一种粘度传感器及粘度控制系统的制作方法

1.本实用新型实施例涉及粘度检测技术领域，特别是涉及一种粘度传感器及粘度控制系统。


背景技术：

2.粘度是流体的一种物理化学性质，表示的是流体在受到外力作用时，流体内部发生内摩擦的物理量，通常粘度会被用来鉴定流体的成分或品质。
3.由于粘度的作用，使物体在流体中运动时受到流体阻力，粘度随流体的不同而不同，在流体发生相变的过程中，流体的流动阻力也会发生变化。人们依据流体的流动阻力会被改变而设计了粘度传感器用于测量流体的粘度。当前粘度传感器的测量方法不同可分为毛细管式、旋转式和振动式。
4.振动式粘度传感器其原理为：处于待测流体内的弹片在机械振动时会受到待测流体的阻碍作用，此作用的大小与待测流体的粘度有关，而待测流体的粘度会改变物体的振幅与谐振频率。
5.发明人在实现本实用新型的过程中，发现：弹片易受到外界环境振动的干扰，若将振动式粘度传感器放置于此环境中，测量得到的待测流体的粘度数值不准确，测量结果的误差会大大增加。


技术实现要素：

6.本实用新型实施例旨在提供一种粘度传感器及粘度控制系统，不易受到外界环境振动的干扰，能够准确地测量出待测流体的粘度。
7.为解决上述技术问题，本实用新型实施方式采用的一个技术方案是：提供一种粘度传感器，包括：壳体，内设有容腔、入油口及出油口；滑动件，设置于所述容腔，并且所述滑动件可相对于所述容腔运动，其中，所述滑动件将所述容腔分割成体积可变的第一容腔和第二容腔，所述入油口与所述出油口均与所述第一容腔连通；力敏元件，固设于所述壳体；弹性件，位于所述第二容腔，所述弹性件的一端连接于所述滑动件，所述弹性件的另一端连接于所述力敏元件；减压阀，其一端连通于所述入油口，所述减压阀的另一端用于与流通有待测流体的管路连通；及恒速泵，其一端连通与所述出油口，所述恒速泵的另一端用于与流通有待测流体的管路连通。
8.可选的，所述粘度传感器还包括控制器，所述控制器与所述减压阀和所述恒速泵电连接。
9.可选的，所述粘度传感器还包括第一检测模块与所述第二检测模块；所述第一检测模块设置所述减压阀的另一端，所述第一检测模块用于检测所述减压阀的另一端的压力；所述第二检测模块设置于所述恒速泵的一端与所述出油口之间，所述第二检测模块用于检测所述恒速泵的一端与所述出油口之间的压力；所述第一检测模块与所述第二检测模块均与所述控制器电连接。
10.可选的，所述滑动件包括滑动件主体与筒体，所述滑动件主体朝向所述第二容腔的一端设有所述筒体，并且所述滑动件主体密封所述筒体一端的开口。
11.可选的，所述滑动件主体靠近所述第二容腔的部分表面朝所述第二容腔的方向伸出形成安装部，所述安装部套设有橡胶软塞，所述橡胶软塞用于阻挡待测流体从所述滑动件与所述壳体的内壁之间的间隙渗出。
12.可选的，所述滑动件远离所述第二容腔的部分表面朝所述第一容腔的方向伸出形成有连接杆，所述第一容腔远离所述第二容腔的一端的端部设有套筒，所述连接杆穿设于所述套筒，以使所述滑动件沿所述第一容腔至所述第二容腔的方向上来回滑动。
13.可选的，所述壳体的内壁设有导向槽，所述导向槽的延伸方向与所述滑动件主体的滑动方向相同，所述筒体部远离所述滑动件主体的一端的端部设有导向部，所述导向部抵接于所述导向槽的槽壁。
14.可选的，所述第一容腔的腔壁涂覆有疏油层。
15.可选的，所述粘度传感器还包括滤网，所述滤网设置于所述减压阀的另一端。
16.为解决上述技术问题，本实用新型实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种粘度控制系统，包括上述所述的粘度传感器。
17.本实用新型实施方式的有益效果是：本实用新型实施例公开了一种粘度传感器及粘度控制系统。通过将减压阀的另一端与恒速泵的另一端沿待测流体的流动方向接入待测装置的流体管路中，调节减压阀并关闭恒速泵的开关，以使第一容腔内的压力小于管路中的压力，待测流体在压力的作用下经入油口进入第一容腔，直至待测流体填满第一容腔，而此时的第一容腔的压力与管路中的压力相等，打开恒速泵的开关，恒速泵以特定速度抽吸第一容腔内的待测流体，第一容腔的体积变小，滑动件在压力的改变下由第二容腔向第一容腔的方向移动，进而拉动弹簧，力敏元件通过测量滑动件所受的拉力进行计算，得出待测流体的粘度。相比于现有技术来说，该粘度传感器不易受到外界环境振动的干扰，将该粘度传感器放置于振动环境中，能够准确地测量出待测流体的粘度。
附图说明
18.一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
19.图1为本实用新型其中一实施例提供的粘度传感器的结构示意图；
20.图2为图1中粘度传感器的滑动件的具体结构示意图；
21.图3为图1中粘度传感器的另一滑动件与壳体之间的配合状态图；
22.图4为图1中粘度传感器的控制电路的流程图。
具体实施方式
23.为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“固接于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明
书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
24.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
25.此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
26.请参阅图1，粘度传感器包括壳体10、滑动件20、力敏元件30、弹性件40、减压阀50及恒速泵60。壳体10内设有容腔10a，滑动件 20与弹性件40均收容于容腔10a，滑动件20将容腔10a分割成体积可变的第一容腔11a与第二容腔12a，力敏元件30固设于壳体10上，弹性件40的一端连接于滑动件20，弹性件40的另一端连接于力敏元件 30，壳体10还开设有入油口11与出油口12，入油口11与出油口12均与第一容腔11a连通，减压阀50设置于入油口11处，并连通于入油口 11，恒速泵60设置于出油口12处，并连通于出油口12。沿待测流体的流动方向依次将减压阀50和恒速泵60接入装载有待测流体的管路中，调节减压阀50，关闭恒速泵60，让待测流体在压力差的作用下进入第一容腔11a内，在第一容腔11a的待测流体达到饱和后，开启恒速泵60，稳定地抽取第一容腔11a内的待测流体，拉动弹簧，进而测量出待测流体的粘度。
27.需要说明的是，未使用粘度传感器测量待测流体的粘度时，需关闭减压阀50a并打开恒速泵60，将粘度传感器内部的管路抽真空，以便于粘度传感器装载于待测流体的管路中，待测流体在压力差的作用下能够进入并填充第一容腔11a。
28.在本实用新型实施例中，为避免待测流体的杂质堵塞粘度传感器的内部管路，粘度传感器还包括滤网70，滤网70设置于减压阀50的另一端，用于过滤待测流体的杂质。
29.对于上述的壳体，壳体10的截面形状大致呈长方体，壳体10包括底板(未示出)、第一侧板(未示出)及第二侧板(未示出)。第一侧板与第二侧板相对设置于底板的顶表面，第一侧板的一端接合于第二侧板的一端，第一侧板的另一端接合于第二侧板的另一端，底板、第一侧板及第二侧板共同围合成具有一开口的容腔10a，该开口与底板相对应。由于第一侧板与第二侧板的结构相同，在此以第一侧板举例说明，第一侧板凸伸于底板的顶表面，并且第一侧板沿底板的底表面向底板的顶表面方向延伸，第一侧板上设有入油口11，与之相对应的，第二侧板上开设有出油口12，入油口11与出油口12均连通于容腔10a。
30.对于上述的滑动件20，滑动件20的形状与开口的形状相匹配，滑动件20可从该开口处安装于容腔10a内，滑动件20可相对于容腔10a 运动，其中，滑动件20将容腔10a分割成体积可变的第一容腔11a与第二容腔12a，入油口11与出油口12均与第一容腔11a连通。
31.需要说明的是，为了避免第一容腔11a内的压力积聚超过滑动件20 的最大承压能力而造成滑动件20的刚性失效，滑动件20可选用耐高压、耐高温及易散热的材料制成，例如，滑动件20由ppr材质制成。此外，为避免第一容腔11a内填充有过多的待测流体，使得滑动件20压缩弹性件40，致使弹性件40的实际压缩量超过自身最大压缩量，而造成粘度传感器无法测量粘度的情况发生，请参阅图2，在本实用新型实施例中，第一侧板的内侧壁凸设有第一挡块110，第二侧板的内侧壁凸设有第二挡块120，第二挡块110与第一挡块120相对
应，第一挡块110与第二挡块120均用于抵住滑动件20，以阻挡滑动件20继续朝第二容腔 11a方向运动。进一步的，为减少滑动件20压缩弹性件40而引起的力敏元件测量待测流体的粘度的情况发生，第一挡块110与第二挡块120 的所处位置处于弹性件的自然伸长量附近，换言之，第一挡块110与第二挡块120的所处位置不会引起弹性件40的拉伸或收缩。
32.可以理解的是，为避免待测流体附着于滑动件20的外表面，而影响到粘度传感器下一次待测流体的测量结果，在本实用新型实施例中，滑动件20朝向第一容腔的表面涂覆有疏油层。进一步的，为避免待测流体附着于第一容腔11a的腔壁，第一侧板内壁面、第二侧板内壁面及底板的顶表面均涂覆有疏油层。此外，为了保证滑动件20在滑动的过程中第一容腔11a能始终处于密封状态，请继续参阅图2，滑动件20的外周面朝向第一容腔的一端的端部凸设有第一阻隔部210，滑动件的外周面朝向第二容腔的一端的端部凸设有第二阻隔部220，第一阻隔部210 的截面长度大于第二阻隔部220的截面长度，第一阻隔部210与第二阻隔部220之间安装有密封件80，密封件80的外周面紧贴于第一侧板与第二侧板的内侧壁，以使滑动件20在滑动过程中，第一容腔11a始终处于密封状态。当然了，在本实用新型其他一些实施例中，以现有的生产工艺条件，滑动件20的外周面也可直接与第一侧板和第二侧板的内侧壁接触，也能保证第一容腔11a始终处于密封状态。
33.请参阅图3，在一些实施例中，滑动件20还包括滑动件主体21与筒体22。滑动件主体21朝向第二容腔的一端设有筒体22，并且滑动件主体21密封筒体一端的开口。进一步的，滑动件主体21靠近第一容腔 11a的部分表面朝第一容腔11a的方向伸出形成安装部211，安装部211 套设于有橡胶软塞212，橡胶软塞212用于阻挡待测流体从滑动件20与第一侧板和第二侧板的内侧壁之间的间隙渗出，滑动件主体21远离第一容腔11a的部分表面朝第二容腔12a的方向伸出形成有连接杆210，第二容腔12a靠近第一容腔11a的一端的端部设有套筒220，连接杆210 穿设于套筒220，以使滑动件20在第一容腔11a至第二容腔12a方向上来回滑动。进一步的，筒体22远离滑动件主体21的一端的端部设有导向部221，第一侧板和/或第二侧板的内侧壁设有导向槽130，导向槽130 的延伸方向与滑动件主体21的滑动方向相同，导向部221抵接于导向槽130的槽壁，为了防止导向部221脱离导向槽130，导向部221的截面形状为工字形。
34.对于上述的力敏元件30，力敏元件30固设于第二容腔12a远离第一容腔11a一端的端部，即力敏元件30被固定于第一侧板与第二侧板远离底板的一端，以封闭开口，力敏元件30可与弹性件40连接。可以理解的是，在本实用新型实施例中，力敏元件30可采用扩散型半导体应变片，也可以采用压力传感器。
35.对于上述的弹性件40，弹性件40位于第二容腔12a内，弹性件40 的一端连接于滑动件20靠近第二容腔12a的表面，弹性件40的另一端连接于力敏元件30靠近第二容腔12a的表面。可以理解的是，弹性件 40可以仅为弹簧，也可以是具有形变和导向功能的弹簧与减震器的组合。
36.对于上述的减压阀50，减压阀50的一端连通于入油口，减压阀50 的另一端用于与流通有待测流体的管路连通，可以理解的是，在实用新型实施例中，减压阀50可以为电磁减压阀，当然了，根据实际情况需要，若待测流体的管路中的压力与第一容腔11a内的压力差值不大，减压阀也可不设置，在入油口11处设置用于关闭或打开入油口11的机械开关即可。
37.对于上述的恒速泵70，恒速泵70的一端连通于出油口12，恒速泵 70的另一端用于
与流通有待测流体的管路连通。
38.请参阅图4，在一些实施例中，为了实现粘度传感器的在线油液监测，粘度传感器还包括控制器90、第一检测模块91与第二检测模块92，控制器90分别与减压阀50、恒速泵60、第一检测模块91及第二检测模块92电连接。将减压阀50的另一端与恒速泵70的另一端按待测流体的流动方向依次接入待测流体的管路中，第一检测模块91设置于减压阀50的另一端，第一检测模块91用于检测减压阀50的另一端的压力，第二检测模块92设置于恒速泵60的一端与出油口12之间，第二检测模块92用于检测恒速泵60的一端与出油口12之间的压力，通过第一检测模块91检测待测管路的压力，进而调节减压阀50的将进口压力减至待测流体能填充第一容腔11a的压力，使待测流体进入第一容腔 11a内，直至第一容腔11a的压力与待测流体的压力相同为止，第二检测模块92检测第一容腔11a内的压力变化稳定后，控制器90控制恒速泵60以恒定的速度均匀地抽吸第一容腔11a内的待测流体，此时滑动件20受到抽吸力的影响而向远离第二容腔12a的方向滑动，进而拉动力敏元件30，力敏元件30通过测量滑动件20所受的拉力进行计算，得出待测流体的粘度，进而实现待测流体的在线检测。其中，第一检测模块91与第二检测模块92均可为压力传感器。
39.在本实用新型实施例中，通过将减压阀的另一端与恒速泵的另一端沿待测流体的流动方向接入待测装置的流体管路中，调节减压阀并关闭恒速泵的开关，以使第一容腔内的压力小于管路中的压力，待测流体在压力的作用下经入油口进入第一容腔，直至待测流体填满第一容腔，而此时的第一容腔的压力与管路中的压力相等，打开恒速泵的开关，恒速泵以特定速度抽吸第一容腔内的待测流体，第一容腔的体积变小，滑动件在压力的改变下由第二容腔向第一容腔的方向移动，进而拉动弹簧，力敏元件通过测量滑动件所受的拉力进行计算，得出待测流体的粘度。相比于现有技术来说，该粘度传感器不易受到外界环境振动的干扰，能够准确地测量出待测流体的粘度。
40.本实用新型实施例还提供一种粘度控制系统，包括上述所述的粘度传感器，对于粘度传感器的具体结构和功能可参阅上述实施例，此处不再一一赘述。
41.以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。