CN104949742B - 称重传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种称重传感器，其包括壳体、第一碟形弹簧、承载杆、霍尔传感器、磁体；壳体包括侧壁、底板、隔板、顶盖；第一碟形弹簧放置在隔板同顶盖之间，碟口端扣合在隔板顶面；承载杆包括杆帽、杆体、阻挡环；杆体下端穿过第一碟形弹簧的碟底处的圆孔，阻挡环抵靠在第一碟形弹簧的碟底磁感式传感器，设置在所述底板同所述杆体之间；磁体固定在杆体、底板或隔板上。本发明的称重传感器，不仅有较高的称重能力，而且精度高，成本低。

Description

称重传感器

技术领域

本发明涉及称重技术，特别涉及一种称重传感器。

背景技术

称重设备通常说的是用于工业或贸易的大型物体的重量称量器具，称重设备主要由承重***(如秤盘、秤体)、传力转换***(如杠杆传力***、传感器)和示值***(如刻度盘、电子显示仪表)3部分组成。在现今称重与生产、销售相结合中，称重设备受到了极大的关注，其称重设备的需求量也越来越大。

采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称重设备，能满足并解决现实生活中提出的"快速、准确、连续、自动"称量要求，能有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求。

传统的储罐重量都是通过雷达、超声波技术进行测量的，但是雷达、超声波等存在对于固体物料表面不平、灰尘等造成的测量不准确的固有问题，因此称重式料位计在现代冶金行业的物位测控中得到了广泛的应用，逐步取代了雷达和超声波料位计。称重式料位计又以四只传感器配合使用为主，但这种结构也存在较大的问题，对于大重量的储罐，单只称重传感器价格都很昂贵，如果全配无形中增加了投入成本，传感器数量上的增加也会带来电信号的不稳定性。

中国专利申请201310396499.8公开了一种铰链式储罐称重计量装置，包括立式储罐1、支腿2、底座5、称重传感器3、铰链4、接线盒、称重变送器、PLC和计算机，其特征在于在立式储罐1底部均匀地对应设有四条支腿2，四条支腿2坐在水平的底座5上，两条腿上设有对称的称重传感器3，另外两条腿上设有对称的铰链4，设有称重传感器3的支腿与设有铰链4的支腿互相对应，且四条支腿的总高度相等；称重传感器3的信号线通过接线盒与称重变送器相联，称重变送器与PLC相联，PLC与计算机相联；立式储罐1和载体的重力作用在称重传感器3上，称重传感器3输出电压信号传给称重变送器显示质量信号，并转化为4-20mA的标准信号传给PLC进行处理，PLC将处理数据传给计算机，计算机监控和显示打印立式储罐的承载总重量和载体重量。

该发明，立式储罐的重力作用在称重传感器上，传感器弹性体受力变形，内部贴片电阻发生变化，输出电压信号，该电压信号与所受力的大小成正比，该信号较小，大约在0～30mV一下。称重变送器在显示重量的同时，再将小的mV信号放大并转化为4～20mA标准信号，传递给PLC处理，最后PLC上传给计算机处理***处理。计算机处理***是根据工作需要二次开发的软件***，此***可以在线实时监控立式储罐的重量。该发明，利用铰链方式减少了称重传感器的个数，提高了储罐稳定和抗风险性，节约了实施成本。

称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类。

常见的称重传感器，采用称重芯片或普通弹簧，称重能力、精度、成本难以兼顾。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种称重传感器，不仅有较高的称重能力，而且精度高，成本低。

为解决上述技术问题，本发明提供的称重传感器，其包括壳体、第一碟形弹簧、承载杆、磁感式传感器、磁体；

所述壳体，包括侧壁、底板、隔板、顶盖；

所述侧壁，为圆筒状；

所述底板，固定在所述侧壁底端；

所述隔板，固定在所述侧壁中部；

所述顶盖，为圆环状，固定在所述侧壁顶端；

所述底板、隔板、顶盖，均垂直于侧壁、

所述第一碟形弹簧，外径小于所述侧壁的内径，放置在所述隔板同顶盖之间；

所述第一碟形弹簧，碟口端扣合在隔板顶面；

所述承载杆，包括杆帽、杆体、阻挡环；

所述杆帽，固定在所述杆体上端；

所述阻挡环，固定在所述杆体下部外缘；

所述杆体，下端穿过所述第一碟形弹簧的碟底处的圆孔；

所述阻挡环，抵靠在所述第一碟形弹簧的碟底；

所述杆帽，尺寸大于所述顶盖的内环尺寸；

所述阻挡环到所述杆帽间的距离，大于自然状态下的第一碟形弹簧的碟底到所述顶盖的距离；

所述磁感式传感器，设置在所述底板同所述杆体之间；

所述磁体，固定在所述杆体、底板或隔板上。

较佳的，所述磁感式传感器，设置在所述底板同所述杆体下端之间；

所述磁体，固定在所述底板上；

所述杆体，下端为导磁材料或镶嵌有导磁块。

较佳的，所述磁感式传感器，设置在所述底板同所述杆体下端之间；

所述磁体，固定在所述杆体下端。

较佳的，所述杆帽，为圆柱形；

所述杆帽，外径大于所述顶盖的内径。

较佳的，称重传感器还包括一防脱碟形弹簧；

所述防脱碟形弹簧，外径大于所述顶盖的内径；

所述防脱碟形弹簧，放置在所述顶盖同所述阻挡环之间；

所述防脱碟形弹簧，碟底端圆孔套在所述阻挡环上方的杆体上，碟口端扣合在所述顶盖底面。

较佳的，所述杆体，下部外缘设有环形凹槽；

所述阻挡环，为“C”型，內缘卡合固定在所述环形凹槽内，固定在所述杆体下部外缘。

较佳的，所述称重传感器，还包括与第一碟形弹簧尺寸及性能相同的另外N个碟形弹簧，N为正整数；

该另外N个碟形弹簧，组合设置在第一碟形弹簧上方；

所述杆体，下端穿过所述第一碟形弹簧及另外N个碟形弹簧碟底处的圆孔；

所述阻挡环，抵靠在所述另外N个碟形弹簧的最上方的一个碟形弹簧的碟底或碟口。

较佳的，所述碟形弹簧，为不导磁材料；所述壳体，为不导磁材料。

本发明的称重传感器，通过壳体、第一碟形弹簧、承载杆及永磁体之间特别的形状结构及位置组合，利用霍尔传感器检测输出称重电信号。当待称重物压在承载杆的杆帽上时，待称重物的重量通过阻挡环施加到第一碟形弹簧，使第一碟形弹簧变形，杆体下端同永磁体之间的距离变小，霍尔传感器根据杆体下端同永磁体之间的磁场变化，输出称重电信号。由于碟形弹簧刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷，行程短、负荷重，所需空间小，经济、安全性高，使用寿命长，所以本发明的称重传感器，不仅有较高的称重能力，而且精度高，成本低。本发明的称重传感器，特别适合用作储罐称重计量装置的称重传感器。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是中国专利申请201310396499.8公开的一种铰链式储罐称重计量装置示意图；

图2是本发明的称重传感器一实施例示意图；

图3是碟形弹簧示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

称重传感器，如图2所示，包括壳体1、第一碟形弹簧2、承载杆3、磁感式传感器4、永磁体5；

所述壳体1，包括侧壁11、底板12、隔板13、顶盖14；

所述侧壁11，为圆筒状；

所述底板12，固定在所述侧壁11底端；

所述隔板13，固定在所述侧壁11中部；

所述顶盖14，为圆环状，固定在所述侧壁11顶端；

所述底板12、隔板13、顶盖14，均垂直于侧壁11、

所述第一碟形弹簧2，外径小于所述侧壁11的内径，放置在所述隔板13同顶盖14之间；

所述第一碟形弹簧2，碟口端扣合在隔板13顶面；

所述承载杆3，包括杆帽31、杆体32、阻挡环33；

所述杆帽31，固定在所述杆体32上端；

所述阻挡环33，固定在所述杆体32下部外缘；

所述杆体32，下端穿过所述第一碟形弹簧2的碟底处的圆孔；

所述阻挡环33，抵靠在所述第一碟形弹簧2的碟底；

所述杆帽31，尺寸大于所述顶盖14的内环尺寸；

所述阻挡环33到所述杆帽31间的距离，大于自然状态下的第一碟形弹簧2的碟底到所述顶盖14的距离；

所述磁感式传感器4，设置在所述底板12同所述杆体32之间；

所述磁体5，固定在所述杆体32、底板12或隔板13上，并在所述磁感式传感器的磁场感应范围内。

较佳的，所述磁感式传感器4，设置在所述底板12同所述杆体32下端之间；

所述磁体5，固定在所述底板12上；

所述杆体32，下端为导磁材料或镶嵌有导磁块。

较佳的，所述磁感式传感器4，设置在所述底板12同所述杆体32之间；

所述磁体5，固定在所述杆体32下端。

较佳的，所述杆帽31为圆柱形，所述杆帽31的外径大于所述顶盖14的内径。

碟形弹簧又名贝勒维尔弹簧垫圈，是法国人贝勒维尔发明的，是用金属板料或锻压坯料而成的截锥形截面的垫圈式弹簧。典型的碟形弹簧，截面如图3所示，外形似碗碟状，碟形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，在承受负载变形后，储蓄一定的势能。碟形弹簧应力分布由里到外均匀递减，能够实现低行程高补偿力的效果。碟形弹簧有小变形高承载能力、节省空间、变刚度特性和安装紧凑等特点。

实施例一的称重传感器，通过壳体、第一碟形弹簧、承载杆及永磁体之间特别的形状结构及位置组合，利用霍尔传感器检测输出称重电信号。当待称重物压在承载杆的杆帽上时，待称重物的重量通过阻挡环施加到第一碟形弹簧，使第一碟形弹簧变形，杆体下端同永磁体之间的距离变小，霍尔传感器根据杆体下端同永磁体之间的磁场变化，输出称重电信号。由于碟形弹簧刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷，行程短、负荷重，所需空间小，经济、安全性高，使用寿命长，所以实施例一的称重传感器，不仅有较高的称重能力，而且精度高，成本低。

实施例二

基于实施例一，如图2所示，称重传感器还包括一防脱碟形弹簧6；

所述防脱碟形弹簧6，外径大于所述顶盖14的内径；

所述防脱碟形弹簧6，放置在所述顶盖14同所述阻挡环33之间；

所述防脱碟形弹簧6，碟底端圆孔套在所述阻挡环33上方的杆体32上，碟口端扣合在所述顶盖14底面。

较佳的，所述杆体32下部，外缘设有环形凹槽；所述阻挡环33，为“C”型，內缘卡合固定在所述环形凹槽内，固定在所述杆体32下部外缘。

实施例二的称重传感器，在壳体1的顶盖14同承载杆3的阻挡环33之间设置一防脱碟形弹簧6，当在承载杆3上方不施加压力时，防脱碟形弹簧6会限制承载杆3向上移动，从而能防止承载杆3的杆体32从壳体1脱离。

实施例三

基于实施例一，所述称重传感器，还包括与第一碟形弹簧2尺寸及性能相同的另外N个碟形弹簧，N为正整数；

该另外N个碟形弹簧，组合设置在第一碟形弹簧2上方；

所述杆体32，下端穿过所述第一碟形弹簧2及另外N个碟形弹簧碟底处的圆孔；

所述阻挡环33，抵靠在所述另外N个碟形弹簧的最上方的一个碟形弹簧的碟底或碟口。

较佳的，所述碟形弹簧，为不导磁材料；所述壳体1，为不导磁材料。

施例三的称重传感器，用同样的碟形弹簧采用不同的组合方式，能使弹簧特性在很大范围内变化，满足变形量和负荷值的要求。可采用对合、叠合的组合方式，也可采用复合不同厚度，不同片数等的组合方式。当叠合时，相对于同一变形，弹簧数越多则载荷越大。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种称重传感器，其特征在于，包括壳体、第一碟形弹簧、承载杆、磁感式传感器、磁体；

所述壳体，包括侧壁、底板、隔板、顶盖；

所述侧壁，为圆筒状；

所述底板，固定在所述侧壁底端；

所述隔板，固定在所述侧壁中部；

所述顶盖，为圆环状，固定在所述侧壁顶端；

所述底板、隔板、顶盖，均垂直于侧壁；

所述第一碟形弹簧，外径小于所述侧壁的内径，放置在所述隔板同顶盖之间；

所述第一碟形弹簧，碟口端扣合在隔板顶面；

所述承载杆，包括杆帽、杆体、阻挡环；

所述杆帽，固定在所述杆体上端；

所述阻挡环，固定在所述杆体下部外缘；

所述杆体，下端穿过所述第一碟形弹簧的碟底处的圆孔；

所述阻挡环，抵靠在所述第一碟形弹簧的碟底；

所述杆帽，尺寸大于所述顶盖的内环尺寸；

所述阻挡环到所述杆帽间的距离，大于自然状态下的第一碟形弹簧的碟底到所述顶盖的距离；

所述磁感式传感器，设置在所述底板同所述杆体之间；

所述磁体，固定在所述杆体、底板或隔板上。

2.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，

所述磁感式传感器，设置在所述底板同所述杆体下端之间；

所述磁体，固定在所述底板上；

所述杆体，下端为导磁材料或镶嵌有导磁块。

3.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，

所述磁感式传感器，设置在所述底板同所述杆体下端之间；

所述磁体，固定在所述杆体下端。

4.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，

所述杆帽，为圆柱形；

所述杆帽，外径大于所述顶盖的内径。

5.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，

称重传感器还包括一防脱碟形弹簧；

所述防脱碟形弹簧，外径大于所述顶盖的内径；

所述防脱碟形弹簧，放置在所述顶盖同所述阻挡环之间；

所述防脱碟形弹簧，碟底端圆孔套在所述阻挡环上方的杆体上，碟口端扣合在所述顶盖底面。

6.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，

所述杆体，下部外缘设有环形凹槽；

所述阻挡环，为“C”型，內缘卡合固定在所述环形凹槽内，固定在所述杆体下部外缘。

7.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，

所述称重传感器，还包括与第一碟形弹簧尺寸及性能相同的另外N个碟形弹簧，N为正整数；

该另外N个碟形弹簧，组合设置在第一碟形弹簧上方；

所述杆体，下端穿过所述第一碟形弹簧及另外N个碟形弹簧碟底处的圆孔；

所述阻挡环，抵靠在所述另外N个碟形弹簧的最上方的一个碟形弹簧的碟底或碟口。

8.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，

所述碟形弹簧，为不导磁材料；

所述壳体，为不导磁材料。