【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及切割设备，特别是涉及一种切削液固体颗粒浓度测量方法、切削液循环系统及切割机。
技术介绍
1、机械型切割机通过切割工具和待切割件之间的高速相对运动，完成切割加工。一种典型的切割机是线切割机，它通过切割线的高速运动，来切割如光伏硅棒、半导体、碳化硅、蓝宝石和磁材等材料。切割的过程中，需要向待切割件和切割工具喷淋切削液，以对切割件和切割工具进行冷却和润滑。
2、在切割机工作的过程中，由于切割工具和待切割件之间的高速相对运动和摩擦，会产生很多颗粒，随着切割的不断进行，切削液中的颗粒量将逐渐增多，颗粒浓度有一个合适的范围，当颗粒浓度超出这个范围会改变切削液的冷却和润滑特性，从而会影响切割品质，不利于切割效率，甚至会造成设备故障。在现有切削液循环系统中，颗粒浓度只能通过取样来检查，但这缺少实时性，而且操作成本高，费时费力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种切削液固体颗粒浓度测量方法、切削液循环系统及切割机，以解决上述现有技术存在的问题，能够实时测量得到切削液中固体颗粒的浓度，操作方便容易，测量成本低。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种切削液固体颗粒浓度测量方法，包括以下步骤：
4、在切削液循环回路上设置密度测量装置，实时测量切削液混合介质的密度，得到混合介质密度的测量值
5、切削液混合介质的密度为：
6、ρm＝ρlαl+ρsαs (1)，
7、其中
8、αl＝1-αs (2)，
9、式中，ρm为混合介质的密度；ρl为切削液中液体的密度；αl为切削液中液体的体积浓度；ρs为切削液中固体颗粒的密度；αs为切削液中固体颗粒的体积浓度；
10、将混合介质密度的测量值代入式(1)，结合式(2)计算得到切削液中固体颗粒的体积浓度αs为：
11、
12、则切削液中固体颗粒的质量浓度βs为：
13、
14、优选地，混合介质密度的测量值与真实值之间存在误差，混合介质密度的测量值误差中包括有系统误差，通过取样标定，来减小系统误差，则混合介质的密度ρ'm为：
15、
16、其中，a和b是标定系数；
17、将混合介质的密度ρ'm代入式(1)，结合式(2)得到更为准确地固体颗粒的体积浓度α's：
18、
19、则切削液中固体颗粒的质量浓度β's为：
20、
21、优选地，在切削液的工作温度范围内，固体颗粒和液体的密度都会随温度变化而变化；固体的密度变化很小，忽略不记；液体密度的变化需要考虑；在切削液循环回路上设置温度测量装置，实时测量切削液混合介质的温度t；切削液中液体密度和温度的函数关系为：
22、ρl＝ρl(t)，
23、则固体颗粒的体积浓度进一步改善为α"s：
24、
25、切削液中固体颗粒的质量浓度β"s为：
26、
27、本专利技术提供一种切削液循环系统，包括控制单元和切削液循环回路，所述切削液循环回路上设有密度测量装置和温度测量装置，分别用于实时测量切削液混合介质的密度和温度，所述密度测量装置和所述温度测量装置分别与所述控制单元信号连接；所述控制单元能够根据所述密度测量装置和所述温度测量装置的测量数据，采用以上所述的切削液固体颗粒浓度测量方法实时计算得到切削液中的固体颗粒浓度。
28、优选地，所述密度测量装置采用振动式密度计，所述温度测量装置采用电阻式温度计，所述电阻式温度计粘附在所述振动式密度计的测量管的外壁上。
29、优选地，所述切削液循环回路上还设有流量计，用于实时测量切削液混合介质的流量，所述流量计与所述控制单元信号连接。
30、本专利技术还提供一种切削液循环系统，包括控制单元和切削液循环回路，所述切削液循环回路上设有多参数测量装置，用于实时测量切削液混合介质的密度和温度，所述多参数测量装置与所述控制单元信号连接，所述控制单元能够根据所述多参数测量装置的测量数据，采用以上所述的切削液固体颗粒浓度测量方法实时计算得到切削液中的固体颗粒浓度。
31、优选地，所述多参数测量装置还能够实时测量切削液混合介质的流量。
32、优选地，所述多参数测量装置采用能够测量流体质量流量、流体密度和流体温度的科氏流量计。
33、本专利技术还提供一种切割机，包括以上任一项所述的切削液循环系统。
34、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
35、本专利技术提供的切削液固体颗粒浓度测量方法、切削液循环系统及切割机，通过密度测量装置能够实时测量切削液混合介质的密度，进而通过公式实时计算得到切削液中固体颗粒的浓度，能够实时测量，操作方便容易，测量成本低。
36、进一步地，通过取样标定来减小系统误差，从而减小混合介质密度的测量误差，使其更接近真实值，从而能够得到更准确的颗粒浓度。
37、进一步地，通过设置温度测量装置，实时测量切削液混合介质的温度，将液体密度随温度的变化关系考虑在内，得到更为准确地液体密度，从而进一步改善切削液固体颗粒的浓度，得到更为准确地固体颗粒浓度。
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1.一种切削液固体颗粒浓度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的切削液固体颗粒浓度测量方法，其特征在于：混合介质密度的测量值与真实值之间存在误差，混合介质密度的测量值误差中包括有系统误差，通过取样标定，来减小系统误差，则混合介质的密度ρ'm为：
3.根据权利要求2所述的切削液固体颗粒浓度测量方法，其特征在于：在切削液循环回路上设置温度测量装置，实时测量切削液混合介质的温度T；切削液中液体密度和温度的函数关系为：
4.一种切削液循环系统，其特征在于：包括控制单元和切削液循环回路，所述切削液循环回路上设有密度测量装置和温度测量装置，分别用于实时测量切削液混合介质的密度和温度，所述密度测量装置和所述温度测量装置分别与所述控制单元信号连接；所述控制单元能够根据所述密度测量装置和所述温度测量装置的测量数据，采用权利要求1～3中任意一项所述的切削液固体颗粒浓度测量方法实时计算得到切削液中的固体颗粒浓度。
5.根据权利要求4所述的切削液循环系统，其特征在于：所述密度测量装置采用振动式密度计，所述温度测量装置采用电阻式温度计
6.根据权利要求4所述的切削液循环系统，其特征在于：所述切削液循环回路上还设有流量计，用于实时测量切削液混合介质的流量，所述流量计与所述控制单元信号连接。
7.一种切削液循环系统，其特征在于：包括控制单元和切削液循环回路，所述切削液循环回路上设有多参数测量装置，用于实时测量切削液混合介质的密度和温度，所述多参数测量装置与所述控制单元信号连接，所述控制单元能够根据所述多参数测量装置的测量数据，采用权利要求1～3中任意一项所述的切削液固体颗粒浓度测量方法实时计算得到切削液中的固体颗粒浓度。
8.根据权利要求7所述的切削液循环系统，其特征在于：所述多参数测量装置还能够实时测量切削液混合介质的流量。
9.根据权利要求8所述的切削液循环系统，其特征在于：所述多参数测量装置采用能够测量流体质量流量、流体密度和流体温度的科氏流量计。
10.一种切割机，其特征在于：包括权利要求4～9中任意一项所述的切削液循环系统。
...【技术特征摘要】
1.一种切削液固体颗粒浓度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的切削液固体颗粒浓度测量方法，其特征在于：混合介质密度的测量值与真实值之间存在误差，混合介质密度的测量值误差中包括有系统误差，通过取样标定，来减小系统误差，则混合介质的密度ρ'm为：
3.根据权利要求2所述的切削液固体颗粒浓度测量方法，其特征在于：在切削液循环回路上设置温度测量装置，实时测量切削液混合介质的温度t；切削液中液体密度和温度的函数关系为：
4.一种切削液循环系统，其特征在于：包括控制单元和切削液循环回路，所述切削液循环回路上设有密度测量装置和温度测量装置，分别用于实时测量切削液混合介质的密度和温度，所述密度测量装置和所述温度测量装置分别与所述控制单元信号连接；所述控制单元能够根据所述密度测量装置和所述温度测量装置的测量数据，采用权利要求1～3中任意一项所述的切削液固体颗粒浓度测量方法实时计算得到切削液中的固体颗粒浓度。
5.根据权利要求4所述的切削液循环系统，其特征在于：所述密度测量装置采用振动式密度计，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，马春利，童杰林，刘欢，支立宁，
申请(专利权)人：沃森测控技术河北有限公司，
类型：发明
国别省市：
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