水流流向传感器
专利汇可以提供水流流向传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 水 流流向 传感器 ，属于传感器技术领域，包括用于感应水流流向的万向板，万向板的一侧边固连 转向轴 ，转向轴的上部设置于 机架 底座上，转向轴相对所述机架底座转动连接；机架底座的上方设有 支撑 架，转向轴的上端依次套装第一 凸轮 和第二凸轮，第一凸轮左端及第二凸轮右端分别通过水平伸缩元件与支撑架相连，水平伸缩元件上设有与接收器相连的应变光栅。利用水流的冲击 力 使万向板由初始 位置 转动至与水流方向一致，万向板的旋转带动转向轴及第一凸轮、第二凸轮转动，进而引起两侧水平伸缩元件及其应变光栅的应变差，利用应变光栅测量水平伸缩元件的应变差间接测量水流流向，实现对水流方向360°的监测。，下面是水流流向传感器专利的具体信息内容。
1.水流流向传感器，其特征在于：包括用于感应水流流向的万向板，所述万向板的一侧边固连转向轴，所述转向轴的上部设置于机架底座上，所述转向轴相对所述机架底座转动连接；所述机架底座的上方设有支撑架，所述转向轴的上端依次套装第一凸轮和第二凸轮，所述第一凸轮左端及第二凸轮右端分别通过水平伸缩元件与所述支撑架相连，所述水平伸缩元件上设有与接收器相连的应变光栅。
2.如权利要求1所述的水流流向传感器，其特征在于：所述水平伸缩元件为应变弹簧，所述应变光栅设置在所述应变弹簧的能够产生应变的直线段上，所述应变弹簧的一端与所述支撑架相连，所述应变弹簧的另一端与所述第一凸轮或所述第二凸轮的边缘相连。
3.如权利要求2所述的水流流向传感器，其特征在于：所述支撑架为π形框架，所述支撑架包括第一立柱、第二立柱和横梁，所述第一立柱和第二立柱对称设置于所述转向轴两侧，所述横梁与所述第一立柱及所述第二立柱的上端固连，所述第一立柱和所述第二立柱的下端设置于所述机架底座上。
4.如权利要求3所述的水流流向传感器，其特征在于：所述第一凸轮和第二凸轮设置在矩形框内，所述矩形框两端分别设有导向轴；所述第一立柱和第二立柱均包括用于与所述应变弹簧连接的外支柱和用于与所述导向轴配合的内支柱，所述内支柱上设有用于与所述导向轴配合的导向孔；所述第一凸轮的左侧导向轴穿过内支柱与所述应变弹簧相连，所述第二凸轮的右侧导向轴穿过内支柱与所述应变弹簧相连。
5.如权利要求4所述的水流流向传感器，其特征在于：所述第一凸轮和第二凸轮为偏心轮。
6.如权利要求5所述的水流流向传感器，其特征在于：所述第一立柱的外支柱和内支柱的下端通过第一下边框相连，所述第二立柱的外支柱和内支柱的下端通过第二下边框相连，所述第一下边框和第二下边框均与所述机架底座相连。
7.如权利要求6所述的水流流向传感器，其特征在于：所述转向轴上设有垫环，所述垫环分别设置所述第一凸轮与所述机架底座之间、所述第一凸轮与所述第二凸轮之间。
8.如权利要求1-7任一项所述的水流流向传感器，其特征在于：所述转向轴与所述机架底座之间设有轴承。
9.如权利要求8所述的水流流向传感器，其特征在于：所述机架底座四周设有圆柱状机架护罩，所述机架护罩设置于所述支撑架外侧。
10.如权利要求9所述的水流流向传感器，其特征在于：所述机架护罩的顶部设有顶盖，所述顶盖中部设有用于与所述应变光栅相连的光纤通过的过孔。
水流流向传感器
技术领域
背景技术
上结构构件及整体抗力的衰减，影响结构的安全度和耐久度。因此，长期监测海洋洋流情
况，对掌握海上结构物的性能演变，评价结构的工作状态，针对性进行合理的养修，避免各
种安全事故发生，确保海上结构物的安全和提高使用年限具有重要意义，而水流流向是影
响海洋施工平台安全的主要因素之一，对海洋水流流向监测将为海上结构物的正常使用提
供安全保障。
发明内容
底座上，所述转向轴相对所述机架底座转动连接；所述机架底座的上方设有支撑架，所述转
向轴的上端依次套装第一凸轮和第二凸轮，所述第一凸轮左端及第二凸轮右端分别通过水
平伸缩元件与支撑架相连，所述水平伸缩元件上设有与接收器相连的应变光栅。
导向轴配合的内支柱，所述内支柱上设有用于与所述导向轴配合的导向孔；所述第一凸轮
的左侧导向轴穿过内支柱与所述应变弹簧相连，所述第二凸轮的右侧导向轴穿过内支柱与
所述应变弹簧相连。
机架底座相连。
动转向轴及第一凸轮、第二凸轮转动，转向轴转动角度不同引起两侧水平伸缩元件及其应
变光栅的应变差，利用应变光栅测量水平伸缩元件的应变差间接测量水流流向，实现对水
流方向360°的监测。
附图说明
实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些
附图获得其他的附图。
具体实施方式
用以解释本发明，并不用于限定本发明。
2，所述转向轴2的上部设置于机架底座4上，所述转向轴2相对所述机架底座4转动连接；所
述机架底座4的上方设有支撑架6，所述转向轴2的上端依次套装第一凸轮5和第二凸轮7，所
述第一凸轮5左端及第二凸轮7右端分别通过水平伸缩元件13与支撑架6相连，所述水平伸
缩元件 13上设有与接收器23相连的应变光栅24。利用水平伸缩元件的位移变化引起应变
光栅的周期和有效折射率的变化，从而导致光栅特征波长的变化，进而通过接收器测量特
征波长的移动量来测量水平伸缩元件的位移量，进而测量出转向轴的转动角度，能够快速、
准确、实时的测量水流方向的变化。
向轴转动角度不同引起两侧水平伸缩元件及其应变光栅的应变差，利用应变光栅测量水平
伸缩元件的应变差间接测量水流流向，实现对水流方向360°的监测。本发明具有结构简单、
测量范围广、灵敏度高、制作成本低等优点，能够快速、准确、实时的测量水流流向的变化，可广泛用于各种水流环境中。
段，所述应变弹簧的一端与支撑架6相连，所述应变弹簧的另一端与第一凸轮5或第二凸轮7
的边缘相连。转向轴的旋转带动第一凸轮和第二凸轮的转动，进而使第一凸轮及第二凸轮
两侧的应变弹簧的伸缩量发生变化，应变弹簧的伸缩引起应变光栅的变化，进而可测量出
水流方向的变化。
立柱15的上端固连，所述第一立柱14和第二立柱15的下端设置于机架底座4上。利用π形框
架的支撑架来固定应变弹簧，制作简单方便，安装快捷；同时利用横梁增强第一立柱和第二
立柱的稳固性。
述第一立柱14和第二立柱15均包括用于与所述应变弹簧连接的外支柱17和用于与所述导
向轴21配合的内支柱16，所述内支柱16 上设有用于与所述导向轴21配合的导向孔；所述第
一凸轮5的左侧导向轴21 穿过内支柱16与所述应变弹簧相连，所述第二凸轮7的右侧导向
轴21穿过内支柱16与所述应变弹簧相连。利用矩形框对第一凸轮和第二凸轮进行限位，同
时利用矩形框两侧的导向轴与内支柱配合，对导向轴进行导向，确保应变弹簧产生水平位
移。矩形框两端导向轴在内支柱的过孔内水平移动，实现应变弹簧的水平伸缩，保证应变光
栅的变化准确率，进而实现水流流向的精确测量。
的外支柱17和内支柱16的下端通过第二下边框19相连，所述第一下边框18和第二下边框19
均与机架底座4相连。所述横梁与所述第一立柱14、所述第二立柱15、所述第一下边框18和
所述第二下边框19 一体成型，提高了支撑架的整体强度，支撑架下端的第一下边框和第二
下边框通过螺栓安装在机架底座上，更方便安装拆卸。
轮和第二凸轮相对转向轴固定连接，能够随着转向轴的旋转而旋转。
凸轮7之间。借助垫环可以避免第一凸轮与机架底座之间、及第一凸轮与第二凸轮之间的摩
擦，确保转向轴的自由旋转。
力，确保转向轴相对机架底座转动灵活。
架护罩对其内部工作空间与外部环境进行隔离，使工作空间形成一个相对封闭的空间；同
时对其内部各部件进行保护，保证测量的准确度。
过的过孔。顶盖中部过孔与光纤间要确保密封良好，避免内部各部件受到干扰，保证测量精
度；与应变光栅相连的光纤与接收器23 相连。
板平面平行且由近轴端流向远轴端时，万向板最终将处于平衡状态不再旋转，否则将继续
旋转至平衡状态；转向轴转动驱动与第一凸轮及第二凸轮连接的导向轴产生位移，导向轴
的位移将使与其连接的应变弹簧产生应变，两个应变光栅通过光纤串联后再与接收器相
连，粘贴在应变弹簧上的应变光栅将感知应变弹簧的应变并通过光纤传递到接收器上，两
个应变光栅通过光纤串联后再与接收器相连，通过转动轴转动角度引起的上下导向轴的位
移差从而可以得到万向板转动角度，从而得到水流流向。
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