[实用新型]一种燃气温度场旋转测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气温度测量装置，尤其涉及一种燃气温度场旋转测量装置。 

技术背景

温度场的测量，一般用于微型温度场测量，对于加热系统的排气截面温度场测量，在加热设备行业中也经常使用，主要是按照截面燃气温度场测量要求，把测温感头按照截面要求测点位置采用插入式，固定位置测量。对于精度要求很高的高温燃气温度场测量，要求测点较多，插入式测量会增大排气截面的堵塞比，会造成测量结果偏离实际，误差较大，如分批测量时间长，效果差，而且效率低下，工作人员劳动强度大。对于一些特殊装置的温度场测量来说，如对航空和航天设备上的温度场测量，采用插入温度场测量方法已不能适用。在现有技术200620036779.3《旋转式自动测量装置》专利中采用步进电机通过减速传动机构带动测量机构转动，其测量装置包括信号采集机构、测控仪器、计算机和数字电压表。测控仪包括通道译码电路、继电器切换电路、步进电机控制电路和I/O卡板进入计算机，其旋转式温度信号采集机构包括步进电机、减速器、热电偶和支架；步进电机的动力输出轴与减速器的动力输入轴连接，支架与减速器输出轴连接，热电偶安装在支架上，支架包括三个支臂，各支臂上安装5支热电偶，通过步进电机带动减速装置驱动旋转机构转动进行测量。采用继电器切换电路存在触点干扰较大，可靠性较差；采用步进电机尤其是采用五相作为驱动电机，存在机构、电路复杂，易丢失步，对电偶位置度控制精度不准确。 

发明内容

(1)要解决的技术问题 

要研制一种燃气温度场的旋转测量装置，需要解决旋转测温的位置准确度和移动时间要求以及测温装置的数据采集和传递技术问题。 

(2)技术方案 

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现： 

一种燃气温度场旋转测量装置，包括数据采集组件、驱动组件、控制系统；其中数据采集组件包括旋转体、测量感头支杆、热电偶测点，控制系统包括计算机、A/D板、I/O板、控制器、信号转换箱、位置传感器、位置传感器信号、电动机控制信号、热电偶输出信号，驱动组件包括电动机、传动机构；所述的传动机构包括电动机传动轴、减速齿轮机构、旋转体传动轴；减速齿轮机构至少是一对圆锥形齿轮，含有主传动齿轮、传动齿轮，安装在齿轮箱内；旋转体传动轴输出端连接在旋转体加强筋的中心；电动机传动轴与主传动齿轮相连接，旋转体传动轴的输入端与传动齿轮相连接，通过电动机转动，由电动机传动轴驱动主传动齿轮与传动齿轮啮合减速传动，使旋转体传动轴带动旋转体旋转；计算机选用普通PC机，利用机箱内空的PCI插槽安装A/D板和I/O板，实现对测量装置的操控；电动机选用通用直流电动机，电动机传动轴上安装有位置传感器，位置传感器与电动机传动轴设有联动装置，采用闭环控制方式；在控制箱内安装有控制电动机启动、停止的控制器和信号转换箱。 

所述的旋转体是一种圆环形，由旋转体加强筋支撑，测温感头支杆固定安装在旋转体外部的径向位置上，测温感头支杆整体伸入被测气流中；测温感头支杆的热电偶测点取向正对被测气流方向。 

所述的每个热电偶测点的分别固定安装在测温感头支杆的梳齿顶部进行温度测量，热电偶测点引线从测温感头支杆引出后，固定在旋转体和旋转体加强筋上，进行分组集束后进入传动轴中心孔引出，连接冰点接入信号转换箱，用一根总线 连接到A/D板上，与计算机连接。 

所述的电动机采用闭环控制方式，采用电动机的现处在的位置与前后每个位置需要旋转的角度值通过对比的方法，可消除累积误差，位置控制精度达到±0.4°；设定目标值与每个位置需要旋转的角度值，可在360°内实现任意角度的温度场进行自动测量，实现实时监控电动机传动轴的旋转角度位置。 

所述的控制器包括变压器、整流滤波器、固态继电器I、固态继电器II；控制器和信号转换箱是对系统信号进行集中和分流，同时为电动机、位置传感器提供电源，对I/O板信号进行处理，为电动机提供控制信号。 

所述的变压器输入电压信号为交流电压220V，输出的直流电压信号分为两路，一路为输出直流电5V、1A，另一路为输出直流电27V、15A，分别进入两路整流滤波器；输出直流电5V、1A的整流滤波器接入位置信号传感器；输出直流电27V、15A的整流滤波器分别接入固态继电器I和固态继电器II。