用于測量不平行噴嘴浮板機構的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明主要涉及力傳感器領域，尤其涉及一種用于測量不平行噴嘴浮板機構的裝置。
【背景技術】
[0002]文獻ZL200810019550.2提出了一種具有單孔噴嘴結構的噴嘴浮板機構。噴嘴浮板機構用于測量垂直于浮板表面力的大小時不受與浮板表面平行方向作用力的干擾，但在使用過程中，無法保障噴嘴與浮板之間始終保持平行。當噴嘴與浮板之間發生傾斜，產生小角度的傾角，造成實際測量精度不盡人意。經過理論與實驗研究發現，當噴嘴與浮板之間產生傾角時，噴嘴與浮板之間氣膜流場中氣體流速和壓力會分布不均。在具有單孔噴嘴結構的噴嘴浮板機構中，氣體從噴嘴上的小孔流經噴嘴與浮板之間后再排入大氣，如果噴嘴與浮板之間是平行的，則在理論上流經各個點的氣體壓力相同，當噴嘴與浮板之間是不平行的，則沿氣流方向的各個點的氣膜厚度不一致，導致測量的各個點氣體壓力不同，影響了測量結果的準確性。
[0003]但是在實際應用中，無法完全避免噴嘴與浮板之間不平行的狀況，需要了解不平行狀況下的噴嘴與浮板之間氣膜流場的實際情況，在現有的單孔噴嘴結構的噴嘴浮板機構中無法實現。
【發明內容】
[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種用于測量不平行噴嘴浮板機構的裝置，先了解當噴嘴與浮板之間不平行時，氣體流場的實際壓力分布，以完善測量結構的準確性，得到一個更合理的實驗結果；從而利用該裝置，可以通過不同的實驗分析出當噴嘴浮板機構中噴嘴與浮板平面產生不同程度的傾斜，會對壓力的分布產生哪些影響，噴嘴與浮板平面之間傾斜一定角度時，各個點隨氣膜厚度變化而產生的不同。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種用于測量不平行噴嘴浮板機構的裝置，其特征在于:包括左支架、右支架，左支架、右支架上橫設有上部支架；左支架為圓柱形支架且在中間位置安裝一個可變形的橢圓形氣囊，上部支架的兩端端部固定氣浮軸承外殼，上部支架中部固定浮板，右支架的下部墊入一塊可更換的已知尺寸的薄型墊片；浮板的下方設有噴嘴頭，噴嘴頭上設有A、B兩個對稱的測試點，A、B兩測試點處分別設有A點測壓孔、B點測壓孔，A點測壓孔、B點測壓孔上分別設有A點承壓腔、B點承壓腔，A點承壓腔、B點承壓腔與一個共同的進氣腔連通，A點測壓孔、B點測壓孔中分別設有A點測壓計、B點測壓計；氣浮軸承外殼的兩側分別設有氣浮孔，浮板的上方設有用于測量氣浮孔的壓力值的差壓計、邁克爾測角裝置，邁克爾測角裝置包括有激光器，激光器的出射光光路上依次設有分光鏡、平面鏡一，分光鏡、平面鏡一的反射光光路上分別設有一個平面鏡二，兩個平面鏡二均設在浮板上，兩平面鏡二的反射光由光電接收器接收，差壓計、光電接收器與計算機連接。
[0006]本發明的優點是:
本發明可以分析出當現有的單孔供氣噴嘴浮板機構出現噴嘴與浮板平面之間不平行狀況時，氣膜厚度與壓力之間的關系，能更好的提供其工作穩定性好和測量精度。
【附圖說明】
[0007]圖1為不平行噴嘴浮板機構的的結構示意圖。
[0008]圖2為本發明的整體結構示意圖。
[0009]圖3為本發明的局部放大示意圖。
[0010]圖中標號:I是噴嘴頭，2是進氣腔，3是B點測壓孔，4是B點承壓腔，5是A點測壓孔，6是A點承壓腔，7是氣浮軸承外殼，8是浮板，9是邁克爾測角裝置，10是差壓計，11是左支架，12是上部支架，13是右支架，14是A點測壓計，15是B點測壓計，16薄型墊片，17是激光器，18是分光鏡，19是平面鏡一，20是光接收器，21是計算機，22是平面鏡二，23是橢圓形氣囊，24是氣浮孔。
【具體實施方式】
[0011]如圖1-3所示，一種用于測量不平行噴嘴浮板機構的裝置，包括左支架11、右支架13，左支架11、右支架13上橫設有上部支架12 ;左支架11為圓柱形支架且在中間位置安裝一個可變形的橢圓形氣囊23，上部支架12的兩端端部固定氣浮軸承外殼7，上部支架12中部固定浮板8，右支架13的下部墊入一塊可更換的已知尺寸的薄型墊片16 ;浮板8的下方設有噴嘴頭1，噴嘴頭I上設有A、B兩個對稱的測試點，A、B兩測試點處分別設有A點測壓孔5、B點測壓孔3，A點測壓孔5、B點測壓孔3上分別設有A點承壓腔6、B點承壓腔4，A點承壓腔6、B點承壓腔4與一個共同的進氣腔2連通，A點測壓孔5、B點測壓孔3中分別設有A點測壓計14、B點測壓計15 ;氣浮軸承外殼7的兩側分別設有氣浮孔24，浮板8的上方設有用于測量氣浮孔24的壓力值的差壓計10、邁克爾測角裝置，邁克爾測角裝置包括有激光器17，激光器17的出射光光路上依次設有分光鏡18、平面鏡一 19，分光鏡18、平面鏡一 19的反射光光路上分別設有一個平面鏡二 22，兩個平面鏡二 22均設在浮板8上，兩平面鏡二 22的反射光由光電接收器20接收，差壓計10、光電接收器20與計算機21連接。
[0012]本發明的原理是:
如圖1，噴嘴頭I上有A點和B點兩個不同的測壓點，兩點有一個共同的進氣腔2，保障兩點進氣壓力一致，B點測壓孔3和A點測壓孔5同時測量兩點的壓力值。氣浮軸承外殼7和浮板8—起旋轉角度Θ，呈現噴嘴與浮板平面的不平行狀態。氣浮軸承外殼7給浮板8提供側向力支承，當浮板發生傾斜狀況時受力情況改變，可以保障浮板的穩定。邁克爾測角裝置通過一系列折射光，反射光照到安裝在浮板表面的的平面鏡，來測量浮板8旋轉的角度Θ。該裝置可以精確的測量出微小的角度變化，可以滿足本發明的小角度測量。差壓計10是用來測量氣浮軸承外殼兩側氣浮孔的壓力差，可以了解浮板傾斜產生的受力狀況。通過角度測量得到Θ角，可以間接計算出兩點的氣膜厚度，再通過B點測壓孔3和A點測壓孔5得到兩點的氣壓值，可以分析出兩點氣膜厚度與壓力之間的關系。
[0013]如圖2，左支架11為圓柱形支架，在中間位置安裝一個橢圓形氣囊23起到變形作用，當右支架13被抬高是，氣囊可以產生拉伸作用，不會破壞結構的整體性，也能保持整個裝置的測量穩定性。上部支架12起到固定浮板8和氣浮軸承外殼7的作用，保障浮板和氣浮軸承外殼一起旋轉相同角度，始終保持平行狀態。右支架13則起到提供旋轉角的作用，如圖3所示，在右支架下部墊入一塊已知尺寸的薄型墊片16，可以更換不同尺寸的薄型墊片以達到不同的旋轉角度。
[0014]在右支架13的下部墊入薄型墊片16，抬起上部支架12，帶動浮板8和氣浮軸承外殼7旋轉一定角度Θ。通過連接的邁克爾測角裝置測量出微小的角度Θ，通過計算得到A，B兩點的氣膜厚度hA，hB。A點的測壓計14和B點的測壓計15同時測量出A，B兩點的氣壓值PA，Pb O通過分析就可以得出A，B兩點的氣膜厚度hA，匕和A，B兩點的氣壓值P A，Pb之間的相關關系，以此可以消除正常測量時應為浮板發生傾斜導致的測量誤差，達到更高的測量精度。
【主權項】
1.一種用于測量不平行噴嘴浮板機構的裝置，其特征在于:包括左支架、右支架，左支架、右支架上橫設有上部支架；左支架為圓柱形支架且在中間位置安裝一個可變形的橢圓形氣囊，上部支架的兩端端部固定氣浮軸承外殼，上部支架中部固定浮板，右支架的下部墊入一塊可更換的已知尺寸的薄型墊片；浮板的下方設有噴嘴頭，噴嘴頭上設有A、B兩個對稱的測試點，A、B兩測試點處分別設有A點測壓孔、B點測壓孔，A點測壓孔、B點測壓孔上分別設有A點承壓腔、B點承壓腔，A點承壓腔、B點承壓腔與一個共同的進氣腔連通，A點測壓孔、B點測壓孔中分別設有A點測壓計、B點測壓計；氣浮軸承外殼的兩側分別設有氣浮孔，浮板的上方設有用于測量氣浮孔的壓力值的差壓計、邁克爾測角裝置，邁克爾測角裝置包括有激光器，激光器的出射光光路上依次設有分光鏡、平面鏡一，分光鏡、平面鏡一的反射光光路上分別設有一個平面鏡二，兩個平面鏡二均設在浮板上，兩平面鏡二的反射光由光電接收器接收，差壓計、光電接收器與計算機連接。
【專利摘要】本發明公開了一種用于測量不平行噴嘴浮板機構的裝置，包括左支架、右支架，左支架、右支架上橫設有上部支架；左支架為圓柱形支架且在中間位置安裝一個可變形的橢圓形氣囊，上部支架的兩端端部固定氣浮軸承外殼，上部支架中部固定浮板，右支架的下部墊入一塊可更換的已知尺寸的薄型墊片；浮板的下方設有噴嘴頭，噴嘴頭上設有A、B兩個對稱的測試點，A、B兩測試點處分別設有A點測壓孔、B點測壓孔，浮板的上方設有用于測量氣浮孔的壓力值的差壓計、邁克爾測角裝置。本發明可以分析出當現有的單孔供氣噴嘴浮板機構出現噴嘴與浮板平面之間不平行狀況時，氣膜厚度與壓力之間的關系，能更好的提供其工作穩定性好和測量精度。
【IPC分類】G01B11/06, G01L15/00, G01L13/00
【公開號】CN105092142
【申請號】CN201510249837
【發明人】黃斌, 陶佳月, 易嘉靖, 劉良昌, 解媛, 史慧斌, 郭浩
【申請人】合肥工業大學
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年5月15日