[实用新型]一种基于气体流量测量气膜内气体密度的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于气体流量测量气膜内气体密度的装置，属于精密设备性能检测领域。

背景技术

随着空气静压轴承在各个领域的广泛应用，检测不同气体流量条件下气膜内气体密度的大小，其气体流量的变化，会引起气膜间隙的变化，进而引起气膜内气体密度的变化，通过实验测试空气静压轴承气体流量的变化也是求出气膜内气体密度的重要手段之一。

空气静压轴承是以空气为润滑介质，具有超低的摩擦系数和很高的运动精度，对环境如低温、高温、辐射等耐受力较强，在航空航天以及精密机械中得到了广泛应用，气膜密度影响到空气静压轴承承载力，所以控制空气静压轴承的密度是提高轴承承载力的重要保证，如何更准确地测量空气静压轴承的气膜密度是提高其应用的重要研究内容之一。

发明内容

本实用新型提供了一种基于气体流量测量气膜内气体密度的装置，以用于测量气膜内气体密度。

本实用新型的技术方案是：一种基于气体流量测量气膜内气体密度的装置，包括基座1、隔震平台2、大理石平台3、空气静压轴承4、压力传感器5、传感器支架6、微位移传感器7、气缸8、支架9、压力调节阀10、流量计11、压力表12和空气压缩机13；

所述基座1固定在水平地面上，隔震平台2放置在基座1上，大理石平台3放置于水平的隔振平台2上，空气静压轴承4放置在大理石平台3中央，压力传感器5放置在空气静压轴承4正上方，传感器支架6一端固定在隔震平台2上，传感器支架6的另一端连接微位移传感器7接入微力传感器，气缸8安装在支架9上并位于压力传感器5的正上方；空气压缩机13把气源经过压缩之后，由三通分出三路气体分别给气缸8和空气静压轴承4供气，给气缸8供气的支路上安装有压力表12、压力调节阀10用以控制气缸8的运动，给空气静压轴承4供气的支路上装有压力表12、压力调节阀10和流量计11，用以检测气压和气体流量。

所述支架9平行于大理石平台3，从而气缸8垂直于大理石平台3安置。以保证施加的外力不会产生分力，影响控制精度。

所述流量计11位于压力调节阀10和空气静压轴承4之间（空气静压轴承4进气管用螺纹链接到流量计11）。从而实现用精准的流量测量气膜内气体密度，有效的保证了该装置的测试精度。

其中空气静压轴承4放置于大理石平台3上，支架9与大理石平台3平行，气缸8安装在支架9上，以保证施加外力垂直于空气静压轴承4，压力表12分别接到空气压缩机13的出气管上，压力调节阀10分别安装在气缸8和空气静压轴承4的支路上，流量计11安装在压力调节阀10和空气静压轴承4之间，以便于精准的测量气膜内气体密度。

本实用新型的工作过程是：

空气压缩机13把气源经过压缩之后，以一定的气压由三通分出三路气体分别给气缸8和空气静压轴承4供气，给气缸8供气的支路上安装有压力调节阀10、压力表12用以控制气缸8的运动。给空气静压轴承4供气的支路上装有压力调节阀10、压力表12和流量计11，用以检测气压和气体流量。在增大供气流量的过程中，负载不变，气膜厚度增大，通过微位移传感器和微力传感器检测气膜厚度的变化和受力情况，用流量计测出流量的变化值；当给定负载发生变化，气体流量不变的情况下，气膜厚度也会发生相应的变化，从而使气膜密度发生变化，此时用微位移传感器和微力传感器检测气膜变化量后，进而计算出气膜内的气体密度。

本实用新型的有益效果是：

1．该装置结构简单，操作简便，节约资源，降低成本。

2．通过气体流量的调节，通过气膜厚度变化对气膜间隙的影响，从而利用所测得气体流量的变化量计算出气膜内气体的密度。

3．装置工艺简洁，操作便捷，模型简化，容易理解，数据处理量小，简单方便

4．可通过一次安装测试将气膜内气体密度测量出来，可靠性高易于实现。成本低，位移和压力传感器在高校及工厂相对普及。

5．采用微位移传感器，能更加准确的测量气膜间隙的变化，采用流量计能更加精确得出气膜内气体流量的大小，利用气体流量的变化量计算出气膜密度，隔震平台和大理石平台可以有效减小由于气膜间隙时产生的干扰信号对测试结果的影响，减小测量误差，提高测量精度，保证测量结果准确性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中各标号：1-基座、2-隔振平台、3-大理石平台、4-空气静压轴承、5-压力传感器、6-传感器支架、7-微位移传感器、8-气缸、9-支架、10-压力调节阀、11-流量计、12-压力表、13-空气压缩机。