流量是工業(yè)自動化領(lǐng)域經(jīng)常需要檢測的重要參數(shù)之一,流量檢測儀表在各種檢測儀表中占有很大的比重。容積式流量計精度高,可靠性好,可用于高粘度流體流量測量,是流量檢測儀表中重要的一部分。其對前直管段沒有要求低,可測量旋轉(zhuǎn)流并且不易受管道阻流件的影響,尤其適用于液壓系統(tǒng)流量的測量。隨著高壓液壓系統(tǒng)的普及,研發(fā)可以用于高壓液壓系統(tǒng)流量檢測的高精度耐高壓轉(zhuǎn)子流量計有助于增強(qiáng)電液控制系統(tǒng)的性能,推動流體傳動及控制技術(shù)的發(fā)展。論文以耐高壓雙向擺線轉(zhuǎn)子流量計為研究對象,在結(jié)合國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對擺線轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、二次儀表以及實(shí)驗(yàn)特性進(jìn)行了深入的分析和研究,其主要包括以下幾點(diǎn)：提出了耐高壓雙向擺線轉(zhuǎn)子流量計結(jié)構(gòu),其以修正后的擺線內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子為核心計量元件,修正后的擺線轉(zhuǎn)子具有排量大、轉(zhuǎn)速低、進(jìn)出口壓差小,轉(zhuǎn)動平穩(wěn)不易卡塞的特點(diǎn),流量計上下端蓋設(shè)有特殊形狀的通油槽以連通同一側(cè)容腔,并增大密封容腔與油槽的通流面積,有助于減小流量計進(jìn)出口壓差；設(shè)計了用于擺線轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測及流量顯示的傳感器與二次儀表,傳感器采用非接觸檢測的原理,可用于高壓流體的測量,且二次儀表可以實(shí)現(xiàn)對流量系數(shù)的微調(diào)修正,大大方便了產(chǎn)品出廠時的校準(zhǔn)以及后續(xù)的維修服務(wù)；論文對擺線轉(zhuǎn)子流量計的實(shí)驗(yàn)特性進(jìn)行了探討,在考慮了油液的彈性模量及體積隨溫度的變化率后,提出通過折算系數(shù)將不同環(huán)境下流體體積進(jìn)行折算的方法,實(shí)現(xiàn)用高精度低壓流量計對高壓擺線轉(zhuǎn)子流量計的校準(zhǔn),并針對實(shí)驗(yàn)結(jié)果對影響流量計計量精度的因素進(jìn)行了建模與分析?，F(xiàn)將有關(guān)各章內(nèi)容分述如下：

第一章,介紹了流量計的發(fā)展、工作原理及分類,重點(diǎn)介紹了容積式流量計及轉(zhuǎn)子流量計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。國內(nèi)外轉(zhuǎn)子流量計的研究重點(diǎn)在于轉(zhuǎn)子齒形及流量計結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新,以便獲得較小的壓差特性和流量脈動特性,對現(xiàn)有轉(zhuǎn)子流量計的特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析、探討。并對課題的研究內(nèi)容及研究意義進(jìn)行了簡要概括。

第二章,對耐高壓雙向擺線轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹。因?yàn)槿莘e式流量計在承受高壓時,計量室因壓力而產(chǎn)生形變,形變會導(dǎo)致計量室容積的改變,從而對測量結(jié)果造成影響,故本章特采用有限元方法對流量計殼體在承受高壓時的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行了詳細(xì)分析。本章還對固定上下端蓋的螺栓進(jìn)行了強(qiáng)度分析和預(yù)緊力分析,以保證其承受高壓時的安全性。最后本章對殼體承壓時的形變量情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真分析結(jié)果基本一致。

第三章,本章重點(diǎn)對擺線轉(zhuǎn)子流量計的內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子進(jìn)行了闡述與分析。首先介紹了轉(zhuǎn)子齒形曲線的形成于特點(diǎn)。之后對擺線轉(zhuǎn)子的嚙合運(yùn)動過程進(jìn)行了計算分析,探討了嚙合角及相對滑動速率等于嚙合相關(guān)的問題,并根據(jù)齒形曲線給出了擺線轉(zhuǎn)子流量計排量的精確計算方法。在本章的最后,為了克服擺線轉(zhuǎn)子多點(diǎn)嚙合所造成的加工成本高容易卡死等問題,提出了對擺線轉(zhuǎn)子齒形曲線進(jìn)行修正的方法。第四章,本章重點(diǎn)對擺線轉(zhuǎn)子流量計用轉(zhuǎn)速檢測傳感器及二次儀表進(jìn)行了分析研究。提出一種使用永磁體配合霍爾元件的非接觸檢測方法實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的檢測。為了實(shí)現(xiàn)傳感器的優(yōu)化設(shè)計,本章對傳感器的磁路進(jìn)行了分析計算,并采用有限元的方法對磁場強(qiáng)度及磁感線分布情況進(jìn)行了仿真。而為了實(shí)現(xiàn)對流量信號的顯示,本章介紹了一種基于單片機(jī)的流量顯示二次儀表,其可對轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號進(jìn)行轉(zhuǎn)化計算,并最終顯示流量結(jié)果。因?yàn)椴捎脭?shù)字化的檢測及計算方法,其可以方便的實(shí)現(xiàn)對流量系數(shù)的微調(diào)。第五章,本章重點(diǎn)對擺線轉(zhuǎn)子流量計的各項(xiàng)實(shí)際特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究與理論分析,包括其壓力損失特性,轉(zhuǎn)速脈動特性,內(nèi)泄漏與精度特性等。介紹了實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的原理和校準(zhǔn)過程。并對產(chǎn)生壓力損失及測量誤差的原因進(jìn)行了深入的分析。因?yàn)樵谛?zhǔn)過程中,使用的橢圓齒輪流量計與樣機(jī)的測量環(huán)境不同,本文提出了采用針對具體環(huán)境情況使用折算系數(shù)進(jìn)行折算的等效體積方法,從而使得不同環(huán)境下的測量結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)對比。本章最后還在對測量誤差進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,提出了使用最小二乘法對計算流量系數(shù)進(jìn)行修正的方法,經(jīng)過修正,測量結(jié)果的精度可以達(dá)到±0.3%。第六章,概括了全文的主要研究工作和成果,并展望了今后需要進(jìn)一步研究的工作和方向。