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1、(10)申请公布号 CN 102519526 A (43)申请公布日 2012.06.27 C N 1 0 2 5 1 9 5 2 6 A *CN102519526A* (21)申请号 201110402831.8 (22)申请日 2011.12.07 G01F 1/58(2006.01) G01P 13/00(2006.01) (71)申请人上海三浪车辆部件有限公司 地址 201700 上海市青浦区华纺路69号3幢 2层B区233室 (72)发明人张维国 袁宇 (74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限 公司 31211 代理人丁纪铁 (54) 发明名称 流体传感器及其检测流体的流动状态的。
2、方法 (57) 摘要 本发明公开了一种流体传感器,包括:壳体, 其侧面具有一凹槽;其一端具有流体入口;其另 一端具有流体出口;在壳体内部具有连接流体入 口和流体出口的流道;所述流道包括连通的第一 腔体和第二腔体;第二腔体的截面形状完整覆盖 第一腔体的截面形状且更大。溢流阀芯,可滑动地 固定于第一腔体和第二腔体中。磁铁,可滑动地固 定于第二腔体中,且紧挨着溢流阀芯。限位螺栓, 设置在壳体具有流体出口的那一端。复位弹簧,固 定在磁铁和限位螺栓之间。霍尔传感器,设置在壳 体侧面的凹槽中。该流体传感器可以适应任何种 类的流体,尤其适用于流速慢、粘度高的液体,例 如润滑油脂的流动状态检测。其还具有体积小。
3、、易 安装、成本低廉等特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 附图3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 2 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/2页 2 1.一种流体传感器,其特征是,包括: 壳体,其侧面具有一凹槽;其一端具有流体入口;其另一端具有流体出口;在壳体内部 具有连接流体入口和流体出口的流道;所述流道包括连通的第一腔体和第二腔体;第二腔 体的截面形状完整覆盖第一腔体的截面形状且更大; 溢流阀芯,可滑动地固定于第一腔体和第二腔体中; 磁铁,可滑动地固定于第二腔体中,且紧挨着溢流阀芯; 限位螺栓,设置在壳体具有流体出口的那一端。
4、; 复位弹簧,固定在磁铁和限位螺栓之间; 霍尔传感器,设置在壳体侧面的凹槽中。 2.根据权利要求1所述的流体传感器,其特征是,所述溢流阀芯的截面形状小于或等 于第一腔体的截面形状。 3.根据权利要求1所述的流体传感器,其特征是,所述磁铁的截面形状包含所述第二 腔体比第一腔体新增截面的部分或全部。 4.根据权利要求1所述的流体传感器,其特征是,所述溢流阀芯的两端具有倒角部位。 5.根据权利要求1所述的流体传感器,其特征是,所述溢流阀芯的外侧壁上具有均压 槽,所述均压槽与溢流阀芯的中轴线相平行。 6.根据权利要求1所述的流体传感器,其特征是,所述限位螺栓上设有一个或多个通 孔,这些通孔作为流体出口。
5、。 7.如权利要求1所述的流体传感器检测流体的流动状态的方法,其特征是,所述方法 为: 初始状态下,溢流阀芯的一端紧挨着第一腔体的一端端面,溢流阀芯的另一端与磁铁 相接触; 当流体从流体入口进入,流体挤压着溢流阀芯和磁铁一起向第二腔体的方向运动,当 溢流阀芯完全进入到第二腔体时,流体从溢流阀芯与第二腔体的内壁之间的缝隙中流出, 接着又从磁铁和第二腔体的内壁之间的缝隙流出,并经过磁铁旁侧、复位弹簧旁侧,从流体 出口中流出;这一过程中,流体始终挤压着溢流阀芯和磁铁,磁铁又使复位弹簧呈现被压缩 的状态; 当流体停止从流体入口中进入,被压缩的复位弹簧挤压着磁铁和溢流阀芯一起向着第 一腔体的方向运动,直。
6、至溢流阀芯的一端紧挨着第一腔体的一端端面; 在上述过程中,霍尔传感器通过检测磁铁的磁性信号的大小强弱而获知磁铁的位置, 从而得知流体是否经过流道。 8.根据权利要求7所述的流体传感器检测流体的流动状态的方法,其特征是,当流体 从流体入口进入,流体挤压着溢流阀芯向第二腔体的方向运动的过程中,部分流体从溢流 阀芯侧壁的均压槽中流出。 9.根据权利要求7所述的流体传感器检测流体的流动状态的方法,其特征是,当流体 停止从流体入口进入,溢流阀芯向第一腔体的方向运动的过程中,第一腔体内残留的流体 通过溢流阀芯侧壁的均压槽流出。 10.根据权利要求7所述的流体传感器检测流体的流动状态的方法,其特征是,霍尔传。
7、 感器设置在与初始状态下的磁铁最近的位置,从而在初始状态下检测到最强的磁性信号; 权 利 要 求 书CN 102519526 A 2/2页 3 当磁性信号变弱,则表示磁铁远离霍尔传感器,同时表示有流体经过; 当磁性信号重新回到最强,则表示磁铁回归初始状态下的原位,同时表示没有流体经 过。 权 利 要 求 书CN 102519526 A 1/4页 4 流体传感器及其检测流体的流动状态的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种对流体的流动状态进行检测的流体传感器。 背景技术 0002 流体传感器要求将流体的流动状态或静止状态以电信号的形式输出,从而可以通 过仪器检识该信号,并通过仪表显示出来,以达。
8、到自动检测、或在故障时自动报警的目的。 0003 在流体检测领域,目前缺乏结构简单、并且可以有效地检测流体的流动状态的传 感器。 0004 传统的流量计用于测量流体的流量,尽管可用于检测流体的流动状态,但有明显 的缺陷。其一,由于通常采用叶轮等转动部件作为检测器件,对于流速慢、粘度高的流体 (例如润滑系统中油脂)的测量可靠性将大大降低;其二,此类传感器体积较庞大,对于狭 小空间的应用场合,并不适合;其三,制造精度要求高,导致造价偏高,不适合低成本、大批 量的应用。 0005 在汽车、机械等集中润滑领域中,目前缺乏结构简单,并且可以有效地检测分油管 路中油脂流动状态的流体传感器。为了适应特殊的狭。
9、小的工作环境,要求该流体传感器的 体积不宜过大。为了保证应用的可靠性,要求其结构尽量简单。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题是提供一种流体传感器,可以适用于任何流体(包括 流速慢、粘度高的流体),并能适应频繁的流动和静止切换,信号输出可靠。为此,本发明还 要提供所述流体传感器对流体的流动状态进行检测的方法。 0007 为解决上述技术问题,本发明流体传感器包括: 0008 壳体,其侧面具有一凹槽;其一端具有流体入口;其另一端具有流体出口;在壳体 内部具有连接流体入口和流体出口的流道;所述流道包括连通的第一腔体和第二腔体;第 二腔体的截面形状完整覆盖第一腔体的截面形状且更大; 0009。
10、 溢流阀芯,可滑动地固定于第一腔体和第二腔体中; 0010 磁铁,可滑动地固定于第二腔体中,且紧挨着溢流阀芯; 0011 限位螺栓,设置在壳体具有流体出口的那一端; 0012 复位弹簧,固定在磁铁和限位螺栓之间; 0013 霍尔传感器,设置在壳体侧面的凹槽中。 0014 所述流体传感器的检测方法为: 0015 初始状态下,溢流阀芯的一端紧挨着第一腔体的一端端面,溢流阀芯的另一端与 磁铁相接触; 0016 当流体从流体入口进入,流体挤压着溢流阀芯和磁铁一起向第二腔体的方向运 动,当溢流阀芯完全进入到第二腔体时,流体从溢流阀芯与第二腔体的内壁之间的缝隙中 流出,接着又从磁铁和第二腔体的内壁之间的缝。
11、隙流出,并经过磁铁旁侧、复位弹簧旁侧, 说 明 书CN 102519526 A 2/4页 5 从流体出口中流出;这一过程中,流体始终挤压着溢流阀芯和磁铁,磁铁又使复位弹簧呈现 被压缩的状态; 0017 当流体停止从流体入口中进入,被压缩的复位弹簧挤压着磁铁和溢流阀芯一起向 着第一腔体的方向运动,直至溢流阀芯的一端紧挨着第一腔体的一端端面; 0018 在上述过程中,霍尔传感器通过检测磁铁的磁性信号的大小强弱而获知磁铁的位 置,从而得知流体是否经过流道。 0019 本发明流体传感器通过巧妙设计的两个腔体的形状,使流体从流动状态到静止状 态后,整个系统可以尽快恢复到初始状态,从而使传感器可靠地迎接下。
12、一次检测。该流体传 感器可以适应任何种类的流体,尤其适用于流速慢、粘度高的液体,例如汽车、机械等集中 润滑领域中润滑油脂的流动状态检测。其还具有体积小、易安装、成本低廉等特点。 附图说明 0020 图1是本发明流体传感器的一个实施例的剖面示意图; 0021 图2a是图1中A-A向剖面示意图; 0022 图2b是图2a中的第二腔体20b的示意图; 0023 图2c是图2a中的磁铁41的示意图; 0024 图3a是图1中B-B向剖面示意图(不包括霍尔传感器50); 0025 图3b是图3a中的第一腔体20a的示意图; 0026 图3c是图3a中的溢流阀芯31的示意图。 0027 图中附图标记说明:。
13、 0028 10为流体传感器;11为壳体;20为流道;20a为第一腔体;20b为第二腔体;21为 流体入口;22为流体出口;31为溢流阀芯;31a、31b为溢流阀芯两端的倒角;31c为均压槽; 41为磁铁;42为限位螺栓;43为复位弹簧;50为霍尔传感器。 具体实施方式 0029 请参阅图1,这是本发明流体传感器的一个实施例。该流体传感器10具有壳体11, 在壳体11的一端具有流体入口21,另一端具有流体出口22。流体入口21和流体出口22 之间、且在壳体11内部具有容纳流体经过的流道20。流道20至少包括有相互连通的第一 腔体20a和第二腔体20b,后者的截面积较大,因此第二腔体20b在与第。
14、一腔体20a相连通 处仍具有部分底面。 0030 本发明要求第二腔体20b的截面形状完整包含第一腔体20a的截面形状,并在此 基础上有所增加。将第二腔体20b的截面形状与第一腔体20a的截面形状相增加的部分称 为新增截面。这样与第一腔体20a的截面形状相适应的部件可以自由滑动在第一腔体20a 和第二腔体20b之中,而与所述新增截面的部分或全部相适应的部件只能自由滑动在第二 腔体20b中不能滑动到第一腔体20a中。 0031 优选地,第一腔体20a呈圆柱体,其横截面形状如图3b所示。第二腔体20b呈圆 柱体和长方体相结合,其横截面形状如图2b所示。这两个腔体20a、20b中的圆柱体的轴在 同一条。
15、直线上,或者可以理解为第一腔体20a的圆柱体延伸到第二腔体20b中。 0032 在第一腔体20a中具有溢流阀芯31,该溢流阀芯31的一端抵住第一腔体20a的一 说 明 书CN 102519526 A 3/4页 6 端端面,该溢流阀芯31的另一端与磁铁41相接触。在溢流阀芯31的外侧壁具有多道均压 槽31c,如图3c所示。该均压槽既可保证溢流阀芯31在第一腔体20a和第二腔体20b内稳 定滑动,又为流体提供了一条溢流通道。 0033 优选地,溢流阀芯31的两端都具有倒角部位31a、31b,如图1所示。所述溢流阀 芯31的截面形状小于或等于第一腔体20a的截面形状(即第一腔体20a的截面形状完整 。
16、包含溢流阀芯的截面形状)。优选地,溢流阀芯31的截面形状与第一腔体20a的截面形状 相适应,因而溢流阀芯31可滑动地限定在第一腔体20a和第二腔体20b中。例如,溢流阀 芯31大致呈圆柱体,其横截面形状如图3c所示。溢流阀芯31上的均压槽31c与其中轴线 相平行。 0034 在第二腔体20b中具有磁铁41,磁铁41的一侧与溢流阀芯31的另一端相接触。 在壳体11的另一端处具有限位螺栓42,在该限位螺栓42上开设有一个或多个通孔作为流 体出口22。复位弹簧43固定在磁铁41和限位螺栓42之间,且位于第二腔体20b中。当 磁铁41与溢流阀芯31相接触、且溢流阀芯31紧挨着第一腔体20a的一端端面时。
17、,复位弹 簧43呈未压缩也未拉伸的正常状态。该正常状态的复位弹簧43的弹性力迫使磁铁41和 溢流阀芯31相接触并紧压。 0035 优选地,磁铁41呈长方体,其横截面形状如图2c所示。限位螺栓42呈圆柱体。所 述磁铁41的截面形状包含有所述新增截面的部分或全部,因而磁铁41仅可滑动地限定在 第二腔体20b中,而无法滑动到第一腔体20a中。 0036 在壳体11的侧面还具有一个凹槽,其中设有霍尔传感器50,用来检测磁铁41的磁 性信号并转换为电信号输出。 0037 上述流体传感器的工作原理如下。 0038 初始状态下,溢流阀芯31的一端(右端)紧挨着第一腔体20a的一端(右端)端 面,磁铁41与溢。
18、流阀芯31的另一端(左端)相接触。复位弹簧43呈未压缩也未拉伸的正 常状态。 0039 当有流体(尤其是液体)从流体入口21进入流道20,并进入第一腔体20a时,小 部分的流体从溢流阀芯31侧壁的均压槽31c中流出,如图3a所示;大部分的流体则挤压着 溢流阀芯31向左运动,溢流阀芯31又挤压着磁铁41向左运动。当溢流阀芯31完全进入到 第二腔体20b时,溢流阀芯31与第二腔体20b的内壁之间的缝隙远大于溢流阀芯31侧壁 的均压槽,如图2b和图3c所示。流体从该缝隙中流出。接着,流体又从磁铁41和第二腔 体20b的内壁之间的缝隙流出,如图2a所示;并经过磁铁41旁侧、复位弹簧43旁侧,从限 位螺。
19、栓42上的流体出口22中流出。这一过程中,流体始终挤压着溢流阀芯31和磁铁41, 磁铁41又使复位弹簧43呈现被压缩的状态。 0040 当流体停止从流体入口21中进入,则溢流阀芯31不再受到流体的压力。在被压 缩的复位弹簧43的作用下,磁铁41向右运动并挤压溢流阀芯31一起向右运动,直至溢流 阀芯31的一端(右端)紧挨着第一腔体20a的一端(右端)端面。复位弹簧43恢复为初 始状态下的未被压缩也未被拉伸的状态。这一过程中,第一腔体20a内残留的小部分流体 通过溢流阀芯31侧壁的均压槽31c流出。 0041 在上述流体开始经过流道20并最终停止的过程中,霍尔传感器50通过检测磁铁 41的磁性信号。
20、的大小强弱而获知磁铁41的位置。优选地,将霍尔传感器50设置在与初始 说 明 书CN 102519526 A 4/4页 7 状态下的磁铁41最近的位置,从而在初始状态下可检测到最强的磁性信号。当磁性信号变 弱,则表示磁铁41远离霍尔传感器50,同时表示有流体经过。当磁性信号重新回到最强,则 表示磁铁41回归初始状态下的原位,同时表示没有流体经过。 0042 以上仅为本发明的优选实施例,并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来 说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同 替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 102519526 A 1/3页 8 图1 说 明 书 附 图CN 102519526 A 2/3页 9 图2a 图2b 图2c 图3a 说 明 书 附 图CN 102519526 A 3/3页 10 图3b 图3c 说 明 书 附 图CN 102519526 A 10 。