本文關(guān)鍵詞：耐高壓雙向容積式微小流量計的研究

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【摘要】：流量是工業(yè)自動化領(lǐng)域的重要檢測參數(shù)之一,容積式流量計是一種常用的流量檢測儀表,具有精度高、可靠性好的特點,并可用于高粘度流體、旋轉(zhuǎn)流、脈動流的測量,因而使用廣泛,尤其適用于液壓領(lǐng)域。如今,隨著高壓液壓系統(tǒng)的普及,以及工業(yè)生產(chǎn)中對節(jié)能及自動化控制要求的不斷提高,高壓工況下的微小流量高精度測量愈發(fā)重要。然而,當前國內(nèi)并無相關(guān)產(chǎn)品,只能依賴國外進口的流量計。因此,研究可用于高壓液壓系統(tǒng)中微小流量高精度測量的容積式流量計不僅能夠解決工程實際問題,更有助于拓展國內(nèi)現(xiàn)有流量計的應(yīng)用范圍。本論文以耐高壓雙向容積式微小流量計作為研究對象,在分析國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,完成了如下工作：提出了以一對低偏心率橢圓齒輪轉(zhuǎn)子為核心計量元件的流量計設(shè)計方案,推導(dǎo)了橢圓齒輪的節(jié)曲線方程和基于折算齒形法的齒廓方程,有效降低了流量計排量,使之能夠適應(yīng)微小流量的測量需求；設(shè)計了基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號非接觸測量結(jié)構(gòu),構(gòu)建了完全封閉的測量容腔,從而實現(xiàn)高壓工況下的高精度測量；搭建了微小流量計實驗平臺,完成了樣機實驗研究和流量計壓力損失、脈動、誤差等計量特性的理論分析,結(jié)果表明,所設(shè)計流量計在31.5MPa壓力下,0.05～3L/min流量范圍內(nèi)示值相對誤差小于±0.5%,具有耐高壓、結(jié)構(gòu)簡單、精度高、可雙向計量的特點。有關(guān)各章內(nèi)容分述如下：第一章,介紹了流量測量技術(shù)的發(fā)展、流量計的分類及特點,重點闡述了國內(nèi)外橢圓齒輪流量計的研究進展；結(jié)合微小流量的測量需求,著重說明了容積式流量計在微小流量測量領(lǐng)域的應(yīng)用及重要性；簡要概述了課題的研究意義及研究內(nèi)容。第二章,提出了耐高壓雙向橢圓齒輪微小流量計的設(shè)計方案,介紹了流量計的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及特點,著重說明了高壓下微小流量測量需求的實現(xiàn)；闡述了橢圓齒輪節(jié)曲線方程的推導(dǎo)與校驗過程,并提出了基于折算齒形法的橢圓齒輪齒廓方程求解辦法,全面完善了橢圓齒輪的數(shù)字化建模理論。第三章,介紹了常見的非接觸檢測方式,提出了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號非接觸檢測結(jié)構(gòu),并針對該結(jié)構(gòu)的磁路構(gòu)造原理、元件選型進行了詳細闡述,通過有限元仿真分析了關(guān)鍵參數(shù)的影響,并驗證了設(shè)計的可行性。第四章,對橢圓齒輪微小流量計的壓力損失特性、脈動特性、誤差特性進行了理論分析,重點研究了流量計的內(nèi)泄露機理以及實際流量系數(shù)的變化規(guī)律,并探討了流量系數(shù)與誤差的關(guān)系。第五章,制作橢圓齒輪微小流量計樣機,搭建實驗系統(tǒng),對流量計的計量性能進行實驗研究,驗證了流量計設(shè)計及理論分析的正確性,并提出了實際流量系數(shù)的修正方法,得出了流量計的計量精度及量程。第六章,概括本論文的主要研究工作及成果,并展望了今后有待進一步深入開展的研究工作及方向。
【關(guān)鍵詞】：容積式流量計 低偏心率橢圓齒輪 耐高壓 微小流量 磁路 霍爾傳感器 有限元仿真 壓力損失 誤差 實驗
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH814
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-34
• 1.1 容積式流量計12-26
• 1.1.1 流量測量及流量計概述12-17
• 1.1.2 容積式流量計及其分類17-22
• 1.1.3 橢圓齒輪流量計的研究22-26
• 1.2 微小流量測量現(xiàn)狀26-31
• 1.2.1 微小流量測量概述26-27
• 1.2.2 微小流量測量儀表27-31
• 1.3 題研究意義及內(nèi)容31-33
• 1.3.1 研究意義31-32
• 1.3.2 研究內(nèi)容32-33
• 1.4 本章小結(jié)33-34
• 第2章 耐高壓雙向橢圓齒輪微小流量計的設(shè)計34-56
• 2.1 流量計的結(jié)構(gòu)與工作原理34-38
• 2.1.1 流量計的結(jié)構(gòu)34-35
• 2.1.2 流量計的工作原理35-36
• 2.1.3 流量計的結(jié)構(gòu)特點36
• 2.1.4 螺釘聯(lián)接方案設(shè)計36-38
• 2.2 非圓齒輪傳動及其設(shè)計理論38-47
• 2.2.1 非圓齒輪傳動概述38-39
• 2.2.2 非圓齒輪的節(jié)曲線設(shè)計39-42
• 2.2.3 非圓齒輪的齒廓設(shè)計42-47
• 2.3 二階橢圓齒輪設(shè)計理論47-55
• 2.3.1 高階橢圓齒輪副的節(jié)曲線方程47-49
• 2.3.2 階橢圓齒輪的節(jié)曲線49-50
• 2.3.3 階橢圓齒輪的齒廓方程50-55
• 2.4 本章小結(jié)55-56
• 第3章 轉(zhuǎn)動信號的非接觸檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計56-70
• 3.1 常見非接觸式檢測方法56-57
• 3.2 霍爾元件工作原理與集成霍爾元件57-59
• 3.2.1 霍爾元件工作原理57-58
• 3.2.2 集成霍爾傳感器58-59
• 3.3 基于集成霍爾元件的檢測磁路設(shè)計59-67
• 3.3.1 檢測磁路構(gòu)造59-60
• 3.3.2 集成霍爾傳感器選型60-61
• 3.3.3 永磁體選型61-63
• 3.3.4 磁路的有限元仿真分析63-67
• 3.4 流體流動方向的辨別67-68
• 3.5 本章小結(jié)68-70
• 第4章 橢圓齒輪流量計特性研究70-82
• 4.1 壓力損失特性70-72
• 4.2 排量計算與脈動特性72-75
• 4.2.1 流量計的排量計算72
• 4.2.2 流量計的瞬時流量計算72-74
• 4.2.3 角速度脈動74-75
• 4.3 泄漏與誤差特性75-81
• 4.3.1 流量計泄漏分析75-78
• 4.3.2 流量計的流量系數(shù)78-79
• 4.3.3 流量計的誤差與量程79-81
• 4.4 本章小結(jié)81-82
• 第5章 流量計性能實驗研究82-90
• 5.1 流量計實驗平臺82-84
• 5.1.1 流量計實驗樣機82-83
• 5.1.2 實驗系統(tǒng)搭建83-84
• 5.1.3 實驗方法84
• 5.2 流量計性能實驗84-89
• 5.2.1 壓力損失特性實驗84-85
• 5.2.2 誤差特性實驗及精度修正85-89
• 5.3 本章小結(jié)89-90
• 第6章 總結(jié)與展望90-94
• 6.1 論文總結(jié)90-91
• 6.2 工作展望91-94
• 參考文獻94-100
• 附錄100-102
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果及榮譽102

【參考文獻】

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本文編號：969779