CN104764555A - 一种全自动活塞式压力计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动活塞式压力计，包括：底板；增压缸装置，置于底板上，该增压缸装置具有导向销及行程开关；电机，驱动该增压缸装置；测量活塞装置，置于底板上；数控式力发生装置，置于测量活塞装置上，具有游码；智能控制系统，连接并控制增压缸装置、电机、测量活塞装置、数控式力发生装置。由于不使用砝码压在活塞上，改用游码，避免了活塞因摆动发生压力变形，压力输出稳定，检测校准质量高，能实现数字化控制，确保被检仪表的计量性能。

Description

一种全自动活塞式压力计

技术领域

本发明属于仪器仪表领域，涉及一种液体压力计，具体涉及一种全自动活塞式压力计。

背景技术

现有的压力计，由于工艺或设计理念原因，存在如下缺点：

1、虽然砝码的添加有手动和自动之分，但得到的压力受到机械结构的限制，输出为固定点压力，如果细分压力点需要改动设备；

2、每年仪器准确性校准时，需要拆装活塞系统，由于涉及机械结构拆装，需要专业人员指导，故相对繁琐，稍有疏忽，可能直接造成设备损坏，即维护的难度和风险大；

3、高压时，手动、自动活塞均需要配置数量较多、砝码直径较大的压力砝码，且超高压活塞需要较大体积空间，既占体积又浪费资源；

4、在检测高压产品，如压力开关检定时，需要先进行手动或机械手自动调整数量较多的砝码，再进行压力发生和对压力发生进行判断，操作流程时间较长，效率大大降低；

5、由于活塞式压力计采用砝码放置于活塞上的结构，故在高压旋转时，活塞会因摆动发生弯曲变形，所以很难保证活塞同心且垂直地面，使得活塞重力作用不稳定，造成压力输出的波动，大大降低压力输出的准确性；

6、传统活塞设备无电子电路，对操作者熟练度有一定要求，缺乏现代电子技术人机互动带来的方便性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种可替代传统装卸砝码的活塞式压力计，压力输出稳定，检测校准质量高，能实现数字化控制，确保被检仪表的计量性能。

本发明的目的通过下述技术方案来实现，一种全自动活塞式压力计，包括：底板；增压缸装置，置于底板上，该增压缸装置具有导向销及行程开关；电机，驱动该增压缸装置；测量活塞装置，置于底板上；数控式力发生装置，置于测量活塞装置上，具有游码；智能控制系统，连接并控制增压缸装置、电机、测量活塞装置、数控式力发生装置。

进一步地，该电机连接增压缸装置，一减速箱，连接并驱动该增压缸装置。

进一步地，一电子传感器装置，与测量活塞装置呈180°方向设置。

进一步地，数控式力发生装置包括立柱，设于底板上，横悬臂与立柱呈90°连接并置于立柱上端，横悬臂一侧设置有伺服电机、丝杠、质量块，另一侧设置有平衡块，立柱下端设置平衡器。

本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：由于不使用砝码压在活塞上，改用游码，避免了活塞因摆动发生压力变形，压力输出稳定，检测校准质量高，能实现数字化控制，确保被检仪表的计量性能。

附图说明

图1为本发明的工作原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的具体实施方式不限于此。

如图1所示，为本发明一种全自动活塞式压力计1的第一实施例，包括压力自动控制器和数控式力发生装置两个独立部分。

所述压力自动控制器由压力油泵、智能控制电路单元、电机1、电机2、减速箱、增压器、行程开关、测量活塞系统机构、活塞旋转机构、压力传感器、位置传感器1、位置传感器2、称重传感器1、称重传感器2、压力输出接口1、压力输出接口2、压力控制管路组件、截止阀、卸荷阀和外壳、底盘组成。

所述电机2与呈方形减速箱连接，再通过连接法兰与一圆筒状的增压缸连接。增压缸行程设有导向销，行程开关置于导向销两端。增压缸端部设有输出接口，通过压力控制管路组件连接压力传感器、输出压力接口1、压力输出接口2、测量活塞系统机构、压力油泵。

所述测量活塞系统机构由活塞缸、活塞杆、活塞底座、旋转盘、转动拨销、电机1组成。活塞缸杆置于活塞底座内，活塞底座为圆形筒状结构，底部设有矩形板状结构托盘，并有3个立柱与底板连接。活塞缸通过螺母紧固。活塞杆端镶接入旋转盘，旋转盘设有转动拨销。电机1设置于旋转盘下，通过转动拨销与旋转盘间接联动。

所述位置传感器1、2置于托盘两侧，呈180°摆放，并固定于托盘上。

所述称重传感器1、2置于托盘下方。呈180°摆放，并固定于托盘下。

所述数控式力发生装置由立柱、横悬臂、高精度伺服电机、高精度滚珠丝杠、质量块、平衡配重块、校零器、位置传感器3、行程开关组成。由于需要高精度定位故高精度滚珠丝杠选择台湾TBIC2-C3高等级丝杠重复定位误差在±0.003mm，滚珠丝杠采用两端支承的方法，电机端采用一套角形接触轴承支撑，而背端一般采用单个径向轴承支撑。丝杠采用两端支撑的方法，可以使操作速度达到更高，并可降低振动。高精度伺服电机采用日本松下220V数字式驱动器及伺服电机，控制精度达到±0.001mm。横轴运动定位采用台湾滑动直线导轨，重复定位在±0.003mm。综合累计误差小于0.005mm，从而为机械控制其准确运动提供了保证。

立柱为一横截面方型管状结构，底部通过法兰与机箱连接。所述横悬臂与立柱呈90°连接并置于立柱上端，立柱下端设有平衡器。横悬臂由长度500mm的两到三根丝杠连接构件组成。游码主要由一到三根标准质量块及一根微调质量块构成。本实施例中，标准质量块重量采用2510g、1255g重量，微调质量块一般采用510g或255g重量。横悬臂一侧设置有高精度伺服电机、滚珠丝杠、质量块、行程开关及顶杆，并通过连接法兰和螺钉将其依次连接。横悬臂另一侧设有平衡配重块。横悬臂下端设有校零器、位置传感器3。

操作步骤：第一次安装调试设备完毕后，调整底脚螺丝使用标准水平仪，校准设备上端基准面，使设备处于正确的水平安装位置。用压力输出接口1、2，连接被检仪表。按下数控式力发生装置上面板的平衡按键，数字控制系统发出指令，控制伺服电机后退回至初始点。并触发行程开关寻找回零参考点。使横臂平衡，使设备进行复位。然后用户输入指定压力xxMpa，并按下启动按键。智能控制系统发出程序指令，控制伺服电机运动到对应力矩位置。智能控制系统通过称重传感器得到目标重量，并换算成指定目标压力。开始操作压力自动控制器自动管路、充液、预压、调压、稳压、输出压力。压力传感器作用是控制预压及提供提前减速位置点信号。压力自动控制器控制电机进行增压、调压。位移传感器提供活塞悬浮状态电子信号变化。测量活塞系统通过悬浮、旋转输出指定压力值。

智能控制电路单元控制全程信号采集、判断、指令系统调整状态。最终控 制电机微调后进入悬浮状态，并输出准确压力。同时可利用数字控制系统输入并保存多个参数点，实现间歇性多点连续校验，大大方便了用户操作。

区别于现有技术，本发明具有如下优势：

1、由于使用游码，无固定砝码，可以在不改动设备的情况下，通过面板程序软件直接设置任意允许检测的细分压力点。比如20.2MPa、20.5MPa。这个优点对于压力仪器仪表的实验性研究及工厂产品测试尤为重要。

2、每年设备准确性校准时，可以不需要拆装活塞系统，直接通过进行面板程序软件调整对应游码误差系数，完成校准，极大的简化了仪器校准工作。

3、本设备仅需一块到三块标准质量的游码，不需配置传统固定砝码，改变游码质量、活塞面积、力矩比就可调整为其他量程的压力计产品。这个优点为制造高压乃至超高压活塞提供了一个全新的思路。

4、本设备由于采用游码和独立的自动调压装置，使工作效率得到很大的提高。

5、本设备由于采用了游码，故能使用对中的施力方式，使得活塞不受不对称力作用，具有运转平稳，输出准确度高的特点。

6、利用数控特征，存在累积误差仅等于一次重复定位误差，其误差远小于传统多个固定砝码的多个允许误差之和。正是这样，使其精度远高于传统活塞。

7、本设备采用人机互动操作界面、压力自动控制系统，极大的减轻了操作者的工作强度。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种全自动活塞式压力计，其特征在于，包括：底板；增压缸装置，置于底板上，该增压缸装置具有导向销及行程开关；电机，驱动该增压缸装置；测量活塞装置，置于底板上；数控式力发生装置，置于测量活塞装置上，具有游码；智能控制系统，连接并控制增压缸装置、电机、测量活塞装置、数控式力发生装置。

2.根据权利要求1所述的一种全自动活塞式压力计，其特征在于：该电机连接增压缸装置，一减速箱，连接并驱动该增压缸装置。

3.根据权利要求1所述的一种全自动活塞式压力计，其特征在于：一电子传感器装置，与测量活塞装置呈180°方向设置。

4.根据权利要求1所述的一种全自动活塞式压力计，其特征在于：数控式力发生装置包括立柱，设于底板上，横悬臂与立柱呈90°连接并置于立柱上端，横悬臂一侧设置有伺服电机、丝杠、质量块，另一侧设置有平衡块，立柱下端设置平衡器。