风缸、容积测量系统及容积测量方法与流程

本发明属于容积测量技术领域，尤其涉及一种风缸、容积测量系统及容积测量方法。

背景技术：

目前，现有的容积测量系统对于待测容积进行测量时，通常需要将标准风缸与待测容积相连通，对标准风缸连通前后的压力进行测量，进而推算出待测容积。

但是现有的容积测量系统，对于体积相差较大的未知容积进行测量时，需要采用不同的标准风缸进行测量。若采用同一标准风缸对体积相差较大的未知容积进行测量时，会造成较大的测量误差，从而使得现有的容积测试系统通用性较差。

技术实现要素：

针对使用现有的容积测试系统通用性较差的技术问题，本发明提供了一种风缸，能够实现容积调节，针对不同容积的待测容积无需更换不同的标准风缸，从而提高容积测量系统的通用性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种风缸，包括：

风缸本体，所述风缸本体内部形成有容纳腔，所述容纳腔设置有开口，所述开口贯穿至容纳腔；

及调整组件，所述调整组件包括：

转动轴，所述转动轴一端通过所述开口伸入至所述容纳腔内，所述转动轴位于所述容纳腔的中心轴上，所述转动轴与所述开口相对密封且转动连接，所述转动轴伸入所述容纳腔的一端与所述风缸本体相对密封且转动连接；

固定板，所述固定板位于所述容纳腔内，所述固定板沿所述容纳腔径向布置，所述固定板一侧与所述转动轴相抵接，所述固定板与所述风缸本体相密封且固定连接；

转动板，所述转动板位于所述容纳腔内，所述转动板沿所述容纳腔径向布置，所述转动板一侧与所述转动轴相连接，所述转动板与所述风缸本体相对密封且移动连接；

其中，所述固定板与所述转动板将所述容纳腔分隔成相互密封的第一腔体和第二腔体，所述风缸本体上设置有第一接口和第二接口，所述第一接口与所述第一腔体相连通，所述第二接口与所述第二腔体相连通。

进一步，还包括锁紧组件，所述锁紧组件包括：

锁紧螺栓，所述锁紧螺栓与所述风缸本体相连接，所述锁紧螺栓设置有贯穿孔，所述贯穿孔与所述开口相连通，所述转动轴穿过所述贯穿孔，所述锁紧螺栓上设置有切口槽，所述锁紧螺栓外侧设置有外螺纹；

锁紧螺母，所述锁紧螺母设置有螺纹通孔，所述锁紧螺母套于转动轴上，所述锁紧螺母通过所述螺纹通孔和所述外螺纹与所述锁紧螺栓相连接。

进一步，还包括限位件，所述限位件位于所述容纳腔内，所述限位件位于所述转动板与所述固定板之间，所述限位件与所述风缸本体相连接。

进一步，还包括转动轮，所述转动轮连接于所述转动轴伸出所述风缸本体的一端。

进一步，所述转动轮上设置有指示标识，所述风缸本体上设置有刻度，所述指示标识与所述刻度相对应设置。

进一步，所述转动轴还包括密封部，所述转动轴硫化形成所述密封部，所述固定板通过所述密封部与所述转动轴相抵接。

本发明还提供一种容积测量系统，包括上述风缸，还包括：

风源，

第一闸阀，所述风源通过所述第一闸阀与所述风缸相连通；

测量模块，所述测量模块包括：

压力传感器，所述压力传感器测量所述风缸内的压力；

第二闸阀，所述风缸通过所述第二闸阀与待测容积相连通；

控制模块，所述控制模块与所述风源、所述第一闸阀、所述压力传感器、所述第二闸阀电连接；

数据处理模块，所述数据处理模块与所述压力传感器、所述控制模块电连接。

进一步，所述测量模块还包括：

温度传感器，所述温度传感器测量所述风缸内的温度，所述温度传感器与所述控制模块和所述数据处理模块相连接。

本发明还提供一种容积测量方法，使用上述容积测量系统，包括以下步骤：

步骤1：预估待测容积v2；

步骤2：根据预估的待测容积v2，调整风缸体积v1，使得风缸体积v1与待测容积v2相近；

步骤3：测量风缸v1内的压力p2；

步骤4：关闭第二闸阀r2，打开第一闸阀r1，控制风源向风缸v1内通入一定量的压缩空气，关闭第一闸阀r1；

步骤5：测量风缸v1的压力p1；

步骤6：打开第二闸阀r2，连通风缸v1与待测容积v2；

步骤7：稳定后，测量风缸v1的压力p3；

步骤:8：将压力p1、p2、p3及风缸体积v1代入至p1v1+p2v2＝p3(v1+v2)，计算得到待测容积v2。

进一步，所述步骤3中还包括：测量风缸v1的温度t2；

所述步骤5中还包括：测量风缸v1内的温度t1；

所述步骤7中还包括：稳定后，测量风缸v1的温度t3；

所述步骤8为：将压力p1、p2、p3、温度t1、t2、t3及风缸体积v1代入至p1v1/t1+p2v2/t2＝p3(v1+v2)/t3，计算得到待测容积v2。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明所提供的风缸，包括风缸本体和调整组件。风缸本体内部形成有容纳腔，容纳腔设置有开口，开口贯穿至容纳腔。调整组件包括转动轴、固定板和转动板，转动轴一端通过开口伸入至容纳腔内，转动轴位于容纳腔的中心轴上，转动轴与开口相对密封且转动连接，转动轴伸入容纳腔的一端与风缸本体相对密封且转动连接；固定板位于容纳腔内，固定板沿容纳腔的径向布置，固定板一侧与转动轴相抵接，固定板与风缸本体相密封且固定连接；转动板位于容纳腔内，转动板沿容纳腔径向布置，转动板一侧与转动轴相连接，转动板与风缸本体相对密封且移动连接。固定板与转动板将容纳腔分隔成相互密封的第一腔体和第二腔体，风缸本体上设置有第一接口和第二接口，第一接口与第一腔体相连通，第二接口与第二腔体相连通。本发明所提供的风缸，旋转转动轴时，转动轴带动转动板在容纳腔中转动，能够调整第一腔体和第二腔体的大小，从而实现容积调节，针对不同容积的待测容积无需更换不同的标准风缸，进一步提高容积测量系统的通用性。

2.本发明还提供一种容积测量系统，包括风源、第一闸阀、测量模块、第二闸阀、控制模块、数据处理模块。风源通过第一闸阀与风缸相连通，测量模块包括压力传感器，压力传感器测量风缸内的压力，风缸通过第二闸阀与待测容积相连通，控制模块与风源、第一闸阀、压力传感器、第二闸阀电连接，数据处理模块与压力传感器、控制模块电连接。本发明所提供的容积测量系统，使用的风缸容积可以调节，针对不同容积的待测容积无需更换不同的标准风缸，进一步提高容积测量系统的通用性。

3.本发明还提供一种容积测量方法，对待测容积进行预估，进而根据预估的待测容积调整风缸容积，使得风缸容积与待测容积相近，进而提高容积测量的精度。

附图说明

图1为本实施例所提供的风缸的局部剖视结构示意图；

图2为图1中锁紧组件的结构示意图；

图3为图1中调整组件的结构示意图；

图4为本实施例所提供的容积测量系统的原理示意图；

图5为本实施例所提供的容积测量方法示意图。

对附图标记进行具体说明：

1、风缸本体；11、第一腔体；111、第一接口；12、第二腔体；121、第二接口；13、限位件；14、刻度；15、开口；

2、锁紧组件；21、锁紧螺栓；211、贯穿孔；22、锁紧螺母；221、螺纹通孔；

3、调整组件；31、转动轴；311、密封部；32、固定板；33、转动板；34、转动轮；35、密封件；

4、测量模块；41、压力传感器；42、温度传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本发明的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

针对使用现有的容积测试系统通用性较差的技术问题，本发明提供了一种风缸，能够实现容积调节，针对不同容积的待测容积无需更换不同的标准风缸，从而提高容积测量系统的通用性。本发明还提供一种容积测量系统及容积测量方法。下面结合具体实施例对本发明的技术方案作具体说明。

本实施例提供一种风缸，包括：

风缸本体1，风缸本体1内部形成有容纳腔，容纳腔设置有开口15，开口15贯穿至容纳腔；

及调整组件3，调整组件3包括：

转动轴31，转动轴31一端通过开口15伸入至容纳腔内，转动轴31位于容纳腔的中心轴上，转动轴31与开口15相对密封且转动连接，转动轴31伸入容纳腔的一端与风缸本体1相对密封且转动连接；

固定板32，固定板32位于容纳腔内，固定板32沿容纳腔径向布置，固定板32一侧与转动轴31相抵接，固定板32与风缸本体1相密封且固定连接；

转动板33，转动板33位于容纳腔内，转动板33沿容纳腔径向布置，转动板33一侧与转动轴31相连接，转动板33与风缸本体1相对密封且移动连接；

其中，固定板32与转动板33将容纳腔分隔成相互密封的第一腔体11和第二腔体12，风缸本体1上设置有第一接口111和第二接口121，第一接口111与第一腔体11相连通，第二接口121与第二腔体12相连通。

本实施例所提供的风缸，包括风缸本体1和调整组件3。风缸本体1内部形成有容纳腔，容纳腔设置有开口15，开口15贯穿至容纳腔。调整组件3包括转动轴31、固定板32和转动板33，转动轴31一端通过开口15伸入至容纳腔内，转动轴31位于容纳腔的中心轴上，转动轴31与开口15相对密封且转动连接，转动轴31伸入容纳腔的一端与风缸本体1相对密封且转动连接；固定板32位于容纳腔内，固定板32沿容纳腔径向布置，固定板32一侧与转动轴31相抵接，固定板32与风缸本体1相密封且固定连接；转动板33位于容纳腔内，转动板33沿容纳腔径向布置，转动板33一侧与转动轴31相连接，转动板33与风缸本体1相对密封且移动连接。固定板32与转动板33将容纳腔分隔成相互密封的第一腔体11和第二腔体12，风缸本体1上设置有第一接口111和第二接口121，第一接口111与第一腔体11相连通，第二接口121与第二腔体12相连通。本实施例所提供的风缸，旋转转动轴31时，转动轴31带动转动板33在容纳腔中转动，能够调整第一腔体11和第二腔体12的大小，从而实现容积调节，针对不同容积的待测容积无需更换不同的标准风缸，进一步提高容积测量系统的通用性。

具体地说，本实施例所提供的风缸，包括风缸本体1、锁紧组件2和调整组件3。调整组件3位于风缸本体1的内部，锁紧组件2连接调整组件3和风缸本体1。

更为具体地说，参考附图1和附图2，风缸本体1内部形成有容纳腔，容纳腔为圆柱形结构，容纳腔具有中心轴，容纳腔设置有开口15，开口15贯穿至容纳腔。调整组件3穿过开口15，锁紧组件2连接于开口15处。风缸本体1上设置有刻度14，用于指示风缸容积的大小。风缸本体1还包括限位件13，限位件13位于容纳腔内，限位件13用于对调整组件3进行限位，能够限制调整组件3的容积调整范围。

锁紧组件2用于对调整组件3进行锁紧，从而使得调节后的容积不发生变动，提高调整后容积的稳定性。具体地说，参考附图2，锁紧组件2包括锁紧螺栓21和锁紧螺母22。锁紧螺栓21与风缸本体1相连接，锁紧螺栓21设置有贯穿孔211，贯穿孔211与开口15相连通，调整组件3穿过贯穿孔211和开口15。锁紧螺栓21上还设置有切口槽(附图中未示出)，切口槽沿锁紧螺栓21的轴向设置，锁紧螺栓21外侧设置有外螺纹。锁紧螺母22设置有螺纹通孔221，锁紧螺母22套于调整组件3上，螺纹通孔221与外螺纹相互连接，锁紧螺母22通过螺纹通孔221和外螺纹与锁紧螺栓21相连接。锁紧螺母22与锁紧螺栓21相互旋合时，由于锁紧螺栓21设置有切口槽，锁紧螺母22边旋转边压缩锁紧螺栓21，使得锁紧螺栓21压紧调整组件3，从而起到锁紧调整组件3的目的，进一步限制调整组件3转动，从而固定了调整后的容积。作为优选，为进一步提高锁紧效果，锁紧螺栓21为锥形结构。

调整组件3用于实现容积的调节。具体地说，调整组件3包括转动轴31、固定板32和转动板33。转动轴31一端通过开口15伸入至容纳腔内，转动轴31位于容纳腔的中心轴上，转动轴31与开口15相对密封且转动连接，转动轴31伸入容纳腔的一端与风缸本体1相对密封且转动连接。转动轴31能够在容纳腔内转动。固定板32位于容纳腔内，固定板32沿容纳腔的径向布置，固定板32一侧与转动轴31相抵接，固定板32与风缸本体1相密封且固定连接。转动轴31能够相对固定板32进行转动。为进一步防止漏气，转动轴31与固定板32之间相互密封。作为优选，转动轴31还设置有密封部311，转动轴31硫化形成密封部311，固定板32通过密封部311与转动轴31相抵接。转动板33位于容纳腔内，转动板33沿容纳腔的径向布置，转动板33一侧与转动轴31相连接，转动轴31能够带动转动板33进行旋转。转动板33与风缸本体1相对密封且移动连接。具体地说，调整组件3还包括密封件35，密封件35与转动板33相连接，密封件35位于转动板33与风缸本体1之间，使得转动板33能够与风缸本体1相互密封且移动连接。

固定板32与转动板33将容纳腔分隔成相互密封的第一腔体11和第二腔体12，风缸本体1上设置有第一接口111和第二接口121，第一接口111与第一腔体11相连通，第二接口121与第二腔体12相连通。具体地说，参考附图1，固定板32的一侧和转动板33的一侧与风缸本体1形成第一腔体11，风缸本体1上设置有第一接口111，第一接口111连通至第一腔体11；固定板32的另一侧和转动板33的另一侧与风缸本体1形成第二腔体12，风缸本体1上设置有第二接口121，第二接口121连通至第二腔体12，第二腔体12与第一腔体11相互密封。转动轴31转动时，转动轴31带动转动板33在容纳腔内进行转动，从而能够改变第一腔体11和第二腔体12的大小，实现容积调节的目的。

本实施例所提供的风缸本体1还包括限位件13，限位件13位于容纳腔内，限位件13位于转动板33与固定板32之间，限位件13与风缸本体1相连接。限位件13用于对转动板33的转动范围进行限位，能够限制容积的调整范围。

为便于对本实施例所提供的风缸进行容积调节，调整组件3还包括转动轮34，转动轮34连接于转动轴31伸出风缸本体1的一端。操作人员可通过转动轮34对转动轴31进行转动，方便容积调节操作。进一步，转动轮34上还设置有指示标识，风缸本体1上设置有刻度14，指示标识与刻度14相对应设置，用于指示第一腔体11和/或第二腔体12的容积大小，从而便于操作人员的操作。

为便于对本实施例技术方案的理解，现对本实施例所提供的风缸的容积调节过程作进一步说明。

操作人员手动转动转动轮34，转动轮34带动转动轴31，转动轴31进一步带动转动板33在容纳腔内相对固定板32进行转动，从而使得第一腔体11和第二腔体12的大小发生改变。然后旋转锁紧螺母22，锁紧螺母22使得锁紧螺栓21压紧转动轴31，对转动轴31进行锁紧，从而实现风缸容积的稳定调节。

本发明还提供一种容积测量系统，包括上述容积可调节的风缸。具体地说，参考附图4，容积测量系统包括风缸、风源、第一闸阀r1、测量模块4、第二闸阀r2、控制模块和数据处理模块。风源通过第一闸阀r1与风缸相连通，具体地，通过第一接口111与第一腔体11相连通，或者通过第二接口121与第二腔体12相连通。测量模块4包括压力传感器41。压力传感器41测量第一腔体11或第二腔体12内的压力。为进一步提高测量的准确性，测量模块4还包括温度传感器42，温度传感器42测量第一腔体11或第二腔体12内的温度。风缸的第一腔体11或第二腔体12通过第二闸阀r2与待测容积v2相连通。控制模块(附图中未示出)与风源、第一闸阀r1、压力传感器41、温度传感器42和第二闸阀r2电连接。控制模块控制风源工作，控制模块通过控制第一闸阀r1的通断来控制风源与风缸的通断，控制模块通过控制第二闸阀r2的通断来控制风缸与待测容积v2的通断。进一步，控制模块还与数据处理模块(附图中未示出)电连接，控制模块控制数据处理模块进行数据的获取与处理。数据处理模块与压力传感器41和温度传感器42电连接，用于获取压力传感器41和温度传感器42的测量数据，并对测量数据进行处理，控制模块控制数据处理模块将处理结果传输至上位机或显示模块。

本实施例提供的容积测量系统，风缸的容积可以调节，针对不同容积的待测容积无需更换不同的标准风缸，进一步提高容积测量系统的通用性。

本实施例还提供一种容积测量方法，使用上述容积测量系统，包括以下步骤：

步骤1：预估待测容积v2；

步骤2：根据预估的待测容积v2，调整风缸体积v1，使得风缸体积v1与待测容积v2相近；

步骤3：测量风缸v1内的压力p2；

步骤4：关闭第二闸阀r2，打开第一闸阀r1，控制风源向风缸v1内通入一定量的压缩空气，关闭第一闸阀r1；

步骤5：测量风缸v1的压力p1；

步骤6：打开第二闸阀r2，连通风缸v1与待测容积v2；

步骤7：稳定后，测量风缸v1的压力p3；

步骤:8：将压力p1、p2、p3及风缸体积v1代入至p1v1+p2v2＝p3(v1+v2)，计算得到待测容积v2。

具体地说，为提高本实施例所提供的容积测量方法的测量精度，首先对待测容积v2进行预估。然后根据预估的待测容积v2对风缸体积v1进行调整，即对本实施例所提供的风缸的第一腔体11或第二腔体12进行容积调整，使得第一腔体11或第二腔体12的容积v1与待测容积v2相接近。此时，通过压力传感器41对第一腔体11或第二腔体12的压力p2进行测量，压力p2即为大气的压力。控制模块控制第二闸阀r2关闭，控制第一闸阀r1打开，使得风源与第一腔体11或第二腔体12相连通。通入一定量压缩空气后，控制模块控制第一闸阀r1关闭，使得风源与第一腔体11或第二腔体12断开。稳定后，控制模块控制压力传感器41测量第一腔体11或第二腔体12的压力p1。然后，控制模块控制第二闸阀r2打开，使得第一腔体11或第二腔体12与待测容积v2连通，第一腔体11或第二腔体12内的压缩空气进入至待测容积v2。稳定后，控制模块控制压力传感器41测量第一腔体11或第二腔体12的压力p3。控制模块控制数据处理模块获取压力传感器41的测量数据，并进行数据处理，具体地，将压力p1、p2、p3及风缸体积v1代入至p1v1+p2v2＝p3(v1+v2)，计算得到待测容积v2。控制模块控制数据处理模块将数据处理结果传输至上位机或显示模块，从而完成对待测容积v2的测量。

进一步，为提高本实施例所提供的容积测量方法的测量准确性，本实施例所提供的容积测量方法，步骤3中还包括对风缸v1的温度进行测量。具体地说，步骤3为测量风缸v1内的压力p2和温度t2，即测量第一腔体11或第二腔体12的压力p2和温度t2，压力p2和温度t2即为大气压力和环境温度。相应地，步骤5中还包括：稳定后，测量风缸v1内的温度t1，即测量第一腔体11或第二腔体12的压力p1和温度t1。相应地，步骤7中还包括：稳定后，测量风缸v1内的温度t3，即测量第一腔体11或第二腔体12的压力p3和温度t3。相应地，步骤8为：将压力p1、p2、p3、温度t1、t2、t3及风缸体积v1代入至p1v1/t1+p2v2/t2＝p3(v1+v2)/t3，计算得到待测容积v2。本实施例所提供的容积测量方法，进一步考虑了测量过程中温度的变化，提高了容积测量精度。

具体地说，参考附图5，为本实施例所提供的容积测量方法的流程图。包括以下步骤：

步骤1：预估待测容积v2；

步骤2：根据预估的待测容积v2，调整风缸体积v1，使得风缸体积v1与待测容积v2相近；

步骤3：测量风缸v1内的压力p2和温度t2；

步骤4：关闭第二闸阀r2，打开第一闸阀r1，控制风源向风缸v1内通入一定量的压缩空气，关闭第一闸阀r1；

步骤5：测量风缸v1的压力p1和温度t1；

步骤6：打开第二闸阀r2，连通风缸v1与待测容积v2；

步骤7：稳定后，测量风缸v1的压力p3和温度t3；

步骤:8：将压力p1、p2、p3、温度t1、t2、t3及风缸体积v1代入至p1v1/t1+p2v2/t2＝p3(v1+v2)/t3，计算得到待测容积v2。

更为具体地，首先对待测容积v2进行预估。然后根据预估的待测容积v2对风缸体积v1进行调整，即对本实施例所提供的风缸的第一腔体11或第二腔体12进行容积调整，使得第一腔体11或第二腔体12的容积v1与待测容积v2相接近。此时，通过压力传感器41对第一腔体11或第二腔体12的压力p2进行测量，通过温度传感器42对第一腔体11或第二腔体12的温度t2进行测量。控制模块控制第二闸阀r2关闭、第一闸阀r1打开，使得风源与第一腔体11或第二腔体12相连通。通入一定量压缩空气后，控制模块控制第一闸阀r1关闭，使得风源与第一腔体11或第二腔体12断开。稳定后，控制模块控制压力传感器41测量第一腔体11或第二腔体12的压力p1，控制模块控制温度传感器42测量第一腔体11或第二腔体12的温度t1。然后，控制模块控制第二闸阀r2打开，使得第一腔体11或第二腔体12与待测容积v2连通，第一腔体11或第二腔体12内的压缩空气进入至待测容积v2。稳定后，控制模块控制压力传感器41测量第一腔体11或第二腔体12的压力p3，控制模块控制温度传感器42测量第一腔体11或第二腔体12的温度t3。控制模块控制数据处理模块获取压力传感器41和温度传感器42的测量数据，并进行数据处理，具体地，将压力p1、p2、p3和温度t1、t2、t3及风缸体积v1代入至p1v1/t1+p2v2/t2＝p3(v1+v2)/t3，计算得到待测容积v2。控制模块控制数据处理模块将数据处理结果传输至上位机或显示模块，从而完成对待测容积v2的测量。