[發(fā)明專利]一種跟蹤式水位儀性能參數(shù)檢測裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710402893.6
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107024257A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏云峰;王馳;趙日明;霍曉燕;徐華;聞云呈
• 申請（專利權(quán)）人: 水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所32230
• 代理人: 樊文紅

1.一種跟蹤式水位儀性能參數(shù)檢測裝置，包括第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)（1）、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2）、升降機(jī)構(gòu)（3）、套管絲杠副（4）、第一可調(diào)平臺(tái)（5）、光柵位移傳感器（6）、滾珠絲杠（7）和第二可調(diào)平臺(tái)（8）；

所述第二可調(diào)平臺(tái)（8）、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2）、升降機(jī)構(gòu)（3）和套管絲杠副（4）從上至下依次連接，第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2）驅(qū)動(dòng)套管絲杠副（4）垂直運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)升降機(jī)構(gòu)（3）和第二可調(diào)平臺(tái)（8）垂直運(yùn)動(dòng)；

所述第二可調(diào)平臺(tái)（8）還垂直固定設(shè)有滾珠絲杠（7），滾珠絲杠（7）一側(cè)平行固定有光柵位移傳感器（6），另一側(cè)固定第一可調(diào)平臺(tái)（5），第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)（1）驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠（7）垂直運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)第一可調(diào)平臺(tái)（5）垂直運(yùn)動(dòng)，光柵位移傳感器（6）采集第一可調(diào)平臺(tái)（5）的位移信息；

上位機(jī)通過運(yùn)動(dòng)控制器控制第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)（1）和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2）啟閉，并通過運(yùn)動(dòng)控制器獲取光柵位移傳感器（6）采集的位移信息，計(jì)算待檢測參數(shù)性能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)（1）選用伺服電機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二可調(diào)平臺(tái)（8）為鏤空結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光柵位移傳感器（6）通過滑塊平行固定于滾珠絲杠（7）上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，光柵位移傳感器（6）的測量精度高于待檢測跟蹤式水位儀的測量精度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述跟蹤式水位儀性能參數(shù)檢測裝置檢測跟蹤式水位儀性能的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、將待檢測跟蹤式水位儀固定在第二可調(diào)平臺(tái)（8）上，盛有液體的盛水器皿放置在第一可調(diào)平臺(tái)（5）上，調(diào)整跟蹤式水位儀至測量零點(diǎn)，并使得水位儀測針與盛水器皿內(nèi)的水面接觸，上位機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)出脈沖信號，驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)（1）運(yùn)動(dòng)，第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)（1）驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠（7）帶動(dòng)第一可調(diào)平臺(tái)（5）向下運(yùn)動(dòng)，直至跟蹤式水位儀的測針脫離水面并不在跟隨，獲取跟蹤式水位儀的測量范圍；

步驟二、將上位機(jī)控制的位置參數(shù)及跟蹤式水位儀的位置參數(shù)均置為零值，在上位機(jī)中設(shè)置平臺(tái)位移距離，使第一可調(diào)平臺(tái)（5）向上、向下移動(dòng)一段距離，帶第一可調(diào)平臺(tái)（5）穩(wěn)定后，對比跟蹤式水位儀位移讀數(shù)并與上位機(jī)中設(shè)置的平臺(tái)位移距離，經(jīng)過多次測量，獲得跟蹤式水位儀的測量精度；

步驟三、設(shè)定第一可調(diào)平臺(tái)（5）向上、向下移動(dòng)距離即為給定的跟蹤式水位儀分辨率，觀測跟蹤式水位儀在第一可調(diào)平臺(tái)（5）位移變化前后的讀數(shù)，獲取跟蹤式水位儀的測量分辨率；

步驟四、在上位機(jī)中，輸入某一固定的移動(dòng)速度，使得第一可調(diào)平臺(tái)（5）帶動(dòng)平臺(tái)上的盛水器皿，以一定的速度向上、向下移動(dòng)，被檢測的跟蹤式水位儀測針也跟隨盛水器皿向上、向下運(yùn)動(dòng)，若跟蹤式水位儀的測針一直與水面恰好接觸，則認(rèn)定跟蹤式水位儀測針的向上、向下移動(dòng)移動(dòng)速度即為第二可調(diào)平臺(tái)（5）向上或向下的移動(dòng)速度，通過不斷的改變第二可調(diào)平臺(tái)（5）的向上、向下移動(dòng)速度，獲得跟蹤式水位儀測針的跟蹤速度，當(dāng)跟蹤式水位儀的測針不能及時(shí)跟隨第二可調(diào)平臺(tái)（5）上的盛水器皿內(nèi)的水面向上、向下移動(dòng)時(shí)，即獲取跟蹤式水位儀的向上、向下最大跟蹤速度；

步驟五、通過上位機(jī)設(shè)置第一可調(diào)平臺(tái)（5）的運(yùn)動(dòng)距離及運(yùn)動(dòng)周期，上位機(jī)自動(dòng)生成相應(yīng)的正弦或余弦的位置序列，并將位置序列命令發(fā)送給運(yùn)動(dòng)控制器，不同的位置命令產(chǎn)生不同的脈沖信號，使得第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)（1）驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠（7）及第一可調(diào)平臺(tái)（5）升降模擬水位周期性漲落過程，將水位儀測量的水位變化值與上位機(jī)自動(dòng)生成的正弦或余弦位置序列數(shù)據(jù)對比，獲取跟蹤式水位儀的動(dòng)態(tài)響應(yīng)頻率和響應(yīng)時(shí)間。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括，上位機(jī)控制第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2），通過第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2）控制升降機(jī)構(gòu)（3）和套管絲杠副（4）位移，調(diào)節(jié)第二可調(diào)平臺(tái)（8）高度，來調(diào)節(jié)被檢測的跟蹤式水位儀的測量范圍。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，以光柵位移傳感器（6）所測量的位移值為標(biāo)準(zhǔn)給定值，通過上位機(jī)的運(yùn)算，使第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)（1）獲取與光柵位移傳感器（6）一致的工作脈沖，該脈沖由與第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)（1）同軸的線性編碼器反饋給運(yùn)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

9.第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)（1）獲取與光柵位移傳感器（6）一致的工作脈沖。