專利名稱：活塞式恒流可控制氣流源測(cè)量壓力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙草儀器標(biāo)準(zhǔn)器具檢定領(lǐng)域，具體的講，是一種用于卷煙標(biāo)準(zhǔn)棒和通風(fēng)率標(biāo)準(zhǔn)棒標(biāo)準(zhǔn)器具檢定或研究的活塞式恒流可控制氣流源測(cè)量壓力裝置。
背景技術(shù)：
卷煙吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒和通風(fēng)率標(biāo)準(zhǔn)棒是用來(lái)校準(zhǔn)相關(guān)煙草檢測(cè)儀器，使檢測(cè)儀器達(dá)到正常工作狀態(tài)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)器具對(duì)應(yīng)相關(guān)參數(shù)的一個(gè)梯度值。因此，卷煙吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒和通風(fēng)率標(biāo)準(zhǔn)棒的檢定是影響相關(guān)煙草檢測(cè)儀器檢測(cè)數(shù)據(jù)是否精確的重要環(huán)節(jié)。以往在檢定卷煙吸阻標(biāo)準(zhǔn)器具時(shí)，采用CFO (臨界流量孔)方法，形成恒流，CFO形成的恒流氣流的流量是CFO 固有的，不可調(diào)節(jié)和改變的，針對(duì)煙草儀器標(biāo)準(zhǔn)器具檢定領(lǐng)域，CFO孔徑非常小，且孔內(nèi)的氣流接近音速的較高流速，會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，造成能量損失，無(wú)法通過(guò)檢測(cè)孔內(nèi)氣流溫度進(jìn)行補(bǔ)償，也形成流量隨氣流通路上的阻力增加而衰減等問(wèn)題，產(chǎn)生實(shí)際氣體流量與CFO理論流量較大偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的狀況而專門研制的一種活塞式恒流可控制氣流源測(cè)量壓力裝置，該裝置可以對(duì)卷煙吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒和通風(fēng)率標(biāo)準(zhǔn)棒的吸阻進(jìn)行計(jì)量， 可實(shí)現(xiàn)在不同流量下的壓力測(cè)量研究工作，并可通過(guò)控制器的設(shè)定程序自動(dòng)控制完成運(yùn)行，操作簡(jiǎn)單方便。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性工作原理在于控制系統(tǒng)根據(jù)各部位溫度、壓差傳感器等反饋信號(hào)，通過(guò)補(bǔ)償運(yùn)算，根據(jù)設(shè)定的技術(shù)指標(biāo)要求，發(fā)出指令，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的活塞抽吸，活塞恒速運(yùn)行產(chǎn)生恒流氣流；氣路中穩(wěn)定的氣流可使活塞口出與被測(cè)器具之間、測(cè)量器具和大氣之間形成穩(wěn)定的壓差。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的活塞式恒流可控制氣流源測(cè)量壓力裝置，包括直線運(yùn)動(dòng)抽吸系統(tǒng)和測(cè)量控制系統(tǒng)，所述直線運(yùn)動(dòng)抽吸系統(tǒng)由抽吸活塞、與活塞桿相連接的絲杠以及驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)構(gòu)成；所述測(cè)量控制系統(tǒng)由安裝在活塞缸體前端出氣口處的工作接口、通過(guò)工作電磁閥與工作接口氣路連接的測(cè)試卡具、設(shè)置在測(cè)試卡具上的壓差傳感器和溫度傳感器、用于限制活塞桿運(yùn)動(dòng)區(qū)間的限位開(kāi)關(guān)、以及用于控制上述電氣部件工作和信號(hào)傳遞的控制器構(gòu)成，在工作接口上還設(shè)置有通入大氣的氣路，并在氣路上安裝有回程電磁閥和消聲過(guò)濾器。在本發(fā)明中絲杠與抽吸活塞互為平行設(shè)置，活塞桿通過(guò)連接塊與套裝在絲杠上的絲母相連接。絲杠一端通過(guò)聯(lián)軸節(jié)與伺服電機(jī)同軸連接。
在測(cè)試卡具插口處設(shè)置有0型密封圈，以保證被測(cè)標(biāo)準(zhǔn)器具嵌入該卡具時(shí)的密封效果。本發(fā)明的工作過(guò)程如下
直線運(yùn)動(dòng)抽吸系統(tǒng)是由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，使絲母沿絲杠進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，絲母與活塞桿通過(guò)連接塊連接，即活塞由絲母牽引，并隨絲母同步直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)需要在活塞缸內(nèi)的活塞前端形成正壓或負(fù)壓的氣流，該氣流通過(guò)工作接口的引出供測(cè)量實(shí)驗(yàn)使用。測(cè)量控制系統(tǒng)中包括固定被檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)器具的測(cè)試卡具和引入工作氣流的卡具接口 ；包括用于測(cè)量流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)器具端部氣流溫度的溫度傳感器和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器具吸阻值的壓差傳感器；包括控制氣流通過(guò)的工作電磁閥和回程電磁閥；包括該裝置的控制器和用于絲母運(yùn)動(dòng)限位的限位開(kāi)關(guān)。本發(fā)明的最大特點(diǎn)在于可以對(duì)卷煙吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒和通風(fēng)率標(biāo)準(zhǔn)棒的吸阻進(jìn)行計(jì)量，實(shí)現(xiàn)在不同流量下的壓力測(cè)量研究工作，并可通過(guò)控制器的設(shè)定程序自動(dòng)控制完成運(yùn)行，提供精確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)單方便。


圖1本發(fā)明的工作原理示意2本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3測(cè)試卡具與煙支狀吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒的插接示意圖
圖1-3中，1、活塞缸體，2、活塞，3、活塞桿，4、活塞座，5、連接塊，6、絲母，7、絲杠，8、絲杠座，9、聯(lián)軸節(jié)，10、伺服電機(jī)，11、工作接口，12、工作電磁閥，13、回程電磁閥，14、壓差傳感器，15、溫度傳感器，16、測(cè)試卡具，17、卡具接口，18、消聲過(guò)濾器，19、限位開(kāi)關(guān)，20、控制器， 21、煙支狀吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒(標(biāo)準(zhǔn)器具)，22、“ 0”型密封圈。圖1-2中-------電氣連接，-氣路連接。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步描述
如圖1-3所示，本發(fā)明活塞式恒流可控制氣流源測(cè)壓力實(shí)驗(yàn)裝置包括由園柱形活塞缸體1、活塞2和活塞桿3組成的抽吸活塞，抽吸活塞通過(guò)活塞座4固定在底板上，抽吸活塞的活塞桿3通過(guò)連接塊5與絲桿7上作直線運(yùn)動(dòng)的絲母6相連接，絲杠由兩端的絲杠座8固定在底板上，且絲杠7與抽吸活塞相互為平行布置，絲杠7的一端通過(guò)聯(lián)軸節(jié)9與伺服電機(jī) 10的軸同軸芯相連，在活塞缸體1的一端設(shè)置有一個(gè)工作接口 11，通過(guò)管路與工作電磁閥 12和回程電磁閥13相連通，其中一路通過(guò)工作電磁閥12與測(cè)試卡具16相通，另一路通過(guò)回程電磁閥13經(jīng)消聲過(guò)濾器18通大氣。在絲杠7的兩端及絲母6運(yùn)動(dòng)區(qū)間兩端設(shè)有限位開(kāi)關(guān)19，在測(cè)試卡具16的卡具接口 17處設(shè)有工作口壓差傳感器14，在測(cè)試卡具16內(nèi)安置有工作口溫度傳感器15，并為與被測(cè)標(biāo)準(zhǔn)器具嵌入測(cè)試卡具16而設(shè)有用于密封的“0”型密封圈22。該裝置的各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)均由控制器按工作程序完成。
該裝置中的標(biāo)準(zhǔn)器具測(cè)試卡具16可嵌入煙支狀吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒21。本裝置在使用中可選擇負(fù)壓工作測(cè)量和正壓工作測(cè)量條件，即若活塞2向遠(yuǎn)離工作接口 11方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，工作電磁閥12打開(kāi)，回程電磁閥13關(guān)閉；活塞2向接近工作接口 11方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，回程電磁閥13打開(kāi)，工作電磁閥12關(guān)閉；此時(shí)為負(fù)壓工作測(cè)量條件。反之， 若活塞2向接近工作接口 11方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，工作電磁閥12打開(kāi)，回程電磁閥13關(guān)閉；活塞2 向遠(yuǎn)離工作接口 11方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，回程電磁閥13打開(kāi)，工作電磁閥12關(guān)閉；此時(shí)為正壓工作測(cè)量條件。在使用中根據(jù)實(shí)際檢測(cè)要求，在控制器20上設(shè)置正負(fù)壓工作條件。下面闡述本裝置使用方法時(shí)，以負(fù)壓工作條件為例，園柱形活塞缸體1的內(nèi)截面積是均勻相等的。使用方式1如下
使用活塞式恒流可控制氣流源側(cè)壓力實(shí)驗(yàn)裝置檢定煙支狀吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒21，將煙支狀吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒21插入測(cè)試卡具16，在控制器20上選擇恒流抽吸方式，并設(shè)定檢定測(cè)量所規(guī)定的工作氣流理論流量值、標(biāo)準(zhǔn)溫度值、環(huán)境大氣壓值，在控制器20上啟動(dòng)裝置，控制器20根據(jù)設(shè)定的工作氣流理論流量值、溫度值、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值與溫度傳感器15測(cè)量的實(shí)際的溫度值、環(huán)境大氣壓值通過(guò)空氣流體力學(xué)原理及公式計(jì)算出工作氣流實(shí)際流量值，控制器20按照該值控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使之獲得對(duì)應(yīng)的工作氣流流量值，在工作周期內(nèi)工作電磁閥 12打開(kāi)、回程電磁閥13關(guān)閉，在穩(wěn)定后讀取壓差傳感器的值，即為該煙支狀吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒21 的吸阻值，活塞2運(yùn)動(dòng)至限位開(kāi)關(guān)19進(jìn)入回程期間，工作電磁閥12關(guān)閉、回程電磁閥13打開(kāi)，直到另一端的限位開(kāi)關(guān)19后活塞2運(yùn)動(dòng)停止，裝置待測(cè)下一輪測(cè)試工作。
權(quán)利要求
1.一種活塞式恒流可控制氣流源測(cè)量壓力裝置，其特征在于包括直線運(yùn)動(dòng)抽吸系統(tǒng)和測(cè)量控制系統(tǒng)，所述直線運(yùn)動(dòng)抽吸系統(tǒng)由抽吸活塞、與活塞桿相連接的絲杠以及驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)構(gòu)成；所述測(cè)量控制系統(tǒng)由安裝在活塞缸體前端出氣口處的工作接口、 通過(guò)工作電磁閥與工作接口氣路連接的測(cè)試卡具、設(shè)置在測(cè)試卡具上的壓差傳感器和溫度傳感器、用于限制活塞桿運(yùn)動(dòng)區(qū)間的限位開(kāi)關(guān)、以及用于控制上述電氣部件工作和信號(hào)傳遞的控制器構(gòu)成，在工作接口上還設(shè)置有通入大氣的氣路，并在氣路上安裝有回程電磁閥和消聲過(guò)濾器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式恒流可控制氣流源測(cè)量壓力裝置，其特征在于絲杠與抽吸活塞互為平行設(shè)置，活塞桿通過(guò)連接塊與套裝在絲杠上的絲母相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活塞式恒流可控制氣流源測(cè)量壓力裝置，其特征在于 絲杠一端通過(guò)聯(lián)軸節(jié)與伺服電機(jī)同軸連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式恒流可控制氣流源測(cè)量壓力裝置，其特征在于在測(cè)試卡具插口處設(shè)置有0型密封圈。
全文摘要
一種活塞式恒流可控制氣流源測(cè)量壓力裝置，其特征在于包括直線運(yùn)動(dòng)抽吸系統(tǒng)和測(cè)量控制系統(tǒng)，所述直線運(yùn)動(dòng)抽吸系統(tǒng)由抽吸活塞、與活塞桿相連接的絲杠以及驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)構(gòu)成；所述測(cè)量控制系統(tǒng)由安裝在活塞缸體前端出氣口處的工作接口、通過(guò)工作電磁閥與工作接口氣路連接的測(cè)試卡具、設(shè)置在測(cè)試卡具上的壓差傳感器和溫度傳感器、用于限制活塞桿運(yùn)動(dòng)區(qū)間的限位開(kāi)關(guān)、以及用于控制上述電氣部件工作和信號(hào)傳遞的控制器構(gòu)成。該裝置可以對(duì)卷煙吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒和通風(fēng)率標(biāo)準(zhǔn)棒的吸阻進(jìn)行計(jì)量，可實(shí)現(xiàn)在不同流量下的壓力測(cè)量研究工作，并可通過(guò)控制器的設(shè)定程序自動(dòng)控制完成運(yùn)行，提供精確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)單方便。
文檔編號(hào)G01N15/08GK102419297SQ20111023770
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者常誠(chéng), 張勍, 李青常, 楊榮超, 牛佳佳, 苗芊, 范黎, 蔣志才, 趙航, 陳宸, 陳連芳, 韓云輝 申請(qǐng)人:中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院