[發(fā)明專利]水流流向傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711490816.7
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108169514A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段君淼;胡軍海;莫振澤;王乃龍;陳朝陽;羅跟東;丁劍敏;謝沛瑤;鐘志鑫;張浩;江君垚;羅志峰;楊紹紅;李鵬輝;甘鷺;葉勇;劉凱
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊鐵道大學(xué);無錫地鐵集團(tuán)有限公司;中鐵四局集團(tuán)第二工程有限公司
• 主分類號: G01P13/02
• 分類號: G01P13/02
• 代理公司: 石家莊國為知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 王麗巧

本發(fā)明提供了一種水流流向傳感器，屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，包括用于感應(yīng)水流流向的萬向板，萬向板的一側(cè)邊固連轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向軸的上部設(shè)置于機(jī)架底座上，轉(zhuǎn)向軸相對所述機(jī)架底座轉(zhuǎn)動連接；機(jī)架底座的上方設(shè)有支撐架，轉(zhuǎn)向軸的上端依次套裝第一凸輪和第二凸輪，第一凸輪左端及第二凸輪右端分別通過水平伸縮元件與支撐架相連，水平伸縮元件上設(shè)有與接收器相連的應(yīng)變光柵。利用水流的沖擊力使萬向板由初始位置轉(zhuǎn)動至與水流方向一致，萬向板的旋轉(zhuǎn)帶動轉(zhuǎn)向軸及第一凸輪、第二凸輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而引起兩側(cè)水平伸縮元件及其應(yīng)變光柵的應(yīng)變差，利用應(yīng)變光柵測量水平伸縮元件的應(yīng)變差間接測量水流流向，實現(xiàn)對水流方向360°的監(jiān)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種水流流向傳感器。

背景技術(shù)

海上結(jié)構(gòu)在長期使用過程中，始終不斷遭受海洋洋流的沖刷、海洋波浪沖擊以及海洋生物滋生等因素的影響，從而出現(xiàn)海上結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)動力軟化、材料侵蝕老化現(xiàn)象，導(dǎo)致海上結(jié)構(gòu)構(gòu)件及整體抗力的衰減，影響結(jié)構(gòu)的安全度和耐久度。因此，長期監(jiān)測海洋洋流情況，對掌握海上結(jié)構(gòu)物的性能演變，評價結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，針對性進(jìn)行合理的養(yǎng)修，避免各種安全事故發(fā)生，確保海上結(jié)構(gòu)物的安全和提高使用年限具有重要意義，而水流流向是影響海洋施工平臺安全的主要因素之一，對海洋水流流向監(jiān)測將為海上結(jié)構(gòu)物的正常使用提供安全保障。

流向測量是水文工作的重要內(nèi)容，涉及防洪安全與管理、水資源開發(fā)與利用等多個方面。傳統(tǒng)流向測量儀器存在著信號易受干擾、測量誤差大、電路復(fù)雜且故障率高的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種水流流向傳感器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的傳統(tǒng)流向測量儀器存在信號易受干擾、測量誤差大、電路復(fù)雜且故障率高的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種水流流向傳感器，包括用于感應(yīng)水流流向的萬向板，所述萬向板的一側(cè)邊固連轉(zhuǎn)向軸，所述轉(zhuǎn)向軸的上部設(shè)置于機(jī)架底座上，所述轉(zhuǎn)向軸相對所述機(jī)架底座轉(zhuǎn)動連接；所述機(jī)架底座的上方設(shè)有支撐架，所述轉(zhuǎn)向軸的上端依次套裝第一凸輪和第二凸輪，所述第一凸輪左端及第二凸輪右端分別通過水平伸縮元件與支撐架相連，所述水平伸縮元件上設(shè)有與接收器相連的應(yīng)變光柵。

進(jìn)一步地，所述水平伸縮元件為應(yīng)變彈簧，所述應(yīng)變光柵設(shè)置在應(yīng)變彈簧上能夠產(chǎn)生應(yīng)變的直線段，所述應(yīng)變彈簧的一端與支撐架相連，所述應(yīng)變彈簧的另一端與第一凸輪或第二凸輪的邊緣相連。

進(jìn)一步地，所述支撐架為π形框架，所述支撐架包括第一立柱、第二立柱和橫梁，所述第一立柱和第二立柱對稱設(shè)置于所述轉(zhuǎn)向軸兩側(cè)，所述橫梁與所述第一立柱及第二立柱的上端固連，所述第一立柱和第二立柱的下端設(shè)置于機(jī)架底座上。

進(jìn)一步地，所述第一凸輪和第二凸輪設(shè)置在矩形框內(nèi)，所述矩形框兩端分別設(shè)有導(dǎo)向軸；所述第一立柱和第二立柱均包括用于與所述應(yīng)變彈簧連接的外支柱和用于與所述導(dǎo)向軸配合的內(nèi)支柱，所述內(nèi)支柱上設(shè)有用于與所述導(dǎo)向軸配合的導(dǎo)向孔；所述第一凸輪的左側(cè)導(dǎo)向軸穿過內(nèi)支柱與所述應(yīng)變彈簧相連，所述第二凸輪的右側(cè)導(dǎo)向軸穿過內(nèi)支柱與所述應(yīng)變彈簧相連。

進(jìn)一步地，所述第一凸輪和第二凸輪為偏心輪。

進(jìn)一步地，所述第一立柱的外支柱和內(nèi)支柱的下端通過第一下邊框相連，所述第二立柱的外支柱和內(nèi)支柱的下端通過第二下邊框相連，所述第一下邊框和第二下邊框均與機(jī)架底座相連。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)向軸上設(shè)有墊環(huán)，所述墊環(huán)分別設(shè)置第一凸輪與機(jī)架底座之間、第一凸輪與第二凸輪之間。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)向軸與所述機(jī)架底座之間設(shè)有軸承。

進(jìn)一步地，所述機(jī)架底座四周設(shè)有圓柱狀機(jī)架護(hù)罩，所述機(jī)架護(hù)罩設(shè)置于支撐架外側(cè)。

進(jìn)一步地，所述機(jī)架護(hù)罩的頂部設(shè)有頂蓋，所述頂蓋中部設(shè)有用于與應(yīng)變光柵相連的光纖通過的過孔。