圆柱齿轮流量计变压修正方法研究_张旭朋.pdf
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1、 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|15科技前瞻圆柱齿轮流量计变压修正方法研究张旭朋上海扬基电子科技有限公司,上海,201611摘要:随着社会发展和计量科学的进步,流量计量的应用越来越广泛。在长期的发展中,计量工作不仅变得越来越快捷和方便,与此同时,还向着高精度的方向延伸。圆柱齿轮流量计属于容积式流量计,在航天、航空、兵器、化工、食品、制药等领域得到了广泛使用。计量精确度作为流量计主要性能参数之一,会受到很多因素的影响。以往对圆柱齿轮流量计变压修正方法研究比较单一,测试数据存在偏差。因此,本文在全过程的基础上,总结了设计制造中的规律及经验,为圆柱齿轮流量计的设计提供了有价值的参考。关键词
2、:圆柱齿轮;流量计;变压修正方法中图分类号:TH814文献标志码:ADOI:10.19772/ki.2096-4455.2023.1.004 0引言流量测量是研究物质量变的科学,其测量对象已不限于传统意义上的管道流体。流量、压力和温度并列为三大检测参数,在工业生产过程、能源计量、环境保护工程等领域得到了广泛的应用1。我国现有流量仪表产品的品种、规格、精确度和可靠性,还无法满足现实的发展需要,超声波流量计的研究与开发还处于起步阶段。圆柱齿轮流量计的出现解决了液压测试领域的重难点。与其他的计量方式进行比较,圆柱齿轮流量计体现了很强的优势。此种方式不仅精度高、重复性好、线性度好,并且可用于高黏度流体
3、的测量,与此同时,还可以实现高压条件下的流量测量。目前,随着“十四五”规划的不断推进,社会对流量计测量精确度有了更高的要求。精确度是外加特性,它是在校验系统中确定的,最终需验证拟合修正方法的有效性。1试验设备1.1流量标准装置流量是液压系统基本的参数之一,在测量其具体数值时,会存在很多困难。机械元件在实际使用中,基本上都会存在磨损的情况,有的时候,还会出现其他的意外情况,如果仅仅考虑压力这一个因素,那么这样的试验方式存在很大的局限性。随着社会的发展,计量的精确度越来越高。流量计在工作过程中存在内泄漏和粘性摩擦,本实验选择了不同流量计结构,分别利用两种方法得到了圆柱齿轮流量计的流量,以改善流量计
4、流量脉动的齿轮设计参数。其最高压力是28MPa,流量范围在0.1580L/min,选择磷酸酯航空液压油为介质,落实变频调速技术,在试验中,要对其进行持续性调节。1.2圆柱齿轮流量计圆柱齿轮流量计是容积式流量计,主要是使用机械测量单元,合理地将流动液体持续性隔离成具有标准容量的体积单元,累计之后从而计算出总体积流量。例如油、脂、溶剂等流量测量。目前,它在航空、航天、化工等领域都具备广泛的应用,并在应用的过程中,展现了自身的优势2。其计量准确度高,一般可达0.5%R。在已有的圆柱齿轮流量计结构设计的基础上,本试验研究流量计在不同压力等物性参数下的测量精确度,分析存在的差异性。本试验将以圆柱齿轮流量
5、计为研究对象,对这些内容实施综合性思考,探究其中存在的影响因素,确定既能使其达到较作者简介:张旭朋,男,汉族,上海,本科,研究方向:仪器仪表、传感器。dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术16|高精确度同时又能使粘性摩擦小的最佳间隙。试验需要的流量范围是161,并且最大的流量是80L/min,具体按照标准化的内容进行落实。2校准试验结果和方法2.1校准试验结果从目前国内市场的需求和现状看,不少技术还处于正在发展的阶段,存在很大的进步空间。经试验,圆柱齿轮流量计需要保证一定的精准度,即常压下准确度等级要达到0.5级。本试验中主要是对
6、几个压力下的仪表系数进行校准。圆柱齿轮流量计属于精密容积式流量仪表,一方面精度较高,另一方面具备量程比宽、耐高压等优势。本试验选择不一样的压力点实施测得相关数据后按照一定的方式进行处理,之后,对相关数据实施了合理分析。在不同的压力下,5MPa下流量计示值误差是0.47%,8MPa下的误差是0.26%,10MPa下的误差是0.49%,12MPa下的误差是0.36%,15MPa下的误差是0.52%,18MPa下的误差是0.51%,20MPa下的误差是0.74%,24MPa下的误差是0.89%,28MPa下的误差是1.28%。从这些试验结果中可以直观地看到,当压力在15MPa以下的时候,流量的误差可
7、以达到0.5级的要求。但是,在压力达到18MPa以上的时候,随着数值的增加,精确度很难满足0.5级的要求。另外还可以发现,在试验中,随着压力增加,不管是端面间隙,还是齿顶间隙和齿容量都会逐渐增加,但是仪表系数会不断减小。随着齿轮模数的增大,流量不均匀系数略微减小,计量精度大幅提高,故以后还需进一步研究圆柱齿轮流量计的计量精度,并要综合考虑多方面因素,从而选择最佳的优化方式3。2.2拟合修正方法2.2.1解耦曲线拟合在实际的试验中,影响因素并非只有压力一个。在试验过程中,主要考虑的因素可以分为以下几个方面:(1)频率F;(2)压力P;(3)温度T;(4)圆柱齿轮流量计的仪表系数K。在试验中,一般
8、情况下,温度的影响较小,因此它对K的影响在这里先不做研究,试验主要研究频率和压力的影响。各频率点拟合曲线系数具体见表1,即固定频率拟合仪表系数和压力之间的关系。表 1仪表系数与压力曲线拟合系数频率/HzKPAPBP83983.56-0.530-0.0230169983.82-0.601-0.0247335982.80-0.796-0.0156670982.12-0.841-0.0271982980.31-0.832-0.03161313977.56-0.444-0.0490在经历了系列的拟合以后,拟合曲线与试验点吻合程度非常高。在拟合点中,优化的程度分别达到了0.968、0.997、0.998
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