一种利用倾角变化和导电液体测量超长周期的传感器的制造方法
【专利摘要】一种利用倾角变化和导电液体测量超长周期的传感器，包括密闭环形容器，位于密闭环形容器内部下端正中央、与密闭环形容器内壁相固定、具有两面导电材料和若干通孔的固定电极，位于密闭环形容器内部的导电液体，漂浮于导电液体两端液面、具有单面导电材料和通孔的浮动电极，与固定电极、浮动电极电连接的位于密闭环形容器外部的电桥电路，以及与电桥电路输出端电连接的信号处理电路构成；当本发明传感器固定于周期性转动的大型机械结构时，固定电极随之转动，而浮动电极漂浮在液面上，导致固定电极与两端浮动电极之间的导电液体等效电阻发生变化，电桥电路将其输出信号送至信号处理电路，以计算大型机械结构周期性往复运动的超长周期；本发明具有设计加工简单，制造成本低，适用范围广，测量准确度高等优势。
【专利说明】
一种利用倾角变化和导电液体测量超长周期的传感器
技术领域
[0001]本发明涉及传感器领域，具体涉及一种利用倾角变化和导电液体测量超长周期的传感器。
【背景技术】
[0002]随着国民经济和社会的不断发展，各种大型机械结构不断被应用于工程领域，在能源开采等领域发挥着极其重要的作用。大型机械结构的工作状态及结构健康的实时监测是保证其正常工作的必要条件。因此各类传感器被置于大型机械结构中并将其实时工况检测结果源源不断地送至终端，以供分析和判断。监测采油机等大型设备的工作周期是设备健康监测的重要环节，是判断设备是否正常工作以及工作效率的必要手段。由于工况特殊，一些大型机械结构的工作(转动)周期长，常用的周期测量设备如加速度实时监测等技术手段具有较高的生产和保养成本，且针对不同工况的设备需要设计不同的量程，难以具备普适性。
【发明内容】
[0003]为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用倾角变化和导电液体测量超长周期的传感器，为周期性往复转动的大型机械结构的超长工作周期进行测量，本发明相比于现有技术，具有设计加工简单，制造成本低，适用范围广，测量准确度高等优势。
[0004]为达到以上目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]—种利用倾角变化和导电液体测量超长周期的传感器，包括密闭环形容器I，位于密闭环形容器I内部下端正中央、与密闭环形容器I内壁相固定、具有两面导电材料和若干通孔的固定电极2，位于密闭环形容器内部的导电液体4，漂浮于导电液体4两端液面、具有单面导电材料和通孔的浮动电极3，与固定电极2、浮动电极3电连接的位于密闭环形容器外部的电桥电路5，以及与电桥电路5输出端电连接的信号处理电路6构成；当该传感器发生转动时，与密闭环形容器I相固定的固定电极2同步转动，而浮动电极3漂浮在密闭环形容器I两端液面，因此固定电极2与浮动电极3之间的等效电阻发生变化，并由位于密闭环形容器I外部的电桥电路5将信号进行输出，信号处理电路6对信号极值点和其对应时间进行记录，以计算周期。
[0006]所述密闭环形容器I的内部尺寸、导电液体的体积和电阻率与电桥电路5的电参数相匹配。
[0007]所述密闭环形容器I具有高的材料刚度和稳定的化学特性，以便在恶劣工况下长期工作。
[0008]本发明和现有技术相比，具有如下优点:
[0009]I)相比于现有技术而言，本发明的超长周期测量方法具有更加简单的机械结构和更加低廉的制造成本。
[0010]2)相比于现有技术而言，本发明能够适应不同工况，如工作周期和偏转角度下的周期测量，具有较好的普适性和高的测量精度。
[0011]总之，本发明能够利用液体等效电阻的变化测量超长周期。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0014]如图1所示，本发明一种利用倾角变化和导电液体测量超长周期的传感器，包括密闭环形容器I，位于密闭环形容器I内部下端正中央、与密闭环形容器I内壁相固定、具有两面导电材料和若干通孔的固定电极2，位于密闭环形容器内部的导电液体4，漂浮于导电液体4两端液面、具有单面导电材料和通孔的浮动电极3，与固定电极2、浮动电极3电连接的位于密闭环形容器外部的电桥电路5，以及与电桥电路5输出端电连接的信号处理电路6构成。当该传感器发生转动时，与密闭环形容器相固定的固定电极2同步转动，而浮动电极3漂浮在密闭环形容器I两端液面，因此固定电极2与浮动电极3之间的等效电阻发生变化，并由位于密闭环形容器I外部的电桥电路5将信号进行输出，信号处理电路6对信号极值点和其对应时间进行记录，以计算周期。
[0015]如图所示，本发明的工作原理为:将本发明固定于大型机械结构上，当大型机械结构周期性往复转动时，位于密闭环形容器I内的固定电极2发生相对位置变化，而浮动于密闭环形容器I内部的导电液体由于重力和液压关系保持原有位置，因此导致固定电极2与密闭环形容器I内导电液体3两端液面之间液体的等效电阻发生变化，将该等效电阻接入位于密闭环形容器I夕卜部的电桥电路5中，电桥电路5将其输出信号送至信号处理电路6，以供记录信号极值点和相应的时间，从而计算大型机械结构周期性往复运动的超长周期。
【主权项】
1.一种利用倾角变化和导电液体测量超长周期的传感器，其特征在于:包括密闭环形容器(I)，位于密闭环形容器(I)内部下端正中央、与密闭环形容器(I)内壁相固定、具有两面导电材料和若干通孔的固定电极(2)，位于密闭环形容器内部的导电液体(4)，漂浮于导电液体(4)两端液面、具有单面导电材料和通孔的浮动电极(3)，与固定电极(2)、浮动电极(3)电连接的位于密闭环形容器外部的电桥电路(5)，以及与电桥电路(5)输出端电连接的信号处理电路(6)构成；当该传感器发生转动时，与密闭环形容器(I)相固定的固定电极(2)同步转动，而浮动电极(3)漂浮在密闭环形容器(I)两端液面，因此固定电极(2)与浮动电极(3)之间的等效电阻发生变化，并由位于密闭环形容器(I)外部的电桥电路(5)将信号进行输出，信号处理电路(6)对信号极值点和其对应时间进行记录，以计算周期。2.根据权利要求1所述的一种利用倾角变化和导电液体测量超长周期的传感器，其特征在于:所述密闭环形容器(I)的内部尺寸、导电液体的体积和电阻率与电桥电路(5)的电参数相匹配。3.根据权利要求1所述的一种利用倾角变化和导电液体测量超长周期的传感器，其特征在于:所述密闭环形容器(I)具有高的材料刚度和稳定的化学特性，以便在恶劣工况下长期工作。
【文档编号】G01N27/06GK105911108SQ201610221587
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】张舒文, 徐明龙, 刘开园
【申请人】西安交通大学