[其他]空氣壓縮機氣閥閥片運動規律檢測裝置

無效

• 申請號: 85105383
• 申請日: 1985-07-11
• 公開（公告）號: CN85105383A
• 公開（公告）日: 1986-10-01
• 發明（設計）人: 蔡亞先;李道忠
• 申請（專利權）人: 國家地震局地震研究所
• 主分類號: F16K37/00
• 分類號: F16K37/00
• 代理公司: 湖北省專利事務所
• 代理人: 黃瑞棠

本發明屬于振動、位移及力的測量技術。

已知的空氣壓縮機閥片運動規律的測試方法有光電位移傳感器、電感位移傳感器和電容式位移傳感器等。它們的共同點是必須在閥門中置入一個預先準備好的探頭，並使探頭的運動端和閥片發生機械聯系，這樣就破壞了閥門結構，影響了進、排氣，改變了閥片的運動規律和受力狀態，又由于上述各種方法的探頭與放大電路相連接時引線較多，影響密封。特別是在閥門比較小的情況下，上述各種方法難于實現。

1984年法國一項發明專利（專利號為FR2539-868-A）用于活塞位置測量，也用于其它運動部件位移測量，屬電容探頭傳感器，該裝置除上述缺點不適于空壓機外，還因電容探頭隨閥片運動電容量變化小而使輸出信噪比較差。

另外，電感探頭在高溫氣流中受溫度影響較大。用壓電晶體法雖能測量振動，但測靜態位移有困難，而且價格昂貴，光纖法實施困難，而且精度低。

本發明的目的在于消除上述缺點，提供一種真實檢測閥片運動及受力狀態的手段，為氣閥的設計和改進提供準確可靠的數據，降低檢測裝置的成本。

本發明的內容是：利用閥片作為電容的一個極板。在升程限制器上的與閥片相對的位置，用機械加工方法，去掉一層（約2-3mm），然后嵌入一層耐溫（160℃）的絕緣材料，用粘接劑與升程限制器粘牢，在絕緣層上敷以0.1mm厚導電層，該導電層與四周絕緣，導電層上再涂以0.3mm厚絕緣限位保護層。上述三層的厚度與升程限制器上去掉的厚度相等。導電層作為電容的另一個極板，有引線引出。當閥片運動時，閥片與導電層之間電容也隨之改變。該電容是測量橋路中的一個臂。因為電容隨距離的變化是非線性的，為了改善線性度和使系統獲得足夠的增益，閥片在最大升程時，並不緊貼導電層，而是有一間隙，此間隙由導電層上的絕緣限位保護涂層保證，該涂層還可防水、防油。再一種方法是在加工升程限制器時，留一臺階，對閥片限位來保證此間隙。對于具有多個環的環狀閥為了增加有效電容，可以將其共用彈簧的內、外環的附加導電層連接起來。閥片檢測裝置只需要從此導電層經閥蓋引出一根導線，（另一根實際上就是空壓機本身）。這樣，閥門的機械結構完全不改變，無需置入外加的探頭，因而不影響氣流的運動。

橋路輸出用鎖相放大技術放大並濾除噪聲。放大器輸出結果可直接用光線示波器記錄或模數轉換后由計算機采集數據並處理。

環狀閥、片狀閥（吸、排氣閥）都采用上述方法檢測。

對位移和閥片受力之間的關系進行標定，這種檢測裝置可以作為閥片受力狀態檢測裝置，解決在空氣壓縮機氣閥中難于加入任何力傳感器的矛盾。

下面以環狀閥中吸氣閥為一具體實施例：

圖1為采用該裝置環狀閥裝配示意圖，圖2為嵌入體、導電層、限位層俯視圖。圖3是表示測量裝置放大器輸出與閥片位移關系曲線。圖4是檢測裝置整機電路方框圖。

如圖1所示，氣閥包括閥座1、閥片2、彈簧3、升程限制器4，在升程限制器上的閥片投影位置去掉一定厚度（2-3mm），加裝上嵌入體5、導電層6、限位層7，導電層厚0.1mm，限位層厚0.3mm。使嵌入體厚度加上導電層厚度及限位層厚度等于升程限制器去掉的厚度。5、6、7的形狀和閥片一致，但應對彈簧讓位，如圖2所示。

在圖2中，1為外環嵌入體，2為內環嵌入體，嵌入體為絕緣材料，例如環氧樹脂，耐溫超過160℃;導電層為任意金屬材料，例如銅;限位層也為絕緣材料，例如環氧樹脂。導電層與周圍絕緣，嵌入體用粘接劑和升程限制器粘牢、烘干。有一根導線從6通過1引出氣閥外，引出孔用耐高溫粘接劑封固。這樣，導電層6構成檢測裝置探頭電容的一個極板，而環狀閥片本身為電容器另一個極板。

在圖3中，橫軸為閥片相對于升程限制器位移，豎軸為檢測裝置放大器輸出。顯然，閥片挨近升程限制器時輸出線性很不好。從整機精度考慮，為了盡可能提高放大器增益，改善線性，工作曲線應選取A點往右一段為好。限位層7就是為了這個目的設計的，它另外的作用是防水、防油。如限位層不用絕緣材料，也可以在升程限制器加工過程中留下臺階，此臺階高出導電層0.3mm，由于此臺階僅須均勻分布在整個園中的幾個地方，且臺階外園尺寸僅須稍大于升程限制器上加入嵌入體部分外園尺寸，因此並不影響電容片面積。