CN207991650U - 一种气体涡轮流量计动平衡测试仪 - Google Patents

Abstract

一种气体涡轮流量计动平衡测试仪，包括叶轮，所述叶轮的前面配设柔性支架，所述叶轮与所述柔性支架固定连接；所述柔性支架上配设加速度传感器；所述叶轮的后面配设光电传感器；所述加速度传感器和所述光电传感器均与MCU控制板电连接。本申请的有益效果是：避免了使用驱动电机产生的驱动力、电机的振动以及旋转角度测量部件的配重影响，干扰检测传感器检测，实现了轻质量、小体积叶轮的不平衡特性检测。

Description

一种气体涡轮流量计动平衡测试仪

技术领域

本申请属于动平衡测量技术领域，具体地说，涉及一种气体涡轮流量计动平衡测试仪。

背景技术

高速旋转机械受物料的影响较大，冲击、腐蚀、磨损、结焦都会对机器的转子系统造成不平衡故障。而旋转机械的振动故障有70％来源于转子系统的不平衡。通常，维护人员对于振动较大的转子，进行拆除处理,直接更换叶轮等，重新安装后运行，达到降低振动的目的。然而，由于旋转部件原始不平衡量的存在，导致机器运转后，有时振动依然超过标准的允许值。为防止毁机，威胁现场人员的安全与保障生产的正常运行，需进行动平衡校正。

气体涡轮流量计采用涡轮进行测量。它先将流速转换为涡轮的转速，再将转速转换成与流量成正比的电信号。气体涡轮流量计的叶轮在大流量时转速很高，可达到约20000r/min。虽然气体涡轮流量计的叶轮质量较小，但其转速很高，在高速旋转时，如果转子系统不平衡，会造成部件的振动，严重损坏叶轮及其轴承系统，造成计量不精确甚至叶轮系统损坏，无法继续工作等问题。

普通动平衡检测仪的结构，由驱动电机、测试支架、旋转部件及检测传感器构成。其原理是由驱动电机带动旋转部件在测试支架上高速旋转，然后用传感器检测部件的动平衡特性。气体涡轮流量计的叶轮质量、体积都很小，若采用普通动平衡检测仪测试，叶轮不平衡所产生的力很小，驱动电机产生的驱动力、电机的振动以及旋转角度测量部件的配重影响，会干扰检测传感器检测，使之不能正确检测到叶轮的平衡性。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种气体涡轮流量计动平衡测试仪，能够准确检测到叶轮的平衡性。

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种气体涡轮流量计动平衡测试仪，采用均匀气流驱动叶轮高速旋转，分别采用加速度传感器和非接触式光电传感器检测传感器的不平衡力和叶轮旋转角度，通过计算得到不平衡物的质量、偏心距、角度等信息，并采用以下技术方案来实现。

一种气体涡轮流量计动平衡测试仪，包括叶轮，所述叶轮的前面配设柔性支架，且所述柔性支架随所述叶轮的位移而位移；所述柔性支架上配设加速度传感器；所述叶轮的后面配设光电传感器；所述加速度传感器和所述光电传感器均与MCU控制板电连接。

进一步的，所述柔性支架的前面配设整流导管。

进一步的，所述叶轮后面配设后支架，所述叶轮架接在所述柔性支架和所述后支架上；所述叶轮与所述后支架活动连接。

进一步的，所述整流导管、所述柔性支架、所述叶轮和所述后支架在同一轴线上。

进一步的，所述叶轮上设有用来进行位置参考的零点，所述光电传感器与所述零点正对。

进一步的，所述柔性支架为细长的弹簧钢片。

进一步的，所述气体涡轮流量计动平衡测试仪，还包括显示屏，所述显示屏与所述MCU控制板电连接。

与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：避免了驱动电机产生的驱动力、电机的振动以及旋转角度测量部件的配重影响，干扰检测传感器检测，实现了轻质量、小体积叶轮的不平衡特性检测。

当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请测试仪原理框图。

图2是本申请测试仪结构示意图。

其中，图中：

1、整流导管；2、叶轮；3、柔性支架；4、后支架；5、加速度传感器；6、光电传感器；7、第一固定架；8、第二固定架；9、第三固定架；10、第四固定架；11、连接轴。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如图1所示，一种气体涡轮流量计动平衡测试仪包括整流导管1、叶轮2、柔性支架3、光电传感器6、加速度传感器5、MCU控制板和显示屏。叶轮2与柔性支架3连接，当叶轮2发生位移时带动柔性支架3发生位移。加速度传感器5位置上与柔性支架3连接，跟随柔性支架3的运动而运动，用来检测柔性支架3发生位移时的加速度。加速度传感器5与MCU控制板电连接，将采集到的加速度传送给MCU控制板，由MCU控制板对数据进行进一步的计算。本实施例的加速度传感器选用MMA7361L。叶轮2处设有光电传感器6，光电传感器6与MCU控制板电连接。本实施例的光电传感器选用PTK-5555-320-20。光电传感器6用来检测叶轮的转速和零点位置。本申请的零点位置指参考零点，具体为在叶轮2上设置一个参考点，比如用油墨涂一个斑点。在叶轮2转动时，光电传感器6检测油墨斑点的旋转，并将检测信息传送给MCU控制板，MCU控制板再结合时间变化，可以获得叶轮的转速和零点时刻。显示屏与MCU控制板电连接，MCU控制板将接收到的采集信息进行计算和处理后输送给显示屏进行显示，以便工作人员一目了然的了解涡轮流量计的动平衡情况。

柔性支架3由细长的弹簧钢片构成，具有足够的支撑力和柔性。

动平衡测试仪的结构示意如图2所示，恒压气流由正前方进入测试仪。测试仪的最前方设有整流导管1，整流导管1后方设有叶轮2，叶轮2通过连接轴11架接在前面的柔性支架3和后面的后支架4上。连接轴11与柔性支架3固定连接。后支架4上设有过孔，连接轴11的端部穿过过孔，且连接轴11在过孔内可活动。

柔性支架3上贴设有加速度传感器5，加速度传感器5随着柔性支架3的移动而移动。后支架4的后方设有光电传感器6，光电传感器6无阻拦的对着叶轮2上的斑点。

整流导管1、柔性支架3、叶轮2和后支架4优选在同一轴线上，且整流导管1、柔性支架3和后支架4分别通过第一固定架7、第二固定架8、和第三固定架9固定在同一平台上。光电传感器6通过第四固定架10固定在该平台上。

恒压气流通过整流导管的整流作用，吹动叶轮旋转，叶轮的不平衡会导致柔性支架的位移。加速度传感器粘贴在柔性支架上，通过加速度传感器可以检测到柔性支架的位移。MCU控制板根据公式F＝m₁·a＝m₁·(Δv/Δt)，以及柔性支架本身的质量属性m₁，计算出叶轮的不平衡受力F。通过光电传感器检测叶轮上斑点的旋转，可以获得叶轮的转速和零点时刻，与加速度传感器信号对比可以获得不平衡点相对于零点的角度值。通过公式：：1)F＝mrω²＝Meω²，2)mr＝Me，其中，F为离心力(即上述的叶轮不平衡受力F)，m为不平衡质量，r为目标物的转子半径，ω为目标物的转子转速，M为目标物的转子自重，e为偏心距。F已经已知，ω可由光电传感器测得，目标物转子半径r和目标物的转子自重M都可提前测知，故通过上述两个公式可以计算得到不平衡质量m和偏心距e，结合不平衡点与零点的相对角度即可获得不平衡点的位置。

本申请的有益效果是：避免了驱动电机产生的驱动力、电机的振动以及旋转角度测量部件的配重影响，干扰检测传感器检测，实现了轻质量、小体积叶轮的不平衡特性检测。

以上对本申请实施例所提供的一种气体涡轮流量计动平衡测试仪，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种气体涡轮流量计动平衡测试仪，其特征在于：包括叶轮(2)，所述叶轮(2)的前面配设柔性支架(3)，且所述柔性支架(3)随所述叶轮(2)的位移而位移；所述柔性支架(3)上配设加速度传感器(5)；所述叶轮(2)的后面配设光电传感器(6)；所述加速度传感器(5)和所述光电传感器(6)均与MCU控制板电连接。

2.根据权利要求1所述气体涡轮流量计动平衡测试仪，其特征在于：所述柔性支架(3)的前面配设整流导管(1)。

3.根据权利要求2所述气体涡轮流量计动平衡测试仪，其特征在于：所述叶轮(2)后面配设后支架(4)，所述叶轮(2)架接在所述柔性支架(3)和所述后支架(4)上；所述叶轮(2)与所述后支架(4)活动连接。

4.根据权利要求3所述气体涡轮流量计动平衡测试仪，其特征在于：所述整流导管(1)、所述柔性支架(3)、所述叶轮(2)和所述后支架(4)在同一轴线上。

5.根据权利要求1-4任一所述气体涡轮流量计动平衡测试仪，其特征在于：所述叶轮(2)上设有用来进行位置参考的零点，所述光电传感器(6)与所述零点正对。

6.根据权利要求1-4任一所述气体涡轮流量计动平衡测试仪，其特征在于：所述柔性支架(3)为细长的弹簧钢片。

7.根据权利要求5所述气体涡轮流量计动平衡测试仪，其特征在于：所述柔性支架(3)为细长的弹簧钢片。

8.根据权利要求1-4、7任一所述气体涡轮流量计动平衡测试仪，其特征在于：还包括显示屏，所述显示屏与所述MCU控制板电连接。