專利名稱：一種小體積大量程位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種小體積大量程位移傳感器，特別是適合抽油機(jī)井診斷儀配套使用的一種小體積大量程位移傳感器。
在油田生產(chǎn)中，抽油機(jī)井占有相當(dāng)大的比例，為保證油井的正常生產(chǎn)，必須經(jīng)常對(duì)抽油機(jī)井的工作狀況進(jìn)行測(cè)試和診斷，以便做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)采取相應(yīng)措施。在實(shí)際測(cè)試中，由于油井多分布在野外，地理環(huán)境又十分復(fù)雜，常常需要工作人員攜帶儀器上井測(cè)試診斷。這就要求測(cè)試診斷儀器不僅要有良好的可靠性，而且要有較小的體積和較輕的重量?，F(xiàn)行的各類便攜式抽油機(jī)井診斷儀，就其主機(jī)而言，已比較輕便了，而與其配套使用的傳感器仍較笨重，難以滿足上述要求。以美國產(chǎn)的抽油機(jī)井診斷儀“DXD－20動(dòng)力儀”為例，其載荷傳感器和位移傳感器是各自獨(dú)立的，且其位移傳感器的量程為6米，體積是載荷傳感器的四倍多。其原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。主要包括一個(gè)由纏繞全部位移線的繞線輪、與繞線輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的用于儲(chǔ)存發(fā)條能量的空發(fā)條輪及與空發(fā)條輪在同一個(gè)平面的卷有發(fā)條并釋放發(fā)條能量的發(fā)條輪組成的放線收線機(jī)構(gòu)組件，和一個(gè)為防止因意外斷位移線后發(fā)條快速復(fù)位而損壞機(jī)電部件的杠桿剎車鼓式剎車機(jī)構(gòu)組件。由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，至使體積龐大，過于笨重，更無法和載荷傳感器和為一體，不但給測(cè)試人員帶來很大的不便，而且因載荷傳感器和位移傳感器各自獨(dú)立，增加了電纜線條數(shù)和插頭的數(shù)量，便相對(duì)降低了儀器的可靠性。
本實(shí)用新型的目的，正是針對(duì)上述的位移傳感器的缺點(diǎn)而提出的一種特別適合抽油機(jī)井診斷儀配套使用的小體積大量程位移傳感，即在保證量程不小于6米的前題下，盡可能縮小體積，減輕重量。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的省去上述位移傳感器的用于釋放和儲(chǔ)存發(fā)條能量的發(fā)條輪及空發(fā)條輪，而將發(fā)條置于中空的線輪當(dāng)中，三輪合成一輪完成放線收線任務(wù)，并進(jìn)一步減小了三合一線輪的直徑，達(dá)到簡化結(jié)構(gòu)縮小體積的目的。又在此基礎(chǔ)上將剎車機(jī)構(gòu)改為螺旋側(cè)頂式，且利用支架兼作擋線板，進(jìn)一步簡化了結(jié)構(gòu)縮小了體積，使其不但能構(gòu)成獨(dú)立的小型位移傳感器，而且能與載荷傳感器組合成一個(gè)輕巧方便，功能齊全的復(fù)合式傳感器。
本實(shí)用新型與上述位移傳感器相比，量程達(dá)到7米，而體積只有它的1／9左右，重量只有它的1／8左右，且與自行設(shè)計(jì)的載荷傳感器合為一體后，與上述載荷傳感器相比，體積也只有它的1.2倍左右，重量相當(dāng)，加之載荷和位移共用一條多芯電纜，減少了電纜和插頭的數(shù)量，不但給測(cè)試人員帶來極大的方便，也提高了電器連接的可靠性。另外，結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，加工容易，節(jié)省原材料。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)及工作情況由以下實(shí)施例及附圖給出。
附

圖1、附圖2分別是根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種小體積大量程位移傳感器的主剖視圖和A－A剖視圖。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種小體積大量程位移傳感器的具體細(xì)節(jié)及工作情況。
一種小體積大量程的位移傳感器，特別是適合抽油機(jī)井診斷儀配套使用的一種小體積大量程位移傳感器。包括由盒輪軸(7)、擋板(1)、擋板(2)和位于擋板中間內(nèi)有發(fā)條(5)開口端有固定小齒輪(8)的盒輪蓋(4)且外面繞有位移線(6)的盒輪(3)和擋板螺釘(20)構(gòu)成的收線放線機(jī)構(gòu)；包括由剎車導(dǎo)向輪(10)、剎車導(dǎo)向軸(11)、剎車臂(12)、剎車螺桿(15)、剎車螺母(9)、剎車彈簧(13)和調(diào)節(jié)螺絲(14)構(gòu)成的剎車機(jī)構(gòu)；還包括由電位器(16)、連接盤(17)、大齒輪(18)、引線(19)構(gòu)成的位移信號(hào)形成系統(tǒng)。
其結(jié)構(gòu)關(guān)系是收線放線機(jī)構(gòu)中的擋板(1)內(nèi)側(cè)有個(gè)一端開有扁縫(7a)的固定的盒輪軸(7)，盒輪(3)可在此軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)條(5)一端折為″S″形并插入到盒輪軸(7)的扁縫(7a)中，然后沿順時(shí)針方向繞成盤狀，并將其另一端折為″P″形后插入到盒輪(3)的″P″形槽(3a)中。盒輪(3)與有固定小齒輪(8)的盒輪蓋(4)固定連接后，便形成了盒輪外面的矩形圓槽，位移線(6)一端固定在盒輪蓋(4)的小孔(4a)里后繞在此矩形圓槽中，另一端繞過帶有與由盒輪(3)、盒輪蓋(4)由形成的矩形圓槽等寬的矩形圓槽的剎車導(dǎo)向輪(10)后引出，且內(nèi)有發(fā)條(5)開口端固定著盒輪蓋(4)并在其外面繞有位移線(6)的盒輪(3)和剎車導(dǎo)向輪(10)被有圓形凹槽(1a)、(2a)及弧形凹槽(1c)、(2c)和弧形孔(1b)、(2b)的擋板(1)、(2)以能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的方式夾在中間。圓形凹槽(1a)、(2a)以盒輪軸(7)的軸線為圓心，直徑比盒輪蓋(4)和盒輪(3)的直徑稍大；弧形凹槽(1c)和(2c)是在以剎車螺桿(15)的軸線為圓心以剎車螺桿(15)的軸線到剎車導(dǎo)向軸(11)的軸線的距離為半徑的弧線上開出的以此弧線為中心線且比剎車導(dǎo)向輪(10)直徑稍寬的弧形凹槽；弧形孔(1b)、(2b)是在弧形凹槽(1c)、(2c)中與弧形凹槽(1c)、(2c)在同一弧線開通的且稍寬于剎車導(dǎo)向軸(11)直徑的弧形孔。用四個(gè)擋板螺釘(20)固定后，擋板(1)、(2)間的踞離正好與由盒輪蓋(4)和盒輪(3)形成的矩形圓槽及剎車導(dǎo)向輪(10)的矩形圓槽的寬度相等。擋板(2)上有一固定連接的剎車螺母(9)，其中旋有外端繞著剎車彈簧(13)的剎車螺桿(15)。剎車彈簧(13)的一端固定在擋板(2)上，一端固定在由調(diào)節(jié)螺絲(14)固定到剎車螺桿(15)上的剎車臂(12)上，而固定在剎車臂(12)上的剎車導(dǎo)向軸(11)的一端穿入到剎車導(dǎo)向輪(10)中，且剎車導(dǎo)向輪(10)能在剎車導(dǎo)向軸(11)上靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。在剎車彈簧(13)的作用下，剎車螺桿(15)趨向右旋并頂?shù)胶休喩w(4)上，同時(shí)，通過剎車臂(12)、剎車導(dǎo)向軸(11)帶動(dòng)在弧形凹槽(1c)、(2c)中的剎車導(dǎo)向輪(10)亦產(chǎn)生右旋力。擋板(2)上固定有連接電位器(16)的連接盤(17)，電位器(16)軸上有與小齒輪(8)嚙合的大齒輪(18)，且電位器(16)上有引線(19)。擋板(1)上有用來與外殼固定的螺孔(1a)。
照上述結(jié)構(gòu)關(guān)系裝配時(shí)應(yīng)注意以下要點(diǎn)1.盒輪(3)應(yīng)無明顯軸向和徑向跳動(dòng)，使其邊沿與擋板(1)、擋板(2)上的圓形凹槽(1a)、(2a)間隙最小(防止夾住位移線)又不磨擦，以保證其轉(zhuǎn)動(dòng)靈活；同樣，剎車導(dǎo)向輪(10)也應(yīng)在弧形凹槽(1c)、(2c)中轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。2.旋動(dòng)剎車螺桿(15)使其頂住盒輪蓋(4)，把剎車導(dǎo)向輪(10)調(diào)整到如圖2所示的位置處并用調(diào)節(jié)螺絲(14)頂死。3.位移線(6)必須沿圖2所示的方向繞過剎車導(dǎo)向輪(10)后引出。
使用時(shí)，拉動(dòng)位移線(6)且其拉力通過剎車導(dǎo)向輪(10)、剎車導(dǎo)向軸(11)、剎車臂(12)帶動(dòng)剎車螺桿(15)產(chǎn)生大于剎車彈簧(13)所形成的右旋力的左旋的力，使頂?shù)胶休喩w(4)上的剎車螺桿(15)端部離開盒輪蓋(4)，解除剎車制動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)位移線(6)可帶動(dòng)盒輪(3)沿如圖2所示″S向″順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，而發(fā)條(5)則逐漸繞緊在盒輪軸(7)上，儲(chǔ)存能量，并在同時(shí)，由小齒輪(8)帶動(dòng)大齒輪(18)和電位器(16)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)位移線(6)的拉力對(duì)盒輪(3)所產(chǎn)生的扭矩小于發(fā)條(5)對(duì)盒輪(3)所產(chǎn)生的反向扭矩時(shí)，盒輪(3)在發(fā)條(5)的作用下，沿如圖2所示的″F向″反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，位移線(6)被收回，與此同時(shí)，小齒輪(8)帶動(dòng)大齒輪(18)和電位器(16)沿著與原方向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；位移的變化量和方向由電位器(16)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并從引線(19)輸出。當(dāng)位移線(6)突然斷開時(shí)，剎車導(dǎo)向輪(10)也突然失去來自位移線(6)的拉力，在剎車彈簧(13)的作用下剎車螺桿(15)迅速右旋并頂住盒輪蓋(4)，進(jìn)入剎車制動(dòng)狀態(tài)，盒輪(3)止動(dòng)，達(dá)到保護(hù)發(fā)條(5)和電位器(16)及其他零部件的目的。因?yàn)槲灰凭€(6)是繞在由盒輪(3)、盒輪蓋(4)構(gòu)成的有矩形圓槽的輪上的，且其矩形圓槽的寬度及剎車導(dǎo)向輪(10)矩形圓槽的寬度都正好與擋板(1)、擋板(2)間的踞離相等，位移線(6)被兩輪的矩形圓槽和擋板(1)、擋板(2)擋在了中間，且又有四個(gè)擋板螺釘(20)限制，所以，位移線(6)永遠(yuǎn)不會(huì)逃出線槽。
權(quán)利要求1.一種小體積大量程位移傳感器，特別是適合抽油機(jī)井診斷儀配套使用的一種小體積大量程的位移傳感器，它包括由擋板(1)、擋板(2)、盒輪軸(7)、盒輪(3)、發(fā)條(5)、盒輪蓋(4)、小齒輪(8)和位移線(6)構(gòu)成的收線放線機(jī)構(gòu)，包括由剎車導(dǎo)向輪(10)、剎車導(dǎo)向軸(11)、剎車臂(12)、剎車螺桿(15)、剎車螺母(9)、剎車彈簧(13)和調(diào)節(jié)螺絲(14)構(gòu)成的剎車機(jī)構(gòu)，包括由電位器(16)、連接盤(17)、大齒輪(18)和引線(19)構(gòu)成的位移電信號(hào)形成系統(tǒng)；其特征是內(nèi)有發(fā)條(5)的盒輪(3)開口端固定著帶小齒輪(8)的盒輪蓋(4)，且盒輪(3)的外面繞有一端固定在盒輪蓋邊沿上小孔(4a)的位移線(6)，它們穿在盒輪軸(7)上，并被擋板(1)和擋板(2)以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式夾在中間，擋板(1)和擋板(2)中還夾有能在弧形凹槽(1c)、(2c)中自由磚動(dòng)的剎車導(dǎo)向輪(10)，擋板(2)上的剎車螺母(9)中有繞著剎車彈簧(13)的剎車螺桿(15)，剎車螺桿(15)上固定著剎車臂(12)，剎車臂(12)另一端固定著插入到剎車導(dǎo)向輪(10)中的剎車導(dǎo)向軸(11)，小齒輪(8)通過大齒輪(18)帶動(dòng)由連接盤(17)固定到擋板(2)上的電位器(16)。
2.如權(quán)利要求1所述的小體積大量程位移傳感器，其特征是擋板(1)、擋板(2)的內(nèi)側(cè)有直徑稍大于盒輪(3)的外徑或帶有與大齒輪(18)嚙合的小齒輪(8)的盒輪蓋(4)外徑的圓形凹槽(1a)、(2a)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的小體積大量程位移傳感器，其特征是擋板(1)、擋板(2)內(nèi)側(cè)還在有以剎車螺桿(15)軸線為圓心以剎車螺桿(15)的軸線到剎車導(dǎo)向軸(11)的軸線的距離為半徑的弧線上開出的以此弧線為中心線且其寬度稍大于剎車導(dǎo)向輪(10)直徑的弧形凹槽(1c)、(2c)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的小體積大量程位移傳感器，其特征是在弧形凹槽(1c)、(2c)中，又有與弧形凹槽(1c)、(2c)在同一弧線上開通的以此弧線為中心線寬度稍大于剎車導(dǎo)向軸(11)直徑的弧形孔(1b)、(2b)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的小體積大量程位移傳感器，其特征是擋板(1)內(nèi)側(cè)的圓形凹槽(1a)的中心固定有一個(gè)可使盒輪(3)在其上轉(zhuǎn)動(dòng)的盒輪軸(7)。
6.如權(quán)利要求1所述的小體積大量程位移傳感器，其特征是盤繞于盒輪(3)內(nèi)的發(fā)條(5)一端固在盒輪(3)的″P″形槽(3a)中，另一端固定在盒輪軸(7)的扁縫(7a)中。
7.如權(quán)利要求1所述的小體積大量程位移傳感器，其特征是當(dāng)外側(cè)固定有小齒輪(8)的盒輪蓋(4)與盒輪(3)固定連接為一體后，盒輪蓋(4)上的邊沿與盒輪(3)上的邊沿共同形成了可以在外面纏繞位移線(6)的矩形圓槽，而且此矩形圓槽的寬度及剎車導(dǎo)向輪(10)的矩形圓槽均與正好與擋板(1)、(2)間的踞離相等。
8.如權(quán)利要求1所述的小體積大量程位移傳感器，其特征是固定在擋板(2)上的剎車螺母(9)中旋有剎車螺桿(15)，且其外端固定在剎車臂(12)上，而剎車臂另一端又固定在穿入到夾在弧形凹槽(1c)、(2c)中間但能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的剎車導(dǎo)向輪(10)中的剎車導(dǎo)向軸(11)上。
9.如權(quán)利要求1或8所述的小體積大量程位移傳感器，其特征是在剎車螺桿(15)上繞有一端固定在剎車臂(12)上而另一端固定在擋板(2)的剎車彈簧(13)，并且在剎車彈簧(13)和位移線(6)的拉力作用下，剎車螺桿(15)能右旋或左旋一定角度，使剎車螺桿(15)的里端能頂死或放松盒輪蓋(4)及盒輪(3)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種小體積大量程位移傳感器，特別是適合抽油機(jī)井診斷儀配套使用的一種小體積大量程位移傳感器。主要由盒式放線收線機(jī)構(gòu)和螺桿式剎車機(jī)構(gòu)兩部分組成。其主要特點(diǎn)是體積小，重量輕，量程大(不小于7米)，既能構(gòu)成獨(dú)立的小型位移傳感器，也能與載荷傳感器組合成一個(gè)輕巧方便、功能齊全的復(fù)合式傳感器，并與載荷傳感器共用一條多芯電纜，減少了電纜和插頭的數(shù)量，這不但極大地降低了測(cè)試人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也提高了電器連接的可靠性。另外，結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，加工容易，節(jié)省原材料。
文檔編號(hào)G01B21/02GK2132154SQ9220602
公開日1993年5月5日 申請(qǐng)日期1992年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月7日
發(fā)明者高占坤, 王澤民, 翟愛國 申請(qǐng)人:高占坤, 王澤民, 翟愛國