一種探針步進及精密測位的自動裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種探針步進及精密測位的自動裝置，包括固定在定位密封法蘭上的步進裝置主支架，在所述的步進裝置主支架上安裝有滑軌，在滑軌上安裝有穿過定位密封法蘭的探針，還包括滑軌的驅(qū)動機構、以及測量探針移動距離的測量機構。本發(fā)明利用滑軌的滑動，就能夠?qū)崿F(xiàn)探針位置的改變，從而測量不同位置的參數(shù)，再利用一個驅(qū)動機構來帶動滑軌運動，當驅(qū)動機構帶動探針運動，同時利用測量機構確定出移動的距離，就能夠準確測量出在不同的插入深度時的參數(shù)，完全解決了目前的探針需要手動固定位置、要求開放層度高的問題，適用于密閉空間汽液兩相流體的測量。
【專利說明】一種探針步進及精密測位的自動裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種適用于兩相流動局部相界面參數(shù)的測量裝置，具體是一種探針步 進及精密測位的自動裝置。

【背景技術】
[0002] 汽液(氣液)兩相流動廣泛存在于核動力、電力、化工等工業(yè)【技術領域】。隨著人類對 兩相流動認識的深化，越來越多研究者從流場的局部特性角度去探索空泡份額、界面面積 濃度等參數(shù)及其分布規(guī)律。在反應堆內(nèi)，空泡的存在及其分布對反應堆內(nèi)平均冷卻劑密度、 堆芯中子動力學及反應堆穩(wěn)定運行都有重要影響。汽液兩相流動局部參數(shù)及相分布特性的 研究對兩相流數(shù)理模型的建立也具有指導意義。因此，局部空泡份額、界面面積濃度及相分 布規(guī)律的研究對反應堆熱工水力特性的認識及兩相流動數(shù)理模型的建立均具有重要意義。
[0003] 通常認為空泡份額指某一流道截面處汽相(氣相）所占面積與總截面面積的比值， 而從兩相流數(shù)學模型的角度講，空泡份額被視為是相密度函數(shù)在不同時間和空間算子下的 運算結(jié)果。從時間角度講，實驗獲得的是某一個時間分辨率下的平均值，當在局部位置處對 一段時間進行平均而獲得的測量值即為局部空泡份額。任一截面處，不同位置的局部空泡 份額分布規(guī)律表征了空泡分布的二維特性。
[0004] 目前，空泡份額及界面面積濃度等局部相參數(shù)的測量技術分為兩大類：非侵入式 和侵入式。非侵入式指測量儀器不侵入流動通道從而不會對流動造成影響的方法，包括電 阻抗法、射線衰減法、聲波衰減法，攝像法等。但此類方法絕大多數(shù)測得的是平均值，并不能 獲得局部位置的相界面參數(shù)；侵入式指測量儀器部分或全部侵入流道并對流道造成一定干 擾的測量方法，包括探針法、熱線風度儀法等，其中探針法應用較為廣泛。探針法將測量區(qū) 域從一個較大的體積或面積上縮小到一個局部范圍。因此可視為能夠測量局部點的空泡份 額、界面面積濃度等參數(shù)。探針法根據(jù)測量原理又可分為電導探針法和光學探針法。目前 的探針測量時通過將探針固定在所需測量的環(huán)境內(nèi)，然后進行測量，通常情況下，探針的位 置需要手動調(diào)節(jié)，探針的位置無法精確的測量，而且無法進行精確的定位。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供應用于一種探針步進及精密測位的自動裝置，解決目前的 探針測量方法存在難以精確測量距離、精確定位的問題，達到利用探針法進行精確測量探 針的目的。
[0006] 本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)： 一種探針步進及精密測位的自動裝置，包括固定在定位密封法蘭上的步進裝置主支 架，在所述的步進裝置主支架上安裝有滑軌，在滑軌上安裝有穿過定位密封法蘭的探針，還 包括滑軌的驅(qū)動機構、以及測量探針移動距離的測量機構。本發(fā)明是對現(xiàn)有的探針測量裝 置做出的改進，改進之處是首先設置一個定位密封法蘭，定位密封法蘭作為插入密閉空間 的進入口，采用在定位密封法蘭上固定一個滑軌，將現(xiàn)有的探針固定在滑軌上，滑軌的移動 軌跡與定位密封法蘭的軸線相互平行，通過將探針安裝在定位密封法蘭的軸線上，利用滑 軌的滑動，就能夠?qū)崿F(xiàn)探針位置的改變，從而測量不同位置的參數(shù)，再利用一個驅(qū)動機構來 帶動滑軌運動，當驅(qū)動機構帶動探針運動，同時利用測量機構確定出移動的距離，就能夠準 確測量出在不同的插入深度時的參數(shù)，解決探針測量方法存在的手動控制難以精確測量距 離、精確定位的問題。
[0007] 所述的滑軌為Z字形軌道，其包括一個移動方向與定位密封法蘭軸線相互平行的 主體，在其兩端分別設置有垂直部，在其中一個垂直部上安裝有步進滑塊，步進滑塊固定連 接在測量探針上，另一個垂直部與驅(qū)動機構連接。具體的講，滑軌采用Z字形軌道，其包括 一個水平放置的滑軌主體，該滑軌主體可以在固定基座上的滑槽內(nèi)自由滑動，其兩個端面 上外側(cè)均設置有一個堅直方向的連接結(jié)構，靠近定位密封法蘭一端的堅向連接結(jié)構向下， 作為驅(qū)動機構的驅(qū)動部分，遠離定位密封法蘭的一端設置向上的連接結(jié)構，其上安裝測量 機構，用于測量器具的安裝，從而實現(xiàn)探針的固定與推進。
[0008] 所述測量機構包括固定在測量探針上的定位夾具，在定位夾具上設置有百分表， 百分表上具有伸縮桿，百分表的輸出通過數(shù)據(jù)線傳遞給計算機。本發(fā)明通過百分表對探針 的真實水平位移進行精密測量，百分表定位在主支架上，百分表伸縮桿與Z形滑軌相接觸， Z形滑軌帶動探針橫向移動，百分表測量值即為探針的真實位移值，百分表測量值可通過數(shù) 據(jù)線輸入計算機，在計算機進行顯示，可以準確地顯示位移值。
[0009] 所述的驅(qū)動機構包括通過電機定位底座固定的電機，電機的電機軸上安裝有絲 桿，在滑軌上設置有與絲杠相匹配的內(nèi)螺紋通孔，絲桿轉(zhuǎn)動后推動滑軌在其軸線上移動。電 機固定在電機定位底座上，電機的轉(zhuǎn)動帶動絲桿轉(zhuǎn)動，絲桿與滑軌之間為螺紋配合連接，絲 桿轉(zhuǎn)動一圈，帶動滑軌在其軸線上移動一個絲桿上螺距的距離，如此，將圓周運動轉(zhuǎn)換成直 線運動，不僅大大降低了移動的速度，而且提高了移動的精度。
[0010] 所述電機為伺服電機，通過控制器可以控制伺服電機的轉(zhuǎn)動圈數(shù)。通過控制器來 控制伺服電機的轉(zhuǎn)動圈數(shù)和轉(zhuǎn)動角度，可以實現(xiàn)步進距離的精確控制。
[0011] 在所述的步進裝置主支架上安裝有安全限位針。探針屬于貴重易損件，其探針探 頭不能撞擊被測管道壁面，為了保證其安全，本發(fā)明采用了安全限位針，根據(jù)被測管道內(nèi)徑 值，可計算得到探針的最大位移值，安全限位針焊接在主支架上，當探針移動到最大位移值 上，Z形滑軌即碰到安全限位針，此時探針不能繼續(xù)前進，從而保證探針不會因失誤造成損 壞。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果： 1本發(fā)明一種探針步進及精密測位的自動裝置，采用在定位密封法蘭上固定一個滑軌， 將現(xiàn)有的探針固定在滑軌上，滑軌的移動軌跡與定位密封法蘭的軸線相互平行，通過將探 針安裝在定位密封法蘭的軸線上，利用滑軌的滑動，就能夠?qū)崿F(xiàn)探針位置的改變，從而測量 不同位置的參數(shù)，再利用一個驅(qū)動機構來帶動滑軌運動，當驅(qū)動機構帶動探針運動，同時利 用測量機構確定出移動的距離，就能夠準確測量出在不同的插入深度時的參數(shù)，解決探針 測量方法存在的手動控制難以精確測量距離、精確定位的問題； 2本發(fā)明一種探針步進及精密測位的自動裝置，采用Z字形軌道，其包括一個水平放置 的滑軌主體，該滑軌主體可以在固定基座上的滑槽內(nèi)自由滑動，其兩個端面上外側(cè)均設置 有一個堅直方向的連接結(jié)構，靠近定位密封法蘭一端的堅向連接結(jié)構向下，作為驅(qū)動機構 的驅(qū)動部分，遠離定位密封法蘭的一端設置向上的連接結(jié)構，其上安裝測量機構，用于測量 器具的安裝，從而實現(xiàn)探針的固定與推進； 3本發(fā)明一種探針步進及精密測位的自動裝置，絲桿與滑軌之間為螺紋配合連接，絲桿 轉(zhuǎn)動一圈，帶動滑軌在其軸線上移動一個絲桿上螺距的距離，將圓周運動轉(zhuǎn)換成直線運動， 不僅大大降低了移動的速度，而且提高了移動的精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明外殼沿安裝條半剖后的結(jié)構示意圖。
[0014] 附圖中標記及相應的零部件名稱： 1 一定位密封法蘭，2-步進裝置主支架，3-緊固螺母，4一步進滑塊，5-伸縮桿，6-定 位夾具，7-探針，8-百分表，9一滑軌，10-絲桿，11 一安全限位針，12-電機軸，13-電機 定位底座，14 一電機，15-計算機，16-控制器。

【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。 實施例
[0016] 如圖1所示的原理圖，本發(fā)明一種探針步進及精密測位的自動裝置，包括固定在 定位密封法蘭1上的步進裝置主支架2,步進裝置主支架2通過緊固螺母3固定，在步進裝 置主支架2上安裝有滑軌9,滑軌9采用Z字形軌道，其包括一個水平放置的滑軌主體，該滑 軌主體可以在固定基座上的滑槽內(nèi)自由滑動，其兩個端面上外側(cè)均設置有一個堅直方向的 連接結(jié)構，靠近定位密封法蘭1 一端的堅向連接結(jié)構向下，在連接件上設置有一個螺孔，螺 孔內(nèi)設置有內(nèi)螺紋，在電機定位底座13上固定有電機14,電機14為伺服電機，通過控制器 16可以控制伺服電機的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，電機14的電機軸12上安裝有精密的絲桿10,絲桿10穿 過螺孔；在遠離定位密封法蘭1的一端設置向上的連接結(jié)構，在其上安裝有步進滑塊4,步 進滑塊4通過螺紋與探針7固定連接，在探針7扇剛還固定安裝有一個定位夾具6,在定位 夾具6下方連接有一個固定的百分表8,百分表8的伸縮桿5朝向步進滑塊4,百分表8測 量的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸給計算機15 ;根據(jù)被測管道內(nèi)徑值，可計算得到探針7的最大位 移值，安全限位針11焊接在步進裝置主支架2,當探針7移動到最大位移值上，Z形軌道即 碰到安全限位針11，此時探針7不能繼續(xù)前進，從而保證探針7不會因失誤造成損壞。
[0017] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依 據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保 護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種探針步進及精密測位的自動裝置，其特征在于：包括固定在定位密封法蘭（1) 上的步進裝置主支架（2)，在所述的步進裝置主支架（2)上安裝有滑軌（9)，在滑軌（9)上安 裝有穿過定位密封法蘭（1)的探針（7)，還包括滑軌（9)的驅(qū)動機構、以及測量探針（7)移動 距離的測量機構。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種探針步進及精密測位的自動裝置，其特征在于：所述的 滑軌（9)為Z字形軌道，其包括一個移動方向與定位密封法蘭（1)軸線相互平行的主體，在 其兩端分別設置有垂直部，在其中一個垂直部上安裝有步進滑塊（4)，步進滑塊（4)固定連 接在測量探針（7)上，另一個垂直部與驅(qū)動機構連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種探針步進及精密測位的自動裝置，其特征在于：所述測 量機構包括固定在測量探針（7)上的定位夾具（6)，在定位夾具（6)上設置有百分表（8)，百 分表（8 )上具有伸縮桿（5 )，百分表（8 )的輸出通過數(shù)據(jù)線傳遞給計算機（15 )。
4. 根據(jù)權利要求1至3中任意一項所述的一種探針步進及精密測位的自動裝置，其特 征在于：所述的驅(qū)動機構包括通過電機定位底座（13)固定的電機（14)，電機（14)的電機軸 (12)上安裝有絲桿（10)，在滑軌（9)上設置有與絲杠（10)相匹配的內(nèi)螺紋通孔，絲桿（10) 轉(zhuǎn)動后推動滑軌（9)在其軸線上移動。
5. 根據(jù)權利要求4所述的一種探針步進及精密測位的自動裝置，其特征在于：所述電 機（14)為伺服電機，通過控制器（16)可以控制伺服電機的轉(zhuǎn)動圈數(shù)。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種探針步進及精密測位的自動裝置，其特征在于：在所述 的步進裝置主支架（2)上安裝有安全限位針（11)。
【文檔編號】G01N33/00GK104062447SQ201410280787
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權日:2014年6月23日
【發(fā)明者】鮑偉, 徐建軍, 謝添舟, 陳炳德, 黃彥平 申請人:中國核動力研究設計院