一種非接觸式齒輪轉速檢測實驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種非接觸式齒輪轉速檢測實驗裝置，是把端面測量方式的齒輪流量計簡化為由電動機（12）帶動的齒輪（9）和固定在底座組件（2）上的端面轉速測試組件（4）組成，模擬齒輪流量計的端面轉速測量；把徑向測量方式的齒輪流量計簡化為由電動機（12）帶動的齒輪（9）和固定在底座組件（2）上的徑向轉速測試組件（5）組成，模擬齒輪流量計的徑向轉速測量其中，殼體測試帽（16）是模擬齒輪流量計的殼體；本發明能模擬不同導磁性材料的齒輪、不同導磁性材料的殼體、不同測量位置處的殼體厚度、不同布置位置和不同類型的齒輪轉速傳感器（13）的齒輪流量計，本發明為高壓齒輪流量計提供了設計依據。
【專利說明】一種非接觸式齒輪轉速檢測實驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種齒輪轉速檢測實驗裝置，尤其涉及非接觸式齒輪轉速測試【技術領域】。
【背景技術】
[0002]高壓齒輪流量計在設計過程中，需考慮以下因素的影響:(1)齒輪是采用導磁材料，還是用非導磁材料，如既可以選擇45鋼、不銹鋼2grl3等強導磁材料，也可在弱導磁和非導磁材料上加裝磁鋼；對于弱導磁材料和非導磁材料的齒輪，要考慮加裝磁鋼的方法和磁鋼的布置方式；(2)殼體能采用的非導磁材料，如殼體的材料可以為不銹鋼304、鋁合金、鑄鐵等弱導磁或不導磁材料；(3)哪些類型的齒輪轉速傳感器適用于齒輪流量計的測量，如可選擇的測量齒輪轉速的傳感器有:電感式、磁電式、霍爾式三種；(4)齒輪轉速傳感器安裝位置的確定；(5)齒輪轉速傳感器能穿透殼體進行測量的最大厚度的確定。這些參數、材料等的選擇和確定都需要通過實驗來解決，但是該類實驗如果在流量計上做，對于不同類型的齒輪轉速傳感器、不同導磁性材料的齒輪、不同導磁性材料的殼體、傳感器的不同安裝位置、傳感器能穿透殼體的最大厚度等實驗，都需要制造出不同類型的實驗樣機后，才能進行實驗，這必將產生巨大的浪費，增加了產品的成本。
[0003]針對以上這些情況，為了降低生產成本，本發明設計了 “一種非接觸式齒輪轉速檢測實驗裝置”，它能按照齒輪流量計的實際情況，在該實驗臺上能模擬完成以下實驗:(I)不同導磁性材料的齒輪；(2)不同導磁性材料的殼體；(3)不同類型的齒輪轉速傳感器；(4)傳感器的不同安裝位置；(5)傳感器能穿透殼體的最大厚度等實驗。最后根據實驗結果來確定齒輪流量計齒輪轉速傳感器的類型、齒輪的材料、殼體的材料、傳感器的安裝位置、傳感器需穿透殼體的合適厚度等，為齒輪流量計的設計提供了依據，從而避免在流量計上做實驗所帶來的生產成本的浪費。

【發明內容】

[0004]齒輪流量計工作原理是當有液體通過齒輪流量計時，齒輪會隨液體流動而轉動，把流體的流量信號轉換為齒輪的轉速信號，然后通過非接觸式齒輪轉速傳感器提取流量計齒輪的轉速信號，再把轉速信號變換成流量計的流量信號。齒輪流量計的齒輪轉速測量與普通齒輪轉速的測量不同點是:在流量計的被測齒輪和轉速傳感器之間，隔著流量計的殼體(不導磁)，而普通的被測齒輪與傳感器間隔著的是空氣。
[0005]對于低壓的齒輪流量計，可以將角度編碼器裝在齒輪流量計的一個齒輪輸出軸上，進而通過角度編碼器來測量流量計的齒輪轉速，目前這種技術已經成熟，但對于高壓齒輪流量計來說，流量計的進口、出口都是高壓油，如想用角度編碼器的方式來測量齒輪流量計的齒輪轉速，就必須在齒輪流量計的齒輪輸出軸上加裝高壓旋轉密封，這樣就會產生很大的壓力損耗，所以，高壓齒輪流量計的齒輪轉速不能用角度編碼器的方式來測量，只能采取非接觸式的測量方式；目前，齒輪流量計采用齒輪轉速傳感器來測量齒輪流量計齒輪的轉速，然后把齒輪轉速信號再轉換成齒輪流量計的流量信號，其中，齒輪轉速傳感器布置在齒輪端面的布置方式稱為端面布置方式，齒輪轉速傳感器布置在齒輪頂部的布置方式稱為徑向布置方式。
[0006]本發明解決其技術問題采用的技術方案是:
[0007]本實驗裝置是把端面測量方式的齒輪流量計簡化為由電動機(12)帶動的齒輪
(9)和固定在底座組件(2)上的端面轉速測試組件(4)組成，模擬齒輪流量計的端面轉速測量，其中，殼體測試帽(16)是模擬齒輪流量計的殼體，在殼體測試帽(16)上，裝有齒輪轉速傳感器(13);把徑向測量方式的齒輪流量計簡化為由電動機(12)帶動的齒輪(9)和固定在底座組件(2)上的徑向轉速測試組件(5)組成，模擬齒輪流量計的徑向轉速測量其中，殼體測試帽(16)是模擬齒輪流量計的殼體，在殼體測試帽(16)上，裝有齒輪轉速傳感器(13)。
[0008]本發明與【背景技術】相比，具有的有益效果是:
[0009]齒輪(9)由導磁的不銹鋼304、導磁的碳鋼、“不導磁的不銹鋼2grl3加裝磁鐵”、“鋁合金加裝磁鐵”做成不同導磁性能的四種齒輪；殼體測試帽(16)由不導磁的不銹鋼2grl3、鋁合金做成不同導磁性能的兩種測試帽；殼體測試帽(16)的厚度分別為1mm、
1.5mm、2mm、3mm 四種。
[0010]故本發明能模擬齒輪流量計的不同導磁性材料的齒輪、不同導磁性材料的殼體、不同測量位置處的殼體厚度、傳感器的不同布置位置、不同類型的齒輪轉速傳感器(13)，找到與之相配的、經濟性最優、性能最佳的齒輪材料、殼體材料、傳感器安裝的位置及傳感器能穿透的殼體厚度等。本發明為高壓齒輪流量計提供了設計依據。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和實例對本發明做進一步說明。
[0012]圖1是本發明的爆炸原理圖。
[0013]圖2是本發明的底座組件爆炸圖。
[0014]圖3是本發明的電機組件爆炸圖。
[0015]圖4是本發明的端面轉速測試組件爆炸圖。
[0016]圖5是本發明的端面轉速測試組件二維圖。
[0017]圖6是本發明的徑向轉速測試組件爆炸圖。
[0018]圖7是本發明的徑向轉速測試組件二維炸圖。
[0019]在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7中，1.變頻器、2.底座組件、3.電機組件、
4.端面轉速測試組件、5.徑向轉速測試組件、6.調節螺栓、7.導向螺釘、8.底座、9.齒輪、10.軸、11.聯軸器、12.電機、13.轉速傳感器、14.端面測試柱、15.端面支架、16.殼體測試帽、18.徑向支架、19.徑向測試柱、20.支架座、21.緊定螺釘、22.螺栓、23.螺母。
【具體實施方式】
[0020]如圖1、2、3、4、5、6、7所示，一種非接觸式齒輪轉速檢測實驗裝置由變頻器(I)、底座組件(2)、電機組件(3)、端面轉速測試組件(4)、徑向轉速測試組件(5)組成；變頻器(I)左端面與底座組件(2)左端面平行，并通過螺釘與底座組件(2)端面連接；電機組件(3)通過四個螺栓固定在底座組件(2)的上端面上；端面轉速測試組件(4)通過端面支架(15)利用緊定螺釘(21)固定于支架座(20)上，支架座(20)焊接在底座(8)上，松開緊定螺釘(21)可調節端面支架(15)的高度；徑向轉速測試組件(5)通過螺栓固定在底座(8)的導槽上，通過導槽可調節徑向轉速測試組件(5)的轉速傳感器(13)與齒輪(9)端面之間的距離；端面轉速測試組件(4)和徑向轉速測試組件(5)中的殼體測試帽(16)模擬實際齒輪流量計位于轉速傳感器(13)頂部處的最薄殼體；電機組件(3)中的齒輪(9)模擬齒輪流量計中的齒輪轉子；齒輪(9 )通過電機(12 )驅動，電機(12 )轉速通過變頻器(I)控制。
[0021]所述的底座組件(2)包括調節螺栓(6)、導向螺釘(7)、緊定螺釘(21)、底座(8)、支架座(20 );支架座(20 )下半部分的內孔上加工有螺紋，支架座(20 )上半部分內孔是光孔。
[0022]所述的端面轉速測試組件(4)，其端面支架(15)滑裝在支架座(20)的光孔上，調節螺栓(6)通過螺紋與支架座(20)下半部分的內孔聯接，通過擰動調節螺栓(6)，調節端面支架(15)的高度，從而改變轉速傳感器(13)相對于齒輪的(9)位置，進而能做不同位置的測試實驗，確定齒輪流量計上轉速傳感器(13)的最佳安裝孔位置；端面支架(15)和支架座
(20)上的孔是間隙配合；導向螺釘(7)的作用是通過調節螺栓(6)調節端面支架(15)的高度時，保持端面支架(15)不旋轉，起到導向的作用；緊定螺釘(21)的作用是當支架(15)的位置確定后，將緊定螺釘(21)旋緊，起定位作用，保證轉速傳感器(13)的軸線和電機(12)的軸線平行。
[0023]所述的電機組件(3 )由齒輪(9 )、軸(10 )、聯軸器(11)、電機(12 )、螺栓(22 )、螺母
[23]組成，電機(12)是通過螺栓(22)和螺母(23)固定在底座(8)上；齒輪(9)與軸(10)是過盈配合聯接，電機(12)通過聯軸器(11)和軸(10)相聯接，當電機(12)轉動時，通過軸
(10)帶動齒輪(9)轉動。
[0024]所述的齒輪(9)的材料為導磁的不銹鋼304、導磁的碳鋼或不導磁的不銹鋼2grl3加裝磁鐵、不導磁的鋁合金加裝磁鐵。
[0025]所述的端面轉速測試組件(4)由轉速傳感器(13)、端面測試柱(14)、端面支架
(15)、殼體測試帽(16)組成，其中，轉速傳感器(13)和端面測試柱(14)之間采用螺紋連接；端面測試柱(14)和支架(15)之間采用螺紋連接；殼體測試帽(16)和端面測試柱(14)采用螺紋連接。
[0026]所述的徑向轉速測試組件(5)由殼體測試帽(16)、徑向支架(18)、徑向測試柱
(19)、轉速傳感器(13)組成；用螺栓(22)、螺母(23)把徑向支架(18)固定在底座(8)上；徑向測試柱(19)通過外螺紋裝到支架(18)上；殼體測試帽(16)通過內螺紋裝到徑向測試柱(19)上；轉速傳感器(13)通過外螺紋裝到測試柱(19)上，轉速傳感器(13)的頂部與殼體測試帽(16)相接觸；通過旋轉徑向測試柱(19)來調節轉速傳感器(13)與齒輪(9)的徑向間隙。
[0027]所述的殼體測試帽(16)的材料為非導磁；
[0028]所述的殼體測試帽(16)的材料為弱 導磁的不銹鋼304、鋁合金、鑄鐵；
[0029]所述的殼體測試帽(16)的厚度分別為1mm、1.5mm、2mm、3mm四種。
[0030]所述的實驗裝置配有不同厚度、不同材料的殼體測試帽(16)，通過改變不同的殼體測試帽(16)來比較傳感器的測試效果，選擇合適的齒輪流量計殼體材料；還可以找到傳感器安裝孔在端面和徑向的最佳位置。
[0031]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種非接觸式齒輪轉速檢測實驗裝置，其特征是:包括變頻器(I)、底座組件(2)、電機組件(3)、端面轉速測試組件(4)、徑向轉速測試組件(5);變頻器(I)左端面與底座組件(2)左端面平行，并通過螺釘與底座組件(2)端面連接；電機組件(3)通過四個螺栓固定在底座組件(2)的上端面上；端面轉速測試組件(4)通過端面支架(15)利用緊定螺釘(21)固定于支架座(20)上，支架座(20)焊接在底座(8)上，松開緊定螺釘(21)可調節端面支架(15)的高度；徑向轉速測試組件(5)通過螺栓固定在底座(8)的導槽上，通過導槽可調節徑向轉速測試組件(5)的轉速傳感器(13)與齒輪(9)端面之間的距離；端面轉速測試組件(4)和徑向轉速測試組件(5)中的殼體測試帽(16)模擬實際齒輪流量計位于轉速傳感器(13)頂部處的最薄殼體；電機組件(3)中的齒輪(9)模擬齒輪流量計中的齒輪轉子；齒輪(9)通過電機(12 )驅動，電機(12 )轉速通過變頻器(I)控制。
2.根據權利要求1所述的底座組件(2)，其特征是:底座組件(2)包括調節螺栓(6)、導向螺釘(7)、緊定螺釘(21)、底座(8)、支架座(20);支架座(20)下半部分的內孔上加工有螺紋，支架座(20)上半部分內孔是光孔。
3.根據權利要求1所述的端面轉速測試組件(4)，其特征是:端面轉速測試組件(4)的端面支架(15)滑裝在支架座(20)的光孔上，調節螺栓(6)通過螺紋與支架座(20)下半部分的內孔聯接，通過擰動調節螺栓(6)，調節端面支架(15)的高度，從而改變轉速傳感器(13)相對于齒輪的(9)位置，進而能做不同位置的測試實驗，確定齒輪流量計上轉速傳感器(13)的最佳安裝孔位置； 端面支架(15)和支架座(20)上的孔是間隙配合；導向螺釘(7)的作用是通過調節螺栓(6)調節端面支架(15)的高度時，保持端面支架(15)不旋轉，起到導向的作用；緊定螺釘(21)的作用是當支架(15)的位置確定后，將緊定螺釘(21)旋緊，起定位作用，保證轉速傳感器(13)的軸線和電機(12)的軸線平行。
4.根據權利要求1所述的電機組件(3)，其特征是:電機組件(3)由齒輪(9)、軸(10)、聯軸器(11)、電機(12 )、螺栓(22 )、螺母(23 )組成，電機(12 )是通過螺栓(22 )和螺母(23 )固定在底座(8)上；齒輪(9)與軸(10)是過盈配合聯接，電機(12)通過聯軸器(11)和軸(10)相聯接，當電機(12)轉動時，通過軸(10)帶動齒輪(9)轉動。
5.根據權利要求4所述的齒輪(9)，其特征是:齒輪(9)的材料為導磁的不銹鋼304、導磁的碳鋼或不導磁的不銹鋼2grl3加裝磁鐵、不導磁的鋁合金加裝磁鐵。
6.根據權利要求1所述的端面轉速測試組件(4)，其特征是:端面轉速測試組件(4)由轉速傳感器(13)、端面測試柱(14)、端面支架(15)、殼體測試帽(16)組成，其中，轉速傳感器(13)和端面測試柱(14)之間采用螺紋連接；端面測試柱(14)和支架(15)之間采用螺紋連接；殼體測試帽(16)和端面測試柱(14)采用螺紋連接。
7.根據權利要求1所述的徑向轉速測試組件(5)，其特征是:徑向轉速測試組件(5)是由殼體測試帽(16)、徑向支架(18)、徑向測試柱(19)、轉速傳感器(13)組成；用螺栓(22)、螺母(23)把徑向支架(18)固定在底座(8)上；徑向測試柱(19)通過外螺紋裝到支架(18)上；殼體測試帽(16)通過內螺紋裝到徑向測試柱(19)上；轉速傳感器(13)通過外螺紋裝到測試柱(19)上，轉速傳感器(13)的頂部與殼體測試帽(16)相接觸；通過旋轉徑向測試柱(19 )來調節轉速傳感器(13 )與齒輪(9 )的徑向間隙。
8.根據權利要求7所述的殼體測試帽(16)，其特征是:殼體測試帽(16)的材料為非導磁。
9.根據權利要求7所述的殼體測試帽(16)，其特征是:殼體測試帽(16)的材料為弱導磁的不銹鋼304、鋁合金、鑄鐵。
10.根據權利要求7所述的殼體測試帽(16)，其特征是:殼體測試帽(16)的厚度分別為 1mm、1.5mm、2mm、3mm 四種。
【文檔編號】G01F1/05GK103776495SQ201410062617
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月24日 優先權日:2014年2月24日
【發明者】張軍, 湯紅梅, 李憲華, 牛萌萌, 張騰, 郭榜增 申請人:安徽理工大學