CN104718416A - 一种传感装置 - Google Patents

Abstract

一种传感装置，其对物理振动敏感。该传感装置将物理表现转换成电信号。

Description

一种传感装置

技术领域

本发明总体上涉及一种将物理表现转换成电信号的传感器设备。

背景技术

将物理现象转换成电信号的传感器可以具有无限多种的实际生活应用。它们可以例如通过年年检测振动频率的差异，被用来检测高速公路的水平面和桥梁退化。它们可以使用来估计潜在山崩的危险级别。它们可以被用来检测地震以及地震的强度。它们还可以被用作电源切断设备，如果在工业或商业应用中发生预期事故。

发明内容

第一个目的在于机电地检测物理振动。

第二个目的在于使用本发明来计算电力中断的次数。

第三个目的在于使用本发明作为开关来中断信号输出。

第四个目的在于使用本发明作为开关来启动电输出。

第五个目的在于使用本发明来用作电平开关。

第六个目的在于使用本发明作为自动控制设备。

本发明的第七个目的在于通过使用电平安全开关机构来促进安全。

本发明的第八个目的在于报告预期事件的发生。

根据对下面所写说明书、附图和权利要求的回顾，本发明的其他目的将变得不言而喻。

附图说明

图1图示沿着本发明的纵向方向的剖视图。

图2图示沿着图1的本发明的深度方向的剖视图。

图3图示本发明如何安装在工业、商业或居家应用例如加热器上。

图4图示本发明如何电连接到工业、商业或居家应用例如加热器。

图5图示图1的本发明的一仰视内视图。

图6图示图1的本发明的另一个仰视内视图。

图7图示内部腔室的侧视图，该腔室具有竖直壁，电气开关安装其上。

图8图示在内部腔室内的球轴承。

图9图示在内部腔室内的球轴承，其是图8的90度旋转视图。

图10图示在内部腔室的开口下方的开关管脚。

具体实施方式

本发明的传感器示出在沿着纵向方向的剖视图图1以及沿着的深度方向的剖视图图2中。箱1302沿着在两侧上的弯曲接合段1502安装在安装支架714上。弯曲接合段1502具有内部容纳区域1602以容纳安装支架的互补弯曲接合段。在弯曲接合段1502和安装支架的弯曲接合段上的弯曲程度是互补的。一旦确定箱1302被变平从而基本上平行于地板，紧固件就经由孔1514锁紧到安装支架714。虽然本文下面给出的示例应用是用于加热器的，但是本发明可以使用在许多其他应用中。安装支架可以是U形的，在那里互补弯曲接合段通过U形支架的两个远端驻留。U形安装支架的中间段在应用时可以安装到地板/地面。本发明可以安装到安装支架的上部。

也存在一些应用，在这些应用中U形安装支架不能安装到上下位置而必须安装到侧面位置。然后另一个侧面安装支架例如L形支架，从而L形支架的竖直段安装到竖直壁，并且从而L形支架的水平段用于容纳准备安装到其上的U形支架。

在一个示例中，箱1302的目的在于在水平状态不再存在时切断电源。在加热器应用中，倾倒的加热单元的切断电源会从一开始就有效地阻止任何意外火灾。球轴承1504位于箱内。由于加热单元竖直站立，球轴承1504的重量位于开关触发器1506的上方，构成电连接。球轴承1504在重力的帮助下由内部腔室1507引导实现与开关触发器1506接合。一旦足够倾斜远离水平，受重力影响的球轴承1506将滚动远离中心，从而与开关触发器1506脱离。

导致开关触发器1506接合和脱离的角度可以是具有临界重要性的。它不能太过敏感，以致于，在任何片刻检测到加热器的晃动，例如由于吹风，在日常使用期间意外撞击加热器时，以及由于地板不平引起的任何晃动动作而传递振动给加热器时等，导致电力中断。它也不能太不敏感，以致于即使在实际危险的情况下，电平切换机构不中断传送到加热器的电力。确定切断电源的较好角度可以是基本上与最佳平坦水平位置构成在30－40度的范围内，如可以由气泡水平仪容易建立的。在整个角度范围之间的无论何处应该是安全的。然而，确定34度是确保在需要时切断以及在不合理随机运动发生时保持电力的最理想角度。

然而，触发事件的灵敏度水平可以是特定的应用并且可以针对特定需求而定制。改变灵敏度的一种方法是改变球轴承1504的重量。球轴承越重，本发明的灵敏度越小。球轴承越轻，本发明的灵敏度越大。当然，最小重量是激活触发器开关1506所需的重量。

影响本发明的灵敏度的另一种方法是改变内部腔室1508的倾斜。倾斜越缓，本发明的灵敏度越大。内部腔室1508的倾斜越陡，本发明的灵敏度越小。

改变本发明的灵敏度的第三种方法是改变接合触发器开关1506所需压力的量。一些触发器开关固定到预定触发器压力。其他触发器开关具有对于触发器压力的校正特征。无论使用哪种类型的触发器开关，应该记住适当量的触发压力会影响本发明的灵敏度。

通过设计内部腔室的倾斜、球轴承的重量，以及触发器开关的触发压力的组合，可以找到所需应用所期望的恰当灵敏度。

除了开启和关断由电平切换机构确定的电连接，还有这些情况，本发明可以被手动地完全关断，例如在非使用期间。为了实施手动开启/关断机构，使用如通过图2的示例所示的推入/拉出机械推杆1604。开关触发器1506位于箱1302内。一旦将推杆1604推入箱1302内，推杆物理地推动球轴承1504偏离中心从而致使它不能接合开关触发器1506。因此，本发明不能被开启。相反，一旦拉出推杆1604，接合开关触发器1506的障碍将被去除，从而允许球轴承1504滚到开关触发器1506上，从而接合它来使用本发明。推杆1604由于保持夹具1606的存在而被阻止从安全箱1032完全取出来。相似地，推杆1604由于止动缓冲器1605的存在而不能被完全推动太远。

图3表示完全安装到安装联接器714上的箱1302的视图。如可以被可视证实的，一旦箱1302位于可接受的水平，并且内部容纳区域1602充分接合安装支架714的壳体互补弯曲接合段713，紧固件1702就横向地***孔1514并且锁紧到锁定位置。

图4表示从安装支架拆卸下来的箱1302。如图所示，两个电线1802和1804连接到箱1302。电线1802例如连接到在电源中的插头。电线1804例如连接到加热器。两个电线由通孔缓冲器1806固定到箱，每个缓冲器被紧紧挤压在每个电线开口与相关电线之间，以闭合任何空气间隙以阻止湿气渗透到箱1302中。利用上面给出的解释，本领域的技术人员应该清楚，电源从电线1802传送到安全箱1302，传送到电线1804并且最后经由防湿联接器1808传送到应用例如作为示例本文使用的加热器。如果箱1302倾斜超过远离平坦水平位置的预定角度，触发器1506被脱离，从而切断到加热器的电源。

联接器1808具有安装块1810和帽块1812。安装块1810的一端螺纹装配到加热器的部件中并且另一端用作帽块1812的接收器。可拆装接线柱1814经过所述接收器远端。当帽块1812锁紧在安装块1810上时，可拆装接线柱1814挤压在电线1804和帽块1812之间，以确保固定装配并且阻止湿气进入加热器内。

图5和图6表示箱1302和它的盖1816的仰视内部视图。开关1501安装到壁支架1512。如图2和图6较佳所示，壁支架1512实际上与圆锥形或凹陷开口的中心轴线1608偏置。该偏置主要是为了确保开关触发器1506会沿着内部腔室1508的中心轴线1608布置在底部上，如图1和图9最佳所示。这是球轴承1504接合开关触发器1506的优选位置，如图1、图5和图8所示。

开关1501具有三个端子1902、1904和1906。端子1906连接到电线1802，该电线1802引导到电源例如墙壁插座、电池或可再生电源，并且端子1904连接到在本示例应用中引导到加热器的电线1804。端子1902示出为没有连接到任何电线。实际上，端子1902和1904是双向开关，意味着来自端子1906的电源在任何时刻及时地供应到端子1902或1904。在本发明中，当球轴承1504接合开关触发器1506时，来自端子1906的电力仅供应到端子1904，该电力被依次供应给本示例中的加热器。当球轴承1504接合开关触发器1506时，来自端子1906的电力仅供应到端子1902，留下加热器完全没有电力。虽然未示出，但是端子1902可以被用于这些可选特征：(1)授权报警器给需要注意的最终用户发出警报，(2)激活计数器记录电力中断的次数(3)被用作触发器以切断到电线1802的电源，或者(4)激活发射器以实时记录到远程位置的激活事件。通过这样切断到电线1802的电源，即使球轴承1504再次接合开关触发器1506，将不会有任何电源，直到操作者复位外部电源。端子1904可以提供可选特征的非常多方案。

图5和图6表示设置在箱的四个内角处的一组螺钉接收管座2002。它们存在以允许具有布置在它的四个内角附近的一组通孔1818的盖1816容纳四个紧固件以固定和密封箱1302。

图1、图2和图6表示，内部腔室1507具有多个段。第一段是没有闭合端部的圆锥形或凹陷段1508。第二段是圆柱体段1550，其具有基本上与圆锥形或凹陷段的最大直径相同的直径。当圆锥形或凹陷段1508被用来引导球轴承1504接合开关触发器1506时，圆柱体段1550被用来在发生倾倒事件时容纳球轴承1504。第三段是安装段2102，其具有圆形内部形状以及四边形外部形状。一组通孔1552在圆形形状和四边形外部形状之间的内部角落处。一组螺钉接收管座在孔1552下方和在安全箱1302的内部侧面上以接纳一组紧固件以固定内部腔室1507到箱1302。

在前面说明书中，已经描述了本发明的特定实施例。然而，本领域的技术人员应该认识到，在不脱离如下面权利要求提出的本发明的范围的情况下，可以作出各种修改和改变。因而，说明书和附图应该认为是图示性的而不具有限制意义，并且所有这些修改旨在被包括在本发明的范围内。有益效果、优点、问题的解决方案、以及可致使任何有益效果、优点或解决方案产生或变得更显著的任何元素不可解释为是任何或所有权利要求的关键、必需或基本特征或元素。本发明仅由包括在该申请的未决期间作出的任何修改和授权时这些权利要求的所有等同物的附属权利要求限定。

Claims (28)

1.一种传感器，包括：

具有底部开口的四边形壳体；

倒圆锥形中空内部腔室，其中去除尖端部，在下端部产生最小直径并且在上端部产生最大直径，其中第一同心轴线沿着所述最小直径和所述最大直径的多个中点设置；

位于所述倒圆锥形中空内部腔室下方的壁，其与所述第一同心轴线偏置；以及

安装到竖直壁上用于实现连接和断开其中一个的开关。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中球放置在所述倒圆锥形中空内部腔室内。

3.根据权利要求1所述的传感器，其中在所述壳体的内部上侧上包括一组互相等间距间隔开的螺钉接收管座。

4.根据权利要求1所述的传感器，其中所述倒圆锥形中空内部腔室的上端部转变成共有所述第一同心轴线的中空圆柱体形状。

5.根据权利要求4所述的传感器，其中所述圆柱体形状内部腔室的上端部转变成共有所述第一同心轴线的、具有外部四边形形状和内部圆形形状的支架。

6.根据权利要求5所述的传感器，其中一组通孔设置在所述四边形支架的每个内侧角落处。

7.根据权利要求6所述的传感器，其中所述内部腔室通过经由所述一组通孔安装一组螺钉到所述一组螺钉接收管座中来安装到所述壳体。

8.根据权利要求1所述的传感器，其中触发器设置在所述开关的上端部处。

9.根据权利要求8所述的传感器，其中所述上部触发器沿着所述第一同心轴线设置。

10.根据权利要求9所述的传感器，其中所述触发器由于所述球由重力拉动在所述内部腔室的最下面位置上而被接合。

11.根据权利要求1所述的传感器，其中所述开关具有第一端子、第二端子和第三端子。

12.根据权利要求11所述的传感器，其中所述第一端子连接到输入电源线。

13.根据权利要求11所述的传感器，其中所述触发器接合所述第二端子和所述第三端子的其中一个。

14.根据权利要求12所述的传感器，其中所述第二端子和所述第三端子的其中一个连接到输出电源线。

15.根据权利要求10所述的传感器，其中当所述球接合所述触发器时，所述输入电源线连接到所述第二端子和所述第三端子的其中一个。

16.根据权利要求1所述的传感器，其中所述壳体的底部开口包括一对弯曲凸缘，其具有一对弯曲上接合部和一对外接合部。

17.根据权利要求16所述的传感器，其中所述一对上接合部利用一对互补弯曲接合部可移除地抵靠在基座上。

18.根据权利要求17所述的传感器，其中螺栓横向地***在所述外接合部上的一对孔以及所述基座的一对接合孔。

19.根据权利要求18所述的传感器，其中螺母锁紧在所述螺栓上以将所述电安全设备摩擦地固定到所述基座上。

20.根据权利要求1所述的传感器，其中腔室孔设置在所述内部腔室上，并且壳体孔设置在所述壳体上，其中所述腔室孔和所述壳体孔两者共有第二同心轴线。

21.根据权利要求20所述的传感器，其中推杆***到所述腔室孔和所述壳体孔中，所述推杆具有尖端部和对接端部，在它们之间具有圆形凹槽。

22.根据权利要求21所述的传感器，其中保持夹具横向地***到所述推杆的所述圆形凹槽中，***到在所述壳体内侧和在所述内部腔室外侧的空间中，以将所述推杆保持在所述腔室孔和所述壳体孔中。

23.根据权利要求21所述的传感器，其中一旦将所述推杆推动到所述壳体和内部腔室中，所述尖端部推动所述球偏离在所述圆锥形内部腔室内的中心，以阻止所述球滚动到所述内部腔室的所述最下面位置实现与所述触发器接触。

24.根据权利要求23所述的传感器，其中一旦从所述壳体拉动所述推杆，所述尖端部不再接合在所述圆锥形内部腔室内的所述球，允许所述球滚动到所述内部腔室的最下面位置以接合触发器。

25.根据权利要求1所述的传感器，其中一组壳体螺钉接收管座设置在所述壳体的内角处。

26.根据权利要求25所述的传感器，还包括四边形盖，其具有一组在所述盖的每个内角处的盖通孔。

27.根据权利要求26所述的传感器，其中所述盖包括多个孔，其相应允许所述输入电源线和所述输出电源线从其穿过。

28.根据权利要求26所述的传感器，其中一组螺钉经由所述一组壳体螺钉接收管座和所述一组盖通孔可***地将所述盖固定到所述壳体。