工程船水平角度测量传感器.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102927898 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102927898 A *CN102927898A* (21)申请号 201110229053.7 (22)申请日 2011.08.11 G01B 7/30(2006.01) (71)申请人 镇江亿海软件有限公司 地址 212011 江苏省镇江市南门外吕家湾 70 号 (72)发明人 张洪涛 张苏城 (54) 发明名称 工程船水平角度测量传感器 (57) 摘要 本发明公开了一种工程船水平角度测量传感 器， 主要包括零件磁性主动转轴、 轴承、 磁性从动 转轴环形磁块、 磁性从动转轴安装座、 外壳底座

2、、 六角铜柱、 柔性联轴器、 内壳底座、 外壳圆筒、 法 兰、 橡胶密封垫、 内壳圆筒、 电位器、 环氧树脂、 绝 缘板、 电路板、 密封铜压帽、 防水外套、 密封铜压 圈、 密封胶圈、 信号电缆、 安装底座、 磁性从动转 轴、 铜套、 磁性主动转轴环形磁块、 环形磁块安装 圈、 安装座焊接板、 连接器。磁性主动转轴和磁性 从动转轴内对称有2块N级、 2块S级磁块， 磁性主 动转轴转动时， 磁性从动转轴能瞬时转动。 由于相 关零件采用 GB316 不锈钢材料， 能防海水的侵蚀 ； 由于信号电缆的接入采取了有效的防水措施， 传 感器能在水下工作。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明

3、书 2 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 4 页 1/1 页 2 1. 一种工程船水平角度测量传感器， 其特征在于 ： 主要零件包括磁性主动转轴 (1)、 GB267 滚珠轴承 (2)、 磁性从动转轴环形磁块 (3)、 连接螺钉 (4)、 磁性从动转轴安装座 (5)、 环形固定卡 (6)、 连接螺钉 (7)、 外壳底座 (8)、 固定螺钉 (9)、 六角铜柱 (10)、 柔性联轴器 (11)、 内壳底座(12)、 固定螺钉(13)、 外壳圆筒(14)、 法兰(15)、 固定螺钉(16)、 橡胶密封垫 (17)

4、、 上盖 (18)、 内壳圆筒 (19)、 CPP-45B 型精密导电塑料电位器 (20)、 环氧树脂 (21)、 绝 缘板 (22)、 信号电缆接线端子 (23)、 电路板 (24)、 电位器接线柱 (25)、 O 型密封胶圈 (26)、 电位器转轴 (27)、 固定螺钉 (28)、 防水套 (29)、 固定螺钉 (30)、 密封铜压帽 (31)、 防水外套 (32)、 密封铜压圈 (33)、 密封胶圈 (34)、 塑料防水帽 (35)、 信号电缆 (36)、 安装底座 (37)、 磁性从动转轴(38)、 铜套(39)、 磁性主动转轴环形磁块(40)、 环形磁块安装圈(41)、 油毡密 封圈

5、 (42)、 底部盖板 (43)、 安装座焊接板 (44)、 连接器 (45) ； 外壳圆筒 (14) 下端与外壳底 座 (8) 焊接成一体、 上端与法兰 (15) 焊接成一体、 中间开一孔与防水套 (29) 焊接成一体 ； 内壳圆筒 (19) 与内壳底座 (12) 焊接成一体， 内壳圆筒 (19) 内安装有 CPP-45B 型精密导电 塑料电位器 (20)、 电路板 (24)， 绝缘板 (22)， 环氧树脂 (21) ； 柔性联轴器 (11) 上端与电位 器转轴 (27) 连接， 下端与磁性从动转轴 (38) 连接 ； 防水套 (29) 与防水外套 (32) 用固定螺 钉 (30) 连接，

6、内安装有 4 个密封铜压圈 (33)， 4 个密封胶圈 (34)， 密封铜压帽 (31) 拧入防 水外套 (32) 的内螺孔 ； 磁性从动转轴 (38) 内对称嵌入 2 块 N 级、 2 块 S 级磁性从动转轴环 形磁块 (3)， 磁性主动转轴环形磁块 (40) 由 2 块 N 级、 2 块 S 级磁块用环氧树脂合牢固。 2. 根据权利要求 1 所述的一种工程船水平角度测量传感器， 其特征在于 ： 零件磁性主 动转轴 (1)、 磁性从动转轴安装座 (5)、 外壳底座 (8)、 内壳底座 (12)、 外壳圆筒 (14)、 法兰 (15)、 上盖 (18)、 防水套 (29)、 防水外套 (32)

7、、 安装底座 (37)、 安装座焊接板 (44)、 连接器 (45)， 均采用 GB316 不锈钢材料。 3. 根据权利要求 1 所述的一种工程船水平角度测量传感器， 其特征在于 ： 连接器 (45) 连接需要测量水平角度数值变化的工程船水下作业设备的水平铰活动部件， 安装座焊接板 (44) 焊接在工程船水下作业设备的水平铰固定部件上。 权 利 要 求 书 CN 102927898 A 2 1/2 页 3 工程船水平角度测量传感器 技术领域 0001 本发明涉及一种传感器， 尤其涉及工程船水平角度测量传感器。 背景技术 0002 工程船， 尤其是挖泥船， 在施工作业过程中， 需要测量水下作业设

8、备水平角度的数 值变化。工程船一般在海洋航道施工作业， 工程船水平角度测量传感器不仅要精确测量水 下作业设备水平角度的数值变化， 工程船水平角度测量传感器本身还要做好密封， 防止水 分渗透 ； 长时间放置在水下， 还要能防海水侵蚀。 目前， 市场上供应的传感器， 满足不了上述 要求。 发明内容 0003 发明目的 ： 发明工程船水平角度测量传感器， 能满足上述要求。 0004 技术方案 ： 本发明工程船水平角度测量传感器， 主要零件包括磁性主动转轴 (1)、 GB267 滚珠轴承 (2)、 磁性从动转轴环形磁块 (3)、 连接螺钉 (4)、 磁性从动转轴安装座 (5)、 环形固定卡 (6)、

9、连接螺钉 (7)、 外壳底座 (8)、 固定螺钉 (9)、 六角铜柱 (10)、 柔性联轴器 (11)、 内壳底座(12)、 固定螺钉(13)、 外壳圆筒(14)、 法兰(15)、 固定螺钉(16)、 橡胶密封垫 (17)、 上盖 (18)、 内壳圆筒 (19)、 CPP-45B 型精密导电塑料电位器 (20)、 环氧树脂 (21)、 绝 缘板 (22)、 信号电缆接线端子 (23)、 电路板 (24)、 电位器接线柱 (25)、 O 型密封胶圈 (26)、 电位器转轴 (27)、 固定螺钉 (28)、 防水套 (29)、 固定螺钉 (30)、 密封铜压帽 (31)、 防水外套 (32)、 密

10、封铜压圈(33)、 密封胶圈(34)、 塑料防水帽(35)、 信号电缆(36)、 安装底座(37)、 磁 性从动转轴(38)、 铜套(39)、 磁性主动转轴环形磁块(40)、 环形磁块安装圈(41)、 油毡密封 圈 (42)、 底部盖板 (43)、 安装座焊接板 (44)、 连接器 (45) ； 外壳圆筒 (14) 下端与外壳底座 (8) 焊接成一体、 上端与法兰 (15) 焊接成一体、 中间开一孔与防水套 (29) 焊接成一体 ； 内 壳圆筒 (19) 与内壳底座 (12) 焊接成一体， 内壳圆筒 (19) 内安装有 CPP-45B 型精密导电塑 料电位器 (20)、 电路板 (24)， 绝

11、缘板 (22)， 环氧树脂 (21) ； 柔性联轴器 (11) 上端与电位器 转轴 (27) 连接， 下端与磁性从动转轴 (38) 连接 ； 防水套 (29) 与防水外套 (32) 用固定螺钉 (30) 连接， 内安装有 4 个密封铜压圈 (33)， 4 个密封胶圈 (34)， 密封铜压帽 (31) 拧入防水 外套 (32) 的内螺孔 ； 磁性从动转轴 (38) 内对称嵌入 2 块 N 级、 2 块 S 级磁性从动转轴环形 磁块 (3)， 磁性主动转轴环形磁块 (40) 由 2 块 N 级、 2 块 S 级磁块用环氧树脂合牢固。零件 磁性主动转轴(1)、 磁性从动转轴安装座(5)、 外壳底座(

12、8)、 内壳底座(12)、 外壳圆筒(14)、 法兰 (15)、 上盖 (18)、 防水套 (29)、 防水外套 (32)、 安装底座 (37)、 安装座焊接板 (44)、 连 接器(45)， 均采用GB316不锈钢材料。 连接器(45)连接需要测量水平角度数值变化的工程 船水下作业设备的水平铰活动部件， 安装座焊接板 (44) 焊接在工程船水下作业设备的水 平铰固定部件上。 0005 有益效果 ： 由于相关零件采用 GB316 不锈钢材料， 能防止海水的侵蚀 ； 信号电缆的 接入采取了有效的防水措施， 传感器可以在水下工作 ； 由于磁性从动转轴内对称嵌入 2 块 N 说 明 书 CN 102

13、927898 A 3 2/2 页 4 级、 2 块 S 级磁块， 磁性主动转轴内也有 2 块 N 级、 2 块 S 级磁块， 异性相吸， 磁性主动转轴顺 时针或逆时针转动时， 磁性从动转轴能瞬时转动。 附图说明 0006 图 1 是工程船水平角度测量传感器剖面图 0007 图 2 是磁性从动转轴与磁性主动转轴环形磁块安装图 0008 图 3 是柔性联轴器剖面图 0009 图 4 是电路板原理图 0010 图 5 是本发明与工程船控制系统及工程船连接示意图 具体实施方式 0011 如图 1 所示 ： CPP-45B 型精密导电塑料电位器 (20) 由 3 个固定螺钉 (28) 连接内 壳底座 (

14、12) ； CPP-45B 型精密导电塑料电位器 (20) 由 3 根数据线接入电路板 (24)， 电路板 (24) 的信号由 3 根数据线接入绝缘板 (22) 上的电缆接线端子 (23) ； 填充环氧树脂 (21)， 盖住绝缘板 (22)， 起到固定和防水的作用。电缆接线端子 (23) 与信号电缆 (36) 连接。防 水外套 (32) 内穿入信号电缆 (36)， 4 个密封铜压圈 (33)， 4 个密封胶圈 (34) 间隔穿在信号 电缆 (36) 外， 密封铜压帽 (31) 的外螺纹紧紧拧入防水外套 (32) 的内螺孔， 使 4 个密封胶 圈 (34) 受压膨胀， 起到信号电缆 (36) 的

15、防水作用。磁性从动转轴安装座 (5) 与内壳底座 (12) 由 3 个六角铜柱 (10) 支撑， 连接螺钉 (7) 固定。 0012 如图 2 所示， 磁性从动转轴 (38) 内对称嵌入 2 块 N 级、 2 块 S 级磁性从动转轴环形 磁块 (3)， 用环氧树脂粘合牢固， 磁性主动转轴环形磁块 (40) 是由 2 块 N 级、 2 块 S 级磁块 用环氧树脂合牢固。 异性相吸， 磁性主动转轴顺时针或逆时针转动时， 磁性从动转轴能瞬时 转动。 0013 如图 3 所示， 柔性联轴器 (11) 的上、 下二端各有二个螺孔， 柔性联轴器 (11) 的上 端用螺丝连接电位器转轴 (27)， 下端用螺

16、丝连接磁性从动转轴 (38)。顺时针或逆时针转动 电位器转轴 (27)， 电流信号将变大或变小。 0014 如图 4 所示， 电路板 (24) 主要由运放 LM358、 芯片 AD694、 电阻、 电容组成， 将电位 器的角度信号转换成 4 20mA 的模拟量电流信号， 并加以放大。 0015 如图 5 所示， 连接器 (45) 连接工程船水下设备水平铰活动部件， 安装座焊接板 (44) 焊接在工程船水下设备水平铰固定部件上， 信号电缆 (36) 连接工程船计算机控制台。 0016 工程船在施工作业时， 工程船水下设备水平铰活动部件在一定的角度范围内呈 水平状态左右摆动， 带动连接器 (45)

17、、 磁性主动转轴 (1)、 磁性从动转轴 (38)、 电位器转轴 (27) 在一定的角度范围内随之顺时针或逆时针转动， 使 CPP-45B 型精密导电塑料电位器 (20) 的电流信号不断发生变化， 通过电路板 (24) 将 CPP-45B 型精密导电塑料电位器 (20) 的角度信号转换成 4 20mA 的模拟量电流信号， 并加以放大， 通过信号电缆 (36) 连接工程 船计算机控制台， 经计算机软件程序计算处理， 得到工程船作业水下设备水平铰活动部件 的水平角度数值。 说 明 书 CN 102927898 A 4 1/4 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 102927898 A 5 2/4 页 6 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102927898 A 6 3/4 页 7 图 4 说 明 书 附 图 CN 102927898 A 7 4/4 页 8 图 5 说 明 书 附 图 CN 102927898 A 8