专利名称：一种动态流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种动态流量测量装置。
背景技术：
目前流量测量领域中大多是采用静态测量，而工程实际中亟待解决的是实时性的动态流量测量，在流体传动与控制系统工程领域、流体系统的状态监测和故障诊断领域以及流体元件试验研究领域，动态流量是需要测量和控制的主要参数之一。而由于流体本身的复杂性，高频动态流量的测量一直是一个未能很好解决的难题。比如在液压比例阀和液压伺服阀动特性测试中，动态流量的测量对于评价伺服阀、比例阀等控制元件，以及液压控制系统的动态特性都有着非常重要的意义。在液压伺服阀或比例阀的动态特性试验中，最常用的动态流量测量装置是无载液压缸，将伺服阀或比例阀控制的流量引入一个低质量、低摩擦、无泄漏的无载液压缸中，无载液压缸活塞的运动速度正比于阀的控制流量，通过伸出无载液压缸的活塞杆，推动直线速度传感器和直线位移传感器，通过测量速度传感器的速度得到控制流量的得大小和方向，通过位移传感器获得活塞的位置，作为活塞基本保持在液压缸中间位置的位置反馈。为保证测试结果不失真，一般要求用于动态流量的测试系统的响应时间越短越好，测试系统的频宽要大于被测系统的3倍以上。为了提高无载液压缸的固有频率，需尽可能减小活塞和活塞杆等可动部件的质量，要求活塞与缸筒之间、活塞杆与端盖之间摩擦力低且同时不能有泄漏。实际中一般采用空心活塞杆的结构，活塞杆和活塞均尽量采用轻质金属。活塞和缸筒之间、活塞杆和端盖之间的密封通常采用间隙密封，要求加工精度非常高，配合间隙低于5μπι。为了得到如此高的配合精度，通常需采用选配法，将配合公差放大到经济可行的程度，然后选择满足配合公差要求的活塞和缸筒进行装配，但是这种方法需要加工成批量的活塞和缸筒，不适用于小批量单件生成。综上所述，用无载液压缸测量动态流量，其各零件的加工精度要求极高，装配时活塞、端盖、缸体三者同心度要求非常严格，在设计、制造、装配调试的每一步骤都要精心施工，成本高昂。缸筒和活塞间、活塞杆和端盖之间的摩擦和泄漏不可避免，可动件为活塞和活塞杆，质量较大，使得无载液压缸的动态特性的提高受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种动态流量计。本发明是一种动态流量计，有一个活塞筒2，在活塞筒2中安装一活塞5，在活塞5 的里面安装测量线圈7，测量线圈7所在的平面垂直于活塞筒2的轴心线00'，由活塞5形成的活塞筒2的左腔3和右腔9中填充有测量介质，左流体介质进出管道1与左腔3相通， 右流体介质进出管道10与右腔9相通，第一电容式接近开关18安装在活塞筒2外壁的左下端，第一引出线15联结第一电容式接近开关18和测量仪表13，第二电容式接近开关17 安装在活塞筒2外壁的中下端，第二引出线16联结第二电容式接近开关17和测量仪表13，第三电容式接近开关11安装在活塞筒2外壁的右下端，第三引出线14联结第三电容式接近开关11和测量仪表13，在活塞筒2的上下两侧安装一永久磁铁4的N极和S极，测量线圈7的引出线12联结测量线圈7和测量仪表13。本发明专利与技术背景相比，具有以下有益的效果是1、背景技术中测量动态流量的无载油缸为双出杆油缸，伸出端盖的活塞杆连接速度传感器来测量动态流量，而本发明的测量线圈直接置于测量活塞上，没有活塞杆，省去了加工及装配时测量活塞、端盖、测量筒三者同心度的要求，完全消除了活塞杆和端盖之间的摩擦和介质泄漏，减小了运动件的质量，提高了流量计的动态特性。2、背景技术中的无载油缸用伸出缸外的活塞杆推动位移传感器作为活塞回复中位的位置反�。痉⒚髟诓饬客餐饬蕉撕椭屑洳课环直鹕栌械缛菔浇咏兀拗苹蛑甘静饬炕钊诓饬客材谑欠竦酱锪蕉嘶蛑屑湮恢茫峁辜虻コ杀镜土�。3、本发明测量活塞与测量筒之间的密封采用磁流体密封，使得测量活塞与测量筒之间的摩擦大幅度降低，提高了其动态品质。4、测量仪表测量的是感应电动势而非感应电流，感应线圈基本是开路的，从而使得感应线圈几乎不受电磁力，也即测量活塞几乎不受电磁力，使得被测流体真正处于“无载”状态下，进一步提高了流量计的特性。
图1是动态流量计的结构图。
具体实施例方式如图1所示，本发明是一种动态流量计，有一个活塞筒2，在活塞筒2中安装一活塞 5，在活塞5的里面安装测量线圈7，测量线圈7所在的平面垂直于活塞筒2的轴心线00'， 由活塞5形成的活塞筒2的左腔3和右腔9中填充有测量介质，左流体介质进出管道1与左腔3相通，右流体介质进出管道10与右腔9相通，第一电容式接近开关18安装在活塞筒 2外壁的左下端，第一引出线15联结第一电容式接近开关18和测量仪表13，第二电容式接近开关17安装在活塞筒2外壁的中下端，第二引出线16联结第二电容式接近开关17和测量仪表13，第三电容式接近开关11安装在活塞筒2外壁的右下端，第三引出线14联结第三电容式接近开关11和测量仪表13，在活塞筒2的上下两侧安装一永久磁铁4的N极和S 极，测量线圈7的引出线12联结测量线圈7和测量仪表13。本发明的工作过程如下如图1所示，被测介质通过左流体介质进出管道1引入活塞筒2的左腔3，推动测量活塞5向右运动，固定在活塞5上的测量线圈7切割永久磁铁4的磁力线，测量线圈7产生感应电动势，由引出线12引入测量仪表13。根据法拉第电磁感应原理，该感应电动势的大小与活塞的运动速度成正比，而活塞的运动速度与进入测量筒左腔的介质流量成正比， 所以测得感应电动势即可获得流量大小。当介质从右流体介质进出管道10进入右腔9时， 活塞5向左运动，感应电动势的方向反向，所以通过该感应电动势也可获得进入测量筒的被测介质流量的方向。为减小活塞5与活塞筒2之间的摩擦，二者之间的密封采用了磁流体密封件6和8，在密封间隙内形成液体“ 0 ”形密封环。 为了确定活塞5是否达到活塞筒2的两端或中间位置，第一电容式接近开关18安装在活塞筒2外壁的左下端，第一引出线15联结第一电容式接近开关18和测量仪表13，第二电容式接近开关17安装在活塞筒2外壁的中下端，第二引出线16联结第二电容式接近开关17和测量仪表13，第三电容式接近开关11安装在活塞筒2外壁的右下端，第三引出线14联结第三电容式接近开关11和测量仪表13。当活塞5接近时造成其电容介电常数改变，通过后级电路的处理变成开关信号，从而起到了检测活塞5位置的目的，当活塞5到达活塞筒2两端或中部时，电容式接近开关触点闭合，该开关信号通过相应的引出线引入测量仪表13，作为测量活塞限位或初始测量位置反馈信号。
权利要求
1.一种动态流量计，有一个活塞筒O)，其特征在于在活塞筒O)中安装一活塞(5)， 在活塞(5)的里面安装测量线圈(7)，测量线圈(7)所在的平面垂直于活塞筒(2)的轴心线 (00')，由活塞( 形成的活塞筒( 的左腔( 和右腔(9)中填充有测量介质，左流体介质进出管道(1)与左腔C3)相通，右流体介质进出管道(10)与右腔(9)相通，第一电容式接近开关(18)安装在活塞筒(2)外壁的左下端，第一引出线(15)联结第一电容式接近开关(18)和测量仪表(13)，第二电容式接近开关(17)安装在活塞筒( 外壁的中下端，第二引出线(16)联结第二电容式接近开关(17)和测量仪表(13)，第三电容式接近开关(11) 安装在活塞筒(2)外壁的右下端，第三引出线(14)联结第三电容式接近开关(11)和测量仪表(13)，在活塞筒( 的上下两侧安装一永久磁铁的N极和S极，测量线圈(7)的引出线(12)联结测量线圈(7)和测量仪表(13)。
2.根据权利要求1所述的动态流量计，其特征在于在活塞(5)与活塞筒(2)之间安装磁流体密封件(6、8)。
全文摘要
一种动态流量计，在活塞筒(2)中安装一活塞(5)，在活塞(5)的里面安装测量线圈(7)，测量线圈(7)所在的平面垂直于活塞筒(2)的轴心线(OO′)，由活塞(5)形成的活塞筒(2)的左腔(3)和右腔(9)中填充有测量介质，左流体介质进出管道(1)与左腔(3)相通，右流体介质进出管道(10)与右腔(9)相通，第一电容式接近开关(18)安装在活塞筒(2)外壁的左下端，每个电容式接近开关均用一引出线联结电容式接近开关和测量仪表(13)，在活塞筒(2)的上下两侧安装一永久磁铁(4)的N极和S极，测量线圈(7)的引出线(12)联结测量线圈(7)和测量仪表(13)。
文档编号G01F11/04GK102230813SQ20111006722
公开日2011年11月2日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者于振燕, 冀宏, 岳大灵, 强彦, 李仁年, 李少年, 魏列江 申请人:兰州理工大学
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