[發明專利]一種三維加速度傳感器防拆流量計及計算方法

在審

• 申請號: 202010499550.8
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111735506A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 修紅學;周晨亮;張亮;張輝;梁世展;林磊
• 申請（專利權）人: 上海真蘭儀表科技股份有限公司
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00;G01F15/00;G01F15/14
• 代理公司: 安徽申策知識產權代理事務所(普通合伙) 34178
• 代理人: 程艷梅

1.一種三維加速度傳感器防拆流量計，包括流量計本體(1)和表頭，其特征在于：所述表頭內裝有電源、單片機、三維加速度傳感器，通訊模塊，進氣口處設置有電子閥門；所述流量計本體(1)的上方固定設置有表頭后蓋(3)，所述表頭后蓋(3)的前端通過緊固螺栓固定設置有表頭前蓋(2)，所述表頭前蓋(2)兩端的蓋體上均螺紋設置有防拆柱組件(4)，所述表頭后蓋(3)兩端的蓋體上均螺紋設置有防拆管組件(5)；

所述防拆柱組件(4)包括防拆內柱(41)，所述防拆內柱(41)上環設有多個上傾防拆弧板(42)，所述上傾防拆弧板(42)的板體可相對于防拆內柱(41)的桿體彈性上合；

所述防拆管組件(5)包括防拆外管(51)，所述防拆外管(51)內部環設有多個下傾防拆弧板(52)，所述下傾防拆弧板(52)的板體與防拆外管(51)的管體固定連接；

所述表頭前蓋(2)靠近表頭后蓋(3)的外邊緣固定設置有前蓋邊緣板(21)，所述前蓋邊緣板(21)上開設有第一螺紋孔(22)和內螺紋盲孔(23)；

所述表頭后蓋(3)靠近表頭前蓋(2)的外邊緣固定設置有后蓋邊緣板(31)，所述后蓋邊緣板(31)上開設有第二螺紋孔(32)和內螺紋通管(33)；

所述防拆柱組件(4)與防拆管組件(5)插入式連接，且防拆柱組件(4)插入防拆管組件(5)內時，多個所述上傾防拆弧板(42)之間通過下傾防拆弧板(52)向上彈性收緊抱合，所述防拆柱組件(4)與防拆管組件(5)完全裝配時，多個所述上傾防拆弧板(42)自然彈開，且多個上傾防拆弧板(42)的板體通過下傾防拆弧板(52)的板體進行限位。

2.根據權利要求1所述的一種三維加速度傳感器防拆流量計，其特征在于：所述防拆內柱(41)頂部桿體的外側面上設置有外螺紋，且防拆內柱(41)的頂部桿體螺紋固定在內螺紋盲孔(23)內。

3.根據權利要求1所述的一種三維加速度傳感器防拆流量計，其特征在于：所述防拆外管(51)頂部管體的外側面上設置有外螺紋，且防拆外管(51)的頂部管體螺紋固定在內螺紋通管(33)內。

4.根據權利要求1所述的一種三維加速度傳感器防拆流量計，其特征在于：所述表頭前蓋(2)通過緊固螺栓、第一螺紋孔(22)和第二螺紋孔(32)與表頭后蓋(3)固定連接。

5.根據權利要求1所述的一種三維加速度傳感器防拆流量計，其特征在于：所述內螺紋通管(33)與后蓋邊緣板(31)是貫通的。

6.一種根據三維加速度傳感器計算流量計是否被拆卸的方法，其特征在于，所述計算方法如下：

三維加速度傳感器測量裝置實時監測加速度，如果加速度測量裝置水平靜置，X、Y方向的重力分量為0g，而Z軸方向的重力分量為g，X＝0、Y＝0、Z＝g；

X軸方向的加速度大小為Ax，其與水平線的夾角為α₁，與重力加速度的夾角α；

Y軸方向的加速度為Ay，與水平線的夾角為β₁，與重力加速度g的夾角為β；

Z軸方向的加速度為Az，與水平線的夾角為γ₁，與重力加速度g的夾角為γ；

α＝90度-α₁，β＝90度-β₁，γ＝90度-γ₁；g在各軸方向上的分量為：Ax＝gcosα，Ay＝gcosβ，Az＝gcosγ；將Ax、Ay和Az代入：Ax＝gcosα＝gcos(90度-α₁)＝gsinα₁，Ay＝gsinβ₁，Az＝gsinγ₁；

其中各垂直虛線大小為：g*g＝Ax*Ax+gcosα₁*gcosα₁，則gcosα₁＝squr(g*g-Ax*Ax)，gcosβ₁＝squr(g*g-Ay*Ay)，gcosγ₁＝squr(g*g-Az*Az)；

虛線大小等于Ay*Ay+Az*Az，根據勾股定理Ax*Ax+Ay*Ay+Az*Az＝g*g；最后得出加速度測量裝置值與角速度值(弧度)的關系為：

tanα₁＝Ax/squr(Ay*Ay+Az*Az)；

tanβ₁＝Ay/squr(Ax*Ax+Az*Az)；

tanγ₁＝Az/squr(Ax*Ax+Ay*Ay)；

其中α₁、β₁、γ₁分別是X、Y、Z軸和水平線的弧度值，Ax、Ay、Az是三個軸上的加速度值；那么弧度值分別為：

α₁＝arctan(Ax/squr(Ay*Ay+Az*Az)；

β₁＝arctan(Ay/squr(Ax*Ax+Az*Az)；

γ₁＝arctan(Az/squr(Ax*Ax+Ay*Ay)；

弧度＝θπR/180，這樣算得θ＝弧度*180/πR,其中R取1，最后得到的各軸的角度值分別為：

θx＝α₁*180/π＝[arctan(Ax/squr(Ay*Ay+Az*Az))]*180/π；

θy＝β₁*180/π＝[arctan(Ay/squr(Ax*Ax+Az*Az))]*180/π；

θz＝γ₁*180/π＝[arctan(Az/squr(Ax*Ax+Ay*Ay))]*180/π；

在該設備上設定θx、θy和θz的值，當該設備移動角度超出設定的θx、θy和θz值時，則認為流量計已經被拆卸。