热导流量监测器制造技术

热导流量监测器，属于测量技术，用于电机冷却、润滑系统的管路介质的流量监测，克服现有的检测装置存在的仅适于清洁介质、因环境和介质温度影响误差较大等不足。由位于流体管路上不同流速位置的两个传感单元和以微处理器为核心的控制、显示单元及集中各部件于一体的组合构件组成；其中传感单元包括埋在同一块导热胶中的一个温度传感元件和一个电热元件及与包裹导热胶块使用时接触流体的金属外壁；两个传感单元结构相同。结构上有相对流体管路侧向插入的插入式和串接在流体管路中的管道式两种结构形式，本实用新型专利技术的积极效果是：控制单元向传感单元注入恒定阶跃加热功率，并巡检两组传感器的输出信号，能在线自动补偿因汽蚀、污染及介质温度变化引起的偏差。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测量
，具体涉及一种热导式电机冷却、润滑系统管路介质的流量监测装置。
技术介绍
电机润滑和冷却系统的油、水管路的流量关系到机组轴承等部件的冷却效果。监测管路的介质流速或流量是保障机组安全运行的必要手段。介质的流速降低，将导致冷却效果下降，威胁机组运行安全。目前实际应用中，多使用热导式流速传感器。这种传感器的典型配置由两个电阻型温度敏感元组成。其中一个RTD作为介质温度传感器，另一只作为流速传感器，需施加一·定加热功率的电源激励。测量方法一种为恒温差法，就是在不同的介质流速下，保持流速传感器和介质温度传感器恒定的温差，而加热功率根据电桥测得的温差不断调整，稳态功率的大小与介质的流速大小--对应；另一种是恒功率法，就是在加热功率恒定的前提下，通过电桥测量两个温度敏感元件的电位差，电位差与温差成正比，温差大小与介质的流速--对应。上述热导式流速传感器，存在以下问题(I)、对于水等液态介质的流速测量，传感器表面易被汽蚀或污染，影响测量精度。(2)、两个温度敏感元件的线性随介质温度的变化而漂移，造成较大的系统测量误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种热导流量监测器，用于电机冷却、润滑系统的管路介质的流量监测，克服现有的检测装置存在的仅适于清洁介质、因环境和介质温度影响误差较大等不足。本专利技术的热导流量监测器由位于流体管路上不同流速位置的两个传感单元和以微处理器为核心的控制、显示单元及集中各部件于一体的组合构件组成。其中传感单元包括埋在同一块导热胶中的一个温度传感元件和一个电热元件及与包裹导热胶块使用时接触流体的金属外壁；两个传感单元使用相同规格的元件，具有同样的结构及尺寸。两个传感单元中的温度传感元件分别连接控制、显示单元中的信号放大器和恒流源。与两个温度传感元件相邻的电热元件分别接控制、显示单元的电源控制电路。以上为本专利技术基本技术方案。本专利技术的控制单元优选结构包括温度传感元件信号输出差动放大器、连在放大器输出端的A/D转换器、连接A/D转换器的CPU、连接CPU的加热器供电开关驱动电路、连接供电开关驱动电路作为开关使用的两个三极管、连接CPU的键盘及显示屏。在需要配置现场超值报警器和远端显示、存储器时，控制单元中还包括连接CPU的报警驱动电路、连接报警驱动电路的报警触发继电器组、连接继电器组的报警器连线接口 ；连接CPU的D/A转换器、连接D/A转换器的V/I转换器、连接V/I转换器的远传信号线接口。本专利技术的监测器基于在流体管路上的安装方式不同，有相对流体管路侧向插入的插头式和串接在流体管路中的管道式两种结构形式，其中的插入式监测器包括与流体管路管壁上的螺纹孔配合的组合构件探头座、固定在探头座下端的柱形探头、固定在探头座上端装有控制单元电路板的显示、报警装置的盒体；探头包含相隔一定距离的、有圆柱形外表面的一个低流速位置传感单元和一个高流速位置传感单元；低流速位置传感单元与探头座之间及高、低流速位置传感单元之间有作为连接构件的绝热材料管，传感单元中的热敏信号输出线和电热元件电源线穿过绝热材料管和安装螺纹件的内孔连接到控制、显示单元。用于小管径流量测量的插入式流量监测器，其安装螺纹件上有向下(向流体导管内)延伸的柱形容腔，低流速位置传感单元位于该容腔中；高、低流速位置传感单元根据待 监测的流体管路的管径设定相应间距。串接在流体管路中的管道式监测器包括一个将两个传感单元和显示、报警装置盒体组合成整体的管状接头，管状接头内有两段不等孔径的流体通道，装有控制单元电路板的显示、报警装置的盒体固定在管状接头圆周的一侧；管状接头侧壁上对应大孔径流体通道和小孔径流体通道位置的管壁上分别有容纳传感单元的凹槽，在凹槽底平面有温度传感元件、加热元件、包裹温度传感元件和电热元件导热胶构成传感单元；传感单元与凹槽之间的间隙填充有绝热材料，传感单元至凹槽上口填充有普通密封胶。两个传感单元的元件参数、结构形式相同或相似，两个传感单元的热传感信号输出线和加热器电源线经载体上的引线沟槽引至控制、显示单元。本专利技术的积极效果是以微处理器为核心的监测单元间歇地对探头巡回注入恒定的阶跃加热功率，并巡检两组传感器的输出信号，经放大、A/D转换等环节输入的CPU。动态监测传感器的阶跃响应过程，软件通过求解微分方程得到传感器系统的时间常数和稳态温差，从而得到介质热导特性、流速、温度等参数，实现自动补偿、输出显示信息、模拟量远传、继电器报警等信号。能够在线自动补偿由于探头汽蚀、污染以及介质温度变化引起的测量偏差，具有重要的实际应用价值。附图说明图I是热导流量监测器的能量流向图。图2是热导流量监测器的物理模型。图3是用于较大管径的插入式流量监测器局部剖示图。图4适用于小管路插入式流量监测器局部剖视图。图5是管路串联式流量监测器局部剖视图。图6是管路串联式流量监测器局部剖视图。图7是控制单元的电路原理图。具体实施方式参阅图3，本专利技术插入式流量监测器包括与管路管壁上的安装螺纹匹配的安装螺纹件I、安装螺纹件下端由低流速位置传感单元4、高流速位置传感单元5和传感单元连接构件2组成的插入式探头、安装螺纹件上端装有控制单元电路板的显示、报警装置的盒体3 ;探头上的传感单元相应导流管的管径分离安装，使得两个传感元件的定位点存在一定的介质流速差。低流速位置传感单元与插头座之间及高、低流速位置传感单元之间的连接构件2为绝热材料管。低流速位置传感单元 由埋在同一块导热胶6中的一个温度传感元件7、一个电加热元件8和包围导热胶、使用时接触流体的金属圆筒外壁4组成；高流速位置传感单兀由埋在同一块导热胶9中的一个温度传感兀件10、一个加电热兀件11和包围导热胶、使用时接触流体的金属圆筒外壁5组成。传感单元中的热信号输出线12和电热元件电源线13穿过绝热材料管2和安装螺纹件I的轴心孔连接到控制、显示单元3 ;绝热材料管2和安装螺纹件I之间通过密封胶14和密封圈15连接固定。安装螺纹件I的根部有用于与流体管路装配的密封圈16。下传感单元5的导热胶块以下圆柱形外壁内腔填充绝热材料17 ；参阅图4，用于小管径的检测装置，低流速位置传感单元4位于安装螺纹件I的螺纹部分的容腔内(螺纹的容腔内介质不流动)。下传感单元5位于流体管路轴心处。参阅图5、图6，串联管路安装式流量监测器的管状接头18内设有两个不同直径的流体通道19和20，接头18两端有与流体管路串接的螺纹21 ；由温度传感元件22和电热元件23、导热胶24组成的低流速位置传感单元34装在大直径流体通道19的管壁凹槽内，由温度传感元件26、电热元件27、导热胶28组成的高流速位置传感单元35装在小直径流体通道20的管壁凹槽内；凹槽的间隙以绝热材料25、29填充，元件导线30沿着导线沟槽31连接到控制、显示单元32内；管状接头18上两端有扳手夹紧面33。参阅图7，本专利技术的控制单元包括差动放大器36、连在放大器输出端的模数转换器A/D、连接A/D转换器的CPU、连接CPU的加热器供电开关驱动电路D2、连接供电开关驱动电路作为开关使用的两个三极管T1、T2，连接传感元件的恒流源37、38，连接CPU的键盘及显示屏Μ。在配置现场超值报警器和远端显示、存储器的监测器中，控制单元中还包括连接CPU的报警驱动电路Dl、连接报警驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
热导流量监测器，其特征是：由位于流体管路上不同流速位置的两个传感单元和以微处理器为核心的控制、显示单元及集中各电气元件于一体的组合构件组成，其中传感单元包括：埋在同一块导热胶中的一个温度传感元件和一个电热元件及与包裹导热胶块使用时接触流体的金属外壁，两个传感单元使用相同规格的元件、具有同样的结构及尺寸，两个传感单元中的温度传感元件分别连接控制、显示单元中的信号放大器和恒流源，电热元件分别接控制、显示单元的电源控制电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林海波，
申请(专利权)人：哈尔滨瑞格大电机技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：