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椭圆形 齿轮计

阅读：202发布：2020-05-12

专利汇可以提供椭圆形齿轮计专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于流体测量的椭圆形齿轮计，该齿轮计包括：两个椭圆形齿轮(1，2)，布置成在设置于壳体(3)的腔(4)中同步地旋转，待测量介质流动通过所述腔，齿轮(1，2)的旋转移动与流率成比例。该齿轮计装配有用于检测椭圆形齿轮(1，2)的旋转移动的装置。用于检测椭圆形齿轮(1，2)的旋转移动的装置包括布置于椭圆形齿轮其中之一(1或2)的永磁体 (8)，与其旋转轴 (7)同心，以及布置在壳体(3)的壁部的外表面上的传感器回路(9)，其位置与其永磁体(8)的位置重合。，下面是椭圆形齿轮计专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于流体测量的椭圆形齿轮计，该齿轮计包括：两个椭圆形齿轮(1，2)，布置成在设置于壳体(3)的腔(4)中同步地旋转，待测量介质流动通过所述腔，齿轮(1，2)的旋转移动与流率成比例，该齿轮计装配有用于检测椭圆形齿轮(1，2)的旋转移动的装置，其特征在于，用于检测椭圆形齿轮(1，2)的旋转移动的装置包括布置于椭圆形齿轮其中之一(1或2)的永磁体(8)，所述永磁体(8)与其旋转轴(7)同心，以及基于角度-传感器-类型的测量原理布置在壳体(3)的壁部的外表面上的传感器回路(9)，其位置与永磁体(8)的位置重合。
2.根据权利要求1所述的齿轮计，其特征在于，传感器回路(9)布置成在每次转动时相应于永磁体(8)的角度位置输送脉冲，间隔小于1度。
3.根据权利要求2所述的齿轮计，其特征在于，传感器回路(9)布置成相应于永磁体(8)的角度位置输送脉冲，间隔为0.35度。

说明书全文

椭圆形齿轮计

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于流体测量的椭圆形齿轮计，该齿轮计包括：布置成在设置于壳体的腔中同步转动的两个椭圆形齿轮，待测量介质布置成流动通过该腔，齿轮的旋转运动与流率成比例，该齿轮计装配有用于检测椭圆形齿轮的旋转移动的装置。

背景技术

[0002] 上述类型的椭圆形齿轮目前在对诸如液体的介质进行流体测量方面是公知的，应用于不同的技术领域。

[0003] 使用椭圆形齿轮计的关键方面是检测齿轮的旋转移动。从齿轮的旋转移动获得的数据能够实现流率的判定。在现有技术方案中，齿轮的旋转移动通常通过为齿轮设置检测件或多个检测件而进行检测。当使用由不导电材料制成的传感器壳体结构和齿轮时，由金属制成的检测件可使用感应性传感器进行检测。在导电的情况下，使用非磁性齿轮和壳体，检测件可以是借助设置在壳体外部的Reed或Hall式传感器检测的磁体。

[0004] 上述方案原则的优势在于：传感器可设置于封装在壳体中的计量部件的外部。当然，缺点在于，它们仅能够获得一些脉冲/齿轮转，例如1至4个脉冲/齿轮转，因此，关于流率的信息仍然是不准确的。

[0005] 为了消除上述方案不精确的问题，在本领域已经提出将角度传感器安装至椭圆形齿轮轴的方案。这种方案的优势在于，例如根据传感器的类型获得脉冲数，可以是1000个脉冲/转。

[0006] 但是，采用角度传感器的方案的问题在于，如何将旋转轴密封至测量部件的壳体。

[0007] 所引用的现有技术的实例包括日本出版物7190828、8285654、5264315以及美国出版物5992230记载的方案。

发明内容

[0008] 本发明的目的是提供一种能够消除现有技术的劣势的方案。这是通过本发明的椭圆形齿轮计实现的。本发明的椭圆形齿轮计的特征在于，用于检测椭圆形齿轮的旋转移动的装置包括布置于椭圆形齿轮其中之一的永磁体，与旋转轴同心，以及布置在壳体壁部的外表面上的传感器回路，其位置与永磁体的位置重合。

[0009] 最重要的，本发明的优势在于其允许进行精确的测量，而不会引起与密封有关的任何问题。换句话说，本发明成功地将现有技术方案的优势与消除现有技术劣势结合到一起。附图说明

[0010] 在下文中，将参照如附图所示的实施例公开本发明，其中：

[0011] 图1a至1e示出椭圆形齿轮计的操作原理的一系列示意性视图；

[0012] 图2示出用于检测齿轮运动的现有技术方案的实例；

[0013] 图3是从另一方向示出图2的实例的视图；

[0014] 图4示出在本发明的方案中使用的传感器的基本原理；

[0015] 图5是在本发明的齿轮计中检测椭圆形齿轮的示意性视图；

[0016] 图6是示出本发明的方案的不同连接(coupling)备选方案和传感器功能的方框图。

具体实施方式

[0017] 图1a至1e示出椭圆形齿轮计的操作原理的一系列示意性视图。该椭圆形齿轮由附图标记1和2示出。齿轮1、2布置成在形成于壳体3中的腔4中同步地旋转，待测量介质布置成流过该腔。齿轮1、2的旋转移动与流率成比例。

[0018] 由于与椭圆形齿轮计的操作原理相关的技术在本领域技术人员中已经公知，所以与其有关的各方面在本文中不再进行详细地讨论。

[0019] 此外，椭圆形齿轮计的操作的关键特征是检测齿轮的旋转。图2和3示出现有技术齿轮移动检测原理的实例。

[0020] 在图2和3中使用类似的附图标记表示图1a至1e所示的类似部件。图2和3所示的实例的操作以使用Hall传感器为基础。Hall元件在图中由附图标记5表示，布置于齿轮的磁体采用附图标记6表示。另外，图3清楚地示出其上布置有椭圆形齿轮以进行旋转的轴7。

[0021] 以Hall元件为基础的方案也示出本领域技术人员公知的技术，因此与其有关的各方面没有在本文中进行详细地说明。图2和3也示出该方案的劣势在于，齿轮每转一次所获得的脉冲量较小，因此该齿轮计没有在精确性方面提供最佳的可能特性。

[0022] 本发明的基本思想是提供一种结合有现有技术的优势的椭圆形齿轮计方案，即从壳体外部检测齿轮移动并且使用角度传感器式测量原理，由此，齿轮每转一次可获得大量的脉冲数并实现高测量分辨度。

[0023] 根据本发明，齿轮移动借助磁性角度传感器进行检测，该传感器的基本原理如图4所示。该结构包括永磁体8和传感器回路9。永磁体8设置于椭圆齿轮其中之一，与转动轴7同心，并且布置成随着齿轮进行旋转。该传感器回来9设置在壳体3的壁部的外表面上，其位置与永磁体8重合。图5是本发明的构造的示意性视图。图5也示出由附图标记10示出的电路板，其上布置有传感器回路9。

[0024] 壳体3的传感器回路9与永磁体8之间的壁部的厚度可以是例如0.5-1.8mm。该壳体可以由任何适当的材料制成，诸如非磁性钢。

[0025] 传感器回路9布置成相应于永磁体8的角度位置产生一个脉冲/转，优选的间隔为小于1度，例如0.35度。可使用任何适当的传感器回路作为传感器回路9。适当的传感器回路的实例包括奥地利的Microsystems AS5040，其分辨度为10bits，这意味着相应于永磁体8的每次完整转动可获得1024个脉冲，即，脉冲间隔是0.35度。除了提供脉冲，传感器回路9以数字和PWM 信号的形式示出永磁体8的旋转方向和绝对位置。也可从其他回路制造商得到适当的传感器回路。

[0026] 图6是示出本发明的方案的传感器功能和不同的连接备选方案的实例的方框图。类似的附图标记在图6中用于上述附图中所示的类似部件。另外，附图标记11示出动力源，附图标记12示出连接部件。

[0027] 上述实施例并不意在限制本发明，但是也完全可以在权利要求的范围内自由地修改本发明。因此，显然，本发明的椭圆形齿轮计或其细节并不必须与附图中完全一致，也可采用其他方案。例如，图6并不被认为是任何类型的限制性方案，而只是各种其他实施例等的实例。

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