一种高精度冲板流量计的制作方法

本发明属于计量设备技术领域，具体涉及一种高精度冲板流量计。

背景技术：

在工业生产中，常需要对工艺流程中输送的粉料或细散物料进行动态连续计量，以达到对粉料或细散物料进行精确定量和控制的目的。现有的冲板或滑板式流量计具有结构简单、反应快速的特性，但却因测力机构和力感应方式存在结构性缺陷导致计量结果与实际结果存在偏差。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种精确度高的高精度冲板流量计。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种高精度冲板流量计，包括落料箱、冲板机构、测量机构和校正机构，所述落料箱的顶部设有进料口，底部设有出料口，落料箱的内部设有冲板机构，冲板机构连接测量机构和校正机构；

所述冲板机构包括冲量板、支座、平台、立柱和第一转动单元，冲量板倾斜设置于落料箱进料口的下方，冲量板的底部通过支座固定设于平台上，平台的底部通过第一转动单元与立柱的顶端转动连接，立柱的下端固定连接落料箱。冲量板位于进料口的下方接收物料，通过支座和平台进行装配和支撑，平台底部与立柱的铰接构成一个能够使冲量板绕第一转动单元转动的支撑结构，支座能够将冲量板所受力分解出一个水平分力传递到测量机构；

测量机构包括推杆、第二转动单元、第三转动单元、测力传感器和挡座，推杆的一端通过第二转动单元连接支座，另一端通过第三转动单元连接测力传感器，测力传感器设置于挡座上。推杆将支座传递的水平分力传递到测力传感器，通过测力传感器测量水平分力；两个转动单元使推杆的两端不会受到力矩，不会导致水平分力的分散。

校正机构包括激光单元、角度干涉单元和角度反射单元，角度反射单元设于支座的右侧面，角度干涉单元设于激光单元的激光头和角度反射单元之间，激光单元发射激光，激光通过角度干涉单元和角度反射单元返回到激光单元的接收器，激光通过角度干涉单元产生干涉条纹，通过激光单元接收后产生倾角信号，测量支座右侧面与竖直平面的角度。

作为本发明的进一步优化方案，所述冲量板倾斜45°角设置，支座横截面呈等腰直角三角形，支座的斜面固定连接冲量板，底面固定连接平台。

作为本发明的进一步优化方案，所述第一转动单元包括转轴与轴座，平台的底部固定设于转轴上，转轴的两端通过轴承连接立柱顶部的轴座。

作为本发明的进一步优化方案，所述第二转动单元包括两个转动座，这两个转动座分别固定连接支座和推杆，两个转动座之间通过销轴铰接。

作为本发明的进一步优化方案，所述第三转动单元包括两个转动座，这两个转动座分别固定连接测力传感器和推杆，两个转动座之间通过销轴铰接。

作为本发明的进一步优化方案，所述角度干涉单元包括一个干涉镜和一个反射镜，角度反射单元包括两个反射组，反射组包括两个相互垂直设置的反射镜，激光单元的出射光经过干涉镜的分光分为水平光束和竖直光束，竖直光束经过角度干涉单元的反射镜和角度反射单元的反射组反射后再返回角度干涉单元的反射镜，水平光束经过角度反射单元的反射组反射后返回干涉镜，激光在干涉镜上产生干涉条纹，通过激光单元接收后产生倾角信号。

作为本发明的进一步优化方案，所述测量机构和校正机构均连接测量系统，测量系统包括模拟输入模块、放大模块、模数转换器、微处理器、光电耦合器和通讯输出模块，测量机构的测力传感器的信号输出端和校正机构的激光单元的信号输出端分别连接模拟输入模块，模拟输入模块通过放大模块连接模数转换器，模数转换器的信号输出端连接微处理器的信号输入端，微处理器的信号输出端通过光电耦合器连接通讯输出模块。测量机构和校正机构输出的模拟信号通过模拟输入模块接收，通过放大模块放大信号后通过模数转换器转换为数字信号后传输到微处理器，微处理器处理信号后通过通讯输出模块输出到上位机。

本发明的有益效果在于：

1)本发明通过校正机构测量偏角，与测量机构的测量结构进行综合，得出准确的实际冲量，大大提高了测量精度；

2)本发明的冲杆与支座和测力传感器之间转动连接，不会因为冲杆的力矩分散传递到测力传感器的分力，避免测量力的减小，降低误差。

附图说明

图1是实施例一中本发明的结构示意图；

图2是实施例一中本发明的校正机构的结构示意图；

图3是实施例一中本发明的测量系统的结构示意图；

图4是实施例一中本发明的冲量板受力分解示意图。

图中：落料箱1、进料口2、冲量板3、支座4、平台5、立柱6、第一转动单元7、推杆8、第二转动单元9、第三转动单元10、测力传感器11、挡座12、激光单元13、角度干涉单元14、角度反射单元15、干涉镜16、反射镜17。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

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；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

实施例一

如图1-4所示，一种高精度冲板流量计，包括落料箱1、冲板机构、测量机构和校正机构，所述落料箱1的顶部设有进料口2，底部设有出料口，落料箱1的内部设有冲板机构，冲板机构连接测量机构和校正机构；

所述冲板机构包括冲量板3、支座4、平台5、立柱6和第一转动单元7，冲量板3倾斜设置于落料箱1进料口2的下方，冲量板3的底部通过支座4固定设于平台5上，平台5的底部通过第一转动单元7与立柱6的顶端转动连接，立柱6的下端固定连接落料箱1。冲量板3位于进料口2的下方接收物料，通过支座4和平台5进行装配和支撑，平台5底部与立柱6的铰接构成一个能够使冲量板3绕第一转动单元7转动的支撑结构，支座4能够将冲量板3所受力分解出一个水平分力传递到测量机构；

优选的，冲量板3倾斜45°角设置，支座4横截面呈等腰直角三角形，支座4的斜面固定连接冲量板3，底面固定连接平台5。

优选的，第一转动单元7包括转轴与轴座，平台5的底部固定设于转轴上，转轴的两端通过轴承连接立柱6顶部的轴座。

测量机构包括推杆8、第二转动单元9、第三转动单元10、测力传感器11和挡座12，推杆8的一端通过第二转动单元9连接支座4，另一端通过第三转动单元10连接测力传感器11，测力传感器11设置于挡座12上。推杆8将支座4传递的水平分力传递到测力传感器11，通过测力传感器11测量水平分力；两个转动单元使推杆8的两端不会受到力矩，不会导致水平分力的分散。

校正机构包括激光单元13、角度干涉单元14和角度反射单元15，角度反射单元15设于支座4的右侧面，角度干涉单元14设于激光单元13的激光头和角度反射单元15之间，激光单元13发射激光，激光通过角度干涉单元14和角度反射单元15返回到激光单元13的接收器，激光通过角度干涉单元14产生干涉条纹，通过激光单元13接收后产生倾角信号，测量支座4右侧面与竖直平面的角度。

优选的，第二转动单元9包括两个转动座，这两个转动座分别固定连接支座4和推杆8，两个转动座之间通过销轴铰接。

优选的，第三转动单元10包括两个转动座，这两个转动座分别固定连接测力传感器11和推杆8，两个转动座之间通过销轴铰接。

优选的，角度干涉单元14包括一个干涉镜16和一个反射镜17，角度反射单元15包括两个反射组，反射组包括两个相互垂直设置的反射镜17，激光单元13的出射光经过干涉镜16的分光分为水平光束和竖直光束，竖直光束经过角度干涉单元14的反射镜17和角度反射单元15的反射组反射后再返回角度干涉单元14的反射镜17，水平光束经过角度反射单元15的反射组反射后返回干涉镜16，激光在干涉镜16上产生干涉条纹，通过激光单元13接收后产生倾角信号。

优选的，激光单元13采用sj6000激光干涉仪。能够发射以及接收激光。

测量机构和校正机构均连接测量系统，测量系统包括模拟输入模块、放大模块、模数转换器、微处理器、光电耦合器和通讯输出模块，测量机构的测力传感器11的信号输出端和校正机构的激光单元13的信号输出端分别连接模拟输入模块，模拟输入模块通过放大模块连接模数转换器，模数转换器的信号输出端连接微处理器的信号输入端，微处理器的信号输出端通过光电耦合器连接通讯输出模块。测量机构和校正机构输出的模拟信号通过模拟输入模块接收，通过放大模块放大信号后通过模数转换器转换为数字信号后传输到微处理器，微处理器处理信号后通过通讯输出模块输出到上位机。

优选的，微处理器还连接显示单元。通过显示屏等作为显示单元提供数据的显示功能。

本发明的原理：

如图所示，标准状态下，冲量板3所受冲击力f总，应分解为一个竖直方向的分力f竖标和水平方向的分力f平，根据冲量板3的倾角即可根据测量所得f平计算f总；

但是实际情况下，冲量板3以及其平台5不可避免的产生一定的角位移，体现为支座4右侧面与竖直平面之间的夹角β，因此实际上竖直方向的分力应如图所示为f竖实，此时f竖实与f平之间的夹角为90°+β，因此实际上f总应根据f竖实和f平的角度进行分解，通过测量得到的β即可得出实际上f总，得到更为准确的称重结果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。