CN104525314B - 一种粉碎机的粉碎室内气固两相流场特性的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉碎机的粉碎室内气固两相流场特性的测试方法，属于测试技术领域。本发明在主轴上开轴向导线槽，导线槽位于主轴与机箱的接触面上以及主轴上轴承的安装处，把导线布置在线槽内，从而穿过机箱和轴承将信号引到粉碎室外；在粉碎室外主轴的末端安装一个过孔式导电滑环，将从粉碎室外引出来的导线接到滑环的转子接线端，通过滑环后，信号又从滑环的定子接线端引出后接入信号采集分析系统。本发明实现了不改变粉碎室密闭性和机械结构的情况下，将高速旋转的传感器中的信号引出到粉碎室外面，而且能保证信号的真实性和连续性，方法简单、效率高。

Description

一种粉碎机的粉碎室内气固两相流场特性的测试方法

技术领域

本发明涉及一种粉碎机的粉碎室内气固两相流场特性的测试方法，属于测试技术领域。

背景技术

饲料是世界各国重要的基础产业之一，是联系种植业、养殖业和农副产品加工业的重要纽带。粉碎机就是饲料加工过程中的主要设备之一，它不仅涉及到饲料的加工成本，还影响饲料的加工质量和能源消耗。本发明基于一种锤片式饲料粉碎机粉碎室中气固两相流场特性（气流速度大小与分布，气流压力大小与分布）的测试方法。

粉碎机在工作中，由于锤片组的高速旋转作用，粉碎室内的流场的流动形态非常复杂，受多种因素的共同影响，表现在：物料受锤片组的打击作用，物料与物料间发生相互的搓擦作用，物料与粉碎室壁面之间的摩擦作用，物料与空气流之间的互相作用等，所以现有的理论分析不能全面反映出这种流场的真实特性，受机械结构的制约，其流动过程也难以直接观测，关于如何获取粉碎室中气固两相流场的真实特性，仍然是摆在人们面前的一大工程实际问题。

由传感器、数据采集器、PC机等组成的测试系统可以很好的解决这个问题。由于微电子技术、计算机技术的发展及其在电子工业测量技术与仪器上的应用，新的测试理论和方法及新的仪器结构不断涌现，在许多方面已经冲破了传统仪器的概念，虚拟仪器就是其中一种。虚拟仪器技术就是基于通用PC，利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用，虚拟仪器测量系统原理如附图1所示。

发明内容

本发明利用现有技术虚拟仪器系统测量粉碎室内气固两相流场特性时，通常遇到的几个技术难题，其中之一是基于粉碎室复杂的工作环境，传感器信号如何引出的问题，本发明的目的旨在提供一种在密闭的高速运转的旋转空间内将传感器信号引出的一种粉碎机的粉碎室内气固两相流场特性的测试方法。

本发明所解决的技术问题采用的技术方案：

本发明将传感器固定在旋转叶片上，通过导线引出电量信号，在粉碎室内主轴外表面与轴承接触面位置处开有放置导线的轴向导线槽，在粉碎室外的主轴一端上连接有导电滑环，所述导电滑环的一端为转子接线端，另一端为定子接线端，与传感器连接的导线从粉碎室内引出后接到导电滑环的转子接线端，在导电滑环定子接线端的导线接入到信号采集系统中。

进一步：所述传感器还粘结在粉碎机的锤片上，随锤片一同旋转，与传感器连接的导线固定在锤片和连架板上，然后再固定在主轴外表面的轴向导线槽内。

进一步：导电滑环将随主轴转动的导线从导电滑环的转子接线端引到定子接线端，在定子接线端相对于大地导线是静止，直接连接到信号的测试系统中进行信号的处理与分析。

进一步：导电滑环采用过孔式的导电滑环。

本发明的有益效果是：在尽量不改变粉碎室密闭性和机械结构的情况下，将高速旋转的传感器中的信号引出，而且能保证信号的真实性和连续性，方法简单、效率高。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明

图1是虚拟仪器测量系统原理框图；

图2是本发明信号引线布置及粉碎室内的结构图；

图3是图2的轴侧图；

图4是本发明中过孔式导电滑环的外形图；

图5是图4的仰视图；

图6是本发明数据采集系统的硬件组成图；

图7是本发明数据采集系统功能框图；

图中，1过孔式导电滑环、2传感器、3导线、4叶片组、5主轴、6第二轴承、7第一轴承、8机箱密封垫、9机箱、10卡轴螺钉、11转子接线端、12转子、13止动片、14定子接线端、15定子壳、16定子底盘。

具体实施方式

图1是虚拟仪器测量系统原理框图。其中被测对象是粉碎机粉碎室的气固两相流场；传感器2处于被测试对象与测试系统的接口位置，是一个信号变换器，将压强信号转换成电压信号；信号调理电路将传感器的微弱电信号放大以满足数据采集卡的满量程输入要求；数据采集卡的任务,就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号,然后送入计算机；计算机是整个数据采集系统的计算和控制平台，通过计算机的虚拟仪器面板控制采集过程并分析采集到的数据；虚拟仪器面板安装在计算机平台上，它将传统硬件仪器功能软件化、智能化，仪器及仪器的功能显示于虚拟仪器面板上，用鼠标即可完成一切操作，界面友好，使用方便。

图2-3是信号引线布线图，信号由传感器生成附于导电，绕过机箱密封垫8和第一轴承7将导线接到导电滑环1的转子接线端11，则信号可由滑环的定子接线端11引出。

方法步骤如下：粉碎室内，主轴5由第一轴承7和第二轴承6支撑和定位，将导线一端接到旋转叶片4上的传感器2上，由固定件紧固导线3沿叶片4向旋转中心直到主轴5上，再将导线3引导到主轴5上设计的导线槽内，由于导线槽开在机箱轴密封垫8和第一轴承7安装处，该导线3可以通过导线槽绕过机箱轴密封垫8和第一轴承7内环，将信号引出密闭的粉碎室；在粉碎室外，导线3仍随着主轴5转动，不可直接连接到外接采集系统，需借助过孔式导电滑环1，将滑环的转子12固定在转动主轴5上，定子部分由止动片13固定，使其相对机箱9静止不动，此时引出粉碎室的导线3接到与其相对静止的滑环转子接线端11，在滑环的定子接线端14则可导到传感器的电量信号，而且可直接引出连接到采集系统，如此完成传感器信号的引出。对于多点测量和多通道测量均适用。

图4-5是过孔式导电滑环的外形图。滑环分为两大部分：定子和转子。定子部分包括：定子壳15、定子底盘16、止动片13、定子接线端14；转子部分包括：转子12、卡轴螺钉10、转子接线端11。定子壳15和定子底盘16将导电滑环1的内部结构封装起来，转子12上的转子接线端11与定子上的定子接线端14可相对转动，实现电信号在转与不转两端的连续输送。

图6是数据采集系统的硬件组成图。被测量是粉碎机粉碎室内的气固两相流场，传感器是扩散硅压力传感器，再采用此次发明的连接导电滑环的信号引线方法将传感器的电量信号引出并连接到信号放大模块,信号放大模块是阿尔泰S1110应变电桥信号调理模块，数据采集模块是NI9215测量套件，软件系统是应用软件LabvIEW、驱动软件NI-DAQmx9.7.5、配置管理软件NI-MAX。

本发明程序流程如下：程序开始后，先初始化驱动程序和采集系统，然后在出现的参数对话框中设置各项参数（采集通道数、采集率、采样模式、缓存量、存储位置），参数设置后初始化采集卡，开始采集信号，保存数据，采集结束，完成一次采集。若需要再次采集数据，则选择再次采集，重新设置参数或保持原参数，开始下一次采集。最后退出程序，完成数据采集。

本发明其创新在于通过上述布线方式，把粉碎室内流场的信号引出到测试系统中。本方法的特点：将电信号从转动着的导线引到静止的导线，实现电信号的引出，而且能保证信号的真实性和连续性，方法简单、效率高。为类似于粉碎室的这样的测量环境条件提供一种测量方法。

Claims (5)

1.一种粉碎机的粉碎室内气固两相流场特性的测试方法，其特征在于：将传感器固定在旋转叶片上，通过导线引出电量信号，在粉碎室内主轴外表面与轴承接触面位置处开有放置导线的轴向导线槽，在粉碎室外的主轴一端上连接有导电滑环，所述导电滑环的一端为转子接线端，另一端为定子接线端，与传感器连接的导线从粉碎室内引出后接到导电滑环的转子接线端，在导电滑环定子接线端的导线接入到信号采集系统中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述传感器还粘结在粉碎机的锤片上，随锤片一同旋转，与传感器连接的导线固定在锤片和连架板上，然后再固定在主轴外表面的轴向导线槽内。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：导线从导线槽中引出到粉碎室外。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：导电滑环将随主轴转动的导线从电导滑环的转子接线端引到定子接线端，在定子接线端相对于大地导线是静止，直接连接到信号的测试系统中进行信号的处理与分析。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：导电滑环采用过孔式的导电滑环。