耐高壓雙向容積式微小流量計的研究.pdf

1、流量是工業(yè)自動化領(lǐng)域的重要檢測參數(shù)之一，容積式流量計是一種常用的流量檢測儀表，具有精度高、可靠性好的特點，并可用于高粘度流體、旋轉(zhuǎn)流、脈動流的測量，因而使用廣泛，尤其適用于液壓領(lǐng)域。如今，隨著高壓液壓系統(tǒng)的普及，以及工業(yè)生產(chǎn)中對節(jié)能及自動化控制要求的不斷提高，高壓工況下的微小流量高精度測量愈發(fā)重要。然而，當(dāng)前國內(nèi)并無相關(guān)產(chǎn)品，只能依賴國外進(jìn)口的流量計。因此，研究可用于高壓液壓系統(tǒng)中微小流量高精度測量的容積式流量計不僅能夠解決工程實際問題

2、，更有助于拓展國內(nèi)現(xiàn)有流量計的應(yīng)用范圍。
　　本論文以耐高壓雙向容積式微小流量計作為研究對象，在分析國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，完成了如下工作:提出了以一對低偏心率橢圓齒輪轉(zhuǎn)子為核心計量元件的流量計設(shè)計方案，推導(dǎo)了橢圓齒輪的節(jié)曲線方程和基于折算齒形法的齒廓方程，有效降低了流量計排量，使之能夠適應(yīng)微小流量的測量需求;設(shè)計了基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號非接觸測量結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了完全封閉的測量容腔，從而實現(xiàn)高壓工況下的高精度測量;搭建了微小流量

3、計實驗平臺，完成了樣機實驗研究和流量計壓力損失、脈動、誤差等計量特性的理論分析，結(jié)果表明，所設(shè)計流量計在31.5MPa壓力下，0.05～3L/min流量范圍內(nèi)示值相對誤差小于±0.5％，具有耐高壓、結(jié)構(gòu)簡單、精度高、可雙向計量的特點。
　　有關(guān)各章內(nèi)容分述如下:
　　第一章，介紹了流量測量技術(shù)的發(fā)展、流量計的分類及特點，重點闡述了國內(nèi)外橢圓齒輪流量計的研究進(jìn)展;結(jié)合微小流量的測量需求，著重說明了容積式流量計在微小流量測量領(lǐng)域

4、的應(yīng)用及重要性;簡要概述了課題的研究意義及研究內(nèi)容。
　　第二章，提出了耐高壓雙向橢圓齒輪微小流量計的設(shè)計方案，介紹了流量計的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及特點，著重說明了高壓下微小流量測量需求的實現(xiàn);闡述了橢圓齒輪節(jié)曲線方程的推導(dǎo)與校驗過程，并提出了基于折算齒形法的橢圓齒輪齒廓方程求解辦法，全面完善了橢圓齒輪的數(shù)字化建模理論。
　　第三章，介紹了常見的非接觸檢測方式，提出了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號非接觸檢測結(jié)構(gòu)，并針對該結(jié)構(gòu)的磁路構(gòu)造原理、元件

5、選型進(jìn)行了詳細(xì)闡述，通過有限元仿真分析了關(guān)鍵參數(shù)的影響，并驗證了設(shè)計的可行性。
　　第四章，對橢圓齒輪微小流量計的壓力損失特性、脈動特性、誤差特性進(jìn)行了理論分析，重點研究了流量計的內(nèi)泄露機理以及實際流量系數(shù)的變化規(guī)律，并探討了流量系數(shù)與誤差的關(guān)系。
　　第五章，制作橢圓齒輪微小流量計樣機，搭建實驗系統(tǒng)，對流量計的計量性能進(jìn)行實驗研究，驗證了流量計設(shè)計及理論分析的正確性，并提出了實際流量系數(shù)的修正方法，得出了流量計的計量精度及