专利名称：低流速仪率定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及流速仪率定装置，特别涉及一种低流速仪率定装置，指流速不大于40cm/s 的速度率定装置。
背景技术：
因专门从事电厂冷却水科研工作，其研究对象的水流速度甚低，多在0.3m/s以下， 甚至不少为几cm/s。通常低流速指小于0. 4m/s的流速。目前流速仪率定方式有"静水拖 动式"和"标准喷嘴式"两种。而用"标准喷嘴式率定设备"很难做到如此低微的流速； 另外，"拖动式率定设备"的水槽为较长的直槽，设备大、用水多、启动费用较高，且流 速率定多数大于1.0m/s，难于在如此低速下保证率定精度。因此需要研制一种适合流速不 大于40cm/s,体积小，精度高，使用便利的低流速仪率定装置。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的局限，提出一种低流速仪的率定装置，它应适 合流速不大于40cm/s的率定，填补了这一适用范围的空白，并且具有高精度、设备体 积小、使用便利的优点。
为了实现上述目的本发明采取的技术方案是 一种低流速仪率定装置，包括可调支 架、环形水槽、旋转塔、旋臂、步进电机、减速机及同步齿形带；可调支架用于调整高 低及水平度，其上顺次设有环形水槽和旋臂；环形水槽中设有用于减少水搅动的隔板； 旋臂包括梁、分设于梁两端的平衡码架及可调探头夹，可调探头夹上装设探头，旋臂外 套装饰罩；旋转塔置于环形水槽的中央，旋转塔上部设有密封室，密封室内设有环形四 槽水银杯及通过转轴带动的四根触针、构成探头转动运行中的电源输入和流速信号输出 的桥路，旋转塔下部的基座上设有用于监视可调支架水平度的水准泡，旋转塔中心设有 由轴承支撑的转轴，转轴上的传动盘通过同步齿形带、减速机连接至步进电机；步进电 机通过计算机获得驱动电源配给和控制。小直径的环形水槽、紧凑的机械结构、精准的 传动系统以及计算机智能控制，即率定参数设置及率定程序控制均智能化。如此，便可 使该装置具有体小轻便、使用便利和高精度的优点。
为了使探头运转时对水的搅动减到最小，所述环形水槽内设有的隔板为"凹"形隔板。
所述隔板为十二块，在环形水槽中心圆上等距离均布并与槽壁呈垂直状。
为了进一步保证流速率定的准确度，设置探头定位准针机构，即在所述隔板中某一 块隔板上设有包括定位准针、准针架及蜂呜器组成的探头定位机构，使得被率定流速探 头中心点对准该定位针尖，保证探头旋转半径准确。
所述轴承为成对的向心球轴承。
所述步进电机为45BF005—II型步进电机，所述减速机的速比为40: 1，所述同步 齿形带的传动比为2: 1，总速比为80: 1。
本发明的有益效果是相比现有技术，本发明发明的低流速仪率定装置适合流速不
大于40cm/s的率定，填补了这一适用范围的空白；并且具有高精度、设备体积小、使
用便利的优点。
图1是本发明所述的低流速仪率定装置的整体结构示意图； 图2是本发明的硬件控制框图。
图中l平衡码架、2旋臂、3水准泡、4密封圈、5四槽水银杯、6单列向心球轴承、 7单列向心推力球轴承、8同步齿形传动胶带及带轮、9减速机、IO可调支架、ll步进电 机、12可调探头夹、13环形水槽。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。 如图l所示的一种低流速仪率定装置，包括机械部分和电控部分。其中，机械部分的
主要组成为可调支架IO、环形水槽13、旋臂2、旋转塔、步进电机ll、减速机9及同
步齿形带。
可调支架10:为钢质结构，是本发明装置主体机构的基座。可调支架10的四条腿中 有三条可以调整高低，实现了本发明基座的水平微调。
环形水槽13:由玻璃钢脱模制成，内径972腿、外径1472mra、高300rara、壁厚6ram， 环中心圆直径1222mm。为了使探头在水中运转时对水的搅动减到最小，所述环形水槽13 内设有十二块"凹"形隔板，隔板沿环形水槽中心圆等间距均布，并与水槽壁面垂直安装。
旋臂2:臂长1188mm、宽136mm、高126mm。包括梁，分设于梁两端的平衡码架1及 可调探头夹12。可调探头夹12上装设固定探头。旋臂2外套装饰罩。装饰罩由彩色有机 玻璃制成，梁为工字铝合金梁型材。
旋转塔是该装置的功能中心，包括塔基座及密封室，塔高365mm、外径140mm。塔 基座上嵌有水准泡3，可监控塔基座的水平度。旋转塔上部设有用密封圈4密封的密封室，
密封室内设有四槽水银杯5及通过转轴带动的四根触针，构成运动中探头的电源输入和流 速信号输出的桥路。转轴为旋转塔的主轴，它通过单列向心球轴承6及单列向心推力球轴 承7支承。步进电机11提供的动力由减速机9减速后，经同步齿形带传动至塔转轴。
动力及传动系统动力源为一台45BF005—n型步进电机，最高频率为3000HZ，额定 转矩2kg-m。传动系统采用速比为40: 1的减速机9和2: 1的同步齿形带传动，总速比 80: 1。本例中同步齿形带传动为同步齿形传动胶带及带轮8传动。
为了进一步保证流速率定的准确度，所述"凹"形隔板中的某一隔板上设有探头定位 机构。探头定位机构包括定位准针、准针架及蜂呜器。其中，定位准针尖标示了此点距转 轴中心线的距离为611mm，误差氺2mm。被率定探针的中心点对准该定位针尖，可保证本发 明流速率定的准确度。
如图2所示的本发明硬件控制框图，本发明其控制对象为步进电机ll，系采用微计算 机对步进电机11做高精度开环控制。 本发明的技术指标
(1) 速度范围l 40cm/s;
(2) 每个速度值预置率定时间1 100S，任选整数值；
(3) 相对流速误差10—3量级；
(4) 电源:220V±10%， 50HZ;
(5) 功率150W;
(6) 环境温湿度10 4(TC， 20 70%;
(7) 体积:1. 5mX1. 5mX0. 7m。
由于本发明发明采用了步进电机精确的角位移驱动技术，机械装置加工及安装精度 高，控制条件设置周全，故率定精度高；采用计算机控制，自动化程度较高，基本智能化； 整体结构设计合理，体积小巧，占地极少。故本发明发明的低流速仪率定装置特别适合流 速不大于40cm/s的率定。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技术人员在 本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1. 一种低流速仪率定装置，其特征在于包括可调支架、环形水槽、旋转塔、旋臂、步进电机、减速机及同步齿形带；可调支架用于调整高低及水平度，其上顺次设有环形水槽和旋臂；环形水槽中设有用于减少水搅动的隔板；旋臂包括梁、分设于梁两端的平衡码架及可调探头夹，可调探头夹上装设探头，旋臂外套装饰罩；旋转塔置于环形水槽的中央，旋转塔上部设有密封室，密封室内设有环形四槽水银杯及通过转轴带动的四根触针、构成探头转动运行中的电源输入和流速信号输出的桥路，旋转塔下部的基座上设有用于监视可调支架水平度的水准泡，旋转塔中心设有由轴承支撑的转轴，转轴上的传动盘通过同步齿形带、减速机连接至步进电机；步进电机通过计算机获得驱动电源配给和控制。
2. 根据权利要求1所述的低流速仪率定装置，其特征在于所述环形水槽内设有的 隔板为"凹"形隔板。
3. 根据权利要求1所述的低流速仪率定装置，其特征在于所述隔板为十二块，在 环形水槽中心圆上等距离均布并与槽壁呈垂直状。
4. 根据权利要求1所述的低流速仪率定装置，其特征在于所述隔板中的任一隔板 上设有探头定位机构，其包括定位准针、准针架及蜂呜器。
5. 根据权利要求1所述的低流速仪率定装置，其特征在于所述轴承为成对的向心 球轴承。
6. 根据权利要求1-5任一权利要求所述的低流速仪率定装置，其特征在于所述步进电机为45BF005—II型步进电机，所述减速机的速比为40: 1，所述同步齿形带的传动比为2: 1，总速比为80: 1。
全文摘要
本发明提供了一种低流速仪率定装置，包括可调支架及设于其上的环形水槽、旋转塔和旋臂、步进电机、减速机和同步齿形带；环形水槽中设有隔板；旋臂包括梁、分设于梁两端的平衡码架及装设探头的可调探头夹，旋臂外套装饰罩；旋转塔置于环形水槽的中央，上部设有密封室，其内设有环形四槽水银杯及通过转轴带动的四根触针、构成探头转动运行中的电源输入和流速信号输出的桥路。旋转塔下部的基座上设有水准泡，旋转塔中心设有由轴承支撑的转轴，转轴上的传动盘通过同步齿形带、减速机连接至步进电机；步进电机通过计算机获得驱动电源配给和控制。本发明装置体小轻便、使用便利和高精度，特别适合不大于40cm/s的流速率定。
文档编号G01P21/00GK101393233SQ200810226250
公开日2009年3月25日 申请日期2008年11月10日 优先权日2008年11月10日
发明者强 张, 岩 李, 李岫荣, 晓 秦, 谭水位, 贺益英, 赵懿珺 申请人:中国水利水电科学研究院