[發明專利]差壓式流量計孔板檢測儀及其檢測方法

有效

• 申請號: 201010105710.2
• 申請日: 2010-02-04
• 公開（公告）號: CN101769714A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 于殿泓;李琳;姜明;鄭毅
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06;G01B7/30;G01F1/42
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

1.一種差壓式流量計孔板檢測儀，其特征在于：包括安裝在底座(19) 上的步進電機(1)、定位裝置(13)和升降工作臺(18)，步進電機(1)依 次與套筒式聯軸器(3)、高精度螺距的絲杠(5)和旋轉編碼器(8)同軸連 接，絲杠(5)外套有螺母拖板(4)，螺母拖板(4)上裝卡有水平設置的頂 板(6)，螺母拖板(4)通過導向槽(22)與夾持裝置(9)連接，夾持裝置 (9)通過滑動配合孔與靠模裝置(10)的導向塊(20)連接，夾持裝置(9) 與靠模裝置(10)之間為滑動配合，靠模裝置(10)的一端下表面固聯剛性 的靠模觸頭(11)，靠模觸頭(11)與裝卡于定位裝置(13)上的標準孔板 (12)的標準檢測面相接觸，靠模裝置(10)的另一端下表面裝卡電感傳感 器(14)，升降工作臺(18)上放置有被測孔板，電感傳感器(14)的測頭 與被測孔板被測面相接觸。

2.根據權利要求1所述的檢測儀，其特征在于：所述導向塊(20)上 端的凸臺(2)中心凹槽內設置有一彈簧(7)，彈簧(7)的兩端與頂板(6)、 凸臺(2)分別接觸。

3.根據權利要求1所述的檢測儀，其特征在于：所述升降工作臺(18) 選用剪叉式可升降工作臺，升降工作臺(18)上設置有調整用的手輪(21)、 裝卡用的V形塊(17)和擋板(16)。

4.一種差壓式流量計孔板檢測方法，其特征在于：利用一種差壓式流 量計孔板檢測儀，該檢測儀的結構是，包括安裝在底座(19)之上的步進電 機(1)、定位裝置(13)和升降工作臺(18)，步進電機(1)依次與套筒式 聯軸器(3)、高精度螺距的絲杠(5)和旋轉編碼器(8)同軸連接，絲杠(5) 外套有螺母拖板(4)，螺母拖板(4)上裝卡有水平設置的頂板(6)和夾持 裝置(9)，螺母拖板(4)通過導向槽(22)與夾持裝置(9)連接，夾持裝 置(9)通過滑動配合孔與靠模裝置(10)的導向塊(20)連接，夾持裝置 (9)與靠模裝置(10)之間為滑動配合，靠模裝置(10)的一端下表面固 聯剛性的靠模觸頭(11)，靠模觸頭(11)與裝卡于定位裝置(13)上的標 準孔板(12)的標準檢測面相接觸，靠模裝置(10)的另一端下表面裝卡電 感傳感器(14)，升降工作臺(18)上放置有被測孔板，電感傳感器(14) 的測頭與被測孔板被測面相接觸，

該方法利用上述的差壓式流量計孔板檢測儀，具體按照以下步驟實施：

步驟1、檢測前的準備：

1.1)將靠模裝置(10)的位置置于測量起測點；1.2)在定位裝置(13) 上裝卡好標準孔板(12)；1.3)將被測孔板(15)置于升降工作臺(18)上 定位；調整升降工作臺(18)的高度，并調整電感傳感器(14)的測頭位置 及角度，使得被測孔板(15)的被測面起測點與電感傳感器(14)的測頭在 預置位移量下接觸，將該位置設置為電感傳感器(14)的相對初始零位；

步驟2、靠模檢測：

2.1)啟動步進電機(1)，絲杠(5)轉動，螺母拖板(4)和夾持裝置(9) 同時沿軸向運動，帶動靠模裝置(10)同向運動，靠模觸頭(11)沿著標準 孔板(12)的剖面輪廓線運動，電感傳感器(14)的測頭也沿相同的軌跡在 被測孔板(15)的被測母線上運動；絲杠(5)每旋轉一周，旋轉編碼器(8) 則輸出一定的脈沖數給計數系統，該脈沖數與絲杠(5)的螺距相對應，根 據測量要求，螺母拖板(4)及靠模裝置(10)移動一個設定距離，數據采 集系統就從電感傳感器(14)采集一個采樣值，直到電感傳感器(14)采樣 值出現大的跳變值，結束采樣并記下測量中的總脈沖數；

2.2)將直到采樣值發生跳變時之前的所有采樣值，逐點依次向孔板理論 輪廓線對應點進行疊加，得到測量線，將該測量線上的采樣值以孔板理論輪 廓線的轉折拐點為界分為兩組，這兩組采樣值分別在孔板開孔厚度e的范圍 內以及孔板厚度E與e差的范圍內，對這兩組采樣值進行直線擬合得到兩條 擬合直線，這兩條線的交叉點即為被測輪廓線的轉折拐點，再基于最小二乘 直線擬合理論具體處理如下：

a)、在全量程范圍內獲取原始采樣值(X_i，Y_i)，其中i＝0，1，2，…，n，n為采 樣總點數；

b)、將原始采樣值順序疊加于孔板理論輪廓線，得到新的數據序列 {(x_i，y_i)}，數據總數仍為n；

c)、將數據序列{(x_i，y_i)i＝0，1，2，…，n}以孔板理論輪廓線的轉折拐點為 界分為兩組：一組為{(x_i，y_i)i＝0，1，2，…，k}，另一組為{(x_i，y_i)i＝ k+1，k+2，…，n}；

d)、將上述兩組數據分別進行最小二乘直線擬合，得到兩條直線方程：

y＝b₁₀+b₁x，???????????(1)

y＝b₂₀+b₂x；???????????(2)，其中

b1=(Σi=1kxiyi-Σi=1kxiΣi=1kyik)(Σi=1kxi2-(Σi=1kxi)2k),]]>b2=(Σi=k+1nxiyi-Σi=k+1nxiΣi=k+1nyin-k)(Σi=k+1nxi2-(Σi=k+1nxi)2n-k),]]>

b10=Σi=1kyik-b1Σi=1kxik,]]>

b20=Σi=k+1nyin-k-b2Σi=k+1nxin-k,]]>

根據方程(1)和方程(2)，求出兩條直線的交點，即被測孔板輪廓線 轉折拐點，以及該兩條直線的夾角θ，即稱為被測孔板的開孔邊緣銳度θ；

2.3)經過算法處理，得到被測孔板輪廓線兩條棱邊的擬合直線方程及其 轉折拐點坐標，求得被測孔板的開孔邊緣銳度θ的角度值、孔板開孔厚度e 的值及孔板厚度E的值，將該三個實際值與預設的角度值、開孔厚度基準值、 孔板厚度基準值進行比較，如果各數值誤差在工藝允許的范圍內，即可判斷 被測孔板合格；如果各數值誤差超過工藝允許的范圍，即可判斷被測孔板不 合格。