專利名稱：一種電驅(qū)動(dòng)活塞式液體微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，尤其是涉及一種電驅(qū)動(dòng)活塞式液體微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制造業(yè)、生物工程、醫(yī)學(xué)化工等行業(yè)的興起，使流量測(cè)量向低端延伸， 小流量微小流量的測(cè)量需求漸漸凸顯起來。對(duì)于微流體的研究以及微小流量計(jì)量精度的需求也引起了越來越多的科學(xué)工作者的重視，而微小流量計(jì)量則成為了當(dāng)下流體計(jì)量領(lǐng)域急需的計(jì)量技術(shù)之一。傳統(tǒng)的液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置流量源的產(chǎn)生辦法有兩種，一是恒壓流量源，這種方法流量穩(wěn)定，但一般穩(wěn)壓設(shè)備體積龐大，費(fèi)用較高；另一種是依靠流量泵提供流量，流量有脈動(dòng)，穩(wěn)定性差。以上兩種方法，由于種種缺點(diǎn)，均無法應(yīng)用于液體微小流量計(jì)量檢定系統(tǒng)。目前常用的微小流量計(jì)如熱式質(zhì)量流量計(jì)、科式質(zhì)量流量計(jì)等均應(yīng)用于微流體方面的計(jì)量， 同時(shí)，微型閥、微型泵、微型流量計(jì)等微流體控制元件也越來越多的廣泛使用。但由于目前國家沒有檢定微型閥、微型泵、微型流量計(jì)等微流體控制元件的檢定規(guī)程，很難保證此類元件結(jié)果的準(zhǔn)確度，繼而無法保證它們檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，所以亟須一套完善的液體微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置。歸納現(xiàn)有技術(shù)不足之處為1.還沒有完善的液體微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，無法滿足當(dāng)下液體微小流量的計(jì)量需求。2.流體源是影響微小流量系統(tǒng)檢定準(zhǔn)確度的一個(gè)關(guān)鍵因素，而能提供穩(wěn)定流量且可調(diào)節(jié)流量大小的流體源裝置則成了一個(gè)重要難題。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)背景技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電驅(qū)動(dòng)活塞式液體微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型中的步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)、剛性聯(lián)軸器與支撐在裝置底座一側(cè)的滾珠螺桿的一端連接，滾珠螺桿的另一端伸入活塞孔中，通過導(dǎo)向環(huán)與活塞孔滑動(dòng)連接；活塞缸的一端與裝置底座另一側(cè)連接，活塞缸的另一端通過三通接頭與安裝在水箱側(cè)面的電磁閥的出水口連接，電磁閥的進(jìn)水口與水箱連接；位于裝置底座兩側(cè)內(nèi)的兩根橫梁上分別安裝一條平行于滾珠螺桿的導(dǎo)軌，兩個(gè)接近開關(guān)分別安裝在一根導(dǎo)軌的兩端，即活塞的起始與結(jié)束位置，兩個(gè)接近開關(guān)與控制系統(tǒng)的下位PLC的輸入端子電連接；兩根導(dǎo)軌上分別安裝滑塊，兩個(gè)滑塊上裝有凹形連接塊，與滾珠螺桿相配合的螺桿螺母和活塞端部均一起固定在凹形連接塊側(cè)面；位于另一根導(dǎo)軌一側(cè)的光柵尺底座上安裝有平行于滾珠螺桿的光柵尺， 凹形連接塊上安裝L型連接板，L型連接板下裝有與光柵尺相配的光柵頭。[0010]所述的裝置底座朝向活塞缸方向具有5°向上傾斜的角度。與背景技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是1.本實(shí)用新型電驅(qū)動(dòng)活塞式液體微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置是一套比較完善的計(jì)量檢定系統(tǒng)，能對(duì)微小流量范圍在0. lml/tTlOOOml/h的質(zhì)量流量計(jì)、微型閥、微型泵等進(jìn)行檢定校準(zhǔn)。裝置的擴(kuò)展不確定度為(0.5 1.0)% (k=2)。2.整套系統(tǒng)采用了活塞式原理，同時(shí)利用光柵尺測(cè)量活塞的移動(dòng)距離，同時(shí)將活塞的位置反饋給控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成，可控制活塞運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間、 位置。這不僅可快速、便捷地進(jìn)行微小流量控制，同時(shí)提高了系統(tǒng)的微小流量計(jì)量準(zhǔn)確度。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本實(shí)用新型的立體示意圖。圖中1、步進(jìn)電機(jī)，2、減速機(jī)，3、剛性聯(lián)軸器，4、鎖緊螺母，5、軸承蓋，6、深溝球軸承，7、光柵尺，8、L型連接板，9、螺桿螺母，10、滾珠螺桿，11、導(dǎo)向環(huán)，12、彈簧擋圈，13、活塞， 14、活塞缸，15、電磁閥，16、水箱，17、0型密封圈，18、格萊圈，19、耐磨帶，20、導(dǎo)軌，21、滑塊，22、裝置底座，23、光柵尺底座，對(duì)、接近開關(guān)，25、凹形連接塊，沈、連接套。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，本實(shí)用新型的目的和效果將變得更加明顯。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型電驅(qū)動(dòng)活塞式液體微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置包括步進(jìn)電機(jī)1、減速機(jī)2、剛性聯(lián)軸器3、鎖緊螺母4、軸承蓋5、深溝球軸承6、光柵尺7、L型連接板 8、絲桿螺母9、滾珠螺桿10、導(dǎo)向環(huán)11、彈簧擋圈12、活塞13、活塞缸14、電磁閥15、水箱16、 和0型密封圈17、格萊圈18、耐磨帶19、導(dǎo)軌20、滑塊21、裝置底座22、光柵尺底座23、接近開關(guān)24、凹形連接塊25、連接套沈及控制系統(tǒng)。其中，步進(jìn)電機(jī)1經(jīng)減速機(jī)2、剛性聯(lián)軸器 3、連接套沈與支撐在裝置底座22 —側(cè)的滾珠螺桿10的一端連接，滾珠螺桿10的另一端伸入活塞13孔中，通過導(dǎo)向環(huán)11與活塞13孔滑動(dòng)連接，用彈簧擋圈12將導(dǎo)向環(huán)11固定在滾珠螺桿10端部。步進(jìn)電機(jī)1用于驅(qū)動(dòng)減速機(jī)2進(jìn)行正反轉(zhuǎn)以帶動(dòng)滾珠螺桿10轉(zhuǎn)動(dòng)。 滾珠螺桿10與減速機(jī)2通過剛性聯(lián)軸器3鎖緊聯(lián)接，同時(shí)須保證步進(jìn)電機(jī)1、減速機(jī)2、剛性聯(lián)軸器3、滾珠螺桿10與活塞13處在同一軸線上。連接套沈?qū)p速機(jī)2固定在裝置底座22上，同時(shí)為剛性聯(lián)軸器3提供轉(zhuǎn)動(dòng)空間。深溝球軸承6為滾珠螺桿10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)提供支撐，用軸承蓋5將其壓緊；同時(shí)鎖緊螺母4將深溝球軸承6鎖緊，以免滾珠螺桿10軸向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的軸向力將深溝球軸承6拉出?；钊?4的一端與裝置底座22另一側(cè)連接，活塞缸14的另一端通過三通接頭與安裝在水箱16側(cè)面的電磁閥15的出水口連接，用0型密封圈17將活塞缸出口進(jìn)行密封， 電磁閥15的進(jìn)水口與水箱16連接?；钊?3的活塞頭部與活塞缸14緊密安裝，同時(shí)用格萊圈18進(jìn)行密封、耐磨帶19進(jìn)行導(dǎo)向。裝置底座22朝向活塞缸14方向具有5°向上傾斜的角度以保證活塞缸14內(nèi)充滿液體留有氣泡時(shí)，方便氣泡順利排出活塞缸14。位于裝置底座22兩側(cè)內(nèi)的兩根橫梁上分別安裝一條平行于滾珠螺桿10的導(dǎo)軌20，兩根導(dǎo)軌20上分別安裝滑塊22，兩個(gè)滑塊22上裝有凹形連接塊25，與滾珠螺桿10相配合的螺桿螺母9和活塞13端部均一起固定在凹形連接塊25側(cè)面；導(dǎo)軌20為滑塊21和凹形連接塊25提供支撐，同時(shí)保證步進(jìn)電機(jī)1、減速機(jī)2、剛性聯(lián)軸器3、滾珠螺桿10與活塞13的同軸度。兩個(gè)接近開關(guān)M分別安裝在一根導(dǎo)軌20的兩端，即活塞13的起始與結(jié)束位置，與控制系統(tǒng)的下位PLC的輸入端子電連接，反饋活塞13的零位與結(jié)束位，以控制活塞13前后移動(dòng)的起始與停止。位于另一根導(dǎo)軌一側(cè)的光柵尺底座23上安裝有平行于滾珠螺桿10的光柵尺7，凹形連接塊25上安裝L型連接板8，L型連接板8下緊密安裝光柵尺7。光柵尺7將活塞13的位置反饋給控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成，可控制活塞13的運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間、位置。L型連接板8使凹形連接塊25與光柵尺7的光柵頭在同一水平面上，以保證在滾珠螺桿10正反轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞13 前后移動(dòng)時(shí)光柵尺7能與活塞13移動(dòng)同步而精確測(cè)量活塞前后移動(dòng)的距離。如圖2所示，本實(shí)用新型的工作過程是以活塞缸14作為計(jì)量容積標(biāo)準(zhǔn)，裝置通過步進(jìn)電機(jī)1驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量活塞缸14活塞13產(chǎn)生流體源，通過三通接口流經(jīng)被檢流量計(jì)；活塞缸14與光柵尺7配合構(gòu)成流量測(cè)量系統(tǒng)，光柵尺7安裝在滾珠螺桿10 —側(cè)，將活塞13的位置反饋給控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成，可控制活塞13運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間、位置；利用高精密電子天平，通過計(jì)算流體介質(zhì)在一定測(cè)量時(shí)間內(nèi)推動(dòng)活塞13排出活塞缸14內(nèi)流體質(zhì)量來標(biāo)定流量計(jì)。本實(shí)用新型活塞式液體微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的特點(diǎn)也即發(fā)明點(diǎn)是通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)以帶動(dòng)滾珠螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠螺桿驅(qū)動(dòng)活塞進(jìn)行前后移動(dòng)，在活塞帶動(dòng)光柵尺前后移動(dòng)反應(yīng)迅速的同時(shí)，還能確保高精度控制與計(jì)量；安裝在底座的2根橫梁上導(dǎo)軌與滑塊為連接塊提供支撐，不僅保證了步進(jìn)電機(jī)、減速機(jī)、剛性聯(lián)軸器、滾珠螺桿與活塞的同軸度，同時(shí)防止連接塊左右搖擺產(chǎn)生測(cè)量不確定度；裝置底座有5°角的傾斜度，以保證活塞缸內(nèi)充滿液體留有氣泡時(shí)，方便氣泡順利排出活塞缸；承重冒的設(shè)計(jì)不僅將步進(jìn)電機(jī)和減速機(jī)與裝置底座緊密聯(lián)接，同時(shí)為剛性聯(lián)軸器將減速機(jī)與滾珠螺桿的聯(lián)接提供的空間；電驅(qū)動(dòng)活塞式液體微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置整體的各個(gè)部分相對(duì)獨(dú)立，安裝和維護(hù)非常方便。
權(quán)利要求1.一種電驅(qū)動(dòng)活塞式液體微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于步進(jìn)電機(jī)(1)經(jīng)減速機(jī)(2)、剛性聯(lián)軸器(3)與支撐在裝置底座(22) —側(cè)的滾珠螺桿(10)的一端連接，滾珠螺桿 (10)的另一端伸入活塞(13)孔中，通過導(dǎo)向環(huán)(11)與活塞(13)孔滑動(dòng)連接；活塞缸(14)的一端與裝置底座(22)另一側(cè)連接，活塞缸(14)的另一端通過三通接頭與安裝在水箱(16) 側(cè)面的電磁閥(15)的出水口連接，電磁閥(15)的進(jìn)水口與水箱(16)連接；位于裝置底座 (22)兩側(cè)內(nèi)的兩根橫梁上分別安裝一條平行于滾珠螺桿(10)的導(dǎo)軌(20)，兩個(gè)接近開關(guān) (24)分別安裝在一根導(dǎo)軌(20)的兩端，即活塞(13)的起始與結(jié)束位置，兩個(gè)接近開關(guān)(24) 與控制系統(tǒng)的下位PLC的輸入端子電連接；兩根導(dǎo)軌(20)上分別安裝滑塊(22)，兩個(gè)滑塊 (22)上裝有凹形連接塊(25)，與滾珠螺桿(10)相配合的螺桿螺母(9)和活塞(13)端部均一起固定在凹形連接塊(25)側(cè)面；位于另一根導(dǎo)軌一側(cè)的光柵尺底座(23)上安裝有平行于滾珠螺桿(10 )的光柵尺(7 )，凹形連接塊(25 )上安裝L型連接板(8 )，L型連接板(8 )下裝有與光柵尺(7)相配的光柵頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電驅(qū)動(dòng)活塞式液體微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的裝置底座(22)朝向活塞缸方向具有5°向上傾斜的角度。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電驅(qū)動(dòng)活塞式液體微小流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置。步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)、剛性聯(lián)軸器與滾珠螺桿的一端連接，其另一端與活塞孔滑動(dòng)連接；活塞缸通過三通接頭與電磁閥的出水口連接，電磁閥的進(jìn)水口與水箱連接；底座的兩根橫梁上分別安裝平行于滾珠螺桿的導(dǎo)軌，兩個(gè)接近開關(guān)分別安裝在一根導(dǎo)軌的兩端，并與控制系統(tǒng)的下位PLC的輸入端子電連接；兩根導(dǎo)軌的滑塊上裝有凹形連接塊，螺桿螺母和活塞端部均固定連接塊側(cè)面；位于另一根導(dǎo)軌一側(cè)安裝有光柵尺，安裝在凹形連接塊上的L型連接板下方裝有光柵頭。采用活塞式原理和利用光柵尺測(cè)量活塞的移動(dòng)距離，將活塞的位置反饋給控制系統(tǒng)，可控制活塞運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間和位置，對(duì)微小流量進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定。
文檔編號(hào)G01F25/00GK202177433SQ20112026404
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者沈文新, 田冠亞, 程佳, 詹志杰, 黃震威 申請(qǐng)人:浙江省計(jì)量科學(xué)研究院