基于二维自动平台的气体平面静压节流器微流场参数扫描仪制造技术

本发明专利技术公开了一种基于二维自动平台的气体平面静压节流器微流场参数扫描仪能自动对气膜微流场参数进行二维扫描采集。本发明专利技术包括：调节手柄、平板、紧锁螺母、支撑杆、滚珠丝杠、丝母套筒、定位套筒、连接杆、定位螺栓、平面节流器、一维导轨、步进电机、工作平台、底座支撑架、底座滑轮、温度压力一体化传感器、位移传感器、固定支架、调节套筒、主控装置。本发明专利技术能够减少假设条件，具有实用性和参考性，自动化程度高，减小了人为因素的干扰，深入谈久了对气膜微流场参数分布，为选择最优性能气膜微流场参数提供了实验装置和实验理论。

Gas plane hydrostatic throttle micro flow parameter scanner based on two-dimensional automatic platform

【技术实现步骤摘要】
基于二维自动平台的气体平面静压节流器微流场参数扫描仪
本专利技术涉及一种气流场参数测量领域，具体的说是一种基于二维自动平台的气体平面静压节流器微流场参数扫描仪。
技术介绍
气体平面静压节流器是近代以来广泛使用于轴承技术中的润滑装置，在航空航天、医疗服务、电子技术、海洋工程以及核能发展等行业已普遍使用气体平面静压轴承技术。轴承套表面布有供气小孔，在滚动轴运转过程中，气体通过轴承套上的供气小孔，形成高压，进入轴承套与滚动轴之间，起到润滑的作用。为了探究轴承套与滚动轴之间气膜场的参数分布，寻求性能最佳的气膜微流场，有必要设计一套针对于气膜流场参数探究的装置。目前，用于测量气体静压平面节流器的装置多采用手动测量，自动化程度不高，而且平面节流器的参数测量都是在假设气膜微流场对称的情况下，采用传感器进行手动一维测量，精度低，测量效果差。因此，有必要设计一套自动化程度高，对平面静压节流器整个气膜微流场实现二维自动测量的装置。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺少，提供了一种基于二维自动平台的气体平面静压节流器微流场参数扫描仪。本专利技术装置包括：调节手柄、平板、紧锁螺母、支撑杆、滚珠丝杠、丝母套筒、定位套筒、连接杆、定位螺栓、平面节流器、一维导轨、步进电机、工作平台、底座支撑架、底座滑轮、温度压力一体化传感器、位移传感器、固定支架、调节套筒、主控装置。所述的平板有上平板和下平板，所述的平板间通过所述的支撑杆连接，并用所述的紧锁螺母进行固定，所述的底座支撑架安装在所述的下平板下方，所述的底座滑轮安装在所述的下平板下方；所述的丝母套筒、所述的定位套筒、所述的连接杆以及所述的定位螺栓构成十字固定环，并安装在所述的支撑杆上，位置在所述的上平板和所述的下平板之间，所述的滚珠丝杠穿过所述的上平板和十字固定环，所述的调节手柄安装在所述的滚珠丝杠的顶端，所述的平面节流器安装在所述的丝母套筒的下端；所述的一维导轨包括上一维导轨和下一维导轨，所述的下一维导轨固定在所述的下平板上，所述的步进电机包括上步进电机和下步进电机，所述的下步进电机安装在所述的下一维导轨侧方，所述的上一维导轨安装在所述的下一维导轨的上方，所述的上步进电机安装在所述的上一维导轨的侧方，所述的工作平台安装在所述的上一维导轨上方；所述的主控装置包括电源指示灯、触摸显示屏、电路板、电源接口以及开关按键，所述的温度压力一体化传感器安装在所述的工作平台下方，所述的固定支架安装在所述的下平板上方，所述的位移传感器通过所述的固定支架以及所述的调节套筒进行定位，并紧贴在所述的平面节流器上方，所述的上步进电机、所述的下步进电机、所述的温度压力一体化传感器和所述的位移传感器连接到所述的主控装置上。本专利技术的主控系统包括主控装置、步进电机、一维导轨、温度压力一体化传感器以及位移传感器，所述的主控装置通过内部电路板与所述的步进电机、温度压力一体化传感器以及位移传感器连接；本专利技术的工作流程是：按下开关按键，硬件电路系统开始运行，所述的电源指示灯闪亮，按下触摸显示屏上的开始触摸键，温度压力一体化传感器、位移传感器和步进电机的数据会实时传输到触摸显示屏界面；松开定位螺栓，转动调节手轮，调节平面节流器与工作平台之间的距离(气膜厚度)，观察触摸显示屏界面的位移传感器数据，调节到需要的气膜厚度，停止转动调节手轮，拧紧定位螺栓；按下触摸显示屏上的复位触摸键，主控装置调用导轨复位程序，将二维导轨工作平台上的温度压力一体化传感器移动到采集原点；按下触摸显示屏上的采集触摸键，主控装置调用导轨控制和数据采集软件，同时控制导轨移动和数据采集，并将数据实时传输到触摸显示屏进行显示，调用数据保存软件将数据保存到SD卡中；数据采集完毕，按下主控装置上的开关按钮，系统关闭。所述的导轨复位程序包括如下处理步骤：第一步，第一次开机运行系统时，调节导轨位置，到达数据采集原点；第二步，设置采集原点的位置为(0，0)，将数据保存到主控装置电路板上的EEPROM芯片上；第三步，二维导轨每移动一段距离，计算与原点的差值，将差值保存到EEPROM芯片上，并覆盖原数据；第四步，覆盖原数据的同时，并将导轨移动方向保存到EEPROM芯片上；第五步，每次开机运行程序，主控装置自动读取二维导轨的移动距离和移动方向；第六步，按下复位触摸键，主控装置则反向执行二维导轨的移动距离，使导轨移动到数据采集原点。所述的导轨控制和数据采集程序包括如下处理步骤：第一步：按下触摸显示屏上的采集触摸键，主控装置采集温度压力一体化传感器输出的温度和压力数据；第二步，触摸显示屏实时显示温度和压力信号，主控装置计算固定时间内信号的变化量，判断信号是否超出阈值；第三步，信号变化量超出阈值，则信号处于未稳定状态，继续采集信号；第四步，信号处于稳定状态，主控装置发送导轨移动信号，导轨移动，并将移动的距离保存到EEPROM芯片中；第五步，导轨移动完毕，发送数据采集信号，主控装置继续采集数据；第六步，主控装置每移动一段距离，判断一维导轨是否移动到边界，若移动到边界，则另一位导轨移动到下一列数据采集点，一位导轨逆向采集数据；第七步，当上下一维导轨均移动到边界，发送边界信号，主控装置停止采集数据。所述的数据保存软件包括如下处理步骤：第一步，按下触摸显示屏上的采集触摸键，程序在SD卡中以时间命名新建电子表格文件；第二步，每一列的采集数据以行保存在数据数组中，并在第一位数据之前首先保存一维导轨是正向采集数据和逆向采集数据的信号；第三步，每采集完一列数据，判断数据采集顺序的信号，根据信号将数组中的数据写入SD卡；第四步，采集完毕，程序产生数据采集结束信号，主控装置接收信号，关闭电子文件，结束操作。本专利技术的有益效果是：能自动对气膜微流场参数进行二维全局扫描采集，最真实地反映整个气膜场的参数分布；整套装置自动化程度高，减小了人为因素的干扰；整体装置的适应性高，可以适用于所有面积小于工作平台的平面静压节流器参数测量，为选择最优性能气膜微流场参数提供了实验装置和实验理论。附图说明图1是本专利技术整体的立体结构图；图2是本专利技术主控系统原理框图；图3是本专利技术主控装置原理框图；图4是本专利技术的工作流程图；图5是本专利技术导轨复位程序的流程；图6是本专利技术导轨控制和数据采集程序；图7是本专利技术数据保存程序的流程；图8是本专利技术整个软件执行流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步描述。如图1所示，本专利技术包括：调节手柄1、上平板2、紧锁螺母3、滚珠丝杠4、支撑杆5、丝母套筒6、定位螺栓7、平面节流器8、工作平台9、温度压力一体化传感器10、下一维导轨11、下步进电机12、上步进电机13、下平板14、底座滑轮15、底座支撑架16、主控装置17、固定支架18、上一维导轨19、调节套筒20、定位套筒21、位移传感器22、连接杆23。所述的平板有上平板2和下平板14，所述的平板间通过所述的支撑杆5连接，并用所述的紧锁螺母3进行固定，所述的底座支撑架16安装在所述的下平板14下方，所述的底座滑轮15安装在所述的下平板14下方；所述的丝母套筒6、所述的定位套筒21、所述的连接杆23以及所述的定位螺栓7构成十字固定环，并安装在所述的支撑杆5上，位置在所述的上平板2和所述的下平板14之间，所述的滚珠丝杠4穿过所述的上平板2和十字固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于二维自动平台的气体平面静压节流器微流场参数扫描仪，包括：调节手柄(1)、上平板(2)、紧锁螺母(3)、滚珠丝杠(4)、支撑杆(5)、丝母套筒(6)、定位螺栓(7)、平面节流器(8)、工作平台(9)、温度压力一体化传感器(10、下一维导轨(11、下步进电机(12)、上步进电机(13)、下平板(14)、底座滑轮(15)、底座支撑架(16)、主控装置(17)、固定支架(18)、上一维导轨(19)、调节套筒(20、定位套筒(21)、位移传感器(22)、连接杆(23)；所述的平板有上平板(2)和下平板(14)，所述的平板间通过所述的支撑杆(5)连接，并用所述的紧锁螺母(3进行固定，所述的底座支撑架(16)安装在所述的下平板(14)下方，所述的底座滑轮(15)安装在所述的下平板(14)下方；所述的丝母套筒(6)、所述的定位套筒(21)、所述的连接杆(23)以及所述的定位螺栓(7)构成十字固定环，并安装在所述的支撑杆(5)上，位置在所述的上平板(2)和所述的下平板(14)之间，所述的滚珠丝杠(4)穿过所述的上平板(2)和十字固定环，所述的调节手柄(1)安装在所述的滚珠丝杠(4)的顶端，所述的平面节流器(8)安装在所述的丝母套筒(6)的下端；所述的一维导轨包括上一维导轨(19)和下一维导轨(11)，所述的下一维导轨(11)固定在所述的下平板(14)上，所述的步进电机包括上步进电机(13)和下步进电机(12)，所述的下步进电机(1)安装在所述的下一维导轨(11)侧方，所述的上一维导轨(19)安装在所述的下一维导轨(11)的上方，所述的上步进电机(13)安装在所述的上一维导轨(19)的侧方，所述的工作平台(9)安装在所述的上一维导轨上方；所述的主控装置(17)包括电源指示灯、触摸显示屏、电路板、电源接口以及开关按键，所述的温度压力一体化传感器(10)安装在所述的工作平台(9)下方，所述的固定支架(18)安装在所述的下平板(14)上方，所述的位移传感器(22)通过所述的固定支架(18)以及所述的调节套筒(20)进行定位，并紧贴在所述的平面节流器(8)上方，所述的上步进电机(13)、所述的下步进电机(12)、所述的温度压力一体化传感器(10)和所述的位移传感器(22)连接到所述的主控装置(17)上。...

【技术特征摘要】
1.基于二维自动平台的气体平面静压节流器微流场参数扫描仪，包括：调节手柄(1)、上平板(2)、紧锁螺母(3)、滚珠丝杠(4)、支撑杆(5)、丝母套筒(6)、定位螺栓(7)、平面节流器(8)、工作平台(9)、温度压力一体化传感器(10、下一维导轨(11、下步进电机(12)、上步进电机(13)、下平板(14)、底座滑轮(15)、底座支撑架(16)、主控装置(17)、固定支架(18)、上一维导轨(19)、调节套筒(20、定位套筒(21)、位移传感器(22)、连接杆(23)；所述的平板有上平板(2)和下平板(14)，所述的平板间通过所述的支撑杆(5)连接，并用所述的紧锁螺母(3进行固定，所述的底座支撑架(16)安装在所述的下平板(14)下方，所述的底座滑轮(15)安装在所述的下平板(14)下方；所述的丝母套筒(6)、所述的定位套筒(21)、所述的连接杆(23)以及所述的定位螺栓(7)构成十字固定环，并安装在所述的支撑杆(5)上，位置在所述的上平板(2)和所述的下平板(14)之间，所述的滚珠丝杠(4)穿过所述的上平板(2)和十字固定环，所述的调节手柄(1)安装在所述的滚珠丝杠(4)的顶端，所述的平面节流器(8)安装在所述的丝母套筒(6)的下端；所述的一维导轨包括上一维导轨(19)和下一维导轨(11)，所述的下一维导轨(11)固定在所述的下平板(14)上，所述的步进电机包括上步进电机(13)和下步进电机(12)，所述的下步进电机(1)安装在所述的下一维导轨(11)侧方，所述的上一维导轨(19)安装在所述的下一维导轨(11)的上方，所述的上步进电机(13)安装在所述的上一维导轨(19)的侧方，所述的工作平台(9)安装在所述的上一维导轨上方；所述的主控装置(17)包括电源指示灯、触摸显示屏、电路板、电源接口以及开关按键，所述的温度压力一体化传感器(10)安装在所述的工作平台(9)下方，所述的固定支架(18)安装在所述的下平板(14)上方，所述的位移传感器(22)通过所述的固定支架(18)以及所述的调节套筒(20)进行定位，并紧贴在所述的平面节流器(8)上方，所述的上步进电机(13)、所述的下步进电机(12)、所述的温度压力一体化传感器(10)和所述的位移传感器(22)连接到所述的主控装置(17)上。2.使用如权利要求1所示的装置，基于二维自动平台的气体平面静压节流器微流场参数扫描仪，其特征在于：按下开关按键，硬件电路系统开始运行，所述的电源指示灯闪亮，按下触摸显示屏上的开...

【专利技术属性】
技术研发人员：何勇强，陈爱军，李东升，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33