CN104764555B - 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 (3)

1.一种全自动活塞式压力计，包括托盘，其特征在于，包括：CPU智能控制中心、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；第一电机，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、第一电机、测量活塞装置、数控式力发生装置；智能控制系统包括电子传感器装置，其与测量活塞装置呈180°方向设置；电子传感器装置包括对称设置在托盘两侧的两个位置传感器和对称设置在托盘下方的两个称重传感器，位置传感器与称重传感器的输出端均与CPU智能控制中心电连；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、第二电机组成；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；第二电机设置于旋转盘下，通过转动拨销与旋转盘间接联动。

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：该第一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：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。