CN102419297A - 活塞式恒流可控制气流源测量压力装置 - Google Patents

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张勍
赵航
苗芊
杨荣超
常诚
蒋志才
范黎
陈连芳
韩云辉
李青常
陈宸
牛佳佳
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Abstract

一种活塞式恒流可控制气流源测量压力装置，其特征在于：包括直线运动抽吸***和测量控制***，所述直线运动抽吸***由抽吸活塞、与活塞杆相连接的丝杠以及驱动丝杠转动的伺服电机构成；所述测量控制***由安装在活塞缸体前端出气口处的工作接口、通过工作电磁阀与工作接口气路连接的测试卡具、设置在测试卡具上的压差传感器和温度传感器、用于限制活塞杆运动区间的限位开关、以及用于控制上述电气部件工作和信号传递的控制器构成。该装置可以对卷烟吸阻标准棒和通风率标准棒的吸阻进行计量，可实现在不同流量下的压力测量研究工作，并可通过控制器的设定程序自动控制完成运行，提供精确的试验数据，操作简单方便。

Description

活塞式恒流可控制气流源测量压力装置
 
技术领域
本发明属于烟草仪器标准器具检定领域，具体的讲，是一种用于卷烟标准棒和通风率标准棒标准器具检定或研究的活塞式恒流可控制气流源测量压力装置。
 
背景技术
卷烟吸阻标准棒和通风率标准棒是用来校准相关烟草检测仪器，使检测仪器达到正常工作状态，每个标准器具对应相关参数的一个梯度值。因此，卷烟吸阻标准棒和通风率标准棒的检定是影响相关烟草检测仪器检测数据是否精确的重要环节。以往在检定卷烟吸阻标准器具时，采用CFO（临界流量孔）方法，形成恒流，CFO形成的恒流气流的流量是CFO固有的，不可调节和改变的，针对烟草仪器标准器具检定领域，CFO孔径非常小，且孔内的气流接近音速的较高流速，会产生一定的热量，造成能量损失，无法通过检测孔内气流温度进行补偿，也形成流量随气流通路上的阻力增加而衰减等问题，产生实际气体流量与CFO理论流量较大偏差。
 
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术的状况而专门研制的一种活塞式恒流可控制气流源测量压力装置，该装置可以对卷烟吸阻标准棒和通风率标准棒的吸阻进行计量，可实现在不同流量下的压力测量研究工作，并可通过控制器的设定程序自动控制完成运行，操作简单方便。
本发明的实质性工作原理在于：控制***根据各部位温度、压差传感器等反馈信号，通过补偿运算，根据设定的技术指标要求，发出指令，由伺服电机驱动的活塞抽吸，活塞恒速运行产生恒流气流；气路中稳定的气流可使活塞口出与被测器具之间、测量器具和大气之间形成稳定的压差。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：活塞式恒流可控制气流源测量压力装置，包括直线运动抽吸***和测量控制***，所述直线运动抽吸***由抽吸活塞、与活塞杆相连接的丝杠以及驱动丝杠转动的伺服电机构成；所述测量控制***由安装在活塞缸体前端出气口处的工作接口、通过工作电磁阀与工作接口气路连接的测试卡具、设置在测试卡具上的压差传感器和温度传感器、用于限制活塞杆运动区间的限位开关、以及用于控制上述电气部件工作和信号传递的控制器构成，在工作接口上还设置有通入大气的气路，并在气路上安装有回程电磁阀和消声过滤器。
在本发明中丝杠与抽吸活塞互为平行设置，活塞杆通过连接块与套装在丝杠上的丝母相连接。丝杠一端通过联轴节与伺服电机同轴连接。
在测试卡具插口处设置有O型密封圈，以保证被测标准器具嵌入该卡具时的密封效果。
本发明的工作过程如下：
直线运动抽吸***是由伺服电机驱动丝杠旋转，使丝母沿丝杠进行直线运动，丝母与活塞杆通过连接块连接，即活塞由丝母牵引，并随丝母同步直线运动，根据需要在活塞缸内的活塞前端形成正压或负压的气流，该气流通过工作接口的引出供测量实验使用。
测量控制***中包括固定被检测标准器具的测试卡具和引入工作气流的卡具接口；包括用于测量流经标准器具端部气流温度的温度传感器和测量标准器具吸阻值的压差传感器；包括控制气流通过的工作电磁阀和回程电磁阀；包括该装置的控制器和用于丝母运动限位的限位开关。
本发明的最大特点在于：可以对卷烟吸阻标准棒和通风率标准棒的吸阻进行计量，实现在不同流量下的压力测量研究工作，并可通过控制器的设定程序自动控制完成运行，提供精确的试验数据，操作简单方便。
 
附图说明
图1本发明的工作原理示意图
图2本发明的结构示意图
图3测试卡具与烟支状吸阻标准棒的插接示意图
图1-3中，1、活塞缸体，2、活塞，3、活塞杆，4、活塞座，5、连接块，6、丝母，7、丝杠，8、丝杠座，9、联轴节，10、伺服电机，11、工作接口，12、工作电磁阀，13、回程电磁阀，14、压差传感器，15、温度传感器，16、测试卡具，17、卡具接口，18、消声过滤器，19、限位开关，20、控制器，21、烟支状吸阻标准棒（标准器具），22、“O”型密封圈。
图1-2中：┄┄┄ 电气连接，─── 气路连接。
 
具体实施方式
本发明以下结合附图作进一步描述：
如图1-3所示，本发明活塞式恒流可控制气流源测压力实验装置包括由园柱形活塞缸体1、活塞2和活塞杆3组成的抽吸活塞，抽吸活塞通过活塞座4固定在底板上，抽吸活塞的活塞杆3通过连接块5与丝杆7上作直线运动的丝母6相连接，丝杠由两端的丝杠座8固定在底板上，且丝杠7与抽吸活塞相互为平行布置，丝杠7的一端通过联轴节9与伺服电机10的轴同轴芯相连，在活塞缸体1的一端设置有一个工作接口11，通过管路与工作电磁阀12和回程电磁阀13相连通，其中一路通过工作电磁阀12与测试卡具16相通，另一路通过回程电磁阀13经消声过滤器18通大气。
在丝杠7的两端及丝母6运动区间两端设有限位开关19，在测试卡具16的卡具接口17处设有工作口压差传感器14，在测试卡具16内安置有工作口温度传感器15，并为与被测标准器具嵌入测试卡具16而设有用于密封的“O”型密封圈22。
该装置的各项功能实现均由控制器按工作程序完成。
该装置中的标准器具测试卡具16可嵌入烟支状吸阻标准棒21。
本装置在使用中可选择负压工作测量和正压工作测量条件，即：若活塞2向远离工作接口11方向运动时，工作电磁阀12打开，回程电磁阀13关闭；活塞2向接近工作接口11方向运动时，回程电磁阀13打开，工作电磁阀12关闭；此时为负压工作测量条件。反之，若活塞2向接近工作接口11方向运动时，工作电磁阀12打开，回程电磁阀13关闭；活塞2向远离工作接口11方向运动时，回程电磁阀13打开，工作电磁阀12关闭；此时为正压工作测量条件。
在使用中根据实际检测要求，在控制器20上设置正负压工作条件。
下面阐述本装置使用方法时，以负压工作条件为例，园柱形活塞缸体1的内截面积是均匀相等的。
使用方式1如下：
使用活塞式恒流可控制气流源侧压力实验装置检定烟支状吸阻标准棒21，将烟支状吸阻标准棒21***测试卡具16，在控制器20上选择恒流抽吸方式，并设定检定测量所规定的工作气流理论流量值、标准温度值、环境大气压值，在控制器20上启动装置，控制器20根据设定的工作气流理论流量值、温度值、标准大气压值与温度传感器15测量的实际的温度值、环境大气压值通过空气流体力学原理及公式计算出工作气流实际流量值，控制器20按照该值控制伺服电机的转速，使之获得对应的工作气流流量值，在工作周期内工作电磁阀12打开、回程电磁阀13关闭，在稳定后读取压差传感器的值，即为该烟支状吸阻标准棒21的吸阻值，活塞2运动至限位开关19进入回程期间，工作电磁阀12关闭、回程电磁阀13打开，直到另一端的限位开关19后活塞2运动停止，装置待测下一轮测试工作。

Claims (4)

1. 一种活塞式恒流可控制气流源测量压力装置，其特征在于：包括直线运动抽吸***和测量控制***，所述直线运动抽吸***由抽吸活塞、与活塞杆相连接的丝杠以及驱动丝杠转动的伺服电机构成；所述测量控制***由安装在活塞缸体前端出气口处的工作接口、通过工作电磁阀与工作接口气路连接的测试卡具、设置在测试卡具上的压差传感器和温度传感器、用于限制活塞杆运动区间的限位开关、以及用于控制上述电气部件工作和信号传递的控制器构成，在工作接口上还设置有通入大气的气路，并在气路上安装有回程电磁阀和消声过滤器。
2.根据权利要求1所述的活塞式恒流可控制气流源测量压力装置，其特征在于：丝杠与抽吸活塞互为平行设置，活塞杆通过连接块与套装在丝杠上的丝母相连接。
3.根据权利要求1或2所述的活塞式恒流可控制气流源测量压力装置，其特征在于：丝杠一端通过联轴节与伺服电机同轴连接。
4.根据权利要求1所述的活塞式恒流可控制气流源测量压力装置，其特征在于：在测试卡具插口处设置有O型密封圈。
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