[发明专利]差压式流量计孔板检测仪及其检测方法

权利要求书

1.一种差压式流量计孔板检测仪，其特征在于：包括安装在底座(19) 上的步进电机(1)、定位装置(13)和升降工作台(18)，步进电机(1)依 次与套筒式联轴器(3)、高精度螺距的丝杠(5)和旋转编码器(8)同轴连 接，丝杠(5)外套有螺母拖板(4)，螺母拖板(4)上装卡有水平设置的顶 板(6)，螺母拖板(4)通过导向槽(22)与夹持装置(9)连接，夹持装置 (9)通过滑动配合孔与靠模装置(10)的导向块(20)连接，夹持装置(9) 与靠模装置(10)之间为滑动配合，靠模装置(10)的一端下表面固联刚性 的靠模触头(11)，靠模触头(11)与装卡于定位装置(13)上的标准孔板 (12)的标准检测面相接触，靠模装置(10)的另一端下表面装卡电感传感 器(14)，升降工作台(18)上放置有被测孔板，电感传感器(14)的测头 与被测孔板被测面相接触。

2.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于：所述导向块(20)上 端的凸台(2)中心凹槽内设置有一弹簧(7)，弹簧(7)的两端与顶板(6)、 凸台(2)分别接触。

3.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于：所述升降工作台(18) 选用剪叉式可升降工作台，升降工作台(18)上设置有调整用的手轮(21)、 装卡用的V形块(17)和挡板(16)。

4.一种差压式流量计孔板检测方法，其特征在于：利用一种差压式流 量计孔板检测仪，该检测仪的结构是，包括安装在底座(19)之上的步进电 机(1)、定位装置(13)和升降工作台(18)，步进电机(1)依次与套筒式 联轴器(3)、高精度螺距的丝杠(5)和旋转编码器(8)同轴连接，丝杠(5) 外套有螺母拖板(4)，螺母拖板(4)上装卡有水平设置的顶板(6)和夹持 装置(9)，螺母拖板(4)通过导向槽(22)与夹持装置(9)连接，夹持装 置(9)通过滑动配合孔与靠模装置(10)的导向块(20)连接，夹持装置 (9)与靠模装置(10)之间为滑动配合，靠模装置(10)的一端下表面固 联刚性的靠模触头(11)，靠模触头(11)与装卡于定位装置(13)上的标 准孔板(12)的标准检测面相接触，靠模装置(10)的另一端下表面装卡电 感传感器(14)，升降工作台(18)上放置有被测孔板，电感传感器(14) 的测头与被测孔板被测面相接触，

该方法利用上述的差压式流量计孔板检测仪，具体按照以下步骤实施：

步骤1、检测前的准备：

1.1)将靠模装置(10)的位置置于测量起测点；1.2)在定位装置(13) 上装卡好标准孔板(12)；1.3)将被测孔板(15)置于升降工作台(18)上 定位；调整升降工作台(18)的高度，并调整电感传感器(14)的测头位置 及角度，使得被测孔板(15)的被测面起测点与电感传感器(14)的测头在 预置位移量下接触，将该位置设置为电感传感器(14)的相对初始零位；

步骤2、靠模检测：

2.1)启动步进电机(1)，丝杠(5)转动，螺母拖板(4)和夹持装置(9) 同时沿轴向运动，带动靠模装置(10)同向运动，靠模触头(11)沿着标准 孔板(12)的剖面轮廓线运动，电感传感器(14)的测头也沿相同的轨迹在 被测孔板(15)的被测母线上运动；丝杠(5)每旋转一周，旋转编码器(8) 则输出一定的脉冲数给计数系统，该脉冲数与丝杠(5)的螺距相对应，根 据测量要求，螺母拖板(4)及靠模装置(10)移动一个设定距离，数据采 集系统就从电感传感器(14)采集一个采样值，直到电感传感器(14)采样 值出现大的跳变值，结束采样并记下测量中的总脉冲数；

2.2)将直到采样值发生跳变时之前的所有采样值，逐点依次向孔板理论 轮廓线对应点进行叠加，得到测量线，将该测量线上的采样值以孔板理论轮 廓线的转折拐点为界分为两组，这两组采样值分别在孔板开孔厚度e的范围 内以及孔板厚度E与e差的范围内，对这两组采样值进行直线拟合得到两条 拟合直线，这两条线的交叉点即为被测轮廓线的转折拐点，再基于最小二乘 直线拟合理论具体处理如下：

a)、在全量程范围内获取原始采样值(X_i，Y_i)，其中i＝0，1，2，…，n，n为采 样总点数；

b)、将原始采样值顺序叠加于孔板理论轮廓线，得到新的数据序列 {(x_i，y_i)}，数据总数仍为n；

c)、将数据序列{(x_i，y_i)i＝0，1，2，…，n}以孔板理论轮廓线的转折拐点为 界分为两组：一组为{(x_i，y_i)i＝0，1，2，…，k}，另一组为{(x_i，y_i)i＝ k+1，k+2，…，n}；

d)、将上述两组数据分别进行最小二乘直线拟合，得到两条直线方程：

y＝b₁₀+b₁x，           (1)

y＝b₂₀+b₂x；           (2)，其中

b1=(Σi=1kxiyi-Σi=1kxiΣi=1kyik)(Σi=1kxi2-(Σi=1kxi)2k),]]>b2=(Σi=k+1nxiyi-Σi=k+1nxiΣi=k+1nyin-k)(Σi=k+1nxi2-(Σi=k+1nxi)2n-k),]]>

b10=Σi=1kyik-b1Σi=1kxik,]]>

b20=Σi=k+1nyin-k-b2Σi=k+1nxin-k,]]>

根据方程(1)和方程(2)，求出两条直线的交点，即被测孔板轮廓线 转折拐点，以及该两条直线的夹角θ，即称为被测孔板的开孔边缘锐度θ；

2.3)经过算法处理，得到被测孔板轮廓线两条棱边的拟合直线方程及其 转折拐点坐标，求得被测孔板的开孔边缘锐度θ的角度值、孔板开孔厚度e 的值及孔板厚度E的值，将该三个实际值与预设的角度值、开孔厚度基准值、 孔板厚度基准值进行比较，如果各数值误差在工艺允许的范围内，即可判断 被测孔板合格；如果各数值误差超过工艺允许的范围，即可判断被测孔板不 合格。