[發(fā)明專利]一種內(nèi)嵌光電檢測(cè)單元的抗磁懸浮氣體流量計(jì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810127778.7
• 申請(qǐng)日: 2018-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN108414035B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇宇鋒;張坤;郭丹;段智勇;聶惠娟;丁建橋;張振宇;鞏啟;武科迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01F1/66
• 分類號(hào): G01F1/66
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 孫詩雨;栗改

1.一種內(nèi)嵌光電檢測(cè)單元的抗磁懸浮氣體流量計(jì)，包括外殼（9）和蓋板（1），蓋板（1）設(shè)置在外殼（9）的上部，其特征在于，所述外殼（9）內(nèi)設(shè)有抗磁懸浮系統(tǒng)和光電對(duì)射式傳感單元，所述抗磁懸浮系統(tǒng)包括自上而下依次設(shè)置的提升永磁體（2）、上熱解石墨板（4）、磁鐵轉(zhuǎn)子（5）和下熱解石墨板（6），提升永磁體（2）位于蓋板（1）的下方，所述磁鐵轉(zhuǎn)子（5）自由懸浮于上熱解石墨板（4）和下熱解石墨板（6）之間，所述提升永磁體（2）和磁鐵轉(zhuǎn)子（5）的磁化方向均沿豎直方向且磁化方向相同；所述光電對(duì)射式傳感單元包括激光燈（10）、光敏電阻（3）、電阻（8）和數(shù)據(jù)處理器（7），光敏電阻（3）設(shè)置在上熱解石墨板（4）上，激光燈（10）設(shè)置在下熱解石墨板（6）上，激光燈（10）發(fā)出的光直射于光敏電阻（3）上，光敏電阻（3）與電阻（8）串聯(lián)連接，電阻（8）與數(shù)據(jù)處理器（7）相連接；所述外殼（9）的側(cè)壁上設(shè)有相對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣孔和排氣孔，進(jìn)氣孔與磁鐵轉(zhuǎn)子（5）設(shè)置在同一水平面上；所述磁鐵轉(zhuǎn)子（5）的外圓周上設(shè)有葉片和間隙，葉片和間隙位于激光燈（10）發(fā)出光的光路上，數(shù)據(jù)處理器（7）檢測(cè)分析電阻（8）上的電壓信號(hào)得到氣流流速；

所述磁鐵轉(zhuǎn)子（5）上設(shè)有至少3個(gè)均勻分布的葉片，葉片形狀為矩形、半圓形或異形；異形為齒輪形，葉片在圓周方向均勻分布；

所述激光燈（10）的外輪廓為圓柱形嵌于或附于下熱解石墨板（6）上，激光燈（10）發(fā)出的激光光束的直徑小于磁鐵轉(zhuǎn)子（5）的最大直徑和葉片底端直徑之差的一半，激光燈（10）發(fā)出的激光光束的軸線與磁鐵轉(zhuǎn)子（5）的軸線之間的距離等于磁鐵轉(zhuǎn)子（5）的最大直徑與葉片底端直徑之和的一半，所述光敏電阻（3）嵌于或附于上熱解石墨板（4）上，光敏電阻（3）與激光燈（10）相對(duì)，光敏電阻（3）的直徑大于激光光束直徑；所述葉片底端直徑為葉片底端到磁鐵轉(zhuǎn)子（5）中心的最小距離的二倍；

所述上熱解石墨板（4）和下熱解石墨板（6）上設(shè)有上下相對(duì)應(yīng)的通孔，激光燈（10）設(shè)置在下熱解石墨板（6）的通孔內(nèi)，激光燈（10）發(fā)出的激光光束與通孔同軸線，光敏電阻（3）設(shè)置在上熱解石墨板（4）的通孔的上部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌光電檢測(cè)單元的抗磁懸浮氣體流量計(jì)，其特征在于，所述磁鐵轉(zhuǎn)子（5）的中心設(shè)有橫截面呈梯形的孔，孔直徑較大一端在上、直徑較小一端在下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌光電檢測(cè)單元的抗磁懸浮氣體流量計(jì)，其特征在于，所述磁鐵轉(zhuǎn)子（5）采用釹鐵硼磁體制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的內(nèi)嵌光電檢測(cè)單元的抗磁懸浮氣體流量計(jì)，其特征在于，所述磁鐵轉(zhuǎn)子（5）沿圓周方向具有三個(gè)半圓形的豁口，豁口之間的部分為葉片，豁口的半徑為2.5mm，磁鐵轉(zhuǎn)子（5）的最大外徑為18mm、厚度為1.5mm；磁鐵轉(zhuǎn)子（5）的中心設(shè)有橫截面呈梯形的孔，孔的上端口徑為5mm，孔的下端口徑為2mm，磁鐵轉(zhuǎn)子（5）的材料為釹鐵硼永磁體。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的內(nèi)嵌光電檢測(cè)單元的抗磁懸浮氣體流量計(jì)，其特征在于，所述磁鐵轉(zhuǎn)子（5）具有六個(gè)均勻分布的異形的葉片，葉片均沿順時(shí)針方向傾斜，葉片的最大外徑為18mm，葉片底端直徑為10mm，葉片的厚度為1.5mm，葉片一條直邊與直徑為5.6mm的圓相切，兩條直邊的夾角為30°，磁鐵轉(zhuǎn)子（5）的中心設(shè)有橫截面呈梯形的孔，孔的上端口徑為5mm、孔的下端口徑為2mm，磁鐵轉(zhuǎn)子（5）的材料為釹鐵硼永磁體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌光電檢測(cè)單元的抗磁懸浮氣體流量計(jì)，其特征在于，所述提升永磁體（2）為圓柱形或圓環(huán)形的釹鐵硼磁體；所述上熱解石墨板（4）和下熱解石墨板（6）的外形為圓柱體或長(zhǎng)方體；所述外殼（9）為空心的圓柱體或長(zhǎng)方體，采用不導(dǎo)磁材料制成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌光電檢測(cè)單元的抗磁懸浮氣體流量計(jì)，其特征在于，所述進(jìn)氣孔和排氣孔的數(shù)量設(shè)有若干個(gè)，進(jìn)氣孔和排氣孔對(duì)應(yīng)設(shè)置在同一水平面上；所述進(jìn)氣孔的前端呈錐形收縮。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌光電檢測(cè)單元的抗磁懸浮氣體流量計(jì)，其特征在于，所述電阻（8）的阻值小于光敏電阻（3）在無光照照射時(shí)的阻值。