CN114923551A - 具有水冷降温功能的称重传感器及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有水冷降温功能的称重传感器及其控制系统，属于称重传感器技术领域。本发明包括安装块、底座，所述安装块设置在底座的上端，所述安装块内滑动连接有应变梁，所述应变梁的两侧均设置有应变计，所述应变梁的下端设置有压紧钢片，所述压紧钢片的下端设置有横梁，所述横梁的两侧均设置有侧板，侧板提高应变梁和横梁的抗侧向力，提高本装置的测量精度，所述侧板的下侧设置有垫片，所述安装块内设置有防尘组件，防尘组件阻止粉尘落入应变梁与安装块缝隙处，防止应变梁摩擦损耗，所述底座内设置有冷却组件，冷却组件对应变计进行降温处理，提高重量测量精准度。

Description

具有水冷降温功能的称重传感器及其控制系统

技术领域

本发明涉及称重传感器技术领域，具体为具有水冷降温功能的称重传感器及其控制系统。

背景技术

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。用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用称重传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异。主要有S型、悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式、柱筒式等几种样式。

其中，在一些厂商工作用地，为了严格把控货物的进出库情况，避免造成财产损失，会通过地磅对来往货车进行高精度重量测量，然而地磅往往设置于室外露天环境中，就导致称重传感器也长期暴露与室外，直接接受户外环境所带来的影响，特别是在炎热的夏季，长期的高温环境，加上来往货车对地磅施加的压力，使得称重传感器中的应变计和应变梁一直处于高温高压力环境下工作，持续的高温高压力环境使得应变计中电子元器件脱锡，发生短路，造成重量测量数据的偏差，造成相关货物数据偏差，给厂商带来财产损失，因此如何对称重传感器中的应变计进行降温处理，成了当下需要解决的的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供具有水冷降温功能的称重传感器及其控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

具有水冷降温功能的称重传感器，所述该具有水冷降温功能的称重传感器包括安装块、底座，所述安装块设置在底座的上端，所述安装块内滑动连接有应变梁，所述应变梁的两侧均设置有应变计，所述应变梁的下端设置有压紧钢片，所述压紧钢片的下端设置有横梁，所述横梁的两侧均设置有侧板，侧板提高应变梁和横梁的抗侧向力，提高本装置的测量精度，所述侧板的下侧设置有垫片，所述安装块内设置有防尘组件，防尘组件阻止粉尘落入应变梁与安装块缝隙处，防止应变梁摩擦损耗，所述底座内设置有冷却组件，冷却组件对应变计进行降温处理，提高重量测量精准度。

所述冷却组件包括冷却罩，所述冷却罩套设在应变计外表面，所述冷却罩包括第一出水口和第一进水口，两个所述侧板内均开设有S型通槽，S型通槽最大化的对侧板进行降温，侧板温度降低对横梁进行贴合冷却降温处理，使横梁保持较高的刚度，提高装置的使用寿命以及测量重量的精准度。

其中一个所述S型通槽上设置有第二出水口和第二进水口，另一个所述S型通槽上设置有第三进水口和第三出水口；所述第二出水口与第一进水口连通，所述第三进水口与第一出水口连通。

所述底座内开设有水舱，所述水舱包括第四进水口和第四出水口，所述底座上设置有注水端，所述注水端与水舱连通，所述第四出水口与第二进水口连通，所述第四进水口与第三出水口连通。

所述底座的一端设置有电机，所述底座内转动连接有转轴，所述转轴与电机的输出端连接，所述转轴上设置有桨叶，所述桨叶位于水舱内，所述水舱与转轴之间连接密封轴承，密封轴承防止水舱内水外漏，造成水资源流失。

所述底座内设置有多个N型半导体和P型半导体，其中一个所述N型半导体连接电源正极，其中一个所述P型半导体连接电源负极，多个所述N型半导体和P型半导体的两端分别分设为热和冷端，所述冷端处设置有冷基板，所述冷基板位于水舱内，通过注水端向水舱内加入一定量的冷却液，事先在控制器中设定应变计正常工作温度参数值，当温度传感器检测应变计的工作温度超出正常工作温度时，控制器控制启动电机，转轴带动桨叶运转，水舱内的冷却液经过设置有第二出水口的S型通槽输送到冷却罩内，在经过第一出水口和设置有第三出水口的S型通槽后，再经过第四进水口流通到水舱内，与此同时，N型半导体接通电源正极，P型半导体接通电源负极，当直流电流从N极流向P极时，冷端上产生吸热现象，即帕尔帖效应，故冷基板对水舱内的冷却液进行冷却降温处理，使得冷却罩和S型通槽以及水舱中的冷却液实现冷循环，提高对应变计的降温处理，使应变计可以保持高精度的测量工作状态。

所述防尘组件包括通风罩，所述通风罩套设在冷却罩表面，所述通风罩上设置有出风口，所述应变梁位于出风口内侧，所述底座内开设有安装槽，所述转轴上设置有扇叶，所述扇叶位于安装槽内。

所述底座内设置有风舱，所述风舱与水舱之间连接有滤液板，所述风舱内设置有隔板，所述风舱与安装槽之间连通有第二通风管，所述安装槽与通风罩连通，所述底座内设置有第一通风管，所述第一通风管与水舱底部连通，所述第一通风管与水舱连通处设置有单向阀，所述第一通风管进风口设置有滤网。

所述安装块的上端设置有护罩，所述应变梁的上端设置有钢球，所述钢球的上端设置有压头，所述钢球位于护罩内，所述上设置有缆线，所述安装块上设置有温度传感器，所述温度传感器实时检测应变计工作温度，所述上设置有控制器，与此同时，转轴还带动扇叶转动，扇叶转动抽取风舱内的气体，风舱内气压变小，外界空气经过滤网以及第一通风管到达水舱底部，并在水舱内部形成气泡，气泡上升带动冷却液流动，加快冷却液之间的热交换，气泡经过滤液板进入到风舱中，滤液板阻止水分进入风舱，此时，风舱内气体被冷却处理后再经过扇叶作用下输向通风罩，通风罩内冷却气体对冷却罩进行二次风冷降温处理，经过冷却的风吹向应变梁表面，对应变梁进行风冷处理，使其保持刚度，与此同时，被冷却的风再经过应变梁与安装块之间的缝隙处向外输送，阻止外界粉尘落入缝隙处，防止对应变梁造成摩擦损耗，影响其使用寿命，与此同时，被冷却风向外输送的同时，又对钢球的进行降温处理，提高本装置测量重量的精准度与使用寿命。

应用于具有水冷降温功能的称重传感器的控制系统，所述控制系统包括称重模块、测温模块、数据转换模块、控制模块以及数显模块；所述称重模块对所称物品的重量进行数据采集，并将重量数据传输到数据转换模块中；所述测温模块检测电器元件的温度，并将温度数据传输到数据转换模块中；所述数据转换模块对称重模块以及测温模块传输的数据类型进行转换，并将转换类型后的数据传输到控制模块中；所述控制模块对数据转换模块传输的重量数据以及温度数据进行计算，并得出所称物品的重量以及所测电器元件的温度；所述控制模块根据所测电器元件的温度控制冷却组件运行；所述数显模块显示所称物品的重量数据，测温模块包括温度传感器，温度传感器实时检测应变计温度。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、当温度传感器检测应变计的工作温度超出正常工作温度时，控制器控制启动电机，转轴带动桨叶运转，水舱内的冷却液经过设置有第二出水口的S型通槽输送到冷却罩内，在经过第一出水口和设置有第三出水口的S型通槽后，再经过第四进水口流通到水舱内，与此同时，N型半导体接通电源正极，P型半导体接通电源负极，当直流电流从N极流向P极时，冷端上产生吸热现象，即帕尔帖效应，故冷基板对水舱内的冷却液进行冷却降温处理，使得冷却罩和S型通槽以及水舱中的冷却液实现冷循环，提高对应变计的降温处理，使应变计可以保持高精度的测量工作状态。

2、转轴还带动扇叶转动，扇叶转动抽取风舱内的气体，风舱内气压变小，外界空气经过滤网以及第一通风管到达水舱底部，并在水舱内部形成气泡，气泡上升带动冷却液流动，加快冷却液之间的热交换，气泡经过滤液板进入到风舱中，滤液板阻止水分进入风舱，此时，风舱内气体被冷却处理后再经过扇叶作用下输向通风罩，通风罩内冷却气体对冷却罩进行二次风冷降温处理，经过冷却的风吹向应变梁表面，对应变梁进行风冷处理，使其保持刚度，与此同时，被冷却的风再经过应变梁与安装块之间的缝隙处向外输送，阻止外界粉尘落入缝隙处，防止对应变梁造成摩擦损耗，影响其使用寿命，与此同时，被冷却风向外输送的同时，又对钢球的进行降温处理，提高本装置测量重量的精准度与使用寿命。

3、本装置通过设置一个电机在对冷却罩和应变计进行冷却循环的同时，又带动扇叶向通风罩内送风阻止粉尘掉入应变梁与安装块缝隙处，免去了多余的驱动组件，降低工业成本，减小工业能耗，倡导了节能减排、绿色环保工业理念。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的具有水冷降温功能的称重传感器的第一立体结构示意图；

图2是本发明的具有水冷降温功能的称重传感器的前视剖视结构示意图；

图3是本发明的具有水冷降温功能的称重传感器的图2中A处放大图；

图4是本发明的具有水冷降温功能的称重传感器的图2中B处放大图；

图5是本发明的具有水冷降温功能的称重传感器的冷却罩结构示意图；

图6是本发明的具有水冷降温功能的称重传感器的通风罩结构示意图；

图7是本发明的具有水冷降温功能的称重传感器的S型通槽结构示意图；

图8是本发明的具有水冷降温功能的称重传感器的侧视剖视结构示意图；

图9是本发明的控制系统的模块流程示意图；

图中：1、安装块；101、通风罩；102、轴杆；103、扇叶；104、出风口；105、安装槽；2、底座；201、水舱；202、冷基板；3、电机；301、转轴；302、桨叶；4、护罩；5、钢球；6、压头；7、缆线；8、滤网；9、应变梁；801、第一通风管；10、压紧钢片；11、横梁；12、垫片；13、侧板；131、S型通槽；14、应变计；141、冷却罩；142、第一出水口；143、第一进水口；15、注水端、16、风舱；161、第二通风管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图9，本发明提供技术方案：

具有水冷降温功能的称重传感器，包括安装块1、底座2，安装块1设置在底座2的上端，安装块1内滑动连接有应变梁9，应变梁9的两侧均设置有应变计14，应变梁9的下端设置有压紧钢片10，压紧钢片10的下端设置有横梁11，横梁11的两侧均设置有侧板13，侧板13提高应变梁9和横梁11的抗侧向力，提高本装置的测量精度，侧板13的下侧设置有垫片12，安装块1内设置有防尘组件，防尘组件阻止粉尘落入应变梁9与安装块1缝隙处，防止应变梁9摩擦损耗，底座2内设置有冷却组件，冷却组件对应变计进行降温处理，提高重量测量精准度。

冷却组件包括冷却罩141，冷却罩141套设在应变计14外表面，冷却罩141包括第一出水口142和第一进水口143，两个侧板13内均开设有S型通槽131，S型通槽131最大化的对侧板13进行降温，侧板13温度降低对横梁11进行贴合冷却降温处理，使横梁11保持较高的刚度，提高装置的使用寿命以及测量重量的精准度。

其中一个S型通槽131上设置有第二出水口和第二进水口，另一个S型通槽131上设置有第三进水口和第三出水口；第二出水口与第一进水口143连通，第三进水口与第一出水口142连通。

底座2内开设有水舱201，水舱201包括第四进水口和第四出水口，底座2上设置有注水端15，注水端15与水舱201连通，第四出水口与第二进水口连通，第四进水口与第三出水口连通。

底座2的一端设置有电机3，底座2内转动连接有转轴301，转轴301与电机3的输出端连接，转轴301上设置有桨叶302，桨叶302位于水舱201内，水舱201与转轴301之间连接密封轴承，密封轴承防止水舱201内水外漏，造成水资源流失。

底座2内设置有多个N型半导体和P型半导体，其中一个N型半导体连接电源正极，其中一个P型半导体连接电源负极，多个N型半导体和P型半导体的两端分别分设为热和冷端，冷端处设置有冷基板202，冷基板202位于水舱201内，通过注水端15向水舱201内加入一定量的冷却液，事先在控制器中设定应变计14正常工作温度参数值，当温度传感器检测应变计14的工作温度超出正常工作温度时，控制器控制启动电机3，转轴301带动桨叶302运转，水舱201内的冷却液经过设置有第二出水口的S型通槽131输送到冷却罩141内，在经过第一出水口142和设置有第三出水口的S型通槽131后，再经过第四进水口流通到水舱201内，与此同时，N型半导体接通电源正极，P型半导体接通电源负极，当直流电流从N极流向P极时，冷端上产生吸热现象，即帕尔帖效应，故冷基板202对水舱201内的冷却液进行冷却降温处理，使得冷却罩141和S型通槽131以及水舱201中的冷却液实现冷循环，提高对应变计14的降温处理，使应变计14可以保持高精度的测量工作状态。

防尘组件包括通风罩101，通风罩101套设在冷却罩141表面，通风罩101上设置有出风口104，应变梁9位于出风口104内侧，底座2内开设有安装槽105，转轴301上设置有扇叶103，扇叶103位于安装槽105内。

底座2内设置有风舱16，风舱16与水舱201之间连接有滤液板，风舱16内设置有隔板，风舱16与安装槽105之间连通有第二通风管161，安装槽105与通风罩101连通，底座2内设置有第一通风管801，第一通风管801与水舱201底部连通，第一通风管801与水舱201连通处设置有单向阀，第一通风管801进风口设置有滤网8。

安装块1的上端设置有护罩4，应变梁9的上端设置有钢球5，钢球5的上端设置有压头6，钢球5位于护罩4内，1上设置有缆线7，安装块1上设置有温度传感器，温度传感器实时检测应变计14工作温度，1上设置有控制器，与此同时，转轴301还带动扇叶103转动，扇叶103转动抽取风舱16内的气体，风舱16内气压变小，外界空气经过滤网8以及第一通风管801到达水舱201底部，并在水舱201内部形成气泡，气泡上升带动冷却液流动，加快冷却液之间的热交换，气泡经过滤液板进入到风舱16中，滤液板阻止水分进入风舱16，此时，风舱16内气体被冷却处理后再经过扇叶103作用下输向通风罩101，通风罩101内冷却气体对冷却罩进行二次风冷降温处理，经过冷却的风吹向应变梁表面，对应变梁9进行风冷处理，使其保持刚度，与此同时，被冷却的风再经过应变梁9与安装块1之间的缝隙处向外输送，阻止外界粉尘落入缝隙处，防止对应变梁9造成摩擦损耗，影响其使用寿命，与此同时，被冷却风向外输送的同时，又对钢球5的进行降温处理，提高本装置测量重量的精准度与使用寿命。

应用于具有水冷降温功能的称重传感器的控制系统，包括称重模块、测温模块、数据转换模块、控制模块以及数显模块；称重模块对所称物品的重量进行数据采集，并将重量数据传输到数据转换模块中；测温模块检测电器元件的温度，并将温度数据传输到数据转换模块中；数据转换模块对称重模块以及测温模块传输的数据类型进行转换，并将转换类型后的数据传输到控制模块中；控制模块对数据转换模块传输的重量数据以及温度数据进行计算，并得出所称物品的重量以及所测电器元件的温度；控制模块根据所测电器元件的温度控制冷却组件运行；数显模块显示所称物品的重量数据，测温模块包括温度传感器，温度传感器实时检测应变计温度。

本发明的工作原理：通过注水端15向水舱201内加入一定量的冷却液，事先在控制器中设定应变计14正常工作温度参数值，当温度传感器检测应变计14的工作温度超出正常工作温度时，控制器控制启动电机3，转轴301带动桨叶302运转，水舱201内的冷却液经过设置有第二出水口的S型通槽131输送到冷却罩141内，在经过第一出水口142和设置有第三出水口的S型通槽131后，再经过第四进水口流通到水舱201内，与此同时，N型半导体接通电源正极，P型半导体接通电源负极，当直流电流从N极流向P极时，冷端上产生吸热现象，即帕尔帖效应，故冷基板202对水舱201内的冷却液进行冷却降温处理，使得冷却罩141和S型通槽131以及水舱201中的冷却液实现冷循环，提高对应变计14的降温处理，使应变计14可以保持高精度的测量工作状态；

与此同时，转轴301还带动扇叶103转动，扇叶103转动抽取风舱16内的气体，风舱16内气压变小，外界空气经过滤网8以及第一通风管801到达水舱201底部，并在水舱201内部形成气泡，气泡上升带动冷却液流动，加快冷却液之间的热交换，气泡经过滤液板进入到风舱16中，滤液板阻止水分进入风舱16，此时，风舱16内气体被冷却处理后再经过扇叶103作用下输向通风罩101，通风罩101内冷却气体对冷却罩进行二次风冷降温处理，经过冷却的风吹向应变梁表面，对应变梁9进行风冷处理，使其保持刚度，与此同时，被冷却的风再经过应变梁9与安装块1之间的缝隙处向外输送，阻止外界粉尘落入缝隙处，防止对应变梁9造成摩擦损耗，影响其使用寿命，与此同时，被冷却风向外输送的同时，又对钢球5的进行降温处理，提高本装置测量重量的精准度与使用寿命。

称重模块对所称物品的重量进行数据采集，并将重量数据传输到数据转换模块中；测温模块检测电器元件的温度，并将温度数据传输到数据转换模块中；数据转换模块对称重模块以及测温模块传输的数据类型进行转换，并将转换类型后的数据传输到控制模块中；控制模块对数据转换模块传输的重量数据以及温度数据进行计算，并得出所称物品的重量以及所测电器元件的温度；控制模块根据所测电器元件的温度控制冷却组件运行；数显模块显示所称物品的重量数据。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.具有水冷降温功能的称重传感器，其特征在于：所述该具有水冷降温功能的称重传感器及其控制系统包括安装块（1）、底座（2），所述安装块（1）设置在底座（2）的上端，所述安装块（1）内滑动连接有应变梁（9），所述应变梁（9）的两侧均设置有应变计（14），所述应变梁（9）的下端设置有压紧钢片（10），所述压紧钢片（10）的下端设置有横梁（11），所述横梁（11）的两侧均设置有侧板（13），所述侧板（13）的下侧设置有垫片（12），所述安装块（1）内设置有防尘组件，所述底座（2）内设置有冷却组件。

2.根据权利要求1所述的具有水冷降温功能的称重传感器，其特征在于：所述冷却组件包括冷却罩（141），所述冷却罩（141）套设在应变计（14）外表面，所述冷却罩（141）包括第一出水口（142）和第一进水口（143），两个所述侧板（13）内均开设有S型通槽（131）。

3.根据权利要求2所述的具有水冷降温功能的称重传感器，其特征在于：其中一个所述S型通槽（131）上设置有第二出水口和第二进水口，另一个所述S型通槽（131）上设置有第三进水口和第三出水口；所述第二出水口与第一进水口（143）连通，所述第三进水口与第一出水口（142）连通。

4.根据权利要求3所述的具有水冷降温功能的称重传感器，其特征在于：所述底座（2）内开设有水舱（201），所述水舱（201）内设置有冷却液，内所述水舱（201）包括第四进水口和第四出水口，所述底座（2）上设置有注水端（15），所述注水端（15）与水舱（201）连通，所述第四出水口与第二进水口连通，所述第四进水口与第三出水口连通。

5.根据权利要求4所述的具有水冷降温功能的称重传感器，其特征在于：所述底座（2）的一端设置有电机（3），所述底座（2）内转动连接有转轴（301），所述转轴（301）与电机（3）的输出端连接，所述转轴（301）上设置有桨叶（302），所述桨叶（302）位于水舱（201）内，所述水舱（201）与转轴（301）之间连接密封轴承。

6.根据权利要求5所述的具有水冷降温功能的称重传感器，其特征在于：所述底座（2）内设置有多个N型半导体和P型半导体，其中一个所述N型半导体连接电源正极，其中一个所述P型半导体连接电源负极，所述N型半导体和P型半导体的一端设置有冷基板（202），所述冷基板（202）位于水舱（201）内。

7.根据权利要求6所述的具有水冷降温功能的称重传感器，其特征在于：所述防尘组件包括通风罩（101），所述通风罩（101）套设在冷却罩（141）表面，所述通风罩（101）上设置有出风口（104），所述应变梁（9）位于出风口（104）内侧，所述底座（2）内开设有两个安装槽（105），所述转轴（301）上设置有扇叶（103），所述扇叶（103）位于安装槽（105）内。

8.根据权利要求7所述的具有水冷降温功能的称重传感器，其特征在于：所述底座（2）内设置有风舱（16），所述风舱（16）与水舱（201）之间连接有滤液板，所述风舱（16）内设置有隔板，所述风舱（16）与安装槽（105）之间连通有第二通风管（161），所述安装槽（105）与通风罩（101）连通，所述底座（2）内设置有第一通风管（801），所述第一通风管（801）与水舱（201）底部连通，所述第一通风管（801）与水舱（201）连通处设置有单向阀，所述第一通风管（801）进风口设置有滤网（8）。

9.根据权利要求8所述的具有水冷降温功能的称重传感器，其特征在于：所述安装块（1）的上端设置有护罩（4），所述应变梁（9）的上端设置有钢球（5），所述钢球（5）的上端设置有压头（6），所述钢球（5）位于护罩（4）内，所述（1）上设置有缆线（7），所述安装块（1）上设置有测温模块，所述测温模块实时检测应变计（14）工作温度，所述（1）上设置有控制器。

10.应用于如权利要求1所述的具有水冷降温功能的称重传感器的控制系统，其特征在于：该控制系统包括称重模块、测温模块、数据转换模块、控制模块以及数显模块；所述称重模块对所称物品的重量进行数据采集，并将重量数据传输到数据转换模块中；所述测温模块检测电器元件的温度，并将温度数据传输到数据转换模块中；所述数据转换模块对称重模块以及测温模块传输的数据类型进行转换，并将转换类型后的数据传输到控制模块中；所述控制模块对数据转换模块传输的重量数据以及温度数据进行计算，并得出所称物品的重量以及所测电器元件的温度；所述控制模块根据所测电器元件的温度控制冷却组件运行；所述数显模块显示所称物品的重量数据。

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