专利名称：气体静压节流器流场参数测试装置的制作方法
技术领域：
本发明属于流体精密测量技术领域，涉及一种气体静压节流器流场参数测试装置。
背景技术：
在超精密加工及超精密检测技术领域，无论是精密加工机械，还是测量仪器，都对机械部分提出了各方面的苛刻要求，如高精度、高速度、高运动分辨率、热稳定性好、低振动、爬行小、少污染以及降低设备成本等。实践证明，气体静压技术正是解决上述苛刻要求的重要途径。目前，在涉及纳米精度的回转与位移功能的场合，支承方式大多采用气体静压润滑技术，从而实现纳米级的分辨力。目前，气体静压润滑系统主要存在承载能力低、刚度小及稳定性差的重大技术难题。尽管有很多学者对此做过研究，但此问题尚未得到很好的解决，主要障碍表现在难以同时满足系统的超稳定和高刚度的要求。初步分析认为，通过节流通道的设置可作为降低流速的途径。在研究中，可以通过仿真研究流速增大时气膜流场的变化情况来寻找有效的降速机理。那么，分析气膜流场内部压力流速以及温度等相关参数的变化是十分有必要的，可以通过测量气源压力变化时流场内部不同点的压力流速和温度的变化以及整个气膜厚度和电容值的变化，建立压力阻抗模型，以期得到最合理的节流通道参数设置值，最终达到降低流速的目的，实现气膜刚度和稳定性的双重兼顾，多微通道式气体静压节流器流场参数测试仪是一台测量气源压力变化时流场内部不同点的压力流速和温度的变化以及整个气膜厚度变化的装置。
发明内容
为克服气体静压润滑技刚度和稳定性不能兼顾的问题，本发明的目的在于提供一种气体静压节流器流场参数测试装置。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
本发明包括丝杠、导轨、导轨滑块、基座、气体静压节流器和节流器测量工作面。在基座的中上部设置有一对导轨，导轨滑块通过丝杠与导轨形成相对运动；在导轨滑块上固定设置有水平的节流器测量工作面，节流器测量工作面与固定在基座上的气体静压节流器相对，两者之间形成厚度可调的气膜。所述的节流器测量工作面开有五个传感器安装孔，该五个传感器安装孔同在一直线上，该直线在气体静压节流器上的投影经过气体静压节流器的中心孔，安装孔内的传感器感应探头与节流器测量工作面的下底面齐平。所述的气体静压节流器为并行微通道喷头式层流型止推用气体静压节流器，五个传感器中的中间一个为第一压力传感器，第一压力传感器与气体静压节流器的中心孔相对；第一压力传感器的一侧传感器安装孔内安装有第二压力传感器、第三压力传感器，第一压力传感器的另一侧传感器安装孔内安装有第一温度传感器、第二温度传感器。所述的第二压力传感器与第一温度传感器分别对应于气体静压节流器的微通道出口 ；所述的第三压力传感器与第二温度传感器分别对应于气体静压节流器的花瓣型沟槽末端。本发明具有的有益效果是本发明可以测量并行微通道喷头式层流型止推用气体静压节流器气膜内部流场压力和温度的分布状况，建立压力阻抗模型，以期得到最合理的节流通道参数设置值，最终达到降低流速的目的，实现气膜刚度和稳定性的双重兼顾。
图1是本发明主视图； 图2是本发明左视图3是并行微通道喷头式层流型止推用气体静压节流器俯视图； 图4是节流器测量工作面俯视图。
具体实施例方式如附图1、图2所示，在基座(5)的中上部设置有一对导轨O)，丝杠(6)通过丝杠底座(10)固定在基座(5)上，导轨⑵滑块通过丝杠(6)与导轨⑵形成相对运动；在导轨滑块(9)上固定设置有水平的节流器测量工作面，调节手轮(1)可以使得节流器测量工作面C3)上下往复运动，节流器测量工作面C3)与固定在基座( 上的气体静压节流器(7) 相对，两者之间形成厚度可调的气膜；气管支撑架(8)用于固定进气管，使得气体静压节流器⑵保持水平；
工作时，将压力为0. IMpa 0. 6Mpa的气体通过进气管(4)送入节流器，使得气体静压节流器(7)与节流器测量工作面C3)之间产生一定厚度的气膜，保持压力不变，通过手轮 (1)调节节流器测量工作面(3)的位移从而调节气膜厚度，分别记录三个压力传感器、两个温度传感器以及位移传感器的读数值，从而监测进气压力以及气膜厚度不同的情况下气膜流场内部的压力和温度的变化情况。图2所示的压力传感器(11)是上海铭动电子科技有限公司生产的微型压力传感器，测量范围从5到200bar，精度为士0. 25% FS ；温度传感器(1 是由北京昆仑远洋仪表科技有限公司生产的DS18B20螺纹固定型温度传感器，测量范围从_55°C到+125°C，精度为0. 2%FS，三只压力传感器均为同一型号，两只温度传感器也均为同一型号。如图3所示为并行微通道喷头式层流型止推用气体静压节流器(7)，五只传感器分别测量其中心孔(1 处、微通道出口(14)处以及花瓣型沟槽末端(1 处的压力和微通道出口(14)处以及花瓣型沟槽末端(13)处的温度，制造材料选用锻铝6061，表面需要经过阳极氧化处理。如图4所示为节流器测量工作面(3)，开有五个传感器安装孔，该五个传感器安装孔同在一直线上，该直线在气体静压节流器(7)上的投影经过气体静压节流器(7)的中心孔(15)，安装孔内的传感器感应探头与节流器测量工作面(3)的下底面齐平；该工作面通过螺钉固定在导轨滑块(9)上，调节手轮(1)使其上下移动以调节气膜厚度。上述具体实施方式
用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.气体静压节流器流场参数测试装置，其特征在于包括丝杠(6)、导轨O)、导轨滑块 (9)、基座(5)、气体静压节流器(7)和节流器测量工作面(3)；在基座( 的中上部设置有一对导轨O)，导轨滑块(9)通过丝杠(6)与导轨( 形成相对运动；在导轨滑块(9)上固定设置有水平的节流器测量工作面(3)，节流器测量工作面 (3)与固定在基座( 上的气体静压节流器(7)相对，两者之间形成厚度可调的气膜；所述的节流器测量工作面(3)开有五个传感器安装孔，该五个传感器安装孔同在一直线上，该直线在气体静压节流器(7)上的投影经过气体静压节流器(7)的中心孔(15)，安装孔内的传感器感应探头与节流器测量工作面(3)的下底面齐平；所述的气体静压节流器(7)为并行微通道喷头式层流型止推用气体静压节流器，五个传感器中的中间一个为第一压力传感器，第一压力传感器与气体静压节流器(7)的中心孔 (15)相对；第一压力传感器的一侧传感器安装孔内安装有第二压力传感器、第三压力传感器，第一压力传感器的另一侧传感器安装孔内安装有第一温度传感器、第二温度传感器；所述的第二压力传感器与第一温度传感器分别对应于气体静压节流器(7)的微通道出口(14)；所述的第三压力传感器与第二温度传感器分别对应于气体静压节流器(7)的花瓣型沟槽末端(13)。
全文摘要
本发明涉及一种气体静压节流器流场参数测试装置。本发明在基座的中上部设置有一对导轨，导轨滑块通过丝杠与导轨形成相对运动；在导轨滑块上固定设置有水平的节流器测量工作面，节流器测量工作面与固定在基座上的气体静压节流器相对，两者之间形成厚度可调的气膜。节流器测量工作面开有五个传感器安装孔，该五个传感器安装孔同在一直线上，该直线在气体静压节流器上的投影经过气体静压节流器的中心孔，安装孔内的传感器感应探头与节流器测量工作面的下底面齐平。本发明可以测量气体静压节流器气膜内部流场压力和温度的分布状况，建立压力阻抗模型，以期得到最合理的节流通道参数设置值，最终达到降低流速的目的，实现气膜刚度和稳定性的双重兼顾。
文档编号G01D21/02GK102538876SQ20121001241
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者张玉冰, 李东升, 林杰俊, 沈晓燕, 金亮冰 申请人:中国计量学院
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