專利名稱：一種潤(rùn)滑油位測(cè)量的方法及傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潤(rùn)滑油位測(cè)量的方法及傳感器。是機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑油位測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
測(cè)量潤(rùn)滑油位置的傳感器種類較多，大多設(shè)備采用間接測(cè)量的方式。較常規(guī)的都 帶有一浮球驅(qū)動(dòng)測(cè)量傳感器或單點(diǎn)測(cè)量，因浮球受安裝空間限制或潤(rùn)滑油粘度大等因素測(cè) 量不可靠，單點(diǎn)測(cè)量無(wú)法形成連續(xù)的在線監(jiān)測(cè)。安裝簡(jiǎn)便可連續(xù)測(cè)量的潤(rùn)滑油位置傳感器 具有廣泛的市場(chǎng)前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種潤(rùn)滑油位測(cè)量的方法及檢測(cè)機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑油油位裝置， 即潤(rùn)滑油油位傳感器，可以實(shí)現(xiàn)小量程高精度連續(xù)測(cè)量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小，可應(yīng)用于小型設(shè) 備和復(fù)雜的潤(rùn)滑油液位測(cè)量環(huán)境。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是潤(rùn)滑油位測(cè)量的方法，其特征是通過(guò)一直線狀的電熱 絲的阻抗變化測(cè)量油位，即通過(guò)一交流電流或直流電流激勵(lì)電熱絲發(fā)熱，電熱絲在空氣和 潤(rùn)滑油兩種介質(zhì)中的溫度存在差異，因此電熱絲的電阻也隨著油的位置而變化，根據(jù)電阻 的變化規(guī)律來(lái)確定潤(rùn)滑油位。潤(rùn)滑油位傳感器，在一骨架上設(shè)有直線狀電熱絲，由功率放大器提供交流電流或 直流電流(如IOOmA交流電流)對(duì)電熱絲加熱，使用交流電流時(shí)采用穩(wěn)幅交流電流時(shí)頻率固 定在某一頻率，頻率范圍不限(如1Hz)，功率放大器前端由一正弦波發(fā)生器輸出某一頻率如 IHz頻率的穩(wěn)幅信號(hào)，設(shè)有測(cè)量電熱絲的電阻的電路，電熱絲的電阻大小對(duì)應(yīng)潤(rùn)滑油位的高 低，加熱后根據(jù)油和空氣兩種介質(zhì)散熱差改變了電熱絲的電阻，因此電熱絲兩端的壓降隨 著油位的高低線性或準(zhǔn)線性變化，根據(jù)相應(yīng)的電熱絲兩端的壓降大小，直線狀電熱絲的電 阻亦相應(yīng)有大小，通過(guò)測(cè)量電熱絲的電阻，在交流測(cè)量時(shí)通過(guò)整流濾波轉(zhuǎn)換成直流電壓信 號(hào)來(lái)測(cè)量電阻，根據(jù)需要也可以變換成電流信號(hào)。本發(fā)明還可以用于其它絕緣且安全的油 品的油位傳感器。電熱絲兩端的壓降隨著油位的高低線性或準(zhǔn)線性變化(可以經(jīng)過(guò)CPU校 準(zhǔn))，因電熱絲在空氣中散熱要比在油中散熱差，如散熱差則電熱絲的熱阻大，相應(yīng)的電熱 絲兩端的壓降大，通過(guò)測(cè)量電熱絲的電阻，在交流測(cè)量時(shí)通過(guò)整流濾波轉(zhuǎn)換成直流電壓信 號(hào)來(lái)測(cè)量電阻，根據(jù)需要也可以變換成電流信號(hào)。本發(fā)明還可以用于其它絕緣且安全的油 品的油位傳感器。電熱絲均為電阻絲，常用的如康銅絲、鉻銅絲；相應(yīng)的電阻與潤(rùn)滑油位結(jié)果的對(duì)應(yīng) 關(guān)系是電阻愈小，潤(rùn)滑油油位愈低。所述直線狀電熱絲是一根直線狀電熱絲或平行固定一對(duì)直線電熱絲，平行固定一 對(duì)直線電熱絲是一根電熱絲，繞制在一骨架上。繞制在一骨架上，直線狀電熱絲采用平行固 定一對(duì)直線電熱絲較好，單根電熱絲還需要導(dǎo)線構(gòu)成回路，也可以采取N根平行繞制的電 熱絲，當(dāng)然，采用偶數(shù)根在接線上更加方便。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提出的潤(rùn)滑油位置傳感器，通過(guò)精度高且最容易實(shí) 現(xiàn)的的電阻測(cè)量可連續(xù)測(cè)量潤(rùn)滑油位置(只需要在輸出端口不斷取出信號(hào)即可)，相比傳統(tǒng) 單點(diǎn)測(cè)量方法更直觀，實(shí)時(shí)信號(hào)可遠(yuǎn)傳到終端儀表或管理系統(tǒng)。較小體積和先進(jìn)的測(cè)量方 式可應(yīng)用在復(fù)雜的環(huán)境。本發(fā)明其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，對(duì)終端儀表電路的要求低，現(xiàn)場(chǎng)安 裝維護(hù)容易，使用方便。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明測(cè)量電路框圖(原理圖)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如下
傳感器原理是(圖1)通過(guò)骨架上固定一電熱絲1，連接到金屬防護(hù)外殼內(nèi)功能電路，外 殼上有電纜引出裝置，安裝固定傳感器采用螺紋螺釘均可，電熱絲部分根據(jù)油箱深度制定 長(zhǎng)度。
圖2是傳感器測(cè)量電路原理圖，在一骨架上平行固定一電熱絲，由功率放大器提供 IOOmA交流電流對(duì)電熱絲加熱，頻率固定在1HZ，功率放大器前端由一正弦波發(fā)生器輸出 IHZ的穩(wěn)幅信號(hào)，加熱后根據(jù)油和空氣兩種介質(zhì)散熱差改變了電熱絲的電阻，因此電熱絲兩 端的壓降隨著油位的高低線性變化，再通過(guò)整流濾波轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)，根據(jù)需要也可以變 換成電流信號(hào)。本發(fā)明的潤(rùn)滑油傳感器采取新穎的設(shè)計(jì)，把電熱絲的熱阻變化變換成液位測(cè)量信 號(hào)，變送后輸出工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的(Γ20πιΑ)交流電流信號(hào)，本發(fā)明解決了潤(rùn)滑油連續(xù)測(cè)量的技術(shù) 空白，小體積簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍較廣。
1、取合金電阻絲IOOmm固定在絕緣骨架上，兩端用電阻腳焊接后拉直，懸空在骨架 體上，骨架上刻有標(biāo)尺，試驗(yàn)傳感器直流電阻18. 2歐姆，輸入電壓10VDC，恒定電流100mA， 潤(rùn)滑油sae30裝入透明量杯中，環(huán)境溫度25C°，在暴露在空氣中測(cè)量傳感器兩端電壓為 2.45VDC，完全插入裝有潤(rùn)滑油中側(cè)得為1. 87 VDC，按每IOmm插入潤(rùn)滑油中分別測(cè)得傳感 器兩端電壓(表1)。2、由功率放大器提供IOOmA交流電流對(duì)電熱絲加熱，頻率固定在1HZ，功率放大器 前端由一正弦波發(fā)生器輸出IHZ的穩(wěn)幅信號(hào)，交流電壓峰峰值20VAC，按每IOmm插入潤(rùn)滑 油中分別測(cè)得傳感器兩端電壓(表1)。3、本發(fā)明的潤(rùn)滑油位傳感器，電熱絲置于需要測(cè)量的油的容器內(nèi)，設(shè)有正弦波發(fā) 生電路和功率發(fā)生器或恒流發(fā)生器，功率發(fā)生器或恒流發(fā)生器的輸出連接電熱絲，電阻的 測(cè)量電路是整流電路經(jīng)信號(hào)放大電路和電壓測(cè)量電路即(圖中的變送電路)至測(cè)量的輸入 輸出端口。4、所述正弦波發(fā)生電路是常規(guī)電路，可以是常規(guī)的阻容振蕩電路，也可以采用微處 理器產(chǎn)生的正弦波發(fā)生電路。功率發(fā)生器或恒流發(fā)生器是恒電流放大電路(如共基極放大 電路)，功率發(fā)生器或恒流發(fā)生器的輸出連接電熱絲，電阻的測(cè)量電路是對(duì)電阻絲兩端的電 壓測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)二級(jí)管橋式整流電路和經(jīng)信號(hào)放大電路對(duì)電阻二端電壓進(jìn)行測(cè)量，圖中的變送電路至測(cè)量的輸入輸出端口，輸入輸出端口接一微處理器，可根據(jù)電壓的測(cè)量 值可由微處理器進(jìn)行定標(biāo)(確定一定溫度下電阻與電壓的對(duì)應(yīng)曲線)。5、如采用直流電源，對(duì)電熱絲上的電阻測(cè)量取樣可通過(guò)一電橋來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò) 常規(guī)的電橋可以高精度的測(cè)量電阻。表1
插入深度匪測(cè)量電壓VDC測(cè)量電壓VAC02. 4511. 733102. 4071. 702202. 3471. 659302. 2871. 617402. 2201. 570502. 1631. 529602. 1011. 485702. 0411. 443801. 9771. 398901. 9221. 3591001. 8711. 323
根據(jù)測(cè)量結(jié)果，電熱絲兩端略有線性誤差，通過(guò)分析后發(fā)現(xiàn)是固定電熱絲的金屬焊腳 引起的，實(shí)際應(yīng)用中兩端預(yù)留5mm可避免測(cè)量誤差。 圖中所述直線狀電熱絲1是平行固定一對(duì)直線電熱絲，偶數(shù)根均是可取的方案， 平行固定一對(duì)直線電熱絲是一根電熱絲，繞制在一長(zhǎng)條狀骨架上。繞制在一骨架的直線狀 電熱絲可以置于一套管2內(nèi)，圖中其它標(biāo)志傳感器外殼3、引出線4、潤(rùn)滑油5。
權(quán)利要求
1.潤(rùn)滑油位測(cè)量的方法，其特征是通過(guò)一直線狀的電熱絲的阻抗變化測(cè)量油位，即通 過(guò)一交流電流或直流電流激勵(lì)電熱絲發(fā)熱，電熱絲在空氣和潤(rùn)滑油兩種介質(zhì)中的溫度存在 差異，因此電熱絲的電阻也隨著油的位置而變化，根據(jù)電阻的變化規(guī)律來(lái)確定潤(rùn)滑油位。
2.潤(rùn)滑油位傳感器，其特征是在一骨架上設(shè)有直線狀電熱絲，設(shè)有功率放大器提供交 流電流或直流電流對(duì)電熱絲加熱，使用交流電流時(shí)采用穩(wěn)幅交流電流，功率放大器前端由 一正弦波發(fā)生器輸出某一頻率的穩(wěn)幅信號(hào)，設(shè)有測(cè)量電熱絲的電阻的電路，電熱絲的電阻 大小對(duì)應(yīng)潤(rùn)滑油位的高低，加熱后根據(jù)油和空氣兩種介質(zhì)散熱差改變了電熱絲的電阻，因 此電熱絲兩端的壓降隨著油位的高低線性或準(zhǔn)線性變化，根據(jù)相應(yīng)的電熱絲兩端的壓降大 小，直線狀電熱絲的電阻亦相應(yīng)有大小，通過(guò)測(cè)量電熱絲的電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潤(rùn)滑油位傳感器，其特征是在交流測(cè)量時(shí)通過(guò)整流濾波轉(zhuǎn)換 成直流電壓信號(hào)來(lái)測(cè)量電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潤(rùn)滑油位傳感器，其特征是所述直線狀電熱絲是一根直線狀 至N根電熱絲，N是整數(shù)，平行繞制在一骨架上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潤(rùn)滑油位傳感器，其特征是所述一對(duì)直線電熱絲繞制在一骨
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潤(rùn)滑油位測(cè)量傳感器，其特征是電熱絲置于需要測(cè)量的油的 容器內(nèi)，設(shè)有正弦波發(fā)生電路和功率發(fā)生器或恒流發(fā)生器，功率發(fā)生器或恒流發(fā)生器的輸 出連接電熱絲，電阻的測(cè)量電路是整流電路經(jīng)信號(hào)放大電路和電壓測(cè)量電路即至測(cè)量的輸 入輸出端口。
全文摘要
潤(rùn)滑油位測(cè)量的方法，通過(guò)一直線狀的電熱絲的阻抗變化測(cè)量油位，即通過(guò)一交流電流或直流電流激勵(lì)電熱絲發(fā)熱，電熱絲在空氣和潤(rùn)滑油兩種介質(zhì)中的溫度存在差異，因此電熱絲的電阻也隨著油的位置而變化，根據(jù)電阻的變化規(guī)律來(lái)確定潤(rùn)滑油位。潤(rùn)滑油位傳感器，在一骨架上設(shè)有直線狀電熱絲，設(shè)有功率放大器提供交流電流或直流電流對(duì)電熱絲加熱，使用交流電流時(shí)采用穩(wěn)幅交流電流，功率放大器前端由一正弦波發(fā)生器輸出某一頻率的穩(wěn)幅信號(hào)，因此電熱絲兩端的壓降隨著油位的高低線性或準(zhǔn)線性變化，根據(jù)相應(yīng)的電熱絲兩端的壓降大小，直線狀電熱絲的電阻亦相應(yīng)有大小，通過(guò)測(cè)量電熱絲的電阻。
文檔編號(hào)F01M11/12GK102003248SQ201010529788
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月3日
發(fā)明者劉桂興, 沈剛 申請(qǐng)人:江陰眾和電力儀表有限公司