一種流速測量裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種流速測量裝置，包括：球體；框架，用于支撐所述球體；柔性鉸鏈組合，所述球體通過所述柔性鉸鏈組合與所述框架相連接，所述柔性鉸鏈組合能夠分別繞x軸、y軸及z軸產(chǎn)生彈性偏轉(zhuǎn)，所述x軸、y軸及z軸為以所述球體的圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)的三個(gè)相垂直的坐標(biāo)軸；用于感應(yīng)所述柔性鉸鏈組合分別繞x軸、y軸及z軸產(chǎn)生的彈性偏轉(zhuǎn)量的感應(yīng)器。如此設(shè)置，本發(fā)明提供的流速測量裝置，其能夠適用于三維流速測量，且測量精度較高。
【專利說明】
一種流速測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及流體測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種流速測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]流速測量裝置主要用于氣體、液體的流速測量，現(xiàn)有技術(shù)中的流速測量裝置大多為機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的測量裝置。該種流速測量裝置的測量原理是通過測量中間轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度來獲得流速大小。
[0003]然而，該種機(jī)械旋轉(zhuǎn)式流速測量裝置需依靠轉(zhuǎn)動(dòng)副進(jìn)行工作，存在著一定摩擦，需要一定的啟動(dòng)流速，一般不適用與低流速測量場合。而且流向缺乏精確的測量，且其主要用于二維平面的流速測量、適用范圍較窄。
[0004]因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)中的流速測量裝置的測量精度低、適用范圍較窄的問題，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員所要解決的重要技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種流速測量裝置，其能夠適用于三維流速測量，且測量精度較高。
[0006]本發(fā)明提供的一種流速測量裝置，包括:
[0007]球體；
[0008]框架，用于支撐所述球體；
[0009]柔性鉸鏈組合，所述球體通過所述柔性鉸鏈組合與所述框架相連接，所述柔性鉸鏈組合能夠分別繞X軸、y軸及Z軸產(chǎn)生彈性偏轉(zhuǎn)，所述X軸、y軸及z軸為以所述球體的圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)的三個(gè)相垂直的坐標(biāo)軸；
[0010]用于感應(yīng)所述柔性鉸鏈組合分別繞X軸、y軸及z軸產(chǎn)生的彈性偏轉(zhuǎn)量的感應(yīng)器。
[0011]優(yōu)選地，所述柔性鉸鏈組合包括四個(gè)柔性鉸鏈，且四個(gè)柔性鉸鏈與所述球體的連接點(diǎn)，其中兩個(gè)位于所述X軸上，另外兩個(gè)位于所述y軸上；
[0012]與所述球體的連接點(diǎn)位于所述X軸上的一對所述柔性鉸鏈包括:能夠繞所述y軸偏轉(zhuǎn)且與所述球體相連接的第一偏轉(zhuǎn)部、以及與所述第一偏轉(zhuǎn)部和所述框架相連接且能夠繞所述z軸偏轉(zhuǎn)的第二偏轉(zhuǎn)部；
[0013]與所述球體的連接點(diǎn)位于所述y軸上的一對所述柔性鉸鏈包括:能夠繞所述X軸偏轉(zhuǎn)且與所述球體相連接的第三偏轉(zhuǎn)部、以及與所述第三偏轉(zhuǎn)部和所述框架相連接且能夠繞所述z軸偏轉(zhuǎn)的第四偏轉(zhuǎn)部。
[0014]優(yōu)選地，所述第二偏轉(zhuǎn)部為兩個(gè)，且分別連接于所述第一偏轉(zhuǎn)部的兩側(cè)位置;所述第四偏轉(zhuǎn)部為兩個(gè)，且分別連接于所述第三偏轉(zhuǎn)部的兩側(cè)位置。
[0015]優(yōu)選地，所述球體為空心球。
[0016]優(yōu)選地，所述柔性鉸鏈為直梁型柔性鉸鏈，所述感應(yīng)器設(shè)置于所述直梁型柔性鉸鏈的最小寬度位置。
[0017]優(yōu)選地，所述框架與所述柔性鉸鏈為一體式結(jié)構(gòu)。
[0018]優(yōu)選地，所述框架和所述柔性鉸鏈通過線切割加工形成。
[0019]優(yōu)選地，所述框架為正方形框架，四個(gè)所述柔性鉸鏈分別連接在所述框架的四條邊上。
[0020]優(yōu)選地，所述球體的球心與所述框架的中心相重合。
[0021]優(yōu)選地，所述第二偏轉(zhuǎn)部和所述第四偏轉(zhuǎn)部均由所述框架的邊框加工形成。
[0022]本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，球體用于放置在流場中感應(yīng)三維流速，當(dāng)流體作用于球體上時(shí)，流體的作用力可分解為與X軸、y軸、2軸三個(gè)方向相平行的分解力，在三個(gè)分解力的作用下，柔性鉸鏈組合將發(fā)生微量的繞X軸、y軸及z軸產(chǎn)生彈性偏轉(zhuǎn)，感應(yīng)器用于感應(yīng)柔性鉸鏈組合分別繞X軸、y軸及z軸產(chǎn)生的彈性偏轉(zhuǎn)量，即可計(jì)算出三個(gè)方向的分解力大小，最后，將所測得的x、y、z三個(gè)方向的分力進(jìn)行合成，可獲得球體受到的流體的作用力大小，進(jìn)而反算出流場流速的大小與方向。因此，本發(fā)明提供的流速測量裝置能夠適用于三維流速測量，且測量精度較高。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中流速測量裝置的整體示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中四個(gè)柔性鉸鏈的放大示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中柔性鉸鏈局部示意圖；
[0027]圖1-圖 3中:
[0028]球體一 n、框架一12、感應(yīng)器一 13、柔性鉸鏈一 14、第一偏轉(zhuǎn)部一 15、第二偏轉(zhuǎn)部一16、第三偏轉(zhuǎn)部一17、第四偏轉(zhuǎn)部一18、螺紋孔一19。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本【具體實(shí)施方式】的目的在于提供一種流速測量裝置，其能夠適用于三維流速測量，且測量精度較高。
[0030]以下，參照附圖對實(shí)施例進(jìn)行說明。此外，下面所示的實(shí)施例不對權(quán)利要求所記載的
【發(fā)明內(nèi)容】
起任何限定作用。另外，下面實(shí)施例所表示的構(gòu)成的全部內(nèi)容不限于作為權(quán)利要求所記載的發(fā)明的解決方案所必需的。
[0031 ]請參考圖1 -圖3，本實(shí)施例提供的流速測量裝置，包括球體11、框架12、柔性鉸鏈組合以及感應(yīng)器13。
[0032]其中，框架12用于支撐球體11，球體11通過柔性鉸鏈組合與框架12相連接，當(dāng)球體11受到流體的作用力時(shí)，球體11產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而使柔性鉸鏈組合產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。本實(shí)施例提供的柔性鉸鏈組合能夠分別繞X軸、y軸及Z軸產(chǎn)生彈性偏轉(zhuǎn)，其中，X軸、y軸及Z軸為以球體11的圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)的三個(gè)相垂直的坐標(biāo)軸。
[0033]當(dāng)流體作用在球體11上時(shí)，流體的作用力可分解為與X軸、y軸、z軸三個(gè)方向相平行的分解力，在三個(gè)分解力的作用下，柔性鉸鏈組合將發(fā)生微量的繞X軸、y軸及Z軸產(chǎn)生彈性偏轉(zhuǎn)，本實(shí)施例還包括用于感應(yīng)柔性鉸鏈組合分別繞X軸、y軸及z軸產(chǎn)生的彈性偏轉(zhuǎn)量的感應(yīng)器13。
[0034]如此設(shè)置，本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，球體11用于放置在流場中感應(yīng)三維流速，當(dāng)流體作用于球體11上時(shí)，流體的作用力可分解為與X軸、y軸、z軸三個(gè)方向相平行的分解力，在三個(gè)分解力的作用下，柔性鉸鏈組合將發(fā)生微量的繞X軸、y軸及z軸產(chǎn)生彈性偏轉(zhuǎn)，感應(yīng)器13用于感應(yīng)柔性鉸鏈組合分別繞X軸、y軸及z軸產(chǎn)生的彈性偏轉(zhuǎn)量，即可計(jì)算出三個(gè)方向的分解力大小，最后，將所測得的x、y、z三個(gè)方向的分力進(jìn)行合成，可獲得球體11受到的流體的作用力大小，進(jìn)而反算出流場流速的大小與方向。因此，本實(shí)施例提供的流速測量裝置能夠適用于三維流速測量，且測量精度較高。
[0035]本實(shí)施例的優(yōu)選方案中，柔性鉸鏈組合包括四個(gè)柔性鉸鏈14，且四個(gè)柔性鉸鏈14與球體11的連接點(diǎn)，其中兩個(gè)位于X軸上，另外兩個(gè)位于y軸上，即四個(gè)柔性鉸鏈14與球體11的連接點(diǎn)，分別位于球體11的兩個(gè)相垂直的直徑的四個(gè)端點(diǎn)位置。
[0036]與球體11的連接點(diǎn)位于X軸上的一對柔性鉸鏈14包括第一偏轉(zhuǎn)部15和第二偏轉(zhuǎn)部16，與球體11的連接點(diǎn)位于y軸上的一對柔性鉸鏈14包括第三偏轉(zhuǎn)部17和第四偏轉(zhuǎn)部18。
[0037]其中第一偏轉(zhuǎn)部15能夠繞y軸偏轉(zhuǎn)且與球體11相連接，第二偏轉(zhuǎn)部16與第一偏轉(zhuǎn)部15和框架12相連接且能夠繞z軸偏轉(zhuǎn)。第三偏轉(zhuǎn)部17能夠繞X軸偏轉(zhuǎn)且與球體11相連接，第四偏轉(zhuǎn)部18與第三偏轉(zhuǎn)部17和框架12相連接且能夠繞z軸偏轉(zhuǎn)。
[0038]如此設(shè)置，以四個(gè)連接點(diǎn)所在平面為界，球體11被均勻地分為了兩部分，當(dāng)球體11受流體擾動(dòng)時(shí)，球體11發(fā)生偏斜時(shí)，不會(huì)因自身重量失衡而導(dǎo)致檢測失準(zhǔn)的問題。與球體11的連接點(diǎn)位于X軸上的一對柔性鉸鏈14，其支撐球體11的兩個(gè)點(diǎn)位于球體11直徑的兩個(gè)端點(diǎn)上，且第一偏轉(zhuǎn)部15繞y軸偏轉(zhuǎn)、第二偏轉(zhuǎn)部16能夠繞z軸偏轉(zhuǎn)。而且，與球體11的連接點(diǎn)位于y軸上的一對柔性鉸鏈14，其支撐球體11的兩個(gè)點(diǎn)位于球體11直徑的兩個(gè)端點(diǎn)上，且第三偏轉(zhuǎn)部17繞X軸偏轉(zhuǎn)、第四偏轉(zhuǎn)部18能夠繞z軸偏轉(zhuǎn)。從四個(gè)方向上均勻地對球體11形成支撐作用，同樣可保證球體11因發(fā)生偏斜時(shí)、因自身重量失衡而導(dǎo)致檢測失準(zhǔn)的問題。而且，各個(gè)偏轉(zhuǎn)部不會(huì)受到彼此的影響，有效保證了流速測量的精度。
[0039]進(jìn)一步地，本實(shí)施例中第二偏轉(zhuǎn)部16為兩個(gè)，且分別連接于第一偏轉(zhuǎn)部15的兩側(cè)位置;第四偏轉(zhuǎn)部18為兩個(gè)，且分別連接于第三偏轉(zhuǎn)部17的兩側(cè)位置。
[0040]如此設(shè)置，柔性鉸鏈組合具有更多的偏轉(zhuǎn)部，避免了因其自身剛性而影響球體11偏轉(zhuǎn)的問題，進(jìn)一步保證了測量精確度。
[0041]為了進(jìn)一步提高測量精度，本實(shí)施例中球體11為空心球。如此球體11具有足夠輕的重量，即使較小的流體擾動(dòng)也能夠使球體11進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而測量出流體的流速。
[0042]本實(shí)施例中的柔性鉸鏈14，優(yōu)選采用直梁型柔性鉸鏈，感應(yīng)器13設(shè)置于直梁型柔性鉸鏈的最小寬度位置。如圖3所示，直梁型柔性鉸鏈的最小寬度為L，最小寬度L的位置為偏轉(zhuǎn)部，將感應(yīng)器13設(shè)置在該位置能夠精確地感應(yīng)出該部位的偏轉(zhuǎn)量。
[0043]需要說明的是，本實(shí)施例提供的框架12和柔性鉸鏈14可以為一體式結(jié)構(gòu)，具體可以均通過線切割加工形成，當(dāng)然，框架12和柔性鉸鏈14也可通過其它方式連接在一起，比如，焊接、螺紋連接等。上述框架12可以優(yōu)選為正方形框架12，四個(gè)柔性鉸鏈14分別連接在框架12的四條邊上。當(dāng)然，上述框架12也可為其它形狀，比如，長方形、圓形等。
[0044]當(dāng)框架12的形狀為正方形時(shí)，進(jìn)一步地，球體11的球心與框架12的中心相重合，如此設(shè)置，球體11到框架12的各個(gè)邊的距離相等，四個(gè)柔性鉸鏈14的大小一致，球體11偏轉(zhuǎn)時(shí)，能夠帶動(dòng)各個(gè)柔性鉸鏈14均勻地產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，提高檢測精度。
[0045]需要說明的是，本實(shí)施例的優(yōu)選方案中，第二偏轉(zhuǎn)部16和第四偏轉(zhuǎn)部18均由框架12的邊框加工形成，比如第二偏轉(zhuǎn)部16和第四偏轉(zhuǎn)部18可以由邊框通過線切割形成，如此設(shè)置，柔性鉸鏈14和框架12為一體式結(jié)構(gòu)，能夠避免二者因安裝因素對檢測精度造成影響。
[0046]本實(shí)施例提供的流速測量裝置，在使用時(shí)，可通過螺栓或其它固定件，將框架固定在測速平臺(tái)上。因此，在本實(shí)施例中，可以在框架上設(shè)置有螺紋孔19，以便固定流速測量裝置。
[0047]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種流速測量裝置，其特征在于，包括: 球體(11); 框架(12)，用于支撐所述球體(11); 柔性鉸鏈組合，所述球體(11)通過所述柔性鉸鏈組合與所述框架(12)相連接，所述柔性鉸鏈組合能夠分別繞X軸、y軸及z軸產(chǎn)生彈性偏轉(zhuǎn)，所述X軸、y軸及z軸為以所述球體(11)的圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)的三個(gè)相垂直的坐標(biāo)軸； 用于感應(yīng)所述柔性鉸鏈組合分別繞X軸、y軸及z軸產(chǎn)生的彈性偏轉(zhuǎn)量的感應(yīng)器(13)。2.如權(quán)利要求1所述的流速測量裝置，其特征在于，所述柔性鉸鏈組合包括四個(gè)柔性鉸鏈(14)，且四個(gè)柔性鉸鏈(14)與所述球體(11)的連接點(diǎn)，其中兩個(gè)位于所述X軸上，另外兩個(gè)位于所述y軸上； 與所述球體(11)的連接點(diǎn)位于所述X軸上的一對所述柔性鉸鏈(14)包括:能夠繞所述y軸偏轉(zhuǎn)且與所述球體(11)相連接的第一偏轉(zhuǎn)部(15)、以及與所述第一偏轉(zhuǎn)部(15)和所述框架(12)相連接且能夠繞所述z軸偏轉(zhuǎn)的第二偏轉(zhuǎn)部(16); 與所述球體(11)的連接點(diǎn)位于所述y軸上的一對所述柔性鉸鏈(14)包括:能夠繞所述X軸偏轉(zhuǎn)且與所述球體(11)相連接的第三偏轉(zhuǎn)部(17)、以及與所述第三偏轉(zhuǎn)部(17)和所述框架(12)相連接且能夠繞所述z軸偏轉(zhuǎn)的第四偏轉(zhuǎn)部(18)。3.如權(quán)利要求2所述的流速測量裝置，其特征在于，所述第二偏轉(zhuǎn)部(16)為兩個(gè)，且分別連接于所述第一偏轉(zhuǎn)部(15)的兩側(cè)位置;所述第四偏轉(zhuǎn)部(18)為兩個(gè)，且分別連接于所述第三偏轉(zhuǎn)部(17)的兩側(cè)位置。4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的流速測量裝置，其特征在于，所述球體(11)為空心球。5.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的流速測量裝置，其特征在于，所述柔性鉸鏈(14)為直梁型柔性鉸鏈，所述感應(yīng)器(13)設(shè)置于所述直梁型柔性鉸鏈的最小寬度位置。6.如權(quán)利要求1所述的流速測量裝置，其特征在于，所述框架(12)與所述柔性鉸鏈(14)為一體式結(jié)構(gòu)。7.如權(quán)利要求6所述的流速測量裝置，其特征在于，所述框架(12)和所述柔性鉸鏈(14)通過線切割加工形成。8.如權(quán)利要求2所述的流速測量裝置，其特征在于，所述框架(12)為正方形框架，四個(gè)所述柔性鉸鏈(14)分別連接在所述框架(12)的四條邊上。9.如權(quán)利要求8所述的流速測量裝置，其特征在于，所述球體(11)的球心與所述框架(12)的中心相重合。10.如權(quán)利要求2所述的流速測量裝置，其特征在于，所述第二偏轉(zhuǎn)部(16)和所述第四偏轉(zhuǎn)部(18)均由所述框架(12)的邊框加工形成。
【文檔編號(hào)】G01P5/02GK106093460SQ201610658414
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月11日 公開號(hào)201610658414.2, CN 106093460 A, CN 106093460A, CN 201610658414, CN-A-106093460, CN106093460 A, CN106093460A, CN201610658414, CN201610658414.2
【發(fā)明人】龍燦, 張文科, 袁國爐, 梁杰波, 潘云峰, 賴鑫, 李真仲, 鄭韶生
【申請人】珠海格力電器股份有限公司