一种用于冷却液箱容积测量的冷却液容积传感器

摘要

本发明提出了一种用于冷却液箱容积测量的冷却液容积传感器，与活塞、上位机连接，所述活塞和容积测量传感器安装在冷却液箱中，所述容积测量传感器包括壳体，以及安装在壳体中的霍尔传感器、传动机构、转换电路；还包括安装在壳体外的接头和插座；所述传动机构包括第一传动机构、第二传动机构、钢绳；位于壳体外的所述接头两端分别与活塞以及位于壳体内的钢绳连接，所述钢绳与第一传动机构连接，所述第一传动机构与第二传动机构连接，所述霍尔传感器安装在第二传动机构上，且与转换电路连接；所述转换电路与安装在壳体外的插座电信号连接，所述插座与上位机连接。本发明采用电信号作为输出，测试结果更加精准、测量精度更高。

说明书

技术领域

本发明属于传感器测量技术领域，具体地说，涉及一种用于冷却液箱容积测量的冷却液容积传感器。

背景技术

传统的封闭容器容积监测一般是通过测量活塞行程，来间接测量容积，有拉线式位移传感器、LVDT、复合式传感器等，通常这些传感器只能机械指示或输出电阻或输出电压。随着现在各行业的不断，对于传感器的输出形式和精度等要求越来越多也越来越高，电阻式和电压式输出不能满足抗干扰、远距离传输的要求，所以在使用中，存在温漂严重、信号失真、零位不可调等缺陷，同时需要开发多余度复合式传感器。安装在冷却液箱上的容积测量传感器是检测冷却液箱内容积的附件。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺点，提出了一种用于冷却液箱容积测量的冷却液容积传感器，采用电流信号的形式进行监测的输出，其输出稳定，测量精度高，同时通过上位机进行采集和处理数据不易失真。

本发明具体实现内容如下：

本发明提出了一种用于冷却液箱容积测量的冷却液容积传感器，与活塞、上位机连接，所述活塞和容积测量传感器安装在冷却液箱中，所述容积测量传感器包括壳体，以及安装在壳体中的霍尔传感器、传动机构、转换电路；还包括安装在壳体外的接头和插座；

所述传动机构包括第一传动机构、第二传动机构、钢绳；

位于壳体外的所述接头两端分别与活塞以及位于壳体内的钢绳连接，所述钢绳与第一传动机构连接，所述第一传动机构与第二传动机构连接，所述霍尔传感器安装在第二传动机构上，且与转换电路连接；

所述转换电路包括依次连接的信号采集电路、信号预处理电路、A/D转换电路，所述信号采集电路的输入端霍尔传感器连接，所述A/D转换电路的输出端与安装在壳体外的插座电信号连接，所述插座与上位机连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述第一传动机构包括横向转轴、滚筒、第一齿轮、轴承、涡圈弹簧，所述第二传动机构包括纵向转轴、第二齿轮；

所述轴承固定安装在壳体内，在轴承上可转动地横向安装横向转轴，第一齿轮和滚筒分别安装在横向转轴上，所述钢绳一端固定地缠绕在滚筒上，另一端与位于壳体外的接头连接；用于对横向转轴提供回复力的涡圈弹簧安装在轴承上并与横向转轴连接；

所述霍尔传感器固定安装在壳体内，所述纵向转轴与纵向设置并与霍尔传感器连接，所述第二齿轮设置在纵向转轴上且与设置在横向转轴上的第一齿轮啮合，实现纵向和横向之间的转换传动连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括显示表，所述显示表安装在壳体的上端板外部，且显示表的中心与所述纵向转轴同轴连接，在所述纵向转轴位于显示表内的部分上设置有随纵向转轴转动的指针；

所述冷却液箱包括位于箱体上部的上盖板，所述容积测量传感器设置在冷却液箱内顶端；位于壳体上部外的插座和显示表密封安装在冷却液箱顶端的上盖板外部。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述第一传动机构还包括挡圈，所述涡圈弹簧、滚筒、第一齿轮在横向转轴上按照离轴承从近到远的位置安装，所述挡圈安装在涡圈弹簧和滚筒之间，形成将涡圈弹簧限制在轴承与挡圈之间的限位结构。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括卡口，所述卡口外围设置螺纹，所述接头内孔设置相应的螺纹，卡口与接头通过螺纹可调节地连接在一起，所述活塞与卡口连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括弹簧，所述卡口与接头连接处形成一个内部腔体，所述弹簧安装在所述内部腔体中。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

（1）采用电信号作为输出，测试结果更加精准、测量精度更高；

（2）采用上位机进行数据采集和处理，其数据更加不容易失真；

（3）设置卡口，实现零位可调；

（4）设置了显示表，通过指针可实时进行油箱的显示。

附图说明

图1为上盖板上安装插座、显示表的示意图；

图2为本发明装置剖面示意图；

图3为轴承、横向转轴、涡圈弹簧等安装示意图；

图4为接头、卡口、弹簧安装示意图；

图5为涡圈弹簧结构示意图。

其中：1、上盖板，2、指针，3、插座，4、壳体，5、第一齿轮，6、第二齿轮，7、霍尔传感器，8、转换电路，9、滚筒，10、钢绳，11、接头，12、纵向转轴，13、涡圈弹簧，14、横向转轴，15、轴承，16、挡圈，17、弹簧，18、卡口。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

一种用于冷却液箱容积测量的冷却液容积传感器，与活塞、上位机连接，所述活塞和容积测量传感器安装在冷却液箱中，如图2所示，所述容积测量传感器包括壳体4，以及安装在壳体4中的霍尔传感器7、传动机构、转换电路8；还包括安装在壳体4外的接头11和插座3；

所述传动机构包括第一传动机构、第二传动机构、钢绳10；

位于壳体4外的所述接头11两端分别与活塞以及位于壳体4内的钢绳10连接，所述钢绳10与第一传动机构连接，所述第一传动机构与第二传动机构连接，所述霍尔传感器7安装在第二传动机构上，且与转换电路8连接；

所述转换电路8包括依次连接的信号采集电路、信号预处理电路、A/D转换电路，所述信号采集电路的输入端霍尔传感器7连接，所述A/D转换电路的输出端与安装在壳体4外的插座3电信号连接，所述插座3与上位机连接。

工作原理：接头11与活塞连接，活塞在冷却液箱中根据冷却液的多少进行位置变化，从而带动接头11向下移动，接头11进一步地带动钢绳10移动，钢绳10带动第一传动机构进行运动，进而带动第二传动机构运动，在第二传动机构上设置霍尔传感器7，霍尔传感器7根据第二传动机构的运动产生电磁场的变化，然后由转换电路将霍尔传感器7产生的信号转换为电流信号发送给上位机进行分析，进而得到冷却液的容积。电流信号的信号输出，信号稳定，信号传输距离长，同时能故障检测，应用4～20mA标准电流信号作为输出，远距离传输比电压信号和电阻信号有较大的精确度，不因距离变大信号失真；当传感器电流输出非4～20mA时，可判断传感器故障；同时4～20mA是较为安全的电流，在有燃油存在的环境中，可安全应用。

测量精度高，通过霍尔感应器7和转换电路8将测的角度的变化量转换为电流信号，温漂小，温漂为0.3%FS，常温测量精度1%FS。

实施例2：

本实施例在上述实施例1的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，如图2、图3、图5所示，所述第一传动机构包括横向转轴14、滚筒9、第一齿轮5、轴承15、涡圈弹簧13，所述第二传动机构包括纵向转轴12、第二齿轮6；

所述轴承15固定安装在壳体4内，在轴承15上可转动地横向安装横向转轴14，第一齿轮5和滚筒9分别安装在横向转轴14上，所述钢绳10一端固定地缠绕在滚筒9上，另一端与位于壳体4外的接头11连接；用于对横向转轴14提供回复力的涡圈弹簧13安装在轴承15上并与横向转轴14连接；

所述霍尔传感器7固定安装在壳体4内，所述纵向转轴12与纵向设置并与霍尔传感器7连接，所述第二齿轮6设置在纵向转轴12上且与设置在横向转轴14上的第一齿轮5啮合，实现纵向和横向之间的转换传动连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述第一传动机构还包括挡圈16，所述涡圈弹簧13、滚筒9、第一齿轮5在横向转轴14上按照离轴承15从近到远的位置安装，所述挡圈16安装在涡圈弹簧13和滚筒9之间，形成将涡圈弹簧13限制在轴承15与挡圈16之间的限位结构。

工作原理：采用滚筒9和钢绳10配合实现横向转轴14的转动，从而带动第一齿轮5的转动，然后带动第二齿轮6的转动，最终完成检测，同时设置涡圈弹簧13，可以使得失去活塞提供拉力的情况下，横向转轴14可以转动回去。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，如图1、图2所示，还包括显示表，所述显示表安装在壳体4的上端板外部，且显示表的中心与所述纵向转轴12同轴连接，在所述纵向转轴12位于显示表内的部分上设置有随纵向转轴12转动的指针2；

所述冷却液箱包括位于箱体上部的上盖板1，所述容积测量传感器设置在冷却液箱内顶端；位于壳体4上部外的插座3和显示表密封安装在冷却液箱顶端的上盖板1外部。

工作原理：在箱外设置接头11与上位机连接，同时设置显示器，可以进行传统的传动检测的显示，在传统显示与电信号显示结合的情况下，可给使用者更好的使用体验。这种多余度的设计，通过机械表盘指示冷却液箱的容积，方便人工目测，同时输出电流信号供上位机达到多余度设计，机械指示刻度和电流信号一一对应。

本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，如图5所示，还包括卡口18，所述卡口18外围设置螺纹，所述接头11内孔设置相应的螺纹，卡口18与接头11通过螺纹可调节地连接在一起，所述活塞与卡口18连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括弹簧17，所述卡口18与接头11连接处形成一个内部腔体，所述弹簧17安装在所述内部腔体中。

工作原理：通过卡口18，接头11快速与被测容器连接与断开，应用方便，同时设置螺纹可以实现零位调节，当传感器校准时，可以通过旋转卡口18调整卡口18和接头11的间距来调整传感器的零位。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。