CN102830041A - 磁悬浮轴承支撑结构步进扫描力矩测量装置 - Google Patents
磁悬浮轴承支撑结构步进扫描力矩测量装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种磁悬浮轴承支撑结构步进扫描力矩测量装置属于测量设备，具体说是检验血流变的设备。该装置，包括测量外筒、测量内筒、安装在测量内筒上的中轴及支持中轴的上、下轴承，其特征是：所述的上下轴承均为磁悬浮轴承并分别固定在各自的支架上，中轴上固定着水平摆杆，游丝内端固定在中轴上，外端固定在游丝支架上，边缘上装有位移检测器件的大转盘外圆周为齿轮与由步进电机驱动的主动支撑轮相互啮合，大转盘由包括主动支撑轮的三个支撑轮支撑为水平状态。由于使用上下磁悬浮轴承固定连接在测量内筒上的中轴的方法，既克服了悬丝式设备在在测量过程中还会发生晃动的现象，又解决了使用宝石轴承无法克服轴承存在摩擦力的不足。
Description
技术领域
本发明属于测量设备，具体说是检验血流变的设备。
背景技术
临床检验血液流变项目，主要有三种技术，分别是毛细管式、锥板式、悬丝式、游丝式，毛细管式不能准确的测量某一特定切变率下的血液粘度，实际测量的只是某一段相近切变率下的结果，血液中的蛋白等有机成分很容易附于毛细管内壁，引起光洁度特别是管径的变化，而毛细管的清洁比较困难，所以毛细管式已经很少应用，锥板式血流变可以测量某一特定切变率下的血液样本的粘度，在样本中旋转的切血头，其转速受到样本的粘度影响，检测切血头在某一特定切变率下的稳态转速或是减速来计算样本粘度，切血头的旋转是靠电磁场驱动的，当切变率在10以下，切血头的转速要求就非常慢了，电磁驱动的力量减弱到很小，就会出现测量值不稳定，测量时间偏长，受外界干扰增大等问题，悬丝式测量结构，多采用棱镜反射光学系统检测偏移角度，结构复杂，且受到光学检测偏移角度原件的性能制约，受其自身的结构限制，测量的量程也是有限制的，由于使用悬丝替代宝石轴承支撑测量结构，克服了宝石轴承本身存在的摩擦力，提高的检测精度，但是悬丝测量过程中会发生扭转的现象，而悬丝本身也会产生一个相反的扭矩，这一特性会随着悬丝的使用寿命而发生变化，同时，由于悬丝是软连接，在测量过程中还会发生晃动的现象，游丝式测量结构中，使用宝石轴承支撑测量结构，不能克服宝石轴承本身存在的摩擦力。
发明内容
为了克服现有的悬丝式血流变检测设备测量中容易发生晃动，宝石轴承式无法克服轴承存在摩擦力的不足,本发明提供一种磁悬浮轴承支撑结构步进扫描力矩测量装置，该磁悬浮轴承支撑结构步进扫描力矩测量装置准确的使用磁悬浮轴承支撑结构和利用步进扫描及游丝测量力矩结构，可以全量程测量全血及血浆样本在1-200mpa.s-1范围内任一切变率下的粘度值。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种磁悬浮轴承支撑结构步进扫描力矩测量装置，包括测量外筒、测量内筒、安装在测量内筒上的中轴及支持中轴的上、下轴承，其特征是：所述的上下轴承均为磁悬浮轴承并分别固定在各自的支架上，中轴上固定着水平摆杆，游丝内端固定在中轴上，外端固定在游丝支架上，边缘上装有位移检测器件的大转盘外圆周为齿轮与由步进电机驱动的主动支撑轮相互啮合，大转盘由包括主动支撑轮的三个支撑轮支撑为水平状态。
所述的磁悬浮轴承由固定在支架上的永磁悬浮轴承磁极A和可悬浮在永磁悬浮轴承磁极A内部的永磁悬浮轴承磁极B组成，永磁悬浮轴承磁极B固定在中轴上。
本发明的有益效果是使用上下磁悬浮轴承固定连接在测量内筒上的中轴的方法，中轴可以灵活的与测量内筒同步旋转，既克服了悬丝式设备在测量过程中会发生扭转和由于悬丝是软连接，在测量过程中还会发生晃动的现象，又解决了使用宝石轴承无法克服轴承存在摩擦力的不足。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图中，1.上永磁悬浮轴承磁极A，2.上永磁悬浮轴承磁极B，3.游丝，4.游丝支架，5.中轴，6.支撑轮，7.位移检测器件，8.水平摆杆，9.主动支撑轮，10.大转轮，11.下永磁悬浮轴承磁极A，12.下永磁悬浮轴承磁极B，13.测量内筒，14.测量外筒，15.步进电机。
具体实施方式
本发明的具体实施方式是，如图所示：
实施例1，一种磁悬浮轴承支撑结构步进扫描力矩测量装置，包括测量外筒14、测量内筒13、安装在测量内筒上的中轴5及支持中轴的上、下轴承，其特征是：所述的上下轴承均为磁悬浮轴承并分别固定在各自的支架上，中轴上固定着水平摆杆8，游丝3内端固定在中轴上，外端固定在游丝支架4上，边缘上装有位移检测器件7的大转盘10外圆周为齿轮与由步进电机15驱动的主动支撑轮9相互啮合，大转盘由包括主动支撑轮的三个支撑轮6支撑为水平状态。
所述的磁悬浮轴承由固定在支架上的永磁悬浮轴承磁极A和可悬浮在永磁悬浮轴承磁极A内部的永磁悬浮轴承磁极B组成，永磁悬浮轴承磁极B固定在中轴上。
上永磁悬浮轴承磁极A和上永磁悬浮轴承磁极B是两个极性相同的磁极，上永磁悬浮轴承磁极A固定在支架上，形成使上永磁悬浮轴承磁极B向上的斥力，下永磁轴承磁极A，下永磁轴承磁极B也是一样的，两组磁悬浮轴承组中的轴承A分别和固定支架连接，两组磁悬浮轴承组中的轴承B分别和中轴5连接，中轴5为塑料材质，减小了两个磁悬浮轴承组之间的相互影响，中轴5和测量内筒13连接，测量内筒13和中轴5，游丝3和摆杆8，以及两组磁悬浮轴承组中的磁极B的总重量刚好和两组永磁悬浮轴承磁极A和永磁悬浮轴承磁极B形成的斥力大小相等，方向相反，两组磁悬浮轴承组中的磁极B悬浮在磁极A内部，没有滑动摩擦，采用两组永磁悬浮轴承的目的是为了使中轴5旋转的更稳定，避免出现在转动的过程中出现晃动的情况。
主动支撑轮9和两个支撑轮6固定在支架上，将大转轮10固定，主动支撑轮9是个齿轮盘，齿轮和大转轮10边缘上的齿轮相互啮合，当步进电机15旋转并带动主动支撑轮9旋转时，大转轮10也被带动旋转，大转轮10内边缘安装着位移检测器件7，位移检测器件7随着大转轮10一同旋转，用来检测摆杆8的停靠位置，位移检测器件7使用光电装置检测，不与水平摆杆8接触。
测量时，样本加注在测量外筒14与测量内筒13之间的缝隙处，测量外筒14停止的状态下，水平摆杆8也处在停止状态，步进电机15旋转，带动大转轮10旋转，位移检测器件7检测摆杆8的停止位置，测量外筒14以一定的转速顺时针旋转，带动样本旋转，由样本的粘滞性产生的摩擦力会带动测量内筒旋转，测量内筒13带动中轴5及水平摆杆8顺时针旋转，同时游丝3在中轴5的带动下收紧，游丝3收紧的过程产生了弹性反作用力矩，当游丝3产生的弹性反作用力和由样本的粘滞性产生的摩擦力相等时，测量内筒13达到平衡状态，停止在样本中，此时摆杆8也停止在某一位置上，步进电机15顺时针旋转，带动位移检测器件7顺时针旋转，当位移检测器件7检测到水平摆杆8的停止位置时，步进电机15停止旋转，记录步进电机15行进的步数。
当测量内筒13达到平衡状态，停止在样本中时，游丝3产生的弹性反作用力和由样本的粘滞性产生的摩擦力相等，而游丝产生的弹性反作用力和水平摆杆8的位移量成正比关系，水平摆杆8的位移量和步进电机15行进的步数成正比关系，记录步进电机15行进的步数与，通过计算分析，就可以计算出样本的粘度。
Claims (3)
1.一种磁悬浮轴承支撑结构步进扫描力矩测量装置，包括测量外筒、测量内筒、安装在测量内筒上的中轴及支持中轴的上、下轴承，其特征是：所述的上下轴承均为磁悬浮轴承并分别固定在各自的支架上，中轴上固定着水平摆杆，游丝内端固定在中轴上，外端固定在游丝支架上，边缘上装有位移检测器件的大转盘外圆周为齿轮与由步进电机驱动的主动支撑轮相互啮合，大转盘由包括主动支撑轮的三个支撑轮支撑为水平状态。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承支撑结构步进扫描力矩测量装置，其特征是：所述的磁悬浮轴承由固定在支架上的永磁悬浮轴承磁极A和可悬浮在永磁悬浮轴承磁极A内部的永磁悬浮轴承磁极B组成，永磁悬浮轴承磁极B固定在中轴上。
3.权利要求1所述的磁悬浮轴承支撑结构步进扫描力矩测量装置的使用方法，其特征是：测量时，样本加注在测量外筒与测量内筒之间的缝隙处，测量外筒停止的状态下，水平摆杆也处在停止状态，步进电机旋转，带动大转轮旋转，位移检测器件检测摆杆的停止位置，测量外筒以一定的转速顺时针旋转，带动样本旋转，由样本的粘滞性产生的摩擦力会带动测量内筒旋转，测量内筒带动中轴及水平摆杆顺时针旋转，同时游丝在中轴的带动下收紧，游丝收紧的过程产生了弹性反作用力矩，当游丝产生的弹性反作用力和由样本的粘滞性产生的摩擦力相等时，测量内筒达到平衡状态，停止在样本中，此时摆杆也停止在某一位置上，步进电机顺时针旋转，带动位移检测器件顺时针旋转，当位移检测器件检测到水平摆杆的停止位置时，步进电机停止旋转，记录步进电机行进的步数，
当测量内筒达到平衡状态，停止在样本中时，游丝产生的弹性反作用力和由样本的粘滞性产生的摩擦力相等，而游丝产生的弹性反作用力和水平摆杆的位移量成正比关系，水平摆杆的位移量和步进电机行进的步数成正比关系，记录步进电机行进的步数，通过计算分析，就可以计算出样本的粘度。
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