專利名稱：一種動態(tài)流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動態(tài)流量測量裝置。
背景技術(shù)：
目前流量測量領(lǐng)域中大多是采用靜態(tài)測量，而工程實(shí)際中亟待解決的是實(shí)時性的動態(tài)流量測量，在流體傳動與控制系統(tǒng)工程領(lǐng)域、流體系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷領(lǐng)域以及流體元件試驗(yàn)研究領(lǐng)域，動態(tài)流量是需要測量和控制的主要參數(shù)之一。而由于流體本身的復(fù)雜性，高頻動態(tài)流量的測量一直是一個未能很好解決的難題。比如在液壓比例閥和液壓伺服閥動特性測試中，動態(tài)流量的測量對于評價伺服閥、比例閥等控制元件，以及液壓控制系統(tǒng)的動態(tài)特性都有著非常重要的意義。在液壓伺服閥或比例閥的動態(tài)特性試驗(yàn)中，最常用的動態(tài)流量測量裝置是無載液壓缸，將伺服閥或比例閥控制的流量引入一個低質(zhì)量、低摩擦、無泄漏的無載液壓缸中，無載液壓缸活塞的運(yùn)動速度正比于閥的控制流量，通過伸出無載液壓缸的活塞桿，推動直線速度傳感器和直線位移傳感器，通過測量速度傳感器的速度得到控制流量的得大小和方向，通過位移傳感器獲得活塞的位置，作為活塞基本保持在液壓缸中間位置的位置反饋。為保證測試結(jié)果不失真，一般要求用于動態(tài)流量的測試系統(tǒng)的響應(yīng)時間越短越好，測試系統(tǒng)的頻寬要大于被測系統(tǒng)的3倍以上。為了提高無載液壓缸的固有頻率，需盡可能減小活塞和活塞桿等可動部件的質(zhì)量，要求活塞與缸筒之間、活塞桿與端蓋之間摩擦力低且同時不能有泄漏。實(shí)際中一般采用空心活塞桿的結(jié)構(gòu)，活塞桿和活塞均盡量采用輕質(zhì)金屬。活塞和缸筒之間、活塞桿和端蓋之間的密封通常采用間隙密封，要求加工精度非常高，配合間隙低于5μπι。為了得到如此高的配合精度，通常需采用選配法，將配合公差放大到經(jīng)濟(jì)可行的程度，然后選擇滿足配合公差要求的活塞和缸筒進(jìn)行裝配，但是這種方法需要加工成批量的活塞和缸筒，不適用于小批量單件生成。綜上所述，用無載液壓缸測量動態(tài)流量，其各零件的加工精度要求極高，裝配時活塞、端蓋、缸體三者同心度要求非常嚴(yán)格，在設(shè)計(jì)、制造、裝配調(diào)試的每一步驟都要精心施工，成本高昂。缸筒和活塞間、活塞桿和端蓋之間的摩擦和泄漏不可避免，可動件為活塞和活塞桿，質(zhì)量較大，使得無載液壓缸的動態(tài)特性的提高受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種動態(tài)流量計(jì)。本發(fā)明是一種動態(tài)流量計(jì)，有一個活塞筒2，在活塞筒2中安裝一活塞5，在活塞5 的里面安裝測量線圈7，測量線圈7所在的平面垂直于活塞筒2的軸心線00'，由活塞5形成的活塞筒2的左腔3和右腔9中填充有測量介質(zhì)，左流體介質(zhì)進(jìn)出管道1與左腔3相通， 右流體介質(zhì)進(jìn)出管道10與右腔9相通，第一電容式接近開關(guān)18安裝在活塞筒2外壁的左下端，第一引出線15聯(lián)結(jié)第一電容式接近開關(guān)18和測量儀表13，第二電容式接近開關(guān)17 安裝在活塞筒2外壁的中下端，第二引出線16聯(lián)結(jié)第二電容式接近開關(guān)17和測量儀表13，第三電容式接近開關(guān)11安裝在活塞筒2外壁的右下端，第三引出線14聯(lián)結(jié)第三電容式接近開關(guān)11和測量儀表13，在活塞筒2的上下兩側(cè)安裝一永久磁鐵4的N極和S極，測量線圈7的引出線12聯(lián)結(jié)測量線圈7和測量儀表13。本發(fā)明專利與技術(shù)背景相比，具有以下有益的效果是1、背景技術(shù)中測量動態(tài)流量的無載油缸為雙出桿油缸，伸出端蓋的活塞桿連接速度傳感器來測量動態(tài)流量，而本發(fā)明的測量線圈直接置于測量活塞上，沒有活塞桿，省去了加工及裝配時測量活塞、端蓋、測量筒三者同心度的要求，完全消除了活塞桿和端蓋之間的摩擦和介質(zhì)泄漏，減小了運(yùn)動件的質(zhì)量，提高了流量計(jì)的動態(tài)特性。2、背景技術(shù)中的無載油缸用伸出缸外的活塞桿推動位移傳感器作為活塞回復(fù)中位的位置反饋，而本發(fā)明在測量筒外兩端和中間部位分別設(shè)有電容式接近開關(guān)，限制或指示測量活塞在測量筒內(nèi)是否到達(dá)兩端或中間位置，結(jié)構(gòu)簡單成本低廉。3、本發(fā)明測量活塞與測量筒之間的密封采用磁流體密封，使得測量活塞與測量筒之間的摩擦大幅度降低，提高了其動態(tài)品質(zhì)。4、測量儀表測量的是感應(yīng)電動勢而非感應(yīng)電流，感應(yīng)線圈基本是開路的，從而使得感應(yīng)線圈幾乎不受電磁力，也即測量活塞幾乎不受電磁力，使得被測流體真正處于“無載”狀態(tài)下，進(jìn)一步提高了流量計(jì)的特性。


圖1是動態(tài)流量計(jì)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明是一種動態(tài)流量計(jì)，有一個活塞筒2，在活塞筒2中安裝一活塞 5，在活塞5的里面安裝測量線圈7，測量線圈7所在的平面垂直于活塞筒2的軸心線00'， 由活塞5形成的活塞筒2的左腔3和右腔9中填充有測量介質(zhì)，左流體介質(zhì)進(jìn)出管道1與左腔3相通，右流體介質(zhì)進(jìn)出管道10與右腔9相通，第一電容式接近開關(guān)18安裝在活塞筒 2外壁的左下端，第一引出線15聯(lián)結(jié)第一電容式接近開關(guān)18和測量儀表13，第二電容式接近開關(guān)17安裝在活塞筒2外壁的中下端，第二引出線16聯(lián)結(jié)第二電容式接近開關(guān)17和測量儀表13，第三電容式接近開關(guān)11安裝在活塞筒2外壁的右下端，第三引出線14聯(lián)結(jié)第三電容式接近開關(guān)11和測量儀表13，在活塞筒2的上下兩側(cè)安裝一永久磁鐵4的N極和S 極，測量線圈7的引出線12聯(lián)結(jié)測量線圈7和測量儀表13。本發(fā)明的工作過程如下如圖1所示，被測介質(zhì)通過左流體介質(zhì)進(jìn)出管道1引入活塞筒2的左腔3，推動測量活塞5向右運(yùn)動，固定在活塞5上的測量線圈7切割永久磁鐵4的磁力線，測量線圈7產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由引出線12引入測量儀表13。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，該感應(yīng)電動勢的大小與活塞的運(yùn)動速度成正比，而活塞的運(yùn)動速度與進(jìn)入測量筒左腔的介質(zhì)流量成正比， 所以測得感應(yīng)電動勢即可獲得流量大小。當(dāng)介質(zhì)從右流體介質(zhì)進(jìn)出管道10進(jìn)入右腔9時， 活塞5向左運(yùn)動，感應(yīng)電動勢的方向反向，所以通過該感應(yīng)電動勢也可獲得進(jìn)入測量筒的被測介質(zhì)流量的方向。為減小活塞5與活塞筒2之間的摩擦，二者之間的密封采用了磁流體密封件6和8，在密封間隙內(nèi)形成液體“ 0 ”形密封環(huán)。 為了確定活塞5是否達(dá)到活塞筒2的兩端或中間位置，第一電容式接近開關(guān)18安裝在活塞筒2外壁的左下端，第一引出線15聯(lián)結(jié)第一電容式接近開關(guān)18和測量儀表13，第二電容式接近開關(guān)17安裝在活塞筒2外壁的中下端，第二引出線16聯(lián)結(jié)第二電容式接近開關(guān)17和測量儀表13，第三電容式接近開關(guān)11安裝在活塞筒2外壁的右下端，第三引出線14聯(lián)結(jié)第三電容式接近開關(guān)11和測量儀表13。當(dāng)活塞5接近時造成其電容介電常數(shù)改變，通過后級電路的處理變成開關(guān)信號，從而起到了檢測活塞5位置的目的，當(dāng)活塞5到達(dá)活塞筒2兩端或中部時，電容式接近開關(guān)觸點(diǎn)閉合，該開關(guān)信號通過相應(yīng)的引出線引入測量儀表13，作為測量活塞限位或初始測量位置反饋信號。
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)流量計(jì)，有一個活塞筒O)，其特征在于在活塞筒O)中安裝一活塞(5)， 在活塞(5)的里面安裝測量線圈(7)，測量線圈(7)所在的平面垂直于活塞筒(2)的軸心線 (00')，由活塞( 形成的活塞筒( 的左腔( 和右腔(9)中填充有測量介質(zhì)，左流體介質(zhì)進(jìn)出管道(1)與左腔C3)相通，右流體介質(zhì)進(jìn)出管道(10)與右腔(9)相通，第一電容式接近開關(guān)(18)安裝在活塞筒(2)外壁的左下端，第一引出線(15)聯(lián)結(jié)第一電容式接近開關(guān)(18)和測量儀表(13)，第二電容式接近開關(guān)(17)安裝在活塞筒( 外壁的中下端，第二引出線(16)聯(lián)結(jié)第二電容式接近開關(guān)(17)和測量儀表(13)，第三電容式接近開關(guān)(11) 安裝在活塞筒(2)外壁的右下端，第三引出線(14)聯(lián)結(jié)第三電容式接近開關(guān)(11)和測量儀表(13)，在活塞筒( 的上下兩側(cè)安裝一永久磁鐵的N極和S極，測量線圈(7)的引出線(12)聯(lián)結(jié)測量線圈(7)和測量儀表(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)流量計(jì)，其特征在于在活塞(5)與活塞筒(2)之間安裝磁流體密封件(6、8)。
全文摘要
一種動態(tài)流量計(jì)，在活塞筒(2)中安裝一活塞(5)，在活塞(5)的里面安裝測量線圈(7)，測量線圈(7)所在的平面垂直于活塞筒(2)的軸心線(OO′)，由活塞(5)形成的活塞筒(2)的左腔(3)和右腔(9)中填充有測量介質(zhì)，左流體介質(zhì)進(jìn)出管道(1)與左腔(3)相通，右流體介質(zhì)進(jìn)出管道(10)與右腔(9)相通，第一電容式接近開關(guān)(18)安裝在活塞筒(2)外壁的左下端，每個電容式接近開關(guān)均用一引出線聯(lián)結(jié)電容式接近開關(guān)和測量儀表(13)，在活塞筒(2)的上下兩側(cè)安裝一永久磁鐵(4)的N極和S極，測量線圈(7)的引出線(12)聯(lián)結(jié)測量線圈(7)和測量儀表(13)。
文檔編號G01F11/04GK102230813SQ20111006722
公開日2011年11月2日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者于振燕, 冀宏, 岳大靈, 強(qiáng)彥, 李仁年, 李少年, 魏列江 申請人:蘭州理工大學(xué)