[发明专利]一种内环槽棱边当量圆角测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种内环槽棱边当量圆角测量装置，其特征在于：所述内环槽棱边当量圆角测量装置包括：

供气设备(1)、手动球阀(2)、空气过滤器(3)、减压阀(4)、气动定值器(5)、第一压力传感器(6)、电磁阀(7)、气动阀(8)、前置节流喷嘴(9)、第二压力传感器(10)、测量专用夹具(11)；

供气设备(1)的输出气流端连接手动球阀(2)的气流输入端，手动球阀(2)的气流输出端连接空气过滤器(3)的气流输入端，空气过滤器(3)的气流输出端连接减压阀(4)的气流输入端，减压阀(4)的气流输出端分别连接气动定值器(5)的气流输入端和电磁阀(7)的进气端；电磁阀(7)的出气端连接气动阀(8)的控制气路进气端；

气动定值器(5)的气流输出端连接气动阀(8)的测量气路进气端；且在气动定值器(5)的气流输出端和气动阀(8)的测量气路进气端之间设置第一压力传感器(6)；

气动阀(8)的测量气路出气端连接前置节流喷嘴(9)的气流输入端；

前置节流喷嘴(9)的气流输出端连接测量专用夹具(11)的气流输入端；且在前置节流喷嘴(9)的气流输出端和测量专用夹具(11)的气流输入端之间设置第二压力传感器(10)；

扫描测量专用夹具(11)的气流输出至大气。

2.根据权利要求1所述的一种内环槽棱边当量圆角测量装置，其特征在于：所述扫描测量专用夹具(11)包括圆球形测头微给进装置(12)、被测试件(13)、测头(14)、砝码(15)、顶销(16)、弹簧(17)、气路集成块(18)；

测头(14)通过螺钉固定在气路集成块(18)上，被测试件(13)通过间隙配合安装在测头(14)上；

被测试件(13)的一端连接顶销(16)，顶销(16)与测头(14)之间设置弹簧(17)，被测试件(13)的另一端接触圆球形测头微给进装置(12)的圆球形测头，圆球形测头与顶销(16)同轴，通过圆球形测头微给进装置(12)实现被测试件(13)的轴向移动。

3.根据权利要求2所述的一种内环槽棱边当量圆角测量装置，其特征在于：所述测头(14)与气路集成块(18)之间设置O型密封圈(19)。

4.一种基于权利要求1所述装置的内环槽棱边当量圆角测量方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一：压缩空气经过截面积为S₁的圆孔形前置节流喷嘴(9)由Ⅰ气室进入Ⅱ气室，Ⅰ气室的背压值为P_g，Ⅱ气室中的背压值为P_c；背压值为P_c的空气通过截面积为S₂的窄缝窗口与被测棱边所形成的节流方孔，进入大气，大气压力值记为P₀；设Ⅰ气室与Ⅱ气室之间的体积流量为Q₁，Ⅱ气室与大气之间的体积流量为Q₂，根据Q₁和Q₂得到内环槽棱边第i个测量点的单点窄缝开度z_i；

步骤二：根据步骤一得到的内环槽棱边第i个测量点的单点窄缝开度z_i，轴向移动被测棱边，以单点开度最大处为起点，向关闭节流方孔的方向以10～15μm为轴向间距移动被测棱边，测量n组单点窄缝开度z_i与中间变量Y_i，绘制以z_i为横坐标，Y_i为纵坐标的曲线，其中n≥4；

步骤三：采用最小二乘法对z_i和Y_i线性拟合，所拟合的直线与横坐标的交点为z₀，轴向移动被测棱边到z₀位置；

步骤四：继续轴向移动被测棱边直到中间变量Y_i达到最小值，记录此位置为z₀′，则z₀到z₀′间的距离为L，通过光学显微镜测量窄缝测头棱边的圆角半径记为r₂，则被测棱边当量圆角半径r₁＝L-r₂。