CN108645458A - 一种高精度液压油流量检测仪及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度液压油流量检测仪及其测量方法，包括锥形测量管和压差感应缸，压差感应缸内设置有弹簧，压差感应缸的活塞杆上设置有齿条，所述机架上还设置有测量表和第一转轴，第一转轴上设置有指针，通过锥形检测管改变进入到压差感应缸两端的液压油的压力，使其形成压力差，进而推动压差感应缸的活塞杆运动并最终在弹簧的作用下形成新的受力平衡，而活塞杆在运动的过程中则通过齿轮与齿条的配合带动测量表的指针运动实现对流量的快速、精确测量，本发明具有测量精度高、检测速度快等优点。

Description

一种高精度液压油流量检测仪及其测量方法

技术领域

本发明涉及测量工具技术领域，具体涉及一种高精度液压油流量检测仪及其测量方法。

背景技术

在液压系统工作的过程中常常需要监测系统中的液压油的流量等技术参数，现有技术中用于检测液压油流量的测量仪主要由两大类：一类是电磁类，其主要工作原理是将管道中油液流动速度信号转化为电磁信号，再将电磁信号转化为相应表盘上指针读数；由于这类测量仪的信号转换次数较多，转换的累积误差必然影响仪表的读数精度；另一类是压差类测量仪，其主要工作原理是利用管道进出两端液体压差，驱动齿轮转动，根据齿轮的转数和齿轮的结构参数计算出油液的流量；但由于齿廓线的特殊性，因此很难保证齿轮的油液排量的准确性。

发明内容

针对现有技术中存在的液压油流量测量精度低的缺陷，本发明公开了一种高精度液压油流量测量仪及其测量方法，通过本发明能够大大提高检测仪测量液压油的精度和灵敏度。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种高精度液压油流量检测仪，包括机架和水平放置的锥形测量管，其特征在于：所述机架内设置有压差感应缸，压差感应缸的两端分别与测量管的两端相连；所述压差感应缸的一端设置有弹簧和齿条；所述机架上还设置有测量表和第一转轴，所述第一转轴上设置有指针，所述转轴上还设置有与齿条相啮合的第一传动齿轮。

所述机架上还设置有第二转轴，所述第二转轴上设置有第二传动齿轮和第三传动齿轮，所述第二传动齿轮与齿条相啮合，所述第三传动齿轮与第一传动齿轮啮合，且第三传动齿轮与第一传动齿轮的传动比为10。

所述机架上还设置有辅助测量表，所述第二转轴上设置有与辅助测量表相适配的短指针。

所述机架上还设置有第三转轴，所述第三转轴上设置有与第一传动齿轮相啮合的第四传动齿轮，且所述第四传动齿轮的齿数与第三传动齿轮相等，所述第三转轴上设置有与辅助测量表相适配的短指针。

所述齿条的周节为0.625mm,所述第二传动齿轮的齿数为16；所述压缩弹簧的刚度为1-5N/mm。

所述锥形测量管的两端均设置有连接内螺纹。

所述压差感应缸为双杆液压缸；所述压差感应缸的两端还设置有控制阀。

相应的，本发明还提供了一种高精度液压油流量监测仪的检测方法，包括以下步骤：

1、将锥形测量管的两端分别接入到待测液压油管路上；

2、打开压差感应缸两端的控制阀，向压差感应缸内注入液压油，同时记录测量表和辅助测量表的指针转动方向；

3、待测量表和辅助测量表内的读数稳定后，结合步骤2记录的指针转动方向记录测量表和辅助测量表的读数n₁和n₂。

4、根据步骤3的读数可以得到指针旋转的格数位n₁+100n₂，再将相应的格数带入到相关计算公式中计算相应的流量。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明包括锥形测量管和压差感应缸，压差感应缸内设置有弹簧，压差感应缸的活塞杆上设置有齿条，所述机架上还设置有测量表和第一转轴，第一转轴上设置有指针，通过锥形检测管改变进入到压差感应缸两端的液压油的压力，使其形成压力差，进而推动压差感应缸的活塞杆运动并最终在弹簧的作用下形成新的受力平衡，而活塞杆在运动的过程中则通过齿轮与齿条的配合带动测量表的指针运动实现对流量的快速测量。

2、本发明在机架上还设置有第二转轴，第二转轴上设置有第二传动齿轮和第三传动齿轮，且第二传动齿轮与齿条啮合，第三传动齿轮与第一传动齿轮啮合，第三传动齿轮与第一传动齿轮的传动比为10，通过设置第二转轴改变第一转轴的转速与齿条运动速度之间的传动比例，从而，同时将传动比定为10，既方便快速换算测量表每一分格所代表的流量，同时降低通过活塞杆换算流量的误差，提高测量精度。

3、本发明的机架上还设置有辅助测量表，方便计量指针转动的圈数，既提高了测量的准确性，同时还扩大了检测仪的量程。

4、本发明的机架上设置有第三转轴，第三转轴上设置有短指针和第四传动齿轮，使检测仪的结构更加对称、各个零部件分布更加均匀合理，从而提高检测精度。

5、本发明的齿条周节为0.625mm，第二传动齿轮的齿数为16，因此第二传动齿轮转动一圈则活塞杆运动10mm，既方便快速换算测量表每一分格所代表的流量，同时降低通过活塞杆换算流量的误差，提高测量精度。

6、本发明的弹簧刚度为1-5N/mm，降低活塞杆开始运动的最低压差，从而提高仪器测量的灵敏度。

7、本发明的所述锥形测量管的两端均设置有连接内螺纹，方便将测量管快速、牢固的接入到待测液压系统中，提高测量效率和精度。

8、本发明的压差感应缸为双杆液压缸，方便计算液压缸的受力，从而简化液压油的流量与活塞杆位移量之间的换算方程，既提高了流量的测量精度，也提高了计算速度；同时在压差感应缸的两端还设置有控制阀，方便操作人员对油路进行控制，避免在安装压差感应缸是液压油进入到液压缸内，提高安全性。

附图说明

图1为本发明实施例1结构示意图；

图2为本发明实施例2结构示意图；

图3为本发明实施例3结构示意图；

附图标记：1、机架，2、锥形测量管，3、压差感应缸，4、弹簧，5、齿条，6、测量表，7、第一转轴，8、指针，9、第一传动齿轮，10、第二转轴，11、第二传动齿轮，12、第三传动齿轮，13、辅助测量表，14、短指针，15、第三转轴，16、第四传动齿轮，17、控制阀，18、液压油入口，19、液压油出口，20、液压油管。

具体实施方式

下面将通过具体实施例对本发明做进一步说明：

实施例1

本实施例作为本发明的基本实施例，其公开了一种高精度液压油流量检测仪，具体结构如图1所示包括机架1和锥形测量管2，所述机架1内设置有压差感应缸3，所述压差感应缸3为双头液压缸，且压差感应缸3内的活塞两端均设置有液压油入口18，所述锥形测量管2的大口端和小口端均设置有液压油出口19，所述液压油出口19与液压油入口18通过液压油管20相连；所述液压油管上设置有控制阀17；所述压差感应缸3内的活塞左端或右端设置有弹簧4，所述压差感应缸3的左端或右端的活塞杆20上设置有齿条5；所述机架1内转动设置有第一转轴7，机架1上还设置有测量表6，所述第一转轴7上设置有与测量表6相适配的指针8，所述第一转轴7上设置有与齿条5相啮合的第一传动齿轮9，且齿条5的周节长度为0.625mm，第一传动齿轮9的齿数为16；所述锥形测量管3的两端均设置有连接内螺纹，且弹簧4的刚度为1N/mm。

实施例2

本实施例作为本发明的较佳实施例，其公开了一种高精度液压油流量检测仪，具体结构如图2所示包括机架1和锥形测量管2，所述机架1内设置有压差感应缸3，所述压差感应缸3为双头液压缸，且压差感应缸3内的活塞两端均设置有液压油入口18，所述锥形测量管2的大口端和小口端均设置有液压油出口19，所述液压油出口19与液压油入口18通过液压油管20相连；所述液压油管上设置有控制阀17；所述压差感应缸3内的活塞左端或右端设置有弹簧4，所述压差感应缸3的左端或右端的活塞杆20上设置有齿条5；所述机架1内转动设置有位于同一水平线上的第一转轴7和第二转轴10，机架1上还设置有测量表6和辅助测量表13，所述第一转轴7上设置有与测量表6相适配的指针8，第二转轴10上设置有与辅助测量表13相适配的短指针14；所述第二转轴10上设置有第二传动齿轮11和第三传动齿轮12，第一转轴7上设置有第一传动齿轮9，所述第二传动齿轮11与齿条5相啮合，所述第一传动齿轮9与第三传动齿轮12相啮合，且齿条5的周节长度为0.625mm，第二传动齿轮11的齿数为16；所述第一传动齿轮9和第三传动齿轮12的齿数分别为10和100；所述锥形测量管2的两端均设置有连接内螺纹，且弹簧4的刚度为1N/mm。

实施例3

本实施例作为本发明的最佳实施例，其公开了一种高精度液压油流量检测仪，具体结构如图3所示包括机架1和锥形测量管2，所述机架1内设置有压差感应缸3，所述压差感应缸3为双头液压缸，且压差感应缸3内的活塞两端均设置有液压油入口18，所述锥形测量管2的大口端和小口端均设置有液压油出口19，所述液压油出口19与液压油入口18通过液压油管20相连；所述液压油管上设置有控制阀17；所述压差感应缸3内的活塞左端或右端设置有弹簧4，所述压差感应缸3的左端或右端的活塞杆20上设置有齿条5；所述机架1内转动设置有位于同一水平线上的第一转轴7、第二转轴10和第三转轴15，其中第二转轴10和第三转轴15对称分布于第一转轴7的两侧，机架1上还设置有测量表6和辅助测量表13，所述第一转轴7上设置有与测量表6相适配的指针8，第三转轴15上设置有与辅助测量13表相适配的短指针14；所述第二转轴10上设置有第二传动齿轮11和第三传动齿轮12，第一转轴7上设置有第一传动齿轮9，第三转轴15上设置有第四传动齿轮16，所述第二传动齿轮11与齿条5啮合，第一传动齿轮9与第三传动齿轮12啮合，第一传动齿轮9还与第四传动齿轮16啮合，且齿条4的周节长度为0.625mm，第二传动齿轮11的齿数为16；所述第一传动齿轮9和第三传动齿轮12的齿数分别为10和100，第四传动齿轮16的齿数与第三传动齿轮12的齿数相等；所述锥形测量管2的两端均设置有连接内螺纹，且弹簧4的刚度为5N/mm。

实施例4

本实施例作为本发明的最佳实施例，其公开了一种高精度液压油流量检测仪测量方法，包括以下步骤：

1、将锥形测量管的两端分别接入到待测液压油管路上，同时保证锥形测量管水平放置；

2、打开压差感应缸两端的控制阀，向压差感应缸内注入液压油，同时记录测量表和辅助测量表的指针转动方向；

3、待测量表和辅助测量表内的读数稳定后，结合步骤2记录的指针转动方向记录测量表和辅助测量表的读数n₁和n₂。

4、根据步骤3的读数可以得到指针旋转的格数位n₁+100n₂，将上述格数代表的距离乘以结构参数M除以被测油液密度ρ，然后再开二次方即可得到总的流量。

本发明的工作原理，由于本发明采用了一端大、一端小的锥形测量管，同时测量管水平放置，因此当待检测液压油通过锥形测量管时，根据伯努利方程可以得出(γ为液压油的比重)；同时根据流体的连续性方程有A₁V₁＝Q，A₂V₂＝Q(其中A₁、A₂为测量管两端的通流面积，V₁、V₂为液体流速)，及通流面积与其直径之间的换算公式，可以得到(其中ρ为油液的密度，且ρ＝γ/g)，由于测量管的大小及液压油的密度都是定值，因此流量的大小仅与压差感应缸两端的压差的大小有关；而压差感应缸的受力平衡方程为P₁A＝P₂A+F弹＝P₂A+kx，从而得到令

则有

Q²＝Mx/ρ，

由机械传动理论可知，当齿条的周节为0.625mm,第二传动齿轮的齿数为16时，第二齿轮旋转一周则齿条的位移为x＝10mm,即弹簧的压缩位移为x＝10mm；同时由于第三传动齿轮与第一传动齿轮的转速比为10，而第三传动齿轮与第二传动齿轮同轴，因此指针转动一圈代表活塞杆的运动量为x＝1mm,如果将测量表的表盘均分为100等份，则每格代表的位移量为0.01mm；

当ρ＝1的时,Q²＝Mx,流量Q²仅仅与弹簧的压缩量有关(为线性关系)，而弹簧压缩量与活塞杆的位移相等，因此每一格代表的流量为Q²＝0.01M；只需将最终的读数结果代入上式再开二次方，即为油液的流量，即

本发明的反应精度为0.01mm，大大提高了测量仪的检测精度，同时本发明的检测基本原理是伯努利方程，不会因为管道中油液流速太低而不便检测，从而大大提高了仪器的灵敏度和检测精度；使用时只需要记住指针的旋转方向及指针的格数，通过计算指针转过的格数即可快速计算总的流量，其不但测量精度高，且检测速度快。

Claims (8)

1.一种高精度液压油流量检测仪，包括机架（1）和水平放置的锥形测量管（2），其特征在于：所述机架（1）内设置有压差感应缸（3），压差感应缸（3）的两端分别与测量管（2）的两端相连；所述压差感应缸（3）的一端设置有弹簧（4）和齿条（5）；所述机架（1）上还设置有测量表（6）和第一转轴（7），所述第一转轴（7）上设置有指针（8），所述第一转轴（7）上还设置有与齿条（5）相啮合的第一传动齿轮（9）。

2.根据权利要求1所述的一种高精度液压油流量检测仪，其特征在于：所述机架（1）上还设置有第二转轴（10），所述第二转轴（10）上设置有第二传动齿轮（11）和第三传动齿轮（12），所述第二传动齿轮（11）与齿条（5）相啮合，所述第三传动齿轮（12）与第一传动齿轮（9）啮合，且第三传动齿轮（12）与第一传动齿轮（9）的传动比为10。

3.根据权利要求2所述的一种高精度液压油流量检测仪，其特征在于：所述机架（1）上还设置有辅助测量表（13），所述第二转轴（10）上设置有与辅助测量表（13）相适配的短指针（14）。

4.根据权利要求3所述的一种高精度液压油流量检测仪，其特征在于：所述机架（1）上还设置有第三转轴（15），所述第三转轴（15）上设置有与第一传动齿轮（9）相啮合的第四传动齿轮（16），且所述第四传动齿轮（16）的齿数与第三传动齿轮（12）相等，所述第三转轴（15）上设置有与辅助测量表（13）相适配的短指针（14）。

5.根据权利要求1所述的一种高精度液压油流量检测仪，其特征在于：所述齿条（5）的周节为0.625mm,所述第二传动齿轮（11）的齿数为16；所述弹簧（4）的刚度为1-5N/mm。

6.根据权利要求1所述的一种高精度液压油流量检测仪，其特征在于：所述锥形测量管（2）的两端均设置有连接内螺纹。

7.根据权利要求1所述的一种高精度液压油流量检测仪，其特征在于：所述压差感应缸（3）为双头液压缸；所述压差感应缸的两端还设置有控制阀（17）。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种高精度液压油流量测量仪的测量方法，其特征在于：

a、将锥形测量管的两端分别接入到待测液压油管路上；

b、打开压差感应缸两端的控制阀，向压差感应缸内注入液压油，同时记录测量表和辅助测量表的指针转动方向；

c、待测量表和辅助测量表内的读数稳定后，结合步骤2记录的指针转动方向记录测量表和辅助测量表的读数n1和n2；

d、根据步骤3的读数可以得到指针旋转的格数位n1+100*n2，再将相应的格数带入到相关计算公式中计算相应的流量。