耐高壓雙向容積式微小流量計的研究.pdf

1、流量是工業(yè)自動化領域的重要檢測參數(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、旋轉流、脈動流的測量，因而使用廣泛，尤其適用于液壓領域。如今，隨著高壓液壓系統(tǒng)的普及，以及工業(yè)生產中對節(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，當前國內并無相關產品，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

2、，更有助于拓展國內現(xiàn)有流量計的應用范圍。
　　本論文以耐高壓雙向容積式微小流量計作為研究對象，在分析國內外相關文獻的基礎上，完成了如下工作:提出了以一對低偏心率橢圓齒輪轉子為核心計量元件的流量計設計方案，推導了橢圓齒輪的節(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，使之能夠適應微小流量的測量需求;設計了基于霍爾傳感器的轉子轉動信號非接觸測量結構，構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

3、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，結果表明，所設計流量計在31.5MPa壓力下，0.05～3L/min流量范圍內示值相對誤差小于±0.5％，具有耐高壓、結構簡單、精度高、可雙向計量的特點。
　　有關各章內容分述如下:
　　第一章，介紹了流量測量技術的發(fā)展、流量計的分類及特點，重點闡述了國內外橢圓齒輪流量計的研究進展;結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域

4、的應用及重要性;簡要概述了課題的研究意義及研究內容。
　　第二章，提出了耐高壓雙向橢圓齒輪微小流量計的設計方案，介紹了流量計的結構組成、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，提出了轉子轉動信號非接觸檢測結構，并針對該結構的磁路構造原理、元件

5、選型進行了詳細闡述，通過有限元仿真分析了關鍵參數(shù)的影響，并驗證了設計的可行性。
　　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