[發明專利]基于二維自動平臺的氣體平面靜壓節流器微流場參數掃描儀

在審

• 申請號: 201711141255.X
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107748063A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 何勇強;陳愛軍;李東升
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種氣流場參數測量領域，具體的說是一種基于二維自動平臺的氣體平面靜壓節流器微流場參數掃描儀。

背景技術

氣體平面靜壓節流器是近代以來廣泛使用于軸承技術中的潤滑裝置，在航空航天、醫療服務、電子技術、海洋工程以及核能發展等行業已普遍使用氣體平面靜壓軸承技術。軸承套表面布有供氣小孔，在滾動軸運轉過程中，氣體通過軸承套上的供氣小孔，形成高壓，進入軸承套與滾動軸之間，起到潤滑的作用。為了探究軸承套與滾動軸之間氣膜場的參數分布，尋求性能最佳的氣膜微流場，有必要設計一套針對于氣膜流場參數探究的裝置。

目前，用于測量氣體靜壓平面節流器的裝置多采用手動測量，自動化程度不高，而且平面節流器的參數測量都是在假設氣膜微流場對稱的情況下，采用傳感器進行手動一維測量，精度低，測量效果差。因此，有必要設計一套自動化程度高，對平面靜壓節流器整個氣膜微流場實現二維自動測量的裝置。

發明內容

本發明針對現有技術的缺少，提供了一種基于二維自動平臺的氣體平面靜壓節流器微流場參數掃描儀。

本發明裝置包括：調節手柄、平板、緊鎖螺母、支撐桿、滾珠絲杠、絲母套筒、定位套筒、連接桿、定位螺栓、平面節流器、一維導軌、步進電機、工作平臺、底座支撐架、底座滑輪、溫度壓力一體化傳感器、位移傳感器、固定支架、調節套筒、主控裝置。

所述的平板有上平板和下平板，所述的平板間通過所述的支撐桿連接，并用所述的緊鎖螺母進行固定，所述的底座支撐架安裝在所述的下平板下方，所述的底座滑輪安裝在所述的下平板下方；

所述的絲母套筒、所述的定位套筒、所述的連接桿以及所述的定位螺栓構成十字固定環，并安裝在所述的支撐桿上，位置在所述的上平板和所述的下平板之間，所述的滾珠絲杠穿過所述的上平板和十字固定環，所述的調節手柄安裝在所述的滾珠絲杠的頂端，所述的平面節流器安裝在所述的絲母套筒的下端；

所述的一維導軌包括上一維導軌和下一維導軌，所述的下一維導軌固定在所述的下平板上，所述的步進電機包括上步進電機和下步進電機，所述的下步進電機安裝在所述的下一維導軌側方，所述的上一維導軌安裝在所述的下一維導軌的上方，所述的上步進電機安裝在所述的上一維導軌的側方，所述的工作平臺安裝在所述的上一維導軌上方；

所述的主控裝置包括電源指示燈、觸摸顯示屏、電路板、電源接口以及開關按鍵，所述的溫度壓力一體化傳感器安裝在所述的工作平臺下方，所述的固定支架安裝在所述的下平板上方，所述的位移傳感器通過所述的固定支架以及所述的調節套筒進行定位，并緊貼在所述的平面節流器上方，所述的上步進電機、所述的下步進電機、所述的溫度壓力一體化傳感器和所述的位移傳感器連接到所述的主控裝置上。

本發明的主控系統包括主控裝置、步進電機、一維導軌、溫度壓力一體化傳感器以及位移傳感器，所述的主控裝置通過內部電路板與所述的步進電機、溫度壓力一體化傳感器以及位移傳感器連接；

本發明的工作流程是：按下開關按鍵，硬件電路系統開始運行，所述的電源指示燈閃亮，按下觸摸顯示屏上的開始觸摸鍵，溫度壓力一體化傳感器、位移傳感器和步進電機的數據會實時傳輸到觸摸顯示屏界面；松開定位螺栓，轉動調節手輪，調節平面節流器與工作平臺之間的距離(氣膜厚度)，觀察觸摸顯示屏界面的位移傳感器數據，調節到需要的氣膜厚度，停止轉動調節手輪，擰緊定位螺栓；按下觸摸顯示屏上的復位觸摸鍵，主控裝置調用導軌復位程序，將二維導軌工作平臺上的溫度壓力一體化傳感器移動到采集原點；按下觸摸顯示屏上的采集觸摸鍵，主控裝置調用導軌控制和數據采集軟件，同時控制導軌移動和數據采集，并將數據實時傳輸到觸摸顯示屏進行顯示，調用數據保存軟件將數據保存到SD卡中；數據采集完畢，按下主控裝置上的開關按鈕，系統關閉。

所述的導軌復位程序包括如下處理步驟：

第一步，第一次開機運行系統時，調節導軌位置，到達數據采集原點；

第二步，設置采集原點的位置為(0，0)，將數據保存到主控裝置電路板上的 EEPROM芯片上；

第三步，二維導軌每移動一段距離，計算與原點的差值，將差值保存到EEPROM芯片上，并覆蓋原數據；

第四步，覆蓋原數據的同時，并將導軌移動方向保存到EEPROM芯片上；

第五步，每次開機運行程序，主控裝置自動讀取二維導軌的移動距離和移動方向；

第六步，按下復位觸摸鍵，主控裝置則反向執行二維導軌的移動距離，使導軌移動到數據采集原點。

所述的導軌控制和數據采集程序包括如下處理步驟：