单活塞齿条齿轮式液体小流量标准装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种单活塞齿条齿轮式液体小流量标准装置。本发明中的活塞式齿条—齿轮液压缸通过螺钉固定在底座上，伺服电机通过键与液压缸的齿轮配合转动，液压缸的左、右出水口都通过不锈钢接头与缓冲盒相连，缓冲盒两侧分别装有压力传感器和温度传感器；缓冲盒前后分别通过纹波软管与电磁阀连接；其中进水电磁阀的进水口与进水水箱连接，出水电磁阀的出水口通过三通接头与被检流量计连接。本发明以液压缸体积为计量标准，利用编码器将活塞位移、速度反馈给控制系统，实现一个闭环测量系统。
【专利说明】单活塞齿条齿轮式液体小流量标准装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种小流量标准装置，尤其是涉及单活塞齿条齿轮式液体小流量标准 装直。
【背景技术】
[0002] 近年来，液体小流量测量方面的研究工作在很多的科研院所进行，且液体小流量 测量与控制在半导体制造业、生物工程、医学化工等领域的应用越来越普通。
[0003] 目前，活塞式流量标准装置广泛应用于液体小流量计量检定系统，其具有准确度 高，易实现自动化等优点。但传统的活塞流量标准装置存在结构复杂，装置整体结构距离 长，搬运不方便，且每次运行进行检定时，都需一段液压缸供水的时间，效率不高等不足。
【发明内容】
[0004] 针对【背景技术】的不足，本发明的目的在于提供一种单活塞齿条齿轮式液体小流量 标准装置。
[0005] 为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：
[0006] 本发明中的活塞式齿条一齿轮液压缸通过螺钉固定在底座上，伺服电机通过键与 液压缸的高精度齿轮齿条配合转动，液压缸的左、右出水口都通过不锈钢接头与缓冲盒相 连，缓冲盒两侧分别装有压力传感器和温度传感器；缓冲盒前后分别通过纹波软管与电磁 阀连接；其中进水电磁阀的进水口与进水水箱连接，出水电磁阀的出水口通过三通接头与 被检流量计连接。
[0007] 所述的液压缸出水口朝上，可使底座水平放置，保证装置运行平稳，同时便于排 气。
[0008] 所述的压力传感器和温度传感器可对系统进行温度和压力补偿。
[0009] 本发明的有益效果：
[0010] 1.本发明是一套比较完善的主动式液体流量标准装置，其测量范围为100? 2000mL/min，能检定血液透析净化装置校准仪以及相应量程范围内的流量计等，扩展不确 定度为 0.5% (k = 2)。
[0011] 2.装置所采用的是活塞式齿轮一齿条液压缸，通过伺服电机带动液压缸的齿轮， 从而带动活塞杆在左右腔体内运行，实现对被检流量计的连续检定。
[0012] 3.整个装置以液压缸体积为计量标准，利用编码器将活塞位移、速度反馈给控制 系统，实现一个闭环测量系统。同时安装了压力传感器和温度传感器可对系统进行温度压 力补偿，大大提高了装置的测量精度。【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本发明装置的三维示意图
[0014] 图中：1、压力传感器；2、缓冲盒；3、温度传感器；4、电磁阀；5、波纹软管；6、进水 水箱；7、电磁阀；8、水箱支撑底座；9、三通接头；10、前直管；11、被检流量计；12、后直管； 13、储水箱；14、电磁阀；15、电磁阀；16、温度传感器；17、缓冲盒；18、不锈钢接头；19、压力 传感器；20、把手；21、伺服电机；22、伺服电机编码器；23、活塞式齿轮一齿条液压缸；24、不 锈钢接头；25、底座。
【具体实施方式】
[0015] 如图1所示，活塞式齿条一齿轮液压缸23通过螺钉固定在底座25上，底座25左 右都安装把手20,伺服电机21通过键与液压缸23的高精度齿轮齿条配合转动，液压缸23 的左、右出水口都通过不锈钢接头24、18与缓冲盒2、17相连，缓冲盒2、17两侧分别装有压 力传感器1、19和温度传感器3、16 ;缓冲盒2、17前后侧面分别通过纹波软管5与电磁阀7、 4、14、15连接；其中电磁阀4、14的进水口与进水水箱6连接，电磁阀7、15的出水口通过三 通接头9与被检流量计11连接。液体流经前直管10流入被检流量计11，之后流经后直管 12进入储水箱13。
[0016] 液压缸23为标准活塞式齿条一齿轮液压缸，其采用的是高精度的齿轮和齿条，且 关键部位都是采用铝合金和不锈钢制成，具有防腐蚀性，并且在保证精度的同时降低了成 本。液压缸23的出水口朝上，可在装置水平放置时实现顺利排出气体，有利于提高装置运 行时的稳定性。液压缸23的出水口通过不锈钢接头18、24连接。缓冲盒2、17分别装有压 力传感器1、19和温度传感器3、16,根据液压缸的热膨胀系数和弹性系数将温度与压力引 起的形变误差进行修正，通过这种方法对装置作温度和压力补偿。缓冲盒2、18前后侧分别 与电磁阀4、7、15、14连接，电磁阀4、14的进水口与进水水箱6连接，电磁阀7、15的出水口 与被检流量计11连接。伺服电机编码器22安装在伺服电机21的上方，将活塞杆的位置反 馈给控制系统；控制系统有下位机MSP430单片机和上位机PC组成，其功能为控制活塞运动 的速度、位置，采集被检流量计信号，传感器信号，分析检定结果。
[0017] 本发明的工作过程如下：
[0018] 下位机控制伺服电机21驱动活塞以稳定速度向左运动从而产生流体源的同时打 开电磁阀7、14,关闭电磁阀4、15,经过缓冲盒2流经被检流量计11，液压缸23的左腔体检 定流量计11完毕后，伺服电机21反相驱动活塞以稳定速度向右运动从而产生流体源的同 时打开电磁阀4、15,关闭电磁阀7、14,经过缓冲盒17流经被检流量计11，以此往复的连续 性运行。以液压缸23作为计量体积标准，伺服电机编码器22将活塞运动的速度和位移反 馈给控制系统。控制系统控制活塞运动的速度、位置和时间，通过计算在一定测量时间内排 出液压缸23的液体的体积流量来检定被检流量计11。
[0019]
【权利要求】
1. 单活塞齿条齿轮式液体小流量标准装置，其特征在于：活塞式齿条一齿轮液压缸 (23 )通过螺钉固定在底座（25 )上，伺服电机（21)通过键与液压缸（23 )的高精度齿轮齿条 配合转动，液压缸（23)的左、右出水口都通过不锈钢接头（24、18)与缓冲盒（2、17)相连，缓 冲盒（2、17)两侧分别装有压力传感器（1、19)和温度传感器（3、16);缓冲盒（2、17)前后分 别通过纹波软管（5)与电磁阀（7、4、14、15)连接；其中电磁阀（4、14)的进水口与进水水箱 (6 )连接，电磁阀（7、15 )的出水口通过三通接头（9 )与被检流量计（11)连接。
2. 根据权利要求1所述的单活塞齿条齿轮式液体小流量标准装置，其特征在于：所述 的液压缸（23 )出水口朝上，可使底座（25 )水平放置，保证装置运行平稳，同时便于排气。
3. 根据权利要求1所述的单活塞齿条齿轮式液体小流量标准装置，其特征在于：所述 的压力传感器（1、19)和温度传感器（3、16)可对系统进行温度和压力补偿。
【文档编号】G01F25/00GK104048735SQ201410293362
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】李东升, 竺林坤, 胡佳成, 阮晓柯, 马豪 申请人:中国计量学院