芯底部311緊挨著第一腔體20a，溢流閥座32的倒角部位32a 與溢流閥芯中間部312的倒角部位312a相接觸，磁鐵41與溢流閥座32相接觸。溢流彈簧 33被壓縮，但由於彈性力更大的復位彈簧43，即使復位彈簧43未被壓縮也未被拉伸，但仍使得溢流閥芯31和溢流閥座32相接觸並緊壓。當有流體(尤其是液體)從流體入口 21進入流道20，並由第一腔體20a進入第二腔體20b時，流體的壓力擠壓著溢流閥芯31向左運動，溢流閥芯31又擠壓著溢流閥座32 向左運動，位於兩者之間的溢流彈簧33仍保持原受壓縮狀態。溢流閥芯31與第二腔體20b 的內壁之間不密封，因此流體會充滿溢流閥芯31的側面與第二腔體20b的內壁之間。溢流閥座32的外側面與第二腔體20b的內壁之間密封，因此流體會停留在溢流閥座32的右側。 溢流閥座32右側的空間由於聯通而壓力保持平衡，流體無法使溢流閥芯31和溢流閥座32 相分離。整個溢流閥30擠壓著磁鐵41向左運動。磁鐵41又使復位彈簧43呈現被壓縮的狀態。隨著溢流閥芯31、溢流閥座32和磁鐵一起向左運動，當溢流閥芯頂杆313接觸到限位螺栓43時，溢流閥芯31停止運動。此時流體開始擠壓溢流閥座32，以及被壓縮的溢流彈簧33的彈性力，兩者的結合迫使溢流閥座32與溢流閥芯31相分離。流體從溢流閥芯 31和溢流閥座32之間的間隙流過，並經過磁鐵41旁側、復位彈簧43旁側，從限位螺栓42 上的流體出口 22中流出。
5[0039]當流體停止從流體入口 21中進入，則溢流閥芯31和溢流閥座32不再受到流體的壓力。在被壓縮的復位彈簧43的作用下，磁鐵41向右運動並擠壓溢流閥座32—起向右運動。在溢流彈簧33的作用下，溢流閥芯31和溢流閥座32保持分離狀態，並且溢流彈簧33、 溢流閥芯31跟隨溢流閥座32 —起向右運動。此時復位彈簧43使磁鐵41、溢流閥座32、溢流彈簧33和溢流閥芯31 —起向右運動，直至溢流閥芯31緊挨著第一腔體20a。復位彈簧 43繼續擠壓磁鐵41和溢流閥座32，溢流閥座32因此擠壓溢流彈簧33，使得溢流閥座32和溢流閥芯31相接觸，溢流彈簧33恢復為初始狀態下的被壓縮狀態。磁鐵41停止運動，復位彈簧43恢復為初始狀態下的未被壓縮也未被拉伸的狀態。在上述流體開始經過流道20並最終停止的過程中，霍爾傳感器50通過檢測磁鐵 41的磁性信號的大小強弱而獲知磁鐵41的位置。優選地，將霍爾傳感器50設置在與初始狀態下的磁鐵41最近的位置，從而在初始狀態下可檢測到最強的磁性信號。當磁性信號變弱，則表示磁鐵41遠離霍爾傳感器50，同時表示有流體經過。當磁性信號重新回到最強，則表示磁鐵41回歸初始狀態下的原位，同時表示沒有流體經過。以上僅為本實用新型的優選實施例，並不用於限定本實用新型。對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種流體傳感器，其特徵是，包括殼體，其側面具有一凹槽；其一端具有流體入口 ；其另一端具有流體出口 ；在殼體內部具有連接流體入口和流體出口的流道；所述流道包括連通的第一腔體和第二腔體，後者的截面積更大；溢流閥，可滑動地固定於第二腔體中，包括溢流閥芯、溢流閥座及固定在兩者之間的溢流彈簧；所述溢流閥芯和溢流閥座相接觸；所述溢流閥芯的一部分的截面積大於第一腔體且小於第二腔體，溢流閥芯的該部分緊挨著第一腔體；所述溢流閥芯的另一部分穿過溢流閥座且突出在磁鐵之外，該部分比磁鐵更靠近限位螺栓；磁鐵，可滑動地固定於第二腔體中，且緊挨著溢流閥；限位螺栓，設置在殼體具有流體出口的那一端；復位彈簧，固定在磁鐵和限位螺栓之間；霍爾傳感器，設置在殼體側面的凹槽中。
2.根據權利要求I所述的流體傳感器，其特徵是，所述溢流閥芯包括相連的底部、中間部和頂杆，這三部分的截面積依次減小。
3.根據權利要求2所述的流體傳感器，其特徵是，所述溢流閥芯底部的截面積大於第一腔體且小於第二腔體，溢流閥芯的底部緊挨著第一腔體。
4.根據權利要求2所述的流體傳感器，其特徵是，所述溢流閥芯頂杆突出在磁鐵之外， 比磁鐵更靠近限位螺栓。
5.根據權利要求I所述的流體傳感器，其特徵是，所述溢流閥座呈環狀；所述溢流閥座的外側面和第二腔體的內壁之間相互密封。
6.根據權利要求I所述的流體傳感器，其特徵是，所述溢流閥芯上具有倒角部位，所述溢流閥座上也具有倒角部位，所述溢流閥芯和溢流閥座通過各自的倒角部位相互配合且接觸。
7.根據權利要求5所述的流體傳感器，其特徵是，所述溢流閥座的外側面上加工有一道或多道均壓槽，所述均壓槽呈環狀。
8.根據權利要求I所述的流體傳感器，其特徵是，所述限位螺栓上設有一個或多個通孔，這些通孔作為流體出口。
專利摘要本實用新型公開了一種流體傳感器，包括殼體，在殼體內部具有流道；流道包括連通的第一腔體和截面積更大的第二腔體。溢流閥，包括相接觸的溢流閥芯、溢流閥座及固定在兩者之間的溢流彈簧；溢流閥芯的一部分的截面積大於第一腔體且小於第二腔體，該部分緊挨著第一腔體；溢流閥芯的另一部分穿過溢流閥座且突出在磁鐵之外，該部分比磁鐵更靠近限位螺栓。磁鐵，可滑動地固定於第二腔體中，且緊挨著溢流閥。限位螺栓，設置在殼體具有流體出口的那一端。復位彈簧，固定在磁鐵和限位螺栓之間。霍爾傳感器，設置在殼體側面的凹槽中。本實用新型可以適用於任何流體，包括流速慢、粘度高的液體，並能適應頻繁的流動和靜止切換，信號輸出可靠。
文檔編號G01D5/12GK202350802SQ20112046842
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月22日 優先權日2011年11月22日
發明者張維國, 袁宇 申請人:上海三浪車輛部件有限公司