微小流量测量装置的研制

　　1　前言

　　液压测试流量测量中,微小流量的测量是一项重要环节。特别是在元件性能检测的试验中需要检测泄漏量,比如液压阀、液压泵的泄漏量。目前,常用的测量液体流量的仪器仪表有:椭圆齿轮流量计,涡轮流量变速器,浮子流量计等,但这些仪器仪表测量的流量值都比较大,对微小流量不能精确测量,而且受粘度变化的影响,测量误差比较大,影响了测量精度,而且对瞬时流量的测量很难实现。微小流量测量装置的研制,从提高测量精度入手,采用光、电、液控制,实现自动计时,减小流量测量误差,受油粘度值变化的影响小,满足了测量的精度要求。

　　2　研制方案

　　2.1　原理及总体组成

　　该流量计是体积流量计,流量测量公式Q=V/t。让光源照射光敏二极管,当有油通过时,光源的光被浮球遮住,从而使光敏二极管断开,与光敏二极管相连的电路中的电流和电压也相应发生变化,把这个电压信号取出来经过放大后控制计时器,当油液依次经过2个光敏二极管时,2个光敏二极管相继动作,从而记录了油液通过两光敏电阻的时间间隔t,再测出流过两光源处的液体的体积V,便算出了流量Q。

　　如图1所示,本装置由测量箱体、光电头、安装光电头的螺杆、标有刻度玻璃管及球形遮光浮子等件组成。测量箱体用玻璃组成,箱体内壁光滑,以免附着过厚的油膜,影响下一次测量精度。用玻璃制作箱体也便于观察油位变化及减少箱体容积的计算误差。油从底部供给,减少飞溅和泡沫对测量精度的影响,在实际流量测量时,测量精度取决于时间间隔t的测量精度,时间t的测量采用光电控制器,测量精度高。玻璃管选用耐高温的玻璃管制作,它的外径为14 mm内径为10 mm。可根据被测流量的大小选择不同的内径玻璃管,但玻璃管内径不能太小,太小会出现毛吸现象。浮子材料选用聚酰亚胺泡沫塑料(它的耐热性高,化学稳定性好,比重比油小)加工成球形,其直径大小根据所选玻璃管内径而定,浮子与玻璃管内壁之间间隙为0.2~3 mm,如果　　间隙过小,则会出现由于玻璃管内孔形状不规则而产生卡死现象,间隙过大,则会出现遮不住光的现象。光电头固定在螺杆上,位置可按需要上、下调节。光源为发光二极管,光源帽上钻有直径为2 mm的小孔,使光成点束状透过玻璃管壁及油液照射到光敏二极管上。为准确测量光电头A,B之间的距离,玻璃管上标有刻度,可直接读取AB之间的长度。

　　2.2　电气原理

　　电气原理如图2所示,工作时,接通电源,光敏二极管DV1,DV2被光照射导通,电流经电阻R1、R8流入晶体管T1、T5的基极,使T1、T5维持在导通状态,晶体管T2,T4饱和,晶体管T3基极电压处于低电位, T3截止,继电器J处于断电状态,当有油进入玻璃管时,油液推动球形遮光浮子上升,当浮子升到光电头A时,光敏二极管DV1被遮光,T1、T2截止,R4中电流经DV0流入晶体管基极,使T3饱和,继电器J电路导通吸合,控制计时器开始计时,浮子经过光电头A后,光敏二极管DV1被光照射,光电流经R1流入晶体管基极,T1导通,T2饱和,T3截止,继电器断开。当浮子继续上升,升到光电头B时,光敏二极管DV2被遮光, T4、T5截止。R3中电流经DV0流入晶体管的基极,使T3饱和,继电器J电路导通吸合,控制计时器停止计时,这样测得油液流经光电头A,B之间距离的时间t,通过标尺测得A,B间距离,计算出A,B间油液的体积V,求出流量Q。